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UML軟件開發過程和支持環境研究論文

實用文 時間:2021-08-31 手機版

UML軟件開發過程和支持環境研究論文

  國際上,軟件工程領域在近3年內取得了前所未有的發展,其成果超過軟件工程領域過去10至15年來的成就總和。其中最重要的、具有劃時代意義的成果之一就是統一建模語言UML(Uni—fiedModelingLanguage)的出現。

  UML是繼80年代末和90年代初面向對象建模技術高潮后,出現方法學大戰,應市場對統一建模語言的要求,由世界著名的面向對象技術專家Booch>Jacobson和Rumbaugh發起,在著名的Booch表示法、OOSE方法和OMT方法的基礎上,廣泛征求意見,集眾家之長,幾經修改而完成時。在美國,截至1996年10月,UML已經獲得工業界、科技界和應用界的廣泛支持,已有700多個公司表示支持采用UML語言作為建模語言。

  到1997年11月17日UML被OMG(ObjectManagementGroup)米納為基于面向對象技術的建模語言標準。這標志著面向對象技術中建模語言的爭論暫時告一段落。

  作為建模語言,UML可以說是一種定義良好、易于表達、功能強大且普遍適用的建模語言,

  它為用戶建模提供了完整的符號表示和不同層次的兀模型(metamodel)如用例圖(uses—casedia—gram)包圖(packagediagram)、類圖(classdiag—ram)、狀態圖(statediagram)、X寸象圖(objectdia—gram)、活動圖(activitydiagram)、順序圖(se—quencediagram)合作圖(collaborationdiagram)組件圖(componentdiagram)、配置圖(deploy—mentdiagram)等。它的作用域不僅支持面向對象的分析與設計,還支持從需求分析開始的軟件開發的全過程,但如何恰當地將這些可視化圖形建模技術用于解決軟件開發所面臨的問題以及對建模過程的研究和支持工具的研究,仍是目前該領域的熱點問題。

  目前,在基于UML的開發方法和環境方面國際上已經進行了一些研究和實際開發工作。Ra—tional公司正致力于它稱之為Objectory過程的研究,并試圖將其原有支持OMT的工具作進一步擴充,以期支持UML建模,并支持對OMT模型的升級。國內對UML的研究尚處于起步階段。

  本文從當前對軟件開發過程的需求出發,提出了UML柔性軟件開發過程,并設計了相應的集成化支持環境的組成框架。

1UML柔性軟件開發過程

  電子計算機技術和現代通訊技術的飛速發展正迅速改變著人們對時間和空間的概念,世界在物理上正變得越來越小,而內容卻比以前任何時候都復雜。全球經濟競爭、信息高速公路等近代信息技術都迫使各個企業面臨著新的挑戰。為了能在瞬息萬變的市場和激烈的競爭中保住一席之地,負責信息技術機構的主管人員將不得不學會應變管理技術(changemanagement)。在軟件開發領域,需要改變其開發與生產的范式,以滿足這種新的需求。

  傳統的軟件開發模式越來越難以滿足當前企業和市場的需求。新的產品開發周期已不再是一次性的從需求定義、軟件設計、實現和交付,迭代式增量開發方式已得到廣泛采用。這是由于軟件系統的規模越來越大,其復雜程度不斷提高,而與此同時又不得不面臨激烈的競爭對手和瞬息萬變的市場。時間就是效益,誰先占領市場,誰就是勝利者。但是占領市場和擊敗對手的條件除了時間之外,更重要的是過硬的質量和提供用戶真正需要的產品。因此將新的.軟件開發模式歸結為圖1所示的迭代式開發和圖2所示的柔性軟件開發模型。

  所謂柔性軟件開發是指軟件開發過程應在需求工程的牽引下,首先建立系統模型,對模型進行模擬、分析和調整,進行從需求到建模的“自頂向下建模,由底向上修改”即從需求工程出發,首先明確用戶要求,確定需求優先級;在此基礎上為系統建立模型,該模型應是可模擬的,通過對模型的模擬運行,以分析模型是否滿足用戶需求和滿足的程度。整個建模過程是自頂向下逐層細化的,而模擬修改則由底向上地進行。

  然后在保證模型正確的基礎上,進行代碼的生成,同時還應考慮到對需求修改的靈活性和快速響應能力,因此應能進行‘閉環開發”即不僅能支持從模型到代碼的自動生成,將新的模型轉換為代碼,還應能支持從代碼到模型的逆向變換,將原有的代碼轉化成模型,進行再次分析、修改和調整,進行新一輪的開發,從而為增量式開發提供支持,能分階段提交產品,也提高了對用戶需求變化的響應速度和應變能力,滿足用戶不斷變化的需求。

2UML軟件開發支持環境

  為此,新一代集成化UML軟件開發環境應是能無縫集成以上2個階段的一個柔性軟件開發環境。其組成應包括UML可視化建模系統、UML模擬系統、UML代碼生成系統、UML逆向變換系統及其支持環境等,且這些環境的創建均應基于UML的定義,除了語法規則外,還包括詳細的語義定義,如圖3所示。從而支持系統建模、模擬和“閉環式開發'。

  1)UML可視化建模系統UML可視化建模系統支持從系統需求、系統分析到系統設計的整個建模過程,提供UML圖形的編輯和美化工具,保證得到語法正確、語義完整的UML圖形模型,并提供包括文檔管理、圖形打印等輔助支持。可進一步分為以下幾個子系統,如圖4所示。

  ()可視化模型建造系統由于UML不僅支持對系統的對象建模,還支持對需求和系統體系結構的建模;不僅支持系統的靜態模型,還支持對系統動態模型的描述。因此模型建造系統應支持以下模型的創建和編輯:需求模型。包括靜態模型和動態模型。靜態模型即功能模型,在UML中通過用例圖描述系統功能和各功能的潛在用戶及它們之間的關系;動態模型通過活動圖支持對業務過程或事務處理過程的描述。

  系統對象模型。同樣包括靜態模型和動態模型。通過包圖、類圖和對象圖定義系統對象及對象間的靜態關系。通過順序圖、合作圖和狀態圖描述對象間的交互關系和交互順序、對象的生命周期以及生命周期中對象可能存在的狀態以及狀態間的轉換約束。

  系統體系結構模型。通過組件圖、配置圖支持軟件體系結構和硬件體系結構以及通信機制的定義。進一步還應支持軟硬件系統之間的合作關系的可視化表示。

  (2)UML語法正確性檢測機制


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