基于UML的集成化软件开发环境的研究与实现

统一建模语言UML(Unified Modeling Language)的出现为研制和开发集成化面向对象软件开发环境奠定了基础.针对当前软件开发方法中所表现出的新特点,结合用户在项目开发中的实际需求,讨论了基于UML的集成化软件开发环境的设计思想及应具备的主要功能,介绍了基于该思想开发的可视化建模工具UML/Designer的功能体系结构和实现情况.     

企业信息系统领域的软件建筑模型

将软件建筑的基本概念以及研究成果引入到企业信息系统建设中,提出了企业信息系统领域的软件建筑模型.首先对软件工程方法学的发展做了简要评述,指出了软件建筑在软件过程中的重要性.随后提出了企业信息系统领域的基于软件建筑模型,包括软件建筑模型、参考需求、参考建筑等.描述了基于该模型的软件开发过程,讨论了若干相关研究工作.     

个体软件过程实验研究

为确定个体软件过程PSP(Personal Software Process)在软件开发中的实际应用效果,北京航空航天大学软件工程研究所在1997年进行了PSP的应用实验.本文首先简要介绍了PSP的原理和方法,然后给出PSP实验的结果数据,对该数据从差错率和生产效率2个方面进行了统计和分析.分析结果显示,PSP的应用对于提高软件开发效率、改善软件产品的质量有重要的意义.讨论了PSP应用过程中可能遇到的问题,指出了今后进一步的工作.     

实时嵌入式软件测试输入的可视化建模

实时嵌入式软件仿真测试是一种目前应用较广的测试技术.文中根据实时软件及其输入的特点,结合在软件工程领域有着广泛运用的统一建模语言(UML),提出了一套基于输入类图、输入顺序图并辅以输入描述的测试输入可视化建模方法,在此基础上可以自动生成测试脚本或测试数据,用于驱动实时嵌入式软件测试的进行.     

需求模式

为了解决软件开发过程中需求重用的问题,对统一建模语言中的活动图进行了扩展,用以作为软件需求捕获和描述的工具,并以此为基础通过借鉴其它模式语言的通用描述方式,提出了基于过程模型的需求模式描述语言,其描述框架包括模式名称、所属领域集合、适用语境、所要解决问题、条件约束、解决方案、模式实施、应用实例以及相关模式等方面,详细定义了语境、解决方案和相关模式的描述方式,并在此基础上给出了需求模式开发和应用的指导性原则.提出的需求模式技术,使软件最高抽象描述层次的重用成为可能,其应用必将大大提高软件开发的效率.     

可复用的需求建模方法

提出了一种特征驱动的可复用需求建模方法(RRM,Reusable RequirementMethod),此方法定义了一个可复用的需求建模过程(RRMP,Reusable Requirement Modeling Process),在领域工程和应用工程两个层面上都提出了相对完整的需求建模方法并将两个阶段有机地融合在一起.将主要研究方向着眼于领域模型的正确建立、合理剪裁和对象化过程,从而得到针对于具体应用的需求模型.在RRMP的过程指导下还将设计一个需求定制与应用开发平台(RAP,Requirement customing Application developing Platform).RAP平台立足于需求获取阶段,以用户易理解的图形化方式灵活直观地与用户进行需求交互,根据用户定制的需求自动生成具体应用的标准需求开发文档和开发过程中所产生的统一建模语言(UML,Unified Modeling Language),并最终开发出用户所需的领域内特定应用的原型系统.RAP平台主要包含3个部分:图形化需求定制工具,需求开发文档生成工具和目标应用开发工具.     

基于Petri网的UML状态图的形式化模型

提出一种可以准确描述UML状态图动态特征的形式化模型SC_Net.首先给出了UML状态图的形式化语法定义,其中用状态集合、转移集合、事件集合、条件集合、活动集合、对象集合和变量集合,定义了一系列辅助函数描述UML状态图特征,用确定目标状态和受限源状态表示层次关系,用开放事件和封闭事件表示对象之间的消息.基于C_Net定义了描述UML状态图动态语义的Petri网模型SC_Net,既能描述状态图中的控制部分,又能描述状态图中的数据处理部分,并给出了从UML状态图到SC_Net的转换步骤,便于实现自动转换过程.最后以柔性制造系统的一个实例说明SC_Net能用于分析UML状态图的性质.     

面向对象的虚拟组织集成建模方法

提出了一种适应虚拟组织业务过程动态变化的虚拟组织集成建模方法(VOIM,Virtual Organization Integrated modeling),该方法集标准化面向对象的建模语言(UML,Unified Modeling Language)、功能建模集成化定义方法(IDEF0,Integration Definition for Function Modeling)和事件驱动过程链(EPC,Event-driven Process Chain)为一体,以弥补单一方法的不足,适合复杂系统特别是虚拟组织的建模,其中:IDEF0对虚拟组织的功能建模,EPC对功能视图进行细化,UML通过实体映射关系把虚拟组织模型的各个视图有机结合起来,有利于实现系统的模块化和模型的重用;同时对建模过程中UML到EPC之间的转换方法进行了研究.最后对模型进行了形式化描述,从而使VOIM具备严格定义的抽象语法和语义,为模型的验证和仿真提供了良好的基础.     

集成化过程工程环境及其体系结构

现代化的企事业是一个极其复杂的集成化的人机系统,其内部运作需要基于计算机的应用系统的支持.因此本文讨论了一个以过程工程为核心的,将过程工程和软件工程融合为一体的集成化过程工程环境IPEE,提出了以过程模型为中心的IPEE的总体结构,并设计了分布式的过程运作环境的体系结构.     

基于Petri网的UML状态迁移策略

分析了统一建模语言(UML,Unified Modeling Language)状态图相关语义,阐述了Petri网基本特征和它所具有的建模事件并发、同步、冲突能力.为得到UML状态图无二义性的、可执行的和可验证的模型,在着色Petri网和层次化Petri网研究成果基础上,研究提出层次着色Petri网(HCPN,Hierarchical Colored Petri Net).HCPN中不同层的着色网CPN通过库所子网或变迁子网相关联.通过实例说明如何借助这些关联从HCPN中的CPN合并得到标注Petri网.标注Petri网可用于指导基于事件驱动的仿真过程,而标注Petri网转换得到的基本Petri网可用来进行特性分析,从而对所描述的UML状态图模型给出合理的评价,有利于建模系统的改进.     

Ada层次化并发软件模型的研究

基于对象Petri网,提出了层次化并发软件模型,这种模型在结构上参考了统一建模语言UML的描述机制,并用一种扩展Petri网ECPN分层描述对象的内部状态,以及对象间的相互作用,易于仿真与程序生成.模型的实际应用将有利于保证并发软件,特别是Ada95并发软件的质量,提高开发效率.     

嵌入式软件测试开发环境的框架设计

采用软件设计上的复用思想,对嵌入式软件仿真测试环境进行框架的设计,可以使测试环境在不做大幅度修改的情况下适应不同的被测软件,节省设计的时间和费用.论述了由框架开发软件的过程,并把此过程应用于测试环境;对嵌入式软件仿真测试环境进行总体分析,确定了它的3个主要组成部分;归纳出作为测试环境重要组成部分的测试开发环境的基本功能,并使用专门针对框架开发的UML-F建模语言设计了一个框架;对已开发成功的测试开发环境框架,提出了具体的框架适配方案.本设计已在实际工程中得到了应用.     

UML在航天器姿态与轨道控制应用软件需求建模中的应用

简要介绍了UML语言及其建模技术，描述了航天器姿态与轨道控制系统应用软件的组件构成与接口，并分析了组件间的依赖关系；针对航天器姿态与轨道控制应用软件的需求，对其功能需求和非功能需求进行分析研究；建立的软件需求模型实例体现了UML建模技术的特点和优势。     

嵌入式软件可靠性仿真测试系统研究

 研究嵌入式软件可靠性仿真测试方法和环境.文中给出了仿真测试系统的体系结构,并结合该体系结构对嵌入式软件可靠性仿真测试的软硬件特性,软件可靠性仿真测试的方法、测试环境配置、关键技术及其可行的解决方案作了探讨.特别地,给出了一个生成测试用例的新方法.     

UM L顺序图的形式化定义与特性分析

以统一建模语言(UML,Unified Modeling Language)规范为基础,给出UML顺序图及组合顺序图的形式化定义;并在此基础上,详细讨论了UML顺序图中对象的消息发送特性和消息接收特性,给出了发送消息集合和接收消息集合的形式化定义;同时进一步分析了对象消息发送和接收之间的一致性问题;最后,通过实例分析,对UML顺序图的特性作进一步的解释.该形式化定义与特性分析为基于UML顺序图的模型转换和模型验证提供了必要的前提条件,也为基于UML顺序图的测试用例的自动生成奠定了基础.UML顺序图的形式化描述可用于对软件结构的理解和构造可视化建模工具.     

对象Petri网模型的并发软件仿真技术的研究

并发软件的性能评价是提高软件开发质量的重要手段之一．本文重点讨论了将面向对象与Ｐｅｔｒｉ网相结合的思想用于并发软件开发中的系统建模,以及基于对象Ｐｅｔｒｉ网（ＯＰＮ）的并发软件系统的仿真技术,同时,也探讨了实现一个基于ＯＰＮ的动态仿真工具所面临的关键技术和解决方法．实践结果表明,文中讨论的实现机制与处理方法是有效和可行的．     

对象Petri网模型的并发软件仿真技术的研究

并发软件的性能评价是提高软件开发质量的重要手段之一.本文重点讨论了将面向对象与Petri网相结合的思想用于并发软件开发中的系统建模,以及基于对象Petri网(OPN)的并发软件系统的仿真技术,同时,也探讨了实现一个基于OPN的动态仿真工具所面临的关键技术和解决方法.实践结果表明,文中讨论的实现机制与处理方法是有效和可行的.     

面向领域的模型驱动智能表单系统的框架设计

表单是信息系统中信息传递的载体.为提高信息系统的开发效率,实现对已有系统的复用,并能够方便地提供原型系统,使业务管理人员更好地介入系统的开发,分析和研究了传统的表单开发方式和目前市场上的智能表单系统,以软件复用的软件工程和模型驱动架构(MDA, Model Driven Architecture)思想为指导,以领域建模为基础,借鉴已有的智能表单系统,提出了一种面向电子政务领域的以业务对象库为基础的模型驱动智能表单系统的开发方法,设计了采用XML语言进行描述的表单模型定义和采用Web服务与MBean技术的表单模型处理引擎的松耦合系统总体结构,并对该设计进行了详细的介绍.