基于uml的软件体系结构建模研究与应用new

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1、http://www.paper.edu.cn基于UML的软件体系结构建模研究与应用常亚萍长春工业大学，长春(130012)E-mail：chang19830909@163.com摘要：本文对UML和ADL两种建模工具的集成应用问题进行了研究，旨在揭示一种可视化与形式化建模方法有效结合的可行途径。采用UML描述概念层和逻辑层模型更为清晰易懂，而采用ADL描述物理层模型更加易于实现。将UML与ACME/ADL集成的建模方法，在物资管理系统体系结构的建模中加以应用，对该系统的体系结构进行了有效的建模表述。论文给出了最终结论:UML与ADL软件体系结构建模中可以恰当地结合使用在描述体系结构方面相

2、辅相成、优势互补，在软件体系结构建模中可以恰当地结合使用。关键词：软件体系结构，统一建模语言，体系结构描述语言1.UML与ADL建模特性对比[18]ADL吸收了传统程序设计中严格精确的语义和语法的特点，针对软件体系结构的整体性和抽象性特点，定义和确定了适合于软件体系结构表达与描述的有关抽象元素，能有效支持所描述系统的分析、求精和验证。ADL不足之处是难以被开发人员所理解，不便于交流和使用，很难融入到当前软件开发的实践中。统一建模语言UML是一种语义，丰富、通用、可视化的建模语言和事实上的国际工业[3][11][13]标准，易于理解和交流。UML提供的丰富的视图从多个视角描述系统的不同侧面，

3、可以有效运用于软件系统的建模、分析与设计。但是，作为一种通用的语言，UML对软件体系结构的可构造性建模能力较弱，缺乏形式化语义，对体系结构的描述只能到达非形式化的层次。综上所述，UML与ADL在描述体系结构方面各有特色，比较它们各自的优势和弱势[2][4][6][7][8]，如表1所示。表1UML与ADL描述软件体系结构的特性对比特性UMLADL优势1．语义丰富、通用、标准，易于理解能为软件建立精确、无二义的和交流。发展已经成熟：模型，有效支持体系结构的求精和2．丰富的视图可以从多个视角来描述验证。系统的不同侧面，可以有效运用于分析、设计到实现的软件开发的全过程。-1-http://www

4、.paper.edu.cn弱势1．对系统体系结构的可构造性建模能1．研究仍处于初级阶段，自身所力较弱，具体来说，UML还缺乏对体能提供的技术支持与软件体系结构系结构风格和显式的软件连接件的直重要性仍有差距；接支持。2．没有统一可用的形式化描述规范2．对体系结构的描述只到达非形式化和集成开发工具，还不能对软件工层次，不能保证软件开发的可靠性，不程生命周期的各个阶段提供全面的能表现软件体系结构的本质。支持；3．易用性比UML差，不利于开以人员沟通和理解；作为新技术，发展较缓慢。适用系统分析与设计每种ADL有各自适用的领域从表中可以看出，UML与ADL在描述软件体系结构方面具有很强的互补性。AD

5、L形式化语义的精确性正好可以弥补UNL非形式化的一些不足，二者的有机结合，不仅可更好地描述体系结构模型，而且还支持下一步的求精和验证工作。2.UML与ACME/ADL集成建模方法在系统建模过程中，ACME侧重系统的代码化描述，是一种形式化建模语言;而UML[12][14]侧重系统的图符化描述，是一种可视化建模语言。UML与ADL集成起来对软件体系结构进行建模，并不表明建模过程的每个阶段都要两者共存，应根据软件开发的不同阶段和不同模型层次进行优化组合:采用UML描述概念层和逻辑层模型更为清晰易懂，而采用ADL描述物理层模型更加易于实现。具体方法是:UML运用元模型对语言中的基本概念、术语和表

6、示法给出了简单、一致、通用的定义和说明，各种视图从不同侧面描述系统体系结构模型，相当于一个个离散的对象;ACME则运用形式模型来描述UML的元模型，使这些概念在语法和语义上更加准确、统一且易于理解和交流，并且对系统组件逐步求精则实现了UML各个视图之间平滑的衔接。从应用的角度看，采用UML和ADL结合的建模方法来建立软件体系结构模型的具体步骤是:第一步:获取系统需求并确定体系结构风格。第二步:根据需求建立系统的静态模型，以构造系统的结构。第三步:描述系统的动态行为。第四步:需求到体系结构各要素的映射。第五步:细化体系结构及构件和连接件的设计。3.UML与ACME/ADL的元素映射关系UML

7、的模型元素与ADL的元素在结构并无太大差异，但在语义上有较大的差别，因此[14][18]必须用UML的扩展机制对其语义进行扩充，使之与ADL的语义相符。UML和ACME的这种对应关系表现在:(1)构件是构成软件体系结构的可组装部件，分成逻辑构件、物理构件和组织构件三大类。逻辑构件包括类和用例，分别对应于UML的类和用例。物理构件包括软件构件和节点，-2-http://www.paper.edu.cn分别对应于UML的构件