基于圖變換可視化層次用例建模及演化方法的研究

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1、摘要UML(UnifiedModelingLanguage)作為一種標(biāo)準(zhǔn)的可視化建模語言,在軟件開發(fā)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,是近年來可視化建模和模型演化研究的熱點(diǎn)。UML中得到廣泛應(yīng)用的用例模型由于缺乏嚴(yán)格一致的語法和語義規(guī)范,導(dǎo)致模型難以演化,嚴(yán)重影響用例模型的質(zhì)量和建模效率。隨著軟件規(guī)模的不斷擴(kuò)大、軟件復(fù)雜性的不斷增加和軟件變化的不斷加劇,UML用例模型愈來愈難以適應(yīng)。論文主要研究基于圖變換理論的用例建模及演化問題。首先對可視化用例建模、軟件演化和圖變換理論的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了分析,應(yīng)用圖變換理論和謂詞邏輯,提出了一種基于圖變換的可視化層次用例建模及演化方法,對方法涉及的模型、技術(shù)、過程

2、和工具進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究,并通過門禁系統(tǒng)實(shí)例論證了方法的有效性。論文提出了基于重用的層次用例模型,給出了層次用例模型文本描述的擴(kuò)展巴科斯范式,并應(yīng)用帶屬性類型圖及圖變換原理,定義了層次用例模型可視化圖形描述的抽象文法與具體文法,構(gòu)建了由圖形描述自動(dòng)生成對應(yīng)文本描述的算法,進(jìn)一步結(jié)合事件序列,研究了層次用例模型文本描述的指稱語義。為提高圖變換在軟件演化應(yīng)用中的表達(dá)能力和處理性能,結(jié)合謂詞邏輯,論文提出了軟件演化操作描述語言SEOL(SoftwareEvolutionOperationLanguage),研究了SEOL語言的結(jié)構(gòu)化操作語義,指出了軟件演化操作語義等價(jià)的分析方法,針對SEOL

3、語言表達(dá)式,構(gòu)建了相應(yīng)的處理機(jī)制,包括處理的基本原理和處理流程,討論了圖變換操作的SEOL描述。針對層次用例模型描述的特點(diǎn),論文提出了演化式用例建模過程模型,將用例建模及演化過程分為四個(gè)階段:初始建模、擴(kuò)展、分析和重構(gòu),并基于帶屬性類型圖和SEOL語言,對各階段的活動(dòng)進(jìn)行了詳細(xì)討論。在擴(kuò)展階段,給出了擴(kuò)展操作規(guī)則和撤銷操作規(guī)則的定義。在分析階段,提出了用例大小度量、用例模型結(jié)構(gòu)復(fù)雜性度量和用例模型可重用性度量的計(jì)算方法和啟發(fā)式規(guī)則,給出了用例模型語法正確性檢查以及反模式分析技術(shù)。在重構(gòu)階段,定義了重構(gòu)操作描述規(guī)范,并進(jìn)一步對層次用例模型的重構(gòu)進(jìn)行了分類討論。同時(shí),論文還研究了層次用例模型

4、建模及演化過程的自動(dòng)化問題。結(jié)合偏序規(guī)劃和模糊聚類技術(shù),研究了用例模型演化操作的設(shè)計(jì)和優(yōu)化技術(shù)。在層次用例模型描述語法和SEOL語言的基礎(chǔ)上,討論了可視化用例建模與演化原型工具的開發(fā)??傊疚牡难芯抗ぷ鳛樘岣哂美P偷馁|(zhì)量,擴(kuò)大用例模型的應(yīng)用范圍,具有重要意義,而且也為可視化建模和軟件演化提供了科學(xué)的參考,在新一代軟件開發(fā)方法中具有良好的應(yīng)用前景。最后還對本文所作的研究工作進(jìn)行了總結(jié),指出了在本文研究基礎(chǔ)上進(jìn)一步的研究工作。關(guān)鍵詞圖變換,模型演化,可視化建模,層次用例模型,軟件演化操作語言IIABSTRACTUML(UnifiedModelingLanguage)iswidelyuse

5、dinthesoftwaredevelopmentfieldasastandardvisualmodelinglanguage,andisoneofsignificantstudysubjectofvisualmodelingandmodelevolutioninrecentyears.ExtensivelyusedUMLusecasemodelisdifficulttoevolveprimarilybecauseofthelackofastrictandconsistentsyntaxandsemanticsspecificationonnsecasemodel,andthisheav

6、ilyaffectsthequalityofusecasemodelandthemodelingefficiency.Withtheenlargingofsoftwarescale,theincreasingofsoftwarecomplexityandtheacceleratingofsoftwarechangeffequency,UMLusecasemodelbecomesmoreandmoredifficulttoadapttothesesituations.Thedissertationprimarilystudiestheusecasemodelingandevolvingba

7、sedongraphtransformationtheory.Firsttheresearchandapplicationbackgroundsareinvestigated,whichincludevisualusecasemodeling,softwareevolutionandgraphtransformationtheory.Thenavisualhierarchicalusecasemodelingandevolution

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