模型驱动的软件体系结构
统一建模语言 （Uniform Modeling Language, UML）
•以面向对象图的方式来描述任何类型的系统,具有很宽的 应用领域。 •其中最常用的是建立软件系统的模型,但它同样可以用于 描述非软件领域的系统,如机械系统、企业机构或业务过 程,以及处理复杂数据的信息系统、具有实时要求的工业 系统或工业过程等。 •总之,UML是一个通用的标准建模语言，可以对任何具有 静态结构和动态行为的系统进行建模。
模型驱动的软件体系结构
UML的静态建模机制
•用例图(Use case diagram) •类图(Class diagram) •对象图(Object diagram ) •包(Package) •构件图(Com)
模型驱动的软件体系结构
模型驱动的软件体系结构
模型驱动的软件开发模式
与传统开发模式的不同： •元模型和模型映射技术共享: 元 模 型 和 模 型 映 射 技 术 实际上陷含了特定领域所固有的知识。在同一个领域 的应用中，都可以共享这些元模型和模型映射技术。 •模型重用:软件重用从组件的重用扩展到模型的重用。 这是软件重用的大发展。首先，组件重用有平台的限 制，而模型的重用则脱离了这个限制；其次，模型由 于它的多层次性，使得软件的重用可以在任意一个层 次上，这样就可以最大限度地重用现有成果。
模型驱动的特点:模型的层级性
诺贝尔奖获得者赫伯特 A. 西蒙(Harbert A．Simen)曾论述到 ：“ 要构造一门关于复杂系统的比较正规的理论，有一条 路就是求助于层级理论 …… 我们可以期望，在一个复杂性 必然是从简单性进化而来的世界中，复杂系统是层级结构 的”
系统A 系统B 系统C
…
系统Z
什么是模型驱动
面向功能的软件开发技术
输入 加工处理 输出
Pascal之父、结构化程序设计的先驱Niklaus Wirth最著名的一本书 ，书名叫作《算法 + 数据结构 = 程序》 程序是计算机指令的某种组合，控制计算机的工作流程，完 成一定的逻辑功能，以实现某种任务。 算法是程序的逻辑抽象，是解决某类客观问题的数学过程。 数据结构是客观事物自身所具有的结构特点（即逻辑结构） 在计算机中的具体实现（即物理结构），是计算机存储、组织数 据的方式。 软件的实现是针对数据编程的。
模型驱动的软件体系结构
模型驱动的软件开发模式
与传统开发模式的不同： •专用的元模型和模型映射技术:对于不同的领域和视角 ，可以建立起专门的元模型。采用专用的元模型建模 比使用单一元模型在准确性和完整性上有很大的提高 ，开发成本也会随之降低。而专用的模型映射工具可 以将模型映射中一些固有的范式总结成自动的分析和 处理工具，从而大大提高模型映射的质量和效率。
基于模型驱动的软件开发方法
文必龙
基于模型驱动的软件开发方法
什么是模型驱动 模型驱动的软件体系结构 模型驱动的现状 我们在做什么
什么是模型驱动
软件开发技术的发展历程 •面向功能的软件开发技术
•面向处理的 •面向函数的 •面向模块的 •面向结构的 •面向数据的
•面向对象的软件开发技术 •面向模型的软件开发技术
模型驱动的软件体系结构
MDA
模型驱动的软件体系结构
MDA
MDA的好处: •分离业务功能分析设计的制品与实现技术之间紧耦合的关系 ，从而最小化技术变化对系统的影响。
•MDA使得应用模型与领域模型在整个软件生命周期中得到 了复用
模型驱动的软件体系结构
广义的模型驱动
•为了实现系统的目标，将系统分为若干个层级，在每一个层 级上通过模型描述该层级上的实体，建立不同层级上模型之 间的映射关系。人工或计算机根据模型间的映射关系，可以 完成从源始模型到目标模型实例的变换，从而达到系统运行 的目标。 •模型可以是计算机领域的，也可以是非计算机领域的。 •建模过程就是从现实世界到计算机世界的一种映射。 •模型的驱动过程可以是人工的，也可以是自动的或半自动的 。
UML的动态建模机制
•状态图(State Diagram) •顺序图(Sequence Diagram) •合作图(Collaboration Diagram) •活动图(Activity Diagram)
模型驱动的软件体系结构
UML的局限性及改进方向
对建筑工程来说，工程师一般都有多年的经验并且对所用的各 种工程符号了如指掌，而UML的设计可能在纸上画出来看着很好 ，真正编程时却会发现很多问题。这是因为建筑工程的模型接近 于现实，而UML的设计却在另外一个世界进行。
模型驱动的软件体系结构
模型驱动的软件开发模式
与传统开发模式的不同： •空间失配问题:从计算机软件诞生的那一天起，软件开 发者就不得不同时在问题空间和解空间进行工作。这 两种空间的异构性是使软件质量难以得到保证的一个 重要原因。而在MDA的开发模式中，问题空间和解空间 中间的鸿沟被众多的元模型填平了。单一的问题空间 和解空间被多个相对的问题空间和解空间所代替。
模型驱动的软件体系结构
UML适用于系统开发过程中的不同阶段
需求定义阶段：可以用用况来捕获用户需求。通过用况建模,描述 外部角色及其对系统的功能要求。 分析阶段：用UML类图来描述问题域中的主要概念和机制。在分析 阶段,只对问题域的对象建模,而不考虑定义软件系统中技术细节的 类(如用户接口、数据库)。 编程(构造)阶段：其任务是用面向对象编程语言将来自设计阶段的 类转换成实际的代码。在用UML建立分析和设计模型时,应尽量避免 考虑把模型转换成某种特定的编程语言。 测试阶段：单元测试使用类图和类规格说明;集成测试使用部件图 和合作图;系统测试使用用况图来验证系统的行为;验收测试由用户 进行,以验证系统测试的结果是否满足在分析阶段确定的需求。
模型驱动的软件体系结构
模型驱动的特点:可进化性
•在系统的应用过程中，持续地适应应用环境与需求的 变化，不断地由应用者或自适应地对模型进行改进. •这是模型驱动的最高境界。
模型驱动的软件体系结构
模型驱动的软件开发模式
模型A 模型B 模型C
…
模型Z
•基于模型驱动的软件开发模式就是利用模型的映射技 术完成软件的逐步求精过程。 •在MDA中，采用一组元模型为系统建模。
模型驱动的软件体系结构
MOF元对象设施（Meta-Object Facility）
元-元模型 元-元数据
元元模型
元模型
元数据
界面描述
数据字典
业务过程
…
模型
数据
设备表
员工表
资金
…
用户对象
张三 李四 王五
…
MOF的四层元数据体系结构
模型驱动的软件体系结构
MOF元对象设施（Meta-Object Facility）
什么是模型驱动
MDA
•MDA(Model-Driven Architecture)。 •MDA的关键特点就是软件开发的重点和输出不再是程序，而是各 种模型，开发人员的工作是不断拓展模型，只有到了最后阶段才会 考虑将其实现。
什么是模型驱动
模型驱动的软件开发方法
为了实现系统的目标，将系统分为若干个层级，在每 一个层级上通过模型描述该层级上的实体，建立不同层级 上模型之间的映射关系。人工或计算机根据模型间的映射 关系，可以完成从源始模型到目标模型实例的变换，从而 达到系统运行的目标。
•层级理论使复杂问题简单化。 •当从系统A到系统Z不能直接求解时，可借助一些中间层。 •软件的体系结构呈现层级的特征。 软件开发就是从用户层到软件层 求解。
模型驱动的软件体系结构
模型驱动的特点：模型的时效性
•模型可以区分“运行期模型”（Run-Time Model ）和“开发期模型”。 •开发期模型是MDA的建模驱动过程的本质。 •运行期模型揭示了广义模型驱动的本质。 •“所见即所得”就是一种典型的运行期模型的应 用。从用户模型经过一组驱动，自动输出到用户 模型，是模型驱动的最佳应用模式。
MDA驱动的第一步就是抽象出与实现技术无关、完整描述业务功能 的核心模型（Platform-Independent Model, PIM）;
针对不同实现技术制订多个映射规则，然后通过这些映射规则及辅 助工具将PIM转换成与具体实现技术相关的应用模型（PlatformSpecific Model, PSM)。 最后，将经过证实的PSM转换成代码 。
模型驱动的软件体系结构
模型驱动的软件开发模式
与传统开发模式的不同： •异构系统协作:由于元数据具有自描述能力，因此异构 的系统可以通过元数据来互相识别，互相了解，进而 互相协作。任何一个基于MDA的系统都能够存储、管理 、发布应用应用层和系统层的元数据。当组件被植入 环境的时候，可以通过与环境交换元数据来达到沟通 和协作的目的。因此，基于MDA的系统可以从根本上解 决互操作问题。
基于模型驱动的软件开发方法
什么是模型驱动 模型驱动的软件体系结构 模型驱动的现状 我们在做什么
模型驱动的软件体系结构
模型 MDA MDA的核心技术 模型驱动的特点 模型驱动的软件开发模式
模型驱动的软件体系结构
模型
模型是系统功能、结构、行为的形式化的规范。
当一个规范所基于的语言有标准的语法，且每一种结构有相应的语 义；同时还可能包含一组不同结构间分析、推理的规则时，这个规 范就是形式化的。
语法可以是图形的形式，也可是文本的形式。
语义是指该语法所描述的事物都有具体的意义。
模型驱动的软件体系结构
MDA
MDA的基本思想就是：一切都是模型。软件的生命周期就是以模型 为载体并由模型 映射所驱动的过程。
什么是模型驱动
面向对象的软件开发技术
• 将现实世界的实体用类来描述，自然，直观。 • 将数据结构与操作封装在一个类中。 • UML对OOA、OOD扮演了非常重要的角色。