构件式体系结构模型映射的形式化语义

语义一致性是模型驱动开发中模型转换正确性的一个重要标准,但目前模型转换中语义特性保持的定义、描述和验证仍是一个尚未解决的难题.基于软件体系结构,利用范畴理论和代数规范形式化描述体系结构模型及其间的映射关系,使之具有精确的语义.体系结构模型的形式化语义用类型范畴图表来表示,态射合成被用来追踪构件模型之间的关联和映射,不同层次模型间的映射关系用态射和函子来形式化描述.以此为基础,进一步分析了模型转换应保持的语义特性.范畴理论支持图形化建模,可以使模型中的构件关系以及结构特征可视化,有利于对模型转换的理解和追踪.应用研究表明,该描述框架很好地把握了模型驱动开发的实质、过程和要求,为模型转换和模型驱动开发提供了新的认知、设计和语义计算的指导架构.     

以体系结构为中心的模型转换的语义描述框架

在对类型范畴理论进行扩展的基础上,将其与进程代数相结合,为软件体系结构模型及其间的转换关系提供了一种统一的语义描述框架.模型的结构语义由类型范畴图表来指代,其行为语义则由范畴附带的进程行为迹来表示,模型间的映射关系用范畴理论中的态射和函子来形式化描述.该描述框架可用于模型转换中特性保持问题的描述、分析和判定,从而为模型驱动的软件开发提供有力的支持.     

基于MDA的MARTE模型形式化方法

针对嵌入式系统对可靠性和可预测性的要求,提出基于MDA对嵌入式系统的建模语言MARTE进行形式化描述的方法。建立Object-Z的元模型,定义了MARTE元模型与Object-Z元模型之间的模型转换关系,给出了MARTE模型到Object-Z模型的语义映射和语法转换的具体过程。该方法支持将MARTE模型形式化转换为Object-Z模型,有利于软件开发早期的检验和验证。     

支持模型驱动开发的软构件形式化描述方法

针对模型驱动的软件开发(MDSD)中语义特性保持的描述和验证等问题,基于类型范畴理论的形式化框架和进程代数理论,提出了一种软件结构模型的形式化描述方法。在此基础上对模型转换前后构件规范之间应满足的语义约束进行了深入的分析和探讨,从图表结构、端口与配置约束、外部行为以及可替换性等四个方面对特性约束保持的问题进行了描述,并建立了相应的判定标准。该方法能为模型之间转换规则的定义提供指导,并为模型转换的效果分析和正确性验证提供依据。应用研究表明,该方法使得构件模型的语义描述能力显著增强,可作为已有软件建模方法的一个有效补充。     

一种状态图到B规格说明的自动转换方法研究实现

状态图是UML动态视图之一,主要描述对象的动态行为,但缺乏形式化的动态语义,不利于软件从需求到代码的自动化转换。B语言支持形式化规格说明,在MDA转换过程中,把UML状态图转换为B规格说明,可以使MDA中的需求表达得更为精确。基于此,提出了一种基于EMF的状态图到B规格说明的转换方法,设计了状态图和B抽象机的元模型,定义了元模型之间的转换规则,给出了该规则的ATL描述,最后在Eclipse平台实现了状态图到B规格说明的自动转化。该方法为MDA过程中获取形式化需求提供了一种新的途径。     

模型驱动的业务流程建模工具

业务流程管理与面向服务架构为企业的高效整合提供了解决方案。基于模型驱动开发理论,提出一个精炼的业务流程元模型,解决模型间的转换问题,探讨模型实例控制流结构和语义的校验方法,根据模型驱动架构设计并实现基于该元模型的流程建模工具。     

基于MDA的Web应用开发方法

从软件工程的实施出发提出一种基于MDA的Web应用开发方法。该方法从平台无关的高层模型描述开始,依据转换两端建模元素的语法结构和语义表达特性定义模型间的映射规则,实现模型转换和代码生成。以ASP.NET作为目标平台进行实验,验证结果表明该方法遵循了MDA开发的实质、过程和要求,能够对模型驱动开发提供有力的支持。     

基于模型驱动的数据映射技术研究

给出了数据词典的逻辑结构,以数据词典的方式在元模型层上对数据模型进行统一描述,在数据词典的基础上分析了异构数据模型之间的数据映射关系。采用EBNF范式对描述映射关系的语法进行形式化定义和描述,给出映射关系的相关语义说明,为映射关系可视化建模提供图形符号元素的表示方法,使异构数据间的集成以模型驱动的方式实现。     

一种基于描述逻辑的UML模型验证方法

针对UML模型中可能会存在的概念不一致、概念冗余等语义一致性问题,该文提出一种基于描述逻辑的UML模型形式化与模型验证方法。该方法首先采用描述逻辑的子系统SHOIN（D）形式化描述UML类图、状态图以及活动图的基本模型构造,进而将UML模型转换为相应的描述逻辑本体,最终借助现有的本体推理机制验证UML模型的语义一致性问题。该方法可以为下一代的软件CASE工具实现软件模型自动推理和验证提供一种可选的技术方案。     

MEISRDL静态图模型的一致性检查方法

复杂系统需求描述语言（MEISRDL）是一种基于业务特征的信息系统需求描述语言。由于该语言是一种半形式化语言,无法进行基于精确语义的模型检验,模型中容易存在语义上的矛盾或冲突。为了解决该问题,文章提出一种MEISRDL静态图模型的一致性检查方法。该方法采用描述逻辑SHOIN（D）描述MEISRDL静态图图元,实现半形式化的MEISRDL模型的形式化转换,通过模型映射算法可以有效推理判断模型语义矛盾。实例证明：该方法解决了MEISRDL静态图模型无法进行精确语义模型检验的问题,为复杂系统需求模型的语义一致性检查工作,提供了可靠的技术支持。     

基于原语-模式的体系结构作战活动模型建模方法

为了理解、比较和集成由不同框架、不同工具及建模方法开发的体系结构,更好地支持以数据为中心的体系结构开发策略,提出了基于原语-模式的军事信息系统体系结构建模方法;依据XML的模型转换实现,重点研究了基于建模原语-模式的体系结构元模型与建模方法之间的语义映射规则;基于国际国防企业体系结构规范构建了作战活动模型(OV-5)的元模型,分别研究了OV-5的IDEF0建模和UML活动图建模的具体实现,构建了IDEF0及UML活动图与OV-5元模型数据元素严格的语义映射规则,规范了体系结构建模方法并保证了体系结构语义的精确性和一致性。     

基于知识元模型的跨模态聊天卡通表情图像合成

传统的聊天卡通表情图像生成技术主要基于预定义的聊天卡通表情图像库,通过用户的语义描 述,进行“语义-视觉”跨模态检索,匹配合适的表情图像。但是,预定义表情图像库样本数量有限且是固定 形式的,在实际的聊天场景中常常出现表情图像的错误匹配或无合适匹配。针对此问题,聚焦于合成新的聊天 卡通表情图像而非检索,设计了一种基于知识元模型的跨模态聊天卡通表情图像合成方法,根据用户的语义描 述,即时合成对应的聊天卡通表情图像。通过表情知识元模型建立聊天卡通表情图像的内在语义逻辑关系,增 强聊天卡通表情图像合成的语义一致性。通过多生成器模型,从每个元知识点合成对应的局部图像,再经过联 合生成器整合为完整的卡通表情图像,极大地减少了训练样本需求。在公开的聊天卡通表情图像合成数据集的 测试中,该方法在语义一致性上取得了更好的结果,同时在图像质量上与现有的方法具有可比性。     

基于构件技术的应用框架元模型的研究

从应用框架构造和组成的角度,使用UML(unified modeling language,统一建模语言)符号体系,提出了框架元模型,给出了框架内部组成元素的语义,特别是对扩展点的表示和实现机制进行了详细的讨论.最后以电信综合营业系统框架为例,给出了框架元模型的一个实例,并给出了应用框架的复用方法.     

面向嵌入式软件开发的UML到Simulink模型转换方法

模型驱动开发及其关键技术模型转换是近年来软件工程领域研究的热点。在嵌入式软件开发早期,不仅需要对设计模型进行静态分析,更需要对其进行动态仿真,验证系统设计的正确性。如何把设计模型和仿真模型无缝连接起来是工业部门亟待解决的问题。深入调研了UML和Simulink模型转换研究现状,详细分析了模型驱动开发中模型转换的相关技术,提出了一种UML到Simulink的模型转换方法,设计了UML元模型、Simulink元模型,撰写了UML元模型到Simulink元模型的映射规则。最后选取自动驾驶仪系统的飞行控制软件作为案例,验证了该方法的正确性。该方法能实现UML和Simulink两种异构模型同构化,提高嵌入式软件开发效率,丰富并且完善模型驱动开发,也为飞行控制系统、高速铁路控制、机载航电系统等嵌入式软件开发提供了技术支持。     

一种面向方面的模型转换语言AOMTL*

针对面向方面的PIM到面向方面的PSM的转换,提出了一种面向方面的模型转换语言AOMTL。首先建立方面模型的转换框架;然后根据此框架建立AOMTL的元模型,设计AOMTL的具体语法;最后使用AOMTL完成方面模型转换。该方法为形式化及自动化方面模型转换的描述与实现提供了一种有效的解决办法。     

基于WSMO服务质量的语义Web服务发现框架

当前对Web服务进行语义描述最流行的两个框架是OWL-S和WSMO,但它们主要都是从服务功能的角度对服务进行描述,缺乏对服务质量的明确刻画,导致服务请求者难以得到最佳服务.针对此问题,对WSMO规范进行了扩展,定义了一个服务质量(QoS)的元模型--WSMO-QoS,给出了QoS的本体词汇.在此基础上提出了基于QoS的语义Web服务发现框架,并给出一个从基本描述、IOPE、QoS三个层次实现服务匹配的算法.最后,实验结果验证了该服务匹配算法的有效性.     

A meta-model approach for formal specification and consistent management of multi-LOD building models

The design of a building is a collaborative process among experts from multiple disciplines. Using Building Information Modeling (BIM), a model is developed through multiple refinement stages to satisfy various design and engineering requirements. Such refinements of geometric and semantic information are described as levels of development (LOD). Thus far, there is no method to explicitly define an LOD’s requirements nor to precisely specify the uncertainties involved. Furthermore, despite the insufficient information in the early design stages, a BIM model appears precise and certain, which can lead to false assumptions and model evaluations, for example, in the case of energy efficiency calculations or structural analyses. Hence, this paper presents a multi-LOD meta-model to explicitly describe an LOD’s requirements, incorporating the potential fuzziness of both, geometric and semantic information of individual elements. The explicitly defined fuzziness can be taken into account when applying simulations or analyses for assessing the performance of different building design variants. To support the continuous elaboration of a building from the conceptual to the detailed design stages, the multi-LOD model makes it possible to ensure the consistency of the geometric and semantic information as well as the topological coherence across the different LODs. The feasibility of the approach is demonstrated by its prototypical implementation as a web-server and user-interface, providing a means for managing and checking the exchange requirements both at the meta-level and for concrete building model instances. The paper is concluded with a case study of a real-world construction project that demonstrates the use of the meta-model to support model analysis and the decision-making process.     

基于构件的应用框架扩展机制研究*

论述了应用框架扩展机制中构件模型、扩展点表示和依赖关系等关键问题。在分析了框架元模型组成元素的基础上,应用面向领域的特征模型的方法,对构件模型组织结构进行统一的抽象和描述,并用命题逻辑公式来表示构件之间的逻辑关系和语义约束;用UniCon语言给出了扩展点及其依赖关系的表示方式;最后通过给定的命题逻辑规则公式来验证构件模型的合理性、框架扩展的正确性。应用实例表明这种方法是有效的。     

基于OCL的模型转换语言

首先对模型驱动以及与模型驱动开发密切相关的元模型和模型转换两个问题进行了简要的说明,并介绍了模型转换框架的相关概念,然后对对象约束语言（OCL）进行了相关的讨论,并对基于OCL的模型转换语言的元模型进行了说明.最后,在讨论的基础之上,提出了基于对象约束语言的模型转换语言,为形式化及自动化的模型转换描述与实现提供了一种有效的方法.     

基于元数据语义模型的数字资源Top-N检索

提出一种以元数据为语义基础的用户查询模型用于数字资源的检索。通过改进传统关系库中的Top-N算法,以不同数据类型和元数据为语义基础,给出一种基于语义的相似度度量新方法。在此基础上开发一套智能检索系统,并将其用于上海教育资源库。应用结果表明,该系统可有效提高信息检索的准确度。