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1、UML与Z结合的建模过程及其应用计算机科学2007Vo1.34No.5UML与Z结合的建模过程及其应用)祝义张永常张广泉.黄志球(南京航空航天大学信息科学与技术学院南京210016)(徐州师范大学计算机科学与技术学院徐州221116)(苏州大学计算机科学与技术学院苏州215006).摘要软件体系结构建模是软件设计过程中的关键环节,论文首先讲述了目前工业界面Il当的一些问题,指出在软件体系结构建模过程中引入形式化方法的必要性,然后提出了UML与Z结合的建模过程,最后通过一个实例来描述它的应用.关键词UML,Z,软件体系结构,建模,形式化方法Modelin
2、gProcessanditsApplicationBasedonUMLandZZHUYi?.ZHANGYong-ChangzZHANGGuang-Quanz'.HUANGZhi-Qiu(CollegeofInformationScienceandTechnology,NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Nanjing210016)(SchoolofComputerScienceandTechnology,XuZhouNormalUniversity,Xuzhou221116).(SchoolofC
3、omputerScienceandTechnology,SuZhouUniversity,Suzhou215006).AbstractModelingsoftwarearchitectureisakeypartindesigningsoftware.Firstly,thispaperdescribessomeprob—lemsinsoftwareindustry,andpointsoutitisnecessarytoapplyformalmethodsinmodelingsoftwarearchitecture.Thenamethodofmodelin
4、gprocessbasedonUMLandZisproposed.Finally,aninstanceisrealizedfordescribingthewholeprocess.KeywordsUML,Z,Softwarearchitecture,Modeling,Formalmethod1引言2UML与Z结合的建模过程UML自从1995年被着名的软件工程学家GradyBooch,IvarJacobson,JamesRumbaugh提出后,经过不断的使用,发展,修改和完善,已趋于成熟I-.作为一种语义丰富,通用,可视化的面向对象建模语言和事实上的国际
5、工业标准,UML适用于各种应用领域的建模,包括大型,复杂,实时,分布式,集中式数据或计算以及嵌入式系统等等.目前,虽然UML已经成为事实上的工业标准,然而,近几年来,随着软件规模和复杂性不断增大,UML的不足就显露出来了[3],这主要是由于复杂系统的建模往往需要进行严格的语义分析,而UML却缺乏准确的语义,这使得对模型难以进行一致性检查和正确性分析,进而限制了它的有效性,所以UML有必要在形式化方面进行拓展.形式化方法,也成为形式化开发方法,源于Dijkstra和Hoare的程序验证,其研究与应用已经走过了至少25年的历史.它的最主要的优点是具有精确性
6、,可以验证,并且便于机器支撑和自动处理等.这些特点对克服目前软件生产中软件的可靠性差,难以实现自动化的困境具有明显的作用.本文探讨了如何将UML和形式化描述语言z在软件体系结构建模中结合使用,寻求一种在软件体系结构建模过程中UML到z的映射与转换机制,为今后的软件体系结构建模提供一点经验和思路.UML与z结合的建模过程和UML统一建模过程有明显的不同,它的目标是希望能够直接构造出尽可能正确的系统.图1是UML与z结合的建模过程图.因为UML与z结合的建模过程和UML统一建模过程的目标不同,所以它们的开发模式也不一样.UML与z结合的建模过程需求分析和设
7、计阶段需要投入大量的工作量,通常占到全部工作量的6O～7O,编码和测试工作则只占3O～4O.而UML统一建模过程的编码和测试所需的工作量非常大,一般要占到6O～7O.从这里可以看出UML与z结合的建模过程在需求分析和设计阶段所投入的工作量要远远大于UML统一建模过程.这主要是因为设计阶段使用了形式化说明与验证,保证了软件体系结构设计的一致性和可靠性,从而使得后期的编码和测试工作变得相对简单.用需高形式户求蓄蓄形形级规范软式式语自动件规蓄—●化_.-化__-言.-.生成产需—■格--用__.求说例说验代测试品明图明证码变量测试图1UML与Z结合的建模过程
8、*)基金项目:中国科学院计算机科学国家重点实验室开放课题(SYsKF0303)"软件体系结构求
