MDA_新一代软件互操作体系结构

早在年，为了解决跨平台的软件互操作问题，由软1989件技术供应商、开发者和最终用户共同发起成立了对象管理集团OMG [1]。

这个组织所提出的互操作标准已经成CORBA 为事实上的工业标准。

然而，仅仅依靠孤立的接口标准所能达到的跨平台互操作能力并不能满足需求，跨平台的软件互操作需要一个根本的解决方案。

自从标准制定以来，一直把它作为制订其CORBA OMG 他互操作标准的基础，因此这些标准很自然地可以统一在对象管理体系结构之中。

但年以来，随着一系列不OMA 1997基于的重要标准的发布，对于解决软件互操作CORBA OMG 问题有了新的认识。

建模技术的逐步完善使得软件互操作问题的解决方法不再仅仅局限于统一的接口标准，而是扩展到整个的软件生命周期，包括商务建模、系统设计、组件的构造、组合、集成、发布和管理以及更新[1]。

为了更好地挖掘众多建模标准的潜力，促进和规范建模技术的进一步发展，制定一个清晰的体系结构势在必行。

作为在软件互操作领域最有影响力的组织，于年月发布了模型驱动体系OMG 20017结构。

可以说的初衷是为了解决软件互操作问(MDA)MDA 题，但所带来的影响却将远远超越互操作领域。

概述1 MDA 的基本概念1.1 MDA 中的基本概念有模型、抽象、求精、视图、缩MDA 放、平台。

模型1.1.1 模型是对系统的一部分结构、功能或行为正式规约[1]。

首先，模型是一种系统规约，这种规约可以是对结构的规约也可以是对系统功能或系统行为的规约；其次，这种规约必须是正式的，即必须使用一种严格定义没有歧义的语言。

所以一个模型必须和一种严格定义了语法和语义的建模语言绑定在一起。

根据模型的这种定义，程序代码也是模型。

抽象、求精、视角1.1.2 一个客观系统的规约可以处于不同层面上。

例如，对于一台笔记本电脑。

可以有个规约：一台电脑、一台笔记3"""本电脑、某某牌某某型号的笔记本电脑。

如果还要细化"""下去，还会有无穷的规约来表达这个系统。

从这个例子中可以看出，在一个客观系统中可以挖掘出无穷多的细节，一个系统的任何规约都只是从一个特定的角度描述了这个系统的某个层面，都是对这个客观系统的某种程度上的抽象。

这种特定的角度或者说抽象的程度就是视角。

上述例子中的()3个规约是一个不断逼近客观现实的关系，这种关系就是抽象和求精。

简单地说，抽象就是略去无关的细节，求精就是现实化。

缩放1.1.3 对于系统中的对象和对象之间的关系，会有不同抽象程度的模型。

如图，抽象模型中的一个对象，在求精模型中1可能由多个对象组成，抽象模型中的一个关系，在求精模型中可能表现为多个关系。

从抽象模型中的一个对象关系到()求精模型中的多个对象关系的过程称为放反之则称为缩。

(),：新一代软件互操作体系结构MDA 董建武浙江大学人工智能研究所，杭州( 310027)摘要： 和等建模标准的形成使得解决分布式异构环境下互操作问题的方法有了质的飞跃。

为适应这种新形势，提出模型驱UML MOF OMG 动体系结构用以明确这些新标准的相互关系，并为制定、维护和发展建模标准提供帮助。

该文介绍了的基础思想和基本框架，并MDA MDA 对基于的软件开发模式作了阐述。

MDA 关键词：模型驱动体系结构；统一建模语言；元对象设施；公用仓库元数据：MDA Interoperational Architecture of New Generation SoftwareDONG Jianwu(Institute of Artificial Intelligence, Zhejiang University, Hangzhou 310027)【】Abstract The establishment of modeling technologies such as UML and MOF makes a great progress in the interoperability in distributed, heterogeneous environments. Adapting to this new situation, OMG issued the model driven architecture to define the relationships among OMG standards and help in the creation, maintenance and evolution of standards. This paper describes the essential idea and framework of MDA, and discusses the influence of it on software develop technology.【】Key words ；；；Model driven architecture UML MOF CWM第卷　第期292№Vol.29 2计　算　机　工　程Computer Engineering年月20032 February 2003·发展趋势热点技术· / 中图分类号： TP311文章编号：———10003428(2003)02 000303文献标识码：A平台无关和平台相关1.1.4 在中，平台指的是和系统的基础功能无关的技术MDA 细节[1]。

例如一个资金转账的组件，它的基础功能就是从一个指定的账户扣除一定数额的资金，并在另一个指定的账户里增加相同数额的资金。

无论这个组件是以对象的CORBA 方式来实现还是以来实现，这个功能是不变的。

一个不EJB 带有任何特定技术细节的系统模型，就是平台无关模型。

这种模型描述了系统独立于任何实现平台的结构和功能特征。

而包括了特定技术细节的模型，就是平台相关模型。

这种模型描述建立在特定技术基础上的系统结构和功能特征。

的模型架构1.2 MDA 在中，模型不再仅仅是描绘系统，辅助沟通的工MDA 具，而是软件开发的核心和主干。

图描绘了的模型架2MDA 构。

从中我们可以看到，一个系统从不同的视角可以为不同的模型所描述。

这些模型分为个层次：计算无关，平台无3关，平台相关，它们之间有着抽象和求精的关系。

模型之间通过模型映射机制相互映射，从而保证了模型的可追溯性。

软件的开发和更新过程就是模型自顶而下，逐步求精的过程。

首先由领域专家构建商务建模；然后由模型映射专家将商务模型映射到平台无关的计算模型；最后由平台技术专家将平台无关模型映射到平台相关模型。

的基本思想就是：一切都是模型。

软件的生命周MDA 期就是以模型为载体并由模型映射所驱动的过程。

图的模型架构2 MDA 的核心技术1.3 MDA 建模和模型映射技术是的核心，它们是元对象设MDA 施，统一建模语言 (Meta Object Facility, MOF) (Unified，公共仓库元模型Modeling Language, UML)(Common 。

Warehouse Metamodel , CWM)原对象设施1.3.1 (MOF)是的一个标准，它是一种面向对象的元－元MOF OMG 模型，为规约面向对象元模型定义了一种公共的抽象语言。

用来定义面向对象元模型的基本元素、语法和结构MOF [2]。

以定义的面向对象元模型，可以通过交换元数据来实MOF 现互操作。

为各种元模型提供了一种通用的语言基础，使它MOF 们不再是孤立的，而是可以相互映射，相互交换元数据，并相互理解。

如图表示了四层元数据结构，数据的语义由模3型来描述，模型的语义由元模型来描述，元模型的语义由来描述，则有自描述的能力MOF MOF [2]。

从中可以看到，数据的语义可以在这一层次上被最终表达，而这种表达MOF 是所有元模型的通用表达。

通过，在所有元模型间就MOF 有了一种通用语言。

""图四层元数据结构3 统一建模语言1.3.2 (UML)是一种元模型。

相比其他元模型，它具有以下个UML 3方面的优点：第一，模型不仅可以用图形化的方式表达，也可UML 以用文本方式表达。

在图形和文本之间的转化不会带来语义损失。

图形化的表达能力有利于人的理解，文本方式的表达则有利于自动处理，在两方面都有优势。

UML 第二，模型的语义表达能力十分突出，尤其是在UML 表达行为和用法的约束方面比其他元模型要丰富得多。

强有力的语义表达能力可以有效地减少建模过程中的信息失真。

第三，对和都有良好的建模能力。

对于UML PIM PSM ，可以通过内建的扩展工具版型、标记等方法来PSM UML ()表述平台特有的语义。

公共仓库元模型1.3.3 (CWM)是一组元模型，目的是为了在数据仓库工具、数CWM 据仓库平台和数据仓库存储之间建立一个商务智能元数据的交换机制[4]。

覆盖了数据仓库应用的整个生命周期，CWM 包括数据源表达、分析、仓库管理以及典型的数据仓库环境基础组件。

数据源元模型支持对多种数据源进行建模；分析元模型则用于对数据转化、、信息可视化、商业术语OLAP 以及数据挖掘的建模；仓库管理元模型则负责仓库处理、动态跟踪以及时间规划方面的建模；基础组件元模型则支持多种通用的数据仓库元素和服务，比如说数据类型、类型系统映射、抽象键值和索引、表达式等等。

基于的软件开发模式2 MDA 图表达了基于的软件开发模式。

这种开发模式采4MDA 用一组基于的元模型为系统建模。

利用模型映射技术MOF 完成软件的逐步求精过程，并保证了这个过程的可追溯性。

这种开发模式对于传统的软件开发模式在许多方面都有了根本性的改进。

异构系统协作2.1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。

任何一个基于的系统都能够存储、管理、发布应用层和系统层的MDA 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[4]。

因此，基于的系统可MDA 以从根本上解决互操作问题。

空间失配问题2.2 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保证的一个重要原因。

而在的开发模式MDA ——4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。

如图中，元模型4MM n 是元模型MM n-1的解空间，也是模型MM n+1的问题空间，而相邻两个元模型之间的失配程度要大大小于原始问题空间和解空间的失配程度。

再加上模型映射技术的辅助，失配问题可以得到很好的解决。

图基于的软件开发模式4 MDA 专用的元模型和模型映射技术2.3 对于不同的领域和视角，可以建立起专门的元模型。