基于模型驱动的软件开发方法PPT课件
基于模型驱动的软件开发方法
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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
基于模型驱动的软件开发方法研究

基于模型驱动的软件开发方法研究随着信息技术的迅速发展和需求的不断变化,传统的软件开发方式已经无法完全满足市场的需要。
在这样的背景下,模型驱动的软件开发方法出现并逐渐引起了人们的关注。
本文将围绕着基于模型驱动的软件开发方法展开研究,探讨其定义、特点、优势以及应用案例。
首先,我们需要明确模型驱动的软件开发方法的含义。
模型驱动的软件开发方法是一种基于模型的开发流程,其中模型在开发过程的各个阶段中起到了核心的作用。
开发团队通过使用模型来描述软件系统的各个方面,包括需求、设计、实现以及测试等。
模型可以是抽象的,也可以是具体的,这取决于使用的建模语言和工具。
相比于传统的软件开发方法,模型驱动的软件开发方法具有以下几个特点。
首先,模型驱动的软件开发方法强调了对系统的整体性建模,能够更好地理解和把控系统的复杂性。
其次,模型驱动的软件开发方法注重模型的重用,可以提高开发效率和质量。
再次,模型驱动的软件开发方法强调了与实际系统之间的映射关系,可以更好地保障开发的一致性和正确性。
最后,模型驱动的软件开发方法支持自动化工具的使用,可以在开发过程中提供更好的辅助和支持。
在实际的应用中,模型驱动的软件开发方法已经取得了显著的成果。
下面我们将介绍两个具体的应用案例,以期能更好地理解该方法的实际应用效果。
首先,基于模型驱动的软件开发方法在航空航天领域得到了广泛的应用。
航空航天系统开发要求高可靠性、高安全性以及高性能,传统的软件开发难以满足这些要求。
而通过使用模型驱动的软件开发方法,可以更好地建模各个系统的要求和约束,并通过自动化验证和仿真技术来确保系统的正确性和稳定性。
例如,欧洲航天局使用基于模型驱动的方法开发了一套航天器控制系统,通过该系统的模型,开发人员可以更好地理解和预测系统的行为,从而提升了系统的可靠性和性能。
其次,基于模型驱动的软件开发方法在物联网领域也取得了良好的应用效果。
物联网系统具有大规模、复杂性和异构性等特点,传统的软件开发方式很难有效地管理和开发这样的系统。
基于模型驱动开发的软件工程方法研究与应用
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基于模型驱动开发的软件工程方法研究与应用随着软件开发的不断发展,模型驱动开发(Model-Driven Development,MDD)已经成为了软件工程领域的一个重要研究方向。
MDD是一种基于模型的软件工程方法,它通过建立和操作软件系统的模型来实现软件的开发和维护。
本文将对MDD的相关概念、方法和应用进行研究和探讨。
一、MDD的相关概念MDD是一种基于模型的软件工程方法,它将软件系统的开发和维护过程中的各个阶段都建立在模型之上。
在MDD中,模型是软件系统的核心,它代表了软件系统的各个方面,包括结构、行为、功能等。
通过建立和操作模型,可以实现软件系统的自动化开发和维护。
MDD的基本思想是:先建立一个高层次的模型,然后通过模型转换自动生成低层次的代码。
这种方法可以在不同的平台上生成不同的代码,从而实现跨平台开发。
同时,MDD还可以提高软件开发效率、降低软件开发成本和提高软件质量。
二、MDD的方法MDD的方法包括模型建立、模型转换和代码生成三个阶段。
1. 模型建立模型建立是MDD方法的第一步,也是最重要的一步。
在这个阶段中,需要根据软件系统的需求和规格说明书来建立一个高层次的模型。
这个模型需要包括软件系统的各个方面,例如:结构、行为、功能等。
2. 模型转换模型转换是MDD方法的第二步,它主要是将高层次的模型转换成低层次的模型。
在这个阶段中,需要使用一系列的转换规则和工具来实现模型之间的转换。
这些规则和工具可以将高层次的模型转换成低层次的模型,并且还可以进行模型验证和优化。
3. 代码生成代码生成是MDD方法的最后一步,它主要是将低层次的模型转换成代码。
在这个阶段中,需要使用一系列的代码生成工具来实现代码的自动生成。
这些工具可以根据不同平台的特点生成不同的代码,并且还可以进行代码优化和调试。
三、MDD的应用MDD已经被广泛应用于软件开发领域。
下面以汽车电子控制系统为例,介绍MDD在实际应用中的效果。
1. 汽车电子控制系统汽车电子控制系统是一个典型的嵌入式系统,它包括多个子系统,例如:发动机控制系统、刹车控制系统、空调控制系统等。
mda-模型驱动体系结构 PPT
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MDA应用案例
内容
MDA简介 MDA开发过程 简单的MDA框架 MDA应用案例 完整的MDA框架 OMG相关标准
MDA开发过程
MDA开发过程
传统开发过程带来的问题
– – – – 生产效率问题:重视代码,维护软件时有问题 可移植性:技术更新换代快 互操作性问题:前端系统和后端系统 维护与文档问题:后期补文档
基本概念
Computation Independent Model: 使用计算无关视 点建立的系统模型
– 被称为领域模型或业务人员的词汇表 – 其用户是业务人员,不了解用以实现需求的建模技术 – 在业务专家和技术专家,业务需求和设计,构建方法 之间建立桥梁
Platform Independent Model: 使用平台无关视点建 立的系统模型
MDA简介
标准化领域模型
– OMG认识到领域模型的重要性,成立了 Domain TaskForce,对特定领域市场所提供的 服务和设施进行标准化 – 包括面向领域的平台独立模型,至少一个平台 相关模型,接口描述文件
MDA简介
MDA对企业计算的主要影响
再次提升编程环境的抽象级别 使用形式化模型驱动代码生成器 基于不同规约语言的元数据集成 在生成器中封装了设计模式的知识 形成按需生产构件的方式 使用DBC来驱动断言检测,异常处理和测试框 架的生成 – 形成了"The Global Information Appliance" – – – – – –
模型变换
基于元模型的变换 基于类型的模型变换
模型变换
基于标记的模型变换 使用模式的模型变换
模型变换
模型合并 使用附加信息的模型变换
模型变换
对平台的理解
MDA模型驱动开发方法学
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MDA模型驱动开发方法学MDA(Model Driven Architecture,模型驱动体系结构)是一种基于模型的软件开发方法学,旨在提高软件开发的效率和质量。
MDA方法学通过将系统的开发过程分解为不同的层次,并使用模型进行描述和驱动,从而实现系统的自动化生成和维护。
MDA方法学的核心思想是将系统的逻辑设计和实现从平台相关的细节中解耦,从而实现系统的跨平台开发和部署。
CIM是系统的高级模型,描述了系统的需求和功能,独立于任何特定的技术平台。
CIM模型通常使用类似于业务流程图或用例图的符号来表示系统的逻辑结构和行为。
CIM模型主要由业务分析师和领域专家进行设计和维护。
PIM是在CIM基础上进一步细化和扩展的模型,描述了系统的结构和行为,并明确了系统所需的功能和特性。
PIM模型通常使用面向对象的建模语言,如UML(统一建模语言),来表示系统的类、关系和行为。
PIM模型主要由系统分析师和设计师进行设计和维护。
PSM是在PIM基础上针对具体平台进行细化和优化的模型,描述了系统的详细实现和部署细节。
PSM模型通常使用特定于平台的建模语言或代码来描述系统的实现细节,如Java代码、数据库脚本等。
PSM模型主要由系统开发人员进行设计和维护。
MDA方法学的核心流程包括模型变换、模型验证和模型扩展。
模型变换是将CIM转换为PIM和将PIM转换为PSM的过程,可以使用模型转换工具自动化实现。
模型验证是对模型进行静态和动态验证,以确保模型的正确性和一致性。
模型扩展是根据不同的需求和技术平台对模型进行扩展和定制,以满足具体的系统要求。
MDA方法学的优势主要体现在以下几个方面:1.提高开发效率:MDA方法学通过将系统的设计和实现过程分离,提供了更高层次的抽象和自动化工具支持,可以大大减少开发人员的工作量和开发周期。
2.提高软件质量:MDA方法学通过模型的验证和约束,可以在早期发现和解决系统的设计和实现问题,提高软件系统的质量和可靠性。
领域驱动设计与模型驱动开发 PPT
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领域驱动设计的特性
领域驱动设计分层规划(一)
➢ 领域驱动设计分层规划
对类的策略和类型的划分
➢ 按照策略和类型对类进行划分
对类进行StereoType(“构造型”)划分的好处在于: (1)指导设计 (2)帮助命令对象 (3)辅助理解
六边形架构
➢ 以领域模型为核心的六边形架构
领域驱动设计中的设计模式
➢ 有助于获得柔性设计的设计模式
任何对未来操作产生影响的系统 状态的改变都可以成为副作用。 把命令和查询严格地放到不同操 作中;创建并返回Value Object。 允许我们安全地对多个操作进行 组合。
事务脚本模式的特点是简单容易理解,面向过程设计。对于少量逻辑的业务应用来说,事务脚本 模式简单自然,性能良好,容易理解,而且一个事务的处理不会影响其他事务。
不过缺点也很明显,对于复杂的业务逻辑处理力不从心,难以保持良好的设计,事务之间的冗余 代码不断增多,通过复制粘贴方式进行复用。可维护性和扩展性变差。
领域驱动设计是什么
➢ 领域驱动设计事实上针对是OOAD的一个扩展和延伸,DDD基于面向对 象分析与设计技术,对技术框架进行了分层规划,同时对每个类进行了策 略和类型的划分。
It’s a set of proven modeling techniques especially targeted to complex applications.
It’s a set of principles and practices supporting the development process.
《软件开发模型》课件
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案例二
某在线教育平台采用DevOps模型实现了快速迭代 和持续部署,提高了产品质量和交付速度。
案例三
某大型电商公司采用瀑布模型成功开发并上 线了一款电子商务平台,满足了企业长期发 展的需求。
新兴的软件开发模型与技术
04
趋势
低代码/无代码开发模型
无代码开发模型
完全通过可视化界面和拖拽组 件,实现应用程序的开发,无 需编写代码。
软件开发模型的选择与适用
03
性
选择依据
项目需求
根据项目的规模、复 杂度、预算等因素选 择合适的开发模型。
团队能力
根据团队的技术储备 、经验、人员规模等 因素选择适合的开发
模型。
开发环境
考虑使用的开发工具 、技术栈、项目管理 工具等,选择与之匹
配的开发模型。
风险控制
根据项目风险评估, 选择能够降低风险的
《软件开发模型》 ppt课件
目录
• 软件开发模型概述 • 常见的软件开发模型 • 软件开发模型的选择与适用性 • 新兴的软件开发模型与技术趋势 • 软件开发模型的实践与挑战
01
软件开发模型概述
定义与特点
定义
软件开发模型是指导软件开发过程的框架,它规定了开发阶段、任务、活动和交付物的标准。
特点
软件开发模型具有明确性、规范性、可操作性,能够指导开发团队高效地完成软件开发生命周 期的各项任务。
迭代开发模型
将软件开发过程划分为多个迭代周期,每个迭代周期都包括需求分析 、设计、编码、测试和维护等阶段。
敏捷开发模型
强调快速响应变化和迭代开发,将软件开发过程划分为多个短小的迭 代周期,每个迭代周期都关注交付可用的软件。
持续集成和持续交付模型
面向对象和基于数据驱动的软件开发相结合 PPT课件
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系统总体概述
系统采用集中式数据库分布,客户端平 台为WINXP或WIN2000
为保障系统与数据的安全,采用各种备 份策略
15
高校勤工助学子系统划分
系统结构图
勤工助学管理系统
学生功能
登
查
申
填
录
看
请
写
系
内
岗
修
统
容
位
改
信
息
勤工处管理人员功能
发
审
决
发
登
布
查
定
布
录
岗
学
工
工
系
位
生
作
资
统
信
岗
补
息
位
贴
26
高校勤工助学系统数据库设计
工资表
名称
类型
备注
StuID
Char
学号
WorkID MSalary
Char Money
岗位序号 月工资
27
实
变
现 体
量
接
口
数据库检索
OO_DDB功能部件实现机制
13
OO_DDSD的应用
资助贫困生工作一直是各高校学生工作的—个重要组成部分,近 几年来,随着招生规模的扩大,高校贫困生数量逐年增加,政府 和高校通过制定出台多项资助政策,采取多项措施,在很大程度 上缓解了高校经济困难学生的经济压力和精神压力,为困难学生 的成长成才构建了坚实的保障体系
学生申请岗位信息
名称
类型
备注
ID
Int
序号(自增长)
StuID
Char
学生学号
WorkID
mda-模型驱动体系结构 PPT
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MDA框架
变换(Transformation):模型之间转换的过程
– 变换定义:一组变换规则,描述用源语言表述 的模型 – 如何变换为用目标语言表述的模型 – 变换规则:描述源语言中的一个元素如何进行 变换为目标语言中的一个元素
变换中的输入和输出
– 可在同一种语言中进行(重构,ER模型的规范 化) – 可在不同语言中进行(PIM到PSM)
MDA框架
基本的MDA框架
– 模型:PIM PSM – 语言:精确定义的 – 变换定义:变换规则的集合 – 变换工具:执行源模型到目标模型的变换
MDA框架
小例子
MDA框架
MDA框架
MDA不要求特定的软件开发过程 和敏捷软件开发结合:模型被提升为交付 软件的一部分 和极限编程结合:增量,测试,极限建模 和Rational统一过程结合:利用UML,既保 持控制又提高 效率
MDA简介
OMG提出解决上述问题的有效途径—MDA
– 模型的角色 – 软件开发中的难点——分离关注点
– 模型是问题域的抽象,模型中的元素对应问题域中的 概念 – 模型中使用客户熟悉的概念/术语描述问题,避免与计 算机实现相关的细节问题 – 沟通业务和技术的有效途径 – 模型有不同的抽象级别,可以从高层抽象向底层模型 进行映射
MDA开发过程
MDA开发过程
变换自动完成
相比传统软件开发过程
– 生产效率(模型是焦点,PIM开发者轻松) –ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ可移植性(PIM到多个PSM的变换) – 互操作性 – 维护与文档
MDA开发过程
模型对开发过程的影响:允许定义机器可 读的应用及数据模型,用以支持灵活的
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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)。
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。
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。
什么是模型驱动
▪ 面向模型的软件开发技术
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
▪ MDA
MDA核心技术包括:
•统一建模语言(Uniform Modeling Language, UML) •元对象设施(Meta-Object Facility, MOF) •公共仓库元模型(Common Warehouse Metamodel , CWM) •基于XML的元数据交换(XML Metadata Interchange , XMI)
基于模型驱动的软件开发方法
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
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。
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。
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 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。
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。
•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。
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
▪ 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
•是面向对象技术的发展。 •公众对UML的接受刺激了以模型为中心的开发,OMG提供了支持 这种开发的一系列标准的框架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。 •模型不一定是面向对象的。如界面模型、报表模型、工作流模型 、数据流模型等。UML 2.0也大量吸收和改进了非OO模型。