【摘要】：為UML順序圖構建形式化語義,不僅有利于精確描述軟件系統(tǒng)的動態(tài)交互過程,而且有利于進行基于UML模型的分析和驗證,是有效提高軟件系統(tǒng)可靠性的重要保障。結合近年來國內(nèi)外對UML順序圖形式化語義的研究工作,分類闡述了各種方法,綜合分析和比較了不同方法的工作機制和優(yōu)缺點,指出了定義UML順序圖語義時需重點關注的問題。最后,對未來的研究工作與研究思路進行了梳理與展望。
【圖文】：

描述情景的消息順序圖ＭＳＣ（ｍｅｓｓａｇｅｓｅｑｕｅｎｃｅｃｈａｒｔ）和活性順序圖ＬＳＣ（ｌｉｖｅｓｅｑｕｅｎｃｅｃｈａｒｔ）中的元素和思想，增加了組合交互片段（ｃｏｍｂｉｎｄｅｄｆｒａｇｍｅｎｔｓ）來描述更為復雜的動態(tài)交互場景［４］。ＵＭＬ順序圖通過組合操作符來描述不同類型的組合交互片段，以達到描述多種消息控制流的目的，如表１所列。通過包含多個組合交互片段的順序圖可以描述多條包含復雜行為的路徑聚合，實現(xiàn)多個復雜的交互情景集成到一個單獨的順序圖中，如圖１所示。ＯＭＧ通過弱時序ｓｅｑ連接產(chǎn)生含有多個組合交互片段順序圖的路徑語義。ＯＭＧ官方問題網(wǎng)站ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｏｍｇ．ｏｒｇ／ｉｓｓｕｒｅｓ上列舉了一些已解決和尚未解決的ＵＭＬ語法和語義問題。ＯＭＧ雖然完成了對組合交互片段語法的形式化定義，但對組合交互片段語義的定義并不精確和完整。因此，組合交互片段的引入在增強ＵＭＬ順序圖表達能力的同時，也增加了理解和分析順序圖的難度，尤其是組合交互片段允許進行嵌套表示更為復雜的交互情況，導致很難從順序圖中抽取其路徑語義。另外，ＯＭＧ對無效路徑產(chǎn)生的說明也存在矛盾，例如“只有用ｎｅｇ操作符會產(chǎn)生無效路徑”的官方描述并不準確，因為ＯＭＧ在ａｓｓｅｒｔ操作符、狀態(tài)不變量（ｓｔａｔｅＩｎｖａｒｉａｎｔ）、持續(xù)約束（ｄｕｒａｔｉｏｎＣｏｎｓｔｒａｉｎｔ）和時間約束（ｔｉｍｅＣｏｎｓｔｒａｉｎｔ）的描述中也有對無效路徑產(chǎn)生的描述。ＵＭＬ順序圖語義研究大都基于ＯＭＧ描述文檔，重點關注或強調(diào)在描述文檔中未定義或定義模糊的部分，重新進行精確

圖與類圖、對象圖和狀態(tài)圖的一致性檢測，在提出的有序分層結構樹ＯＨＳＴ（ｏｒｄｅｒｅｄｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｔｒｅｅ）［４８－５０］抽象語法的基礎上，對ＵＭＬ順序圖從靜態(tài)和動態(tài)兩個方面進行了語義定義。有序?qū)哟谓Y構樹展示了交互中對象消息傳遞間的層次關系，，而有序性體現(xiàn)為消息的執(zhí)行順序必須遵循有序?qū)哟螛涞谋闅v規(guī)則。帶有組合交互片段的ＵＭＬ順序圖通過使用類似編程語言中的控制結構來連接基本交互。一個體現(xiàn)復雜交互的ＵＭＬ順序圖對應的有序分層結構樹如圖６所示。圖６帶有組合交互的順序圖實例及對應的有序分層結構樹［６５］順序圖的靜態(tài)語義被定義為有序分層結構樹中所有消息的集合，用來檢驗是否和類圖一致。順序圖的動態(tài)語義被定義為所有可能的事件的發(fā)生路徑，路徑上的事件的發(fā)生順序必須符合有序分層結構樹的遍歷規(guī)則。通過順序圖的語義形式可以從中獲取對象的狀態(tài)轉換，從而實現(xiàn)與ＵＭＬ對象圖、狀態(tài)圖的一致性檢測。ＬｉＸｉａｏｓｈａｎ提出的語義方法不僅有利于ＵＭＬ建模工具中模型一致性檢驗的實現(xiàn)，還可以應用到設計模型與需求模型之間的正確性推理。該語義的優(yōu)勢還在于能夠幫助系統(tǒng)分析者和設計者在理解面向?qū)ο蠓椒ㄕ摵兔嫦驅(qū)ο缶幊痰幕A上進行交互信息的抽取，易于理解，并且有利于將ＵＭＬ模型和面向?qū)ο缶幊痰恼Z言建立映射關系。由于ＬｉＸｉａｏｓｈａｎ只關注了順序圖中的同步消息，因此僅實現(xiàn)了ａｌｔ，ｏｐｔ和ｌｏｏｐ操作符的語義定義，沒有實現(xiàn)能夠體現(xiàn)并發(fā)執(zhí)行相關的ｐａｒ，ｓｅｑ和ｓｔｒｉｃｔ操作符以及一致性關系操作符的語義定義。３．２．１１進程代數(shù)方法進程代數(shù)（ｐｒｏｃ

【參考文獻】

相關期刊論文 前1條

1 王志堅;李雯睿;楊種學;張鵬程;;基于uMSD的Web服務組合驗證方法研究[J];計算機科學;2011年09期

相關博士學位論文 前1條

1 趙也非;動態(tài)UML子圖的形式語義研究[D];華東師范大學;2010年

【共引文獻】

相關博士學位論文 前1條

1 張濤;復雜信息系統(tǒng)模型的形式化驗證方法研究[D];哈爾濱工程大學;2012年

【二級參考文獻】

相關期刊論文 前3條

1 范貴生;虞慧群;陳麗瓊;劉冬梅;;基于Petri網(wǎng)的服務組合故障診斷與處理[J];軟件學報;2010年02期

2 雷麗暉;段振華;;一種基于擴展有限自動機驗證組合Web服務的方法[J];軟件學報;2007年12期

3 侯麗珊;金芝;吳步丹;;需求驅(qū)動的Web服務建模及其驗證:一個基于本體的方法[J];中國科學E輯:信息科學;2006年10期

相關博士學位論文 前1條

1 朱雪陽;軟件體系結構形式描述研究[D];中國科學院研究生院（軟件研究所）;2005年

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 黃玉麟;趙瑞蓮;;一種基于順序圖的軟件性能分析方法[J];北京化工大學學報(自然科學版);2007年S1期

2 何鋒;;順序圖在軟件工程實踐中的演化作用分析[J];云南民族大學學報(自然科學版);2011年01期

3 張九根;順序圖設計法中的擾動和復雜結構分析[J];南京建筑工程學院學報(自然科學版);1996年02期

4 白雪生,徐光yP,史元春;相似順序圖用于視頻鏡頭的組織[J];軟件學報;1999年09期

5 宋建成;時盛芬;;運用時間順序圖和間歇控制格式化設計程序開發(fā)間歇過程計算機控制[J];煉油化工自動化;1990年04期

6 雷斌;王林章;李宣東;鄭國梁;;SDT:一個面向場景規(guī)約的運行時測試工具[J];計算機科學;2006年01期

7 王璐珍,董威,陳火旺;UML順序圖的自動驗證[J];計算機工程與應用;2003年29期

8 江澤凡;王林章;李宣東;鄭國梁;;基于UML順序圖的測試方法[J];計算機科學;2004年07期

9 龔嘉宇;李宣東;鄭國梁;;UML時間順序圖的可達性分析[J];計算機科學;2005年06期

10 謝彥輝;姚淑珍;郭峰;;順序圖至Petri網(wǎng)轉化方法的研究與實現(xiàn)[J];計算機工程;2006年06期

相關博士學位論文 前1條

1 程國達;嵌入式系統(tǒng)的硬/軟件協(xié)同設計研究[D];復旦大學;2003年

相關碩士學位論文 前10條

1 張坤;一種基于活性順序圖的運行時驗證研究[D];華中師范大學;2015年

2 黃榮悅;職校第二課堂管理系統(tǒng)分析和設計[D];云南大學;2015年

3 譚云飛;基于系統(tǒng)順序圖的用戶原型生成算法的研究[D];汕頭大學;2006年

4 王璐珍;UML順序圖的自動分析技術研究[D];中國人民解放軍國防科學技術大學;2002年

5 楊曦;一種基于UML順序圖生成測試數(shù)據(jù)的方法[D];南京航空航天大學;2008年

6 陳磊;用例圖到順序圖轉換的研究[D];西安電子科技大學;2009年

7 楊林;基于UML的實時系統(tǒng)建模及順序圖時間約束研究[D];湖南大學;2007年

8 王紀立;基于UML順序圖的測試方法的研究與實現(xiàn)[D];南京航空航天大學;2007年

9 王琳;基于并發(fā)語義的UML2.0順序圖控制流分析[D];吉林大學;2006年

10 阮彥銳;UML順序圖的形式化描述方法研究[D];蘭州理工大學;2011年

本文編號：2579885