基于关注点空间模型的分离关注点的理论和应用

论文摘要

分离关注点原则是软件工程中最要的原则之一，然而随着软件复杂度的不断提高，传统的分离关注点技术只允许按照一种方式分解系统越来越显出了弊端，越来越多的关注点得不到有效分离。有效、充分地分离关注点要求软件系统能同时按照多种方式进行分解，得到的软件模块在每个软件开发阶段都可被同时描述，并且所有这些模块可以无缝地组合在一起成为一个被完整描述的系统。关注点空间模型被提出用来组织和管理关注点，并且通过对关注点的组织和管理作用于影响关注点的各种软件工件，在关注点这个抽象层上软件系统的复杂度得到降低，可理解性得到提高。本文讨论基于关注点空间模型的分离关注点的理论和应用。首先，从各种分离关注点技术的工作机制入手，提出概念性分解模型和物理分解模型的概念，并基于此，讨论传统的分离关注点技术由于层次分解所引起的问题以及如何用横切分解来解决，随后示例了如何设计和实现组合分解机制来达到横切分解。本文认为概念性分解模型、物理分解模型和贯穿其中的组合分解机制是分离关注点的统一基础。接着，基于分离关注点的统一基础理论，本文讨论分析了对关注点建模的必要性，并引入关注点空间模型，在对已有的关注点空间模型比较分析和研究的基础上，提出有效的关注点空间模型必须满足的条件，然后，本文提出了一个通用关注点空间模型。最后，本文实现了通用关注点空间模型的工具支持，并进行了实例分析，初步应用了本文讨论的基于关注点空间模型的分离关注点理论，得出结论认为基于提出的通用关注点空间模型能够有效地分离关注点，并能够在关注点抽象层上通过对关注点的组织和管理来影响到关注点的具体表示，有效降低软件的复杂度，提高软件的可理解性。

论文目录

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• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 软件系统的复杂性
• 1.1.2 分离关注点思想
• 1.2 分离关注点技术和方法概述
• 1.3 本文的主要贡献
• 1.4 本文的组织结构
• 第2章 分离关注点的统一基础
• 2.1 基础概念
• 2.1.1 关注点
• 2.1.2 模块
• 2.1.3 抽象机制
• 2.1.4 分解机制
• 2.1.5 组合机制
• 2.2 分离关注点
• 2.2.1 概念性分解模型
• 2.2.2 物理分解模型
• 2.2.3 分离关注点的过程
• 2.3 层次分解模型的问题及其解决方法
• 2.3.1 层次分解模型
• 2.3.2 横切分解模型
• 2.4 软件分解以及组合机制的实现
• 2.4.1 一般程序的形式化定义
• 2.4.2 系统中引入新的分解模块
• 2.4.3 分解和组合机制分析
• 2.4.4 扩展形式化体系
• 2.5 各种分离关注点技术
• 2.5.1 传统的分离关注点技术
• 2.5.2 面向方面编程
• 2.6 小结
• 第3章 关注点和关注点空间模型
• 3.1 关注点:第一实体
• 3.2 关注点的建模
• 3.3 关注点空间模型
• 3.4 有效的关注点空间模型必须满足的条件
• 第4章 通用关注点空间模型
• 4.1 Gecosm的设计决策
• 4.1.1 Gecosm的需求
• 4.1.2 Gecosm不是什么
• 4.1.3 Gecosm的目标
• 4.2 Gecosm的定义
• 4.2.1 关注点和关注点空间
• 4.2.2 关注点之间的关系
• 4.3 Gecosm中关注点的发现和识别
• 4.4 Gecosm中关注点的组合
• 第5章 基于Gecosm的分离关注点
• 5.1 Eclipse的架构介绍
• 5.2 AspectJ介绍
• 5.2.1 AspectJ语言中的基本概念
• 5.2.2 涉及到AspectJ语言中的高级特性
• 5.3 工具支持的实现
• 5.3.1 架构
• 5.3.2 Model定义
• 5.3.3 持久化
• 5.4 分离关注点实例
• 5.4.1 实例背景
• 5.4.2 IDE环境介绍
• 5.4.3 概念性分解模型的构建
• 5.4.4 物理分解模型的构建
• 5.4.5 关注点的组合
• 5.5 总结分析
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 下一步的研究工作
• 附录
• A.研究生学习期间发表的学术论文
• 参考文献
• 致谢