基于构件的软件形式化开发方法研究与应用

论文摘要

如何能快速高质量地开发出满足企业需求的信息系统软件,且使所开发的系统能够适应企业组织机构与业务流程的变化,具有良好的柔性已成为当今信息系统开发所面临的一个重要课题。本文针对现有信息系统开发方法的不足,在对构件复用技术和XML技术深入研究的基础上,结合XML与构件技术这两种软件开发热门技术,并参考形式化开发方法,提出了基于构件的信息系统形式化开发方法模型。针对软件开发中需求分析不彻底,容易出现二义性等问题,提出了形式化需求分析的方法、步骤,可有效消除需求分析的二义性和不一致性;针对目前信息系统适应性不强的缺点,提出了一种基于构件和XML的构件库管理框架和信息系统集成平台,该框架能实现基于构件的信息系统的插座式组装,在该框架下构建的信息系统具有很强的灵活性和伸缩性,能适应企业机构的调整并方便的进行重组;针对如何提高构件检索的效率这一问题,提出了一种基于案例推理的构件检索方法,并针对基于树匹配的构件检索思想,提出了路径索引技术,并将之无缝结合到了基于文本的倒排索引文档,以实现XML文档的内容和结构的双重索引,可大幅度提高查询效率;针对构件查询中的模式匹配和压缩文档的查询问题,提出了将String B-tree用于解决参数化样式匹配问题以及基于BW转换的高效搜索算法,较好的解决了参数匹配和压缩构件库中构件的检索问题;此外还提出了信息系统的动态菜单集成和基于角色的用户授权方法。本文以某企业电力营销信息系统为例,对这种开发模型进行了实践,初步建立起了一个电力营销信息系统动态集成框架平台,验证了本文所提出的方法是可行的和有效的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 概述
• 1.1 引言
• 1.2 软件开发的主要模型
• 1.2.1 软件过程模型
• 1.2.2 瀑布模型（生命周期方法）
• 1.2.3 原型模型
• 1.2.4 RAD模型
• 1.2.5 演化软件过程模型
• 1.2.6 智能模型
• 1.2.7 第四代技术
• 1.2.8 形式化方法模型
• 1.3 软件开发方法
• 1.3.1 模块化方法（modular method）
• 1.3.2 结构化方法
• 1.3.3 面向数据结构方法
• 1.3.4 面向对象方法
• 1.3.5 可视化开发方法
• 1.3.6 敏捷软件开发方法
• 1.4 基于构件的软件开发方法
• 1.4.1 构件的概念
• 1.4.2 基于构件的软件开发方法
• 1.4.3 构件的描述与分类
• 1.4.4 构件检索方法
• 1.4.5 构件描述与检索方法的发展趋势
• 1.5 本文的研究内容及论文安排
• 1.5.1 研究内容
• 1.5.2 论文的安排
• 2 基于XML的构件库管理框架与信息系统集成平台的研究
• 2.1 软件构件重用方法
• 2.1.1 构件的特点
• 2.1.2 构件的形式化描述
• 2.1.3 构件组装
• 2.1.4 构件库管理中的关键问题
• 2.2 基于XML的构件库管理框架的研究与实现
• 2.2.1 XML技术简介
• 2.2.2 基于XML技术的构件库描述方法
• 2.2.3 基于XML的构件描述
• 2.2.4.构件库管理框架的具体实现
• 2.3 基于构件和XML的信息系统集成平台的研究
• 2.3.1 基于构件和XML技术的信息系统框架分析与设计
• 2.3.2 基于构件和XML技术的信息系统开发集成步骤
• 2.3.3 实现实例
• 2.4 小结
• 3 构件检索算法的研究
• 3.1 搜索算法概述
• 3.2 后缀数组排序算法
• 3.2.1 基本概念
• 3.2.2 算法的实现步骤
• 3.2.3 算法的实例及分析
• 3.2.4 结果对比
• 3.2.5 基于后缀数组的搜索
• 3.3 基于案例推理的构件检索方法
• 3.3.1 基于CBR和XML的构件检索框架
• 3.3.2 构件的案例知识表示
• 3.3.3 案例的检索和评估
• 3.3.4 计算案例相似度的递归算法实现
• 3.4 一种新的基于XML的索引机制
• 3.4.1 相关定义
• 3.4.2 相关工作
• 3.4.3 新的索引解决方案
• 3.4.4 实验结果分析
• 3.5 处理XML文档查询的高效结构连接方法
• 3.5.1 有关XML数据概念
• 3.5.2 结构连接算法
• 3.5.3 实验与分析
• 3.6 String B-tree在软件复用中的作用
• 3.6.1 关于String B-tree
• 3.6.2 参数化样式匹配
• 3.7 压缩域搜索算法研究
• 3.7.1 相关概念
• 3.7.2 BWT-Boyer-Moore压缩域搜索算法
• 3.7.3 实验结果与分析
• 3.8 小结
• 4 基于构件复用的信息系统形式化开发方法研究
• 4.1 形式化需求分析方法
• 4.1.1 形式化需求分析步骤
• 4.1.2 形式化需求分析方法的有效途径
• 4.1.3 示例
• 4.1.4 功能需求的形式化描述与验证
• 4.2 信息系统形式化开发方法模型
• 4.3 企业功能划分和构件分类
• 4.4 框架的设计与实现
• 4.5 信息系统的动态集成和用户化
• 4.6 用户权限分配与动态授权方法
• 4.6.1 数据库的安全设计
• 4.6.2 设计方法
• 4.7 小结
• 5 基于构件的信息系统集成框架的实现
• 5.1 框架实现概述
• 5.2 开发工具的选择
• 5.2.1 操作系统和编程环境的选择
• 5.2.2 数据库的选择
• 5.3 电力营销需求分析
• 5.3.1 电力企业营销机构设置
• 5.3.2 电力企业的营销业务流程
• 5.3.3 系统设计目标
• 5.3.4 系统的概要设计及模型描述
• 5.4 电力营销信息系统的实现机制
• 5.4.1 构件的设计和开发
• 5.4.2 构件库的XML描述
• 5.4.3 构件库的管理
• 5.5 电力营销信息系统集成框架平台的实现
• 5.5.1 系统菜单和框架界面的设计及说明
• 5.5.2 系统安全和权限管理
• 5.5.3 信息系统的动态组装
• 5.5.4 信息系统的用户化和二次开发
• 5.6 小结
• 6 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录