一种支持MDD的ICES—Modeling建模语言和建模工具

李晋　战德臣　聂兰顺

摘要：随着模型驱动体系结构的理论和技术的不断发展，模型已成为软件开发的核心元素。因此，支持模型驱动体系结构的建模语言和建模工具成为研究热点。本文提出一种支持模型驱动的软件开发的ICES-Modeling建模语言，该语言融合了现有的建模方法的一些思想，可以有效地描述领域内的概念，概念与概念之间的关系。还针对该建模语言，设计并开发了建模工具，该建模工具具有支持建模语言的定义，方便模型的理解，支持多角度建模等特点。

关键词：模型驱动体系结构； 模型驱动软件开发； ICES-Modeling建模语言； 建模工具

中图分类号：TP311 文献标识码：A文章编号：2095-2163（2014）04-0025-04

Abstract：With the continuous development of the theory and technology of model-driven architecture， the model has become the core elements of the software development. Therefore， support for model-driven architecture modeling language and modeling tools becomes a research hotspot. This paper presents a support model-driven software development modeling language， called ICES-modeling language. The modeling language combines some ideas of existing modeling methods， and it can effectively describe the concepts and the relationships between the concepts in domains. The paper also designs and develops a modeling tool， called ICES-Modeling Tool， for the above modeling language. The modeling tool can support the definition of the modeling language， to facilitate the understanding of the model， and to support the modeling of multi-angle.

Key words：Model-Driven Architecture； Model-Driven Development； ICES-Modeling Language； Modeling Tool

0引言

在传统的软件开发中，模型可用来表示设计思想，一旦完成编码工作，模型再获使用的几率就会很小。在以模型驱动的软件开发（Model-Driven Development， MDD）[1]为代表的新型软件开发方法中，模型的地位已得到了显著的提升。在模型驱动的开发中，从需求规约到最终代码生成要通过多次的模型转换来实现。对于日益复杂的计算任务，依托于定义良好的模型比手工完成的系统开发更加可行、可靠。

企业建模是根据企业相关信息（包括以前建立的模型、参考模型及领域本体），使用模型表示语言建立一个企业的整体或部分模型的过程，如过程模型、数据模型、资源模型、新的本体[2]。企业建模是人们旨在了解企业，经过抽象得到的针对企业的整体或局部方面所开展的描述。企业模型可以科学地分析和完整地综合企业各部分功能关系、信息关系及动态关系，可以从根本上提高软件开发、实施和维护的效率，同时，又可以用于企业物理过程和业务过程的仿真分析和优化。市场环境的变化导致了企业的管理、组织结构、业务范围及其发展趋势也相应发生了改变，为了适应这些变化，建立企业模型即成为大型企业实施现代化管理的一个重要手段，并且随着模型驱动技术和标准的不断发展，企业模型正逐渐取代计算机程序而成为软件开发过程中的主要产品[3-4]。

目前，对于企业模型的评价尚无统一的、公认的标准，然而，一般意义上，企业模型应具备以下几个方面的特征：一是支持完整、客观、全面地刻画现实企业；二是具有可理解性；三是支持刻画领域的特定问题；四是支持不同抽象层次、不同抽象粒度的建模；五是具有融合性。除此之外，企业模型还应该具备可视化、形式化等某一常规特征[5]。

但是，在模型驱动开发方法主导的软件开发中，现有的许多企业建模方法和语言都没能有效地形成一套连贯的MDA的建模思路，例如面向结构分析的IDEF、面向对象的UML[6]和面向过程/控制的ARIS[7]等。因此，在MDA思想指导下，ICES-Model融合了上述建模方法的有益思想，提出了一套ICES-Model建模语言，分别在CIM层、PIM层、PSM层定义一系列元模型及其之间的关系，并依据相应的建模规范使用这些元模型建立目标模型，从而有效地支持MDA的软件开发。

可视化图符元模型名称元模型描述活动表示所有活动，包括执行活动、决策活动、服务、人工活动、人机活动、自动活动等信息表示各种类型的信息，包括文档、订单等实物表示执行某一或多个活动资源表示所有类型的资源，包括设备、仓储、运输、人员和外部资源等组织表示各种类型的组织，包括内部组织、外部组织、动态组织、岗位、供应商和客户等质量点表示检查质量、检查数量的检验点联结符表示各种关系的连接符号1.2ICES-PIM建模语言

ICE-PIM是连接业务模型（ICE-CIM）和软件实现模型（ICE-PSM）的桥梁。PIM提供了一套满足CIM需求的可互操作、可配置、可执行的系统设计模型，这既为软件设计人员与企业业务人员提供了互相交流与加深理解的手段，又为PSM层的具体实现模型提供了软件设计雏形，而且更为向PSM层的自动转换奠定了基础。

ERP/SCM等ESA软件大都是以业务单据/报表及其处理为中心，因此ICEMDA将ICE-CIM过程模型中的一张张业务单据抽象和规范化为一个个业务对象，并采用面向对象技术对每张单据的数据结构、数据依赖与操作进行分析与设计，而且对单据与单据之间的衔接关系也进行了探索与发现，如此则既降低了系统的复杂性，又为后续基于构件的软件开发提供了设计基础。然而，面向过程的CIM模型与面向对象的PIM模型却具有各自不同的侧重点，为了实现这两者接近等价的模型转换，ICEMDA将CIM过程模型映射为PIM层工作流模型和业务对象模型两个部分。而且，这两部分与数据模型、角色模型共同构成了ICE-PIM模型。

表2即列出了ICES-Modeling Language定义的PIM元模型。表中给出了每个元模型的可视化的图符表示，在PIM模型中使用的名称及其功能简述。

1.3ICES建模语言的本体表示

ICES-Model建模语言对所定义的建模元素在语法和语义上提供了一致、通用的定义性说明，建模者可以使用这些建模元素构造不同层次、不同抽象粒度的企业模型。由于元模型是定义表达模型的语言的模型，因此可以将建模元素看作为元模型。元模型是模型的模型，从更高抽象层次上规定了模型的语义语法规则、设计方法、数据结构、功能、表现形式等多方面内容。ICES元模型是面向企业信息语义的，而本体则是语义信息建模的最佳工具。采用本体的设计思想来描述元模型可以为元模型添加语义信息，从而实现基于语义的元模型共享、转换和集成。

3结束语

本文针对模型驱动的软件开发的企业模型的建模问题，提出了一种支持MDD的建模语言ICES-Modeling Language，该语言融合了现有建模方法的一些思想，可以有效地描述领域内的概念，以及概念与概念之间的关系。针对该建模，设计并开发了建模工具ICES Modeling Tool。设计后的工具融合了很多特性，例如支持建模语言的定义、方便模型的理解、支持多角度建模等。下一步工作将继续研究通过ICES-Modeling建模语言实现所构造的模型与其他模型的转换。

参考文献：

[1]Omg. MDA Guide Version 1.0.1 [EB/OL]， 2003. http：//www.omg. org/cgi-bin/apps/doc？ formal/03-06-01.pdf.

[2]VERNADAT F B. Enterprise modeling and integration： principles and applications[M]. Chapman & Hall， 1996.

[3]De MIGUEL M， JOURDAN J， SALICKI S. Practical experience in the application of MDA. JEZEQUEL JM， HUSSMANN H， COOK S， eds[C]//Proc. of the 5th International Conference on UML （UML 2002）. LNCS 2460， Berlin：Spring- Verlay，2002：128-139.

[4]KENT S. Model driven engineering. BUTER M， PETRE L， SERE K， eds[C]//Proc. Of the 3rd Intl Conf. on Integrated Fromal Methods（IFM 2002）. LNCS 335， Berlin： Spring-Verlag， 2002：286-298.

[5]范玉顺， 王刚， 高展. 企业建模理论与方法学导论[M]. 北京： 清华大学出版社， Springer出版社， 2001.

[6]Booch G R， Jacobson I， Rumbaugh J. The unified modeling language user guide[M]. Addision-Wesley， 1999.

[7]Scheer W A. Architecture of integrated information systems [M]. Berlin： Springer- verlag， 1992.