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首页实时数据库管理系统:UML轮廓与OCL强化设计模式
"沙特国王大学学报的一篇文章探讨了实时设计模式在管理操作大量重要数据的系统中的关键作用,强调了实时数据库的需求,并提出了新的UML轮廓来表达模式的可变性和增强一致性。" 实时设计模式是针对那些受时间约束的数据和事务处理系统的重要工具。这些系统,如驾驶员辅助系统或交通控制系统,需要实时数据库来有效存储和处理大量数据。实时数据库不仅要具备传统数据库的功能,如结构化数据的高效管理,还需要特别关注数据和事务的时间限制。 传统的设计方法在面对实时数据库应用建模时显得不足,因为它们缺乏处理时间约束的手段。随着实时系统的复杂性增加,设计方法需要更加详尽的概念描述,同时也需要从实践角度确保效率。为了解决这一问题,文章提出了一个新的统一建模语言(UML)轮廓,这个轮廓专门用于表达实时设计模式的可变性,并在实例化模式元素时明确指定它们。 此外,为更深入地捕获领域知识,该研究扩展了UML,纳入了与实时数据库相关的概念,并集成了对象约束语言(OCL)。OCL是一种强大的形式化语言,能够强化模式中的变化点的一致性。通过这种方式,设计者可以更好地确保系统在面临各种实时条件变化时仍能保持一致性和正确性。 文章以一个实时模式为例,展示了上述UML扩展的实际应用,并实现了提议的配置文件。通过提出的约束,模式图的正确性得到了验证。这项工作不仅提高了实时系统的设计效率,也为处理时间和数据约束的系统提供了更坚实的基础。 总结来说,这篇文章为实时数据库应用程序的建模提供了一种创新方法,通过改进的UML轮廓和OCL的集成,增强了对实时系统设计中时间和数据管理的理解和实践,有助于简化复杂系统的开发过程。
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H. Marouane
等人
/
Journal of King Saud University
481
在实例化时不保留模式名称的踪迹。这个概要文件需要为每个已定义的
模型角色创建新的原型,这使得原型的数量无限,从而无法控制。此
外,这种刻板印象是模糊和混乱的,特别是当模型角色有相同的名字。
事实上,ADOM-UML方法无法满足组合标准,因为它在实例化时没有
跟踪模式名称。每个模式图通常包含不同的参与者,例如类、属性和方
法。这些参与者扮演着由他们的名字具体化的某些角色。当设计模式被
实例化时,其参与者的角色名称可以被调整以反映应用程序域。因此,
由角色名称表示的模式相关信息丢失,这使得难以确定在哪些模式中建
模元素(
例如,
类、属性和方法)参与应用程序设计。在这种情况下,
设计人员无法在应用程序设计中跟踪此信息。
为 了 填 补 这 些 空 白 , Rekhis 等 人 提 出 了 一 个 名 为 UML-RTDP
(UML-RT设计模式)的概要文件(Rekhis等人,2010),它使用了
MARTE profile(OMG,2011)中引入的一些扩展来指定RT域方面。
此外,UML-RTDP概要文件提出了一些扩展,这些扩展集中在RT设计
模式规范和模式实例化上.事实上,该简档允许区分在模式的规范中使用
的扩展和在模式实例化中使用的扩展,这允许确保表达性标准。
在规范级别,这个概要文件引入了扩展来明确区分固定部分和可
变部分,这表示模式的可变性事实上,该配置文件定义了以下扩展:
(
i
)强制性的,用于表示基本元素(
即,类
、关联和生命线),
(
ii
)可选,用于指定可选要素(
即,
类、关联、属性和方法),
(
iii
)可扩展,用于指示类是否可通过添加新的属性和
/
或操作来扩
展,以及(
iv
)变量,用于示出方法实现根据模式实例而变化然而,
UML-RTDP
概要文件在表示可变性标准方面有局限性首先,它提出
了在静态视图(
UML
类图)和行为视图(
UML
序列图)中表达可变
性的扩展,但它没有定义在功能视图中表达可变性的扩展其次,它
没有为某些模式参与者提供扩展(
例如,
属性和消息)。事实上,
它没有提供扩展(
i
)来显式地表示基本属性和操作,以及(
ii
)在序
列图中区分可选消息和基本消息。这使得模式实例化成为一项困难
的任务,因为设计者无法区分基本元素和可变元素。
此外,UML-RTDP概要文件集成了一些OCL约束,
确保了模式静
态视图的一致性。然而,作者没有验证这些约束
;
他们没有使用
OCL
验证模式图的一致性此外,
UML-RTDP
概要文件没有包含检查其他
视图(如行为视图)一致性的约束这可能会产生一些不一致,从而
导致不正确的模式实例。出于这个原因,有必要定义约束,使验证
的
UML
图组成的模式。
在实例化级别,定义的概要文件提出了扩展,以显式地表达有关参
与模式实例的设计模型元素所扮演的角色的信息。实际上,作者建议使
用以下原型来扩展类和序列图:PatternClass、PatternInteraction和
PatternLifeline。第一个用于指定类是从设计模式实例化的。另外两个
构造型分别用于定义模式
交互的角色和特定序列图中的生命线实例化了设计模式。每个原型都
有两个相关的标记值,分别命名为
PatternName
(表示模式的名称)
和
PropantRole
(表示元素在模式中扮演的角色)。因此,这些扩展
满足可追溯性和组成标准。然而,该概要文件是有限的,因为它定义
了仅允许指定在模式中起作用的类、生命线和交互的扩展,但是它没
有指定用于表示对象的属性和行为特征(属性、操作和消息)的基本
元素。这意味着难以(
i
)追踪这些图案元素,以及(
ii
)区分图案元
素和添加的元素。
Park等人开发了一种PICUP(Pattern Instance Changes with
UML Profiles)设计方法,其中包含DPUP(Design pattern in UML
profiles)(Park等人,2013年)。这种设计方法通过减少设计模式缺
陷的数量,在软件系统的完善性和纠正性设计维护过程中,有助于保持
基于UML模式的设计质量。作者使用从UML Meta模型(M2)扩展的
UML概要文件来指定设计模式。该概要文件用于验证设计模式实例与设
计模式的一致性。一致性检查可以通过UML类图和OCL约束来实现。
作者区分了刻板印象和立体类型的实例。实际上,每一个原型都是在模
式元素名称的上方或前面用原型关键字声明的。这些陈规定型观念不允
许区分基本要素和可变要素。因此,UML概要文件没有表达模式中的可
变性但是,构造型实例是用stereo类型关键字
字符串
表示的,字符串的
上方或 在模型元素名称的前面。定义了模式实例化的关联、属性和方
法 分别 与 以下原型:PatternAssociation、PatternProperty和
PatternOperation。原型名称中的在实例化级别使用的构造型允许容易
地确定模式元素。因此,UML概要文件可以充分表达可追溯性和可扩展
性。
位置标准。
总之,上述研究的概要文件都不满足模式规范和实例化的所有标
准。我们注意到同时满足模式规范和实例化标准的UML概要文件有一些
局限性。例如,UML-RTDP概要文件在表达模式的可变性方面有局限
性。此外,上面研究的概要文件没有处理RT设计模式,因为它们没有提
供扩展 来表示RT特征。UML-RTDP概要文件是唯一一个提供扩展来
满足RT域需求的概要文件但是,这些扩展不是很有表现力,因为它们没
有清楚地表达RT数据库需求(
例如,
两种RT属性:传感器属性和导出
属性)。为了克服这些弱点,我们在本文中定义了一个UML概要文件
(i)这是用于设计模式表示,以及(ii)考虑到已经提出的标准以及RT数
据库应用程序的具体情况。此配置文件让 我们获得可理解的,完整
的,表达和一致的模式。
2.2.
RT UML
概要文件
一些研究定义UML扩展RT应用程序已被提出。例如,我们可以提到
TURTLE ( Timed UMLand RT-LOTOS Environment ) profile
(Apvrille et al., 2004)和RT-UML profile(Douglass,2004)。
RT-UML的基本概念通过UML概要文件集成到UML标准中,
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cpongm
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