uml模型和形式模型双向转换的研究

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1、摘要UML提供了图形概念来表示面向对象软件系统的设计。在软件设计领域，它已经成为了事实上的工业标准。然而UML缺乏精确语义且是一种半形式化语言。形式化规格语言试图为软件开发提供一种精确的、完备规格说明方法。许多研究者做了许多研究工作来把UML模型转换到形式模型以分析和验证UML模犁。但是由于很难证明形式描述和非形式描述之间的等价性，因此需要在两个领域之间进行不断的来回往复。凶此需要形式模型逆向转换回至IJUML模型。z语言易于描述软件系统的静态结构，因此本文首先利用UMLTranZ的方法实现了UML模型到形

2、式模型的转换。UMLTranZ方法能够将UML概念类图转换到z模型。z模型的主要架构是Schema，它能够形式的描述UML概念类图的语义。利用现存的形式模型分析工具可以对z模型进行分析推理和证明。XMI(XMLMetamodelInterchange)是由OMG提供的模型交换数据格式。利用XMI提供的传送模型不同部分的机制，我们提出了一种形式模型逆向转换UML模型的转换方法。这种逆向转换方法是一种间接的逆向转换方法，它能够在最大程度上减少UML模型转换到形式模型过程中所产生的弱化影响。将这种逆向转换方法与现

3、有正向的转换方法向结合就能成功的实现UML模型和形式模型之间的双向转换。我们还利用了U，rP理论形式的证明了逆向转转换方法的正确性和可行性。对应于通过UMLTranZ所得到的Z模型，我们基于一阶逻辑谓词和集合论定义了z模型到UML概念类图的逆向转换具体映射规则。利用所定义的映射规则，可以间接的实现z模型到UML概念类图的逆向转换。将这种逆向转换技术和UMLTranZ结合在一起，我们就能实现UML和z之间的双向转换。最后我们设计了一个模型双向转换工具，并利用Java语言开发了一个原型。关键词：UML模型，形式

4、模型，双向转换。逆向转换，形式化方法，UTP。AbstractTheUnifiedModelingLanguage(UML)providesagraphicalnotationtoexpressthedesignof0bject—orientedsoftwaresystemsandhasbecomethedefactoindustrystandardforsoftwaredesign．HoweverUMLlacksprecisesemanticsandiSsemi—formal．Formalspecific

5、ationlanguagesareintendedtoprovidepreciseandcompletemodelsforproposedSOftwaresystems．ManyresearchershavedonealOtofworkintranslatingUMLmodelsintoformalmodelstovalidateUMLmodels．sinceitiSimpossibletoverifywhetheraninformalrequirementiSequivalenttoaformaldesc

6、ription．This“goingbackandforth”betweentherealmsofinformalandformalspecificationiSnecessary．SOforlTlalmodelsneedtobereverselytransformedbacktoUMLmodels．ItiSveryeasytodescribethestaticstructureofsoftware．Inthispaper,wetransformUMLmodelstoformalmodelsusingthe

7、methodwhichcalled”UM【．TranZ”．UML．TranZcantransformUMLconceptClassDiagramtoZmodels．themainstructureofZmodelsiSSchema，itcandescribesemanticsofUMLmodelsformally．usingtheexistingreasontool，wecananalyzeandreasonZmodels．XMI(XMLMetamodelInterchange)iSaformatoftra

8、nsmittingmodeIdata．provid．edbyOMG．usingTransmittingMetadataDifferencesinXMI，weproposeamethodofreversetransformationfromformaImodelstoUMLmodels．thisreversetransformationiSaindirecttransformation．itcanundosthew