模型驅(qū)動(dòng)體系架構(gòu)

梁 晶

哈爾濱鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150086

1 MDA概述

2001年7月對(duì)象管理組織OMG（Object Management Group）提出了一種新的軟件開發(fā)框架——模型驅(qū)動(dòng)體系架構(gòu)MDA（Model Driven Architecture）。在MDA中，它能夠從系統(tǒng)這個(gè)層面上解決互操作的核心，因此可以實(shí)現(xiàn)不同的系統(tǒng)采用各自不同的語(yǔ)言來(lái)描述，從而做到平臺(tái)無(wú)關(guān)。使系統(tǒng)與平臺(tái)之間相互分離，具體的實(shí)現(xiàn)平臺(tái)與技術(shù)相互分離，通過(guò)相應(yīng)的平臺(tái)之間的映射來(lái)生成最終的模型。

在MDA基礎(chǔ)上進(jìn)行開發(fā)，首先應(yīng)該考查系統(tǒng)性能或是應(yīng)用程序的功能，而不是考慮用哪種技術(shù)來(lái)做。MDA對(duì)業(yè)務(wù)邏輯和實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)這樣的系統(tǒng)關(guān)鍵模型進(jìn)行分離，但可以把它們放在一個(gè)結(jié)構(gòu)里。所以，一旦有新的技術(shù)產(chǎn)生，我們就不用再重新進(jìn)行建模了，只要重新建立起到新技術(shù)的映射關(guān)系，進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換，就可以直接把新技術(shù)轉(zhuǎn)換成模型。而其它的架構(gòu)通常不能達(dá)到這種效果，需要把技術(shù)與模型捆綁在一起才能完成。在采用MDA的過(guò)程中，我們對(duì)于系統(tǒng)建模，有且僅需要一次，這無(wú)疑對(duì)我們?nèi)蘸蟮墓ぷ?，提供了相?dāng)便利的條件，同時(shí)也解決了各平臺(tái)不兼容和互操作的問(wèn)題。

2 模型的分類

MDA的使用，即把模型當(dāng)成了開發(fā)人員的文檔，也把系統(tǒng)建模與開發(fā)結(jié)合起來(lái)。MDA根據(jù)場(chǎng)景的不同，同時(shí)為了更加準(zhǔn)確的模型的功能，把模型進(jìn)行了劃分，區(qū)分出他們各自的作用域：領(lǐng)域模型與系統(tǒng)模型、物理模型與邏輯模型、需求模型與計(jì)算模型、PIM與PSM。

其中PIM（Platform Independent Model）平臺(tái)無(wú)關(guān)模型，與PSM（Platform Specific Mode1）平臺(tái)相關(guān)模型是MDA開發(fā)過(guò)程中的主要的兩種模型。通過(guò)這兩種模型的運(yùn)用，MDA不再是把模型和設(shè)計(jì)混淆在一起了。

PIM是平臺(tái)無(wú)關(guān)模型，能夠與平臺(tái)之間相互獨(dú)立的計(jì)算模型。它有非常高的抽象性，它不關(guān)心實(shí)現(xiàn)技術(shù)，而只關(guān)心具體的業(yè)務(wù)知識(shí)和設(shè)計(jì)。由于獨(dú)立于平臺(tái)的模型也包括需求模型，所以，我們可以把PIM稱為“平臺(tái)無(wú)關(guān)的設(shè)計(jì)模型”。PIM的落腳點(diǎn)是從如何把軟件系統(tǒng)的業(yè)務(wù)支撐起來(lái)，至于具體用了什么具體的業(yè)務(wù)上，如在數(shù)據(jù)庫(kù)業(yè)務(wù)還是EJB服務(wù)器上，PIM對(duì)此不給予考慮。PIM是平臺(tái)無(wú)關(guān)模型，具有平臺(tái)獨(dú)立性。這個(gè)獨(dú)立是一個(gè)相對(duì)的獨(dú)立，必須建立或掛靠在某些平臺(tái)上。因此，所謂的平臺(tái)獨(dú)立也要指明與哪個(gè)平臺(tái)或哪種語(yǔ)言相關(guān)聯(lián)，要不然，平臺(tái)獨(dú)立是沒有任何意義的。

PSM平臺(tái)相關(guān)模型，所以，PSM涉及與平臺(tái)相關(guān)的技術(shù)，這是為某些特定的技術(shù)設(shè)定的，用這種特定技術(shù)可以描述某種特定的模型。因此，我們稱PSM為某種特定的技術(shù)，編程語(yǔ)言，以及分布式組成的相關(guān)的計(jì)算模型。所以，任何一種特定的PSM模型，都包含特定的術(shù)語(yǔ)，PSM也對(duì)有對(duì)應(yīng)到相應(yīng)的平臺(tái)才能有意義。

3 MDA的工作原理

MDA的主要目的是把具體業(yè)務(wù)與實(shí)現(xiàn)技術(shù)相分開，為了能夠適應(yīng)不同的業(yè)務(wù)變化，MDA建立起平臺(tái)無(wú)關(guān)模型 PIM，通過(guò)相應(yīng)的針對(duì)平臺(tái)映射法則，自動(dòng)生成針對(duì)于特定業(yè)務(wù)和平臺(tái)的平臺(tái)相關(guān)模型PSM。然后再由PSM通過(guò)相應(yīng)的針對(duì)各種語(yǔ)言的映射法則，把PSM自動(dòng)生成代碼，從而達(dá)到最終目標(biāo)。在這里最核心的部分是建模過(guò)程PIM和模型轉(zhuǎn)換技術(shù)。

4 實(shí)施MDA的技術(shù)路線

MDA有水平和垂直一縱一模兩個(gè)主要的發(fā)展實(shí)施線路，在MDA方法學(xué)上分為完全符合和部分符合兩方面。而在部分符合方面，又分為領(lǐng)域相關(guān)的縱向和領(lǐng)域無(wú)關(guān)的橫向水平映射，在水平同層間映射又可分為平臺(tái)無(wú)關(guān)模型PIM和平臺(tái)相關(guān)模型PSM。鑒于以各方面的研究，形成如圖1所示的幾個(gè)方向。

圖1 實(shí)施MDA的技術(shù)路線示意圖

我們首先把垂直領(lǐng)域上作為路徑1進(jìn)行研究，在MDA中的路徑為（a-b-c）,這雖然是一個(gè)范圍比較狹窄的領(lǐng)域范圍，但其卻具有非常重要的意義。它可以包含MDA垂直領(lǐng)域中的某些部分，也可以是對(duì)某個(gè)領(lǐng)域上進(jìn)行研究。例如，在電信領(lǐng)域中，或是在電信某個(gè)領(lǐng)域系統(tǒng)，如ERP系統(tǒng)等?；谶@種理念，我們可以根據(jù)它生成一個(gè)實(shí)際的可以操作應(yīng)用的系統(tǒng),如我們前邊所提出的工具等，它們都是面象數(shù)據(jù)庫(kù)，它們都具有實(shí)際意義。

我們把水平方向上研究各領(lǐng)域的轉(zhuǎn)換作為路徑2（d、e）來(lái)研究。它表示在水平方向上各層次之間的映射和轉(zhuǎn)換。路徑2中的核心思想就是規(guī)約問(wèn)題，在不同的層次間普遍都具有抽象性的規(guī)約。例如，用來(lái)把語(yǔ)義完整定義的模型系統(tǒng)，同時(shí)還把它轉(zhuǎn)換成另一個(gè)平臺(tái)無(wú)關(guān)的系統(tǒng)。

不同領(lǐng)域之間的模型設(shè)計(jì)完畢之后，把它們統(tǒng)一起來(lái)就是我們面臨的一個(gè)新問(wèn)題了。其中一個(gè)有效的解決方法把各種不同領(lǐng)域模型與自身的模型向?qū)嘟Y(jié)合，效仿Eclipse軟件開發(fā)環(huán)境，這樣，不同領(lǐng)域之間模型系統(tǒng)可以互相獨(dú)立，也可以相互兼容。我們用路徑3（f）來(lái)表達(dá)處于同一級(jí)別的模型之間的映射。例如，我們采用比基本數(shù)據(jù)模型層次更高的元模型進(jìn)行幫助一種數(shù)據(jù)庫(kù)類型映射到另一種數(shù)據(jù)庫(kù)存類型。

MDA中相當(dāng)一部分是相當(dāng)具有挑戰(zhàn)性的工作和熱點(diǎn)研究，即包括MDA自身的研究也包括MDA應(yīng)用方面的研究，因此，MDA也將成為示來(lái)軟件發(fā)展體系所要研究的重點(diǎn)內(nèi)容。如果將他們完美的結(jié)合起來(lái)，使其協(xié)調(diào)發(fā)展，將會(huì)使MDA走向更現(xiàn)實(shí)現(xiàn)全面的應(yīng)用中去。