CN1647078A

CN1647078A - 用于使用统一建模语言(uml)建立可扩展标记语言(xml)应用的模型的方法和设备

Info

Publication number: CN1647078A
Application number: CNA038079259A
Authority: CN
Inventors: J·胡
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2002-04-10
Filing date: 2003-04-02
Publication date: 2005-07-27
Also published as: AU2003214552A1; WO2003085557A1; KR20040097321A; US20030196168A1; EP1506498A1; JP2005522760A

Abstract

本公开了一种使用被扩展了的UML标注法建立XML应用的模型的方法和设备。本发明扩展了UML模型模板以便包括附加分栏，称为恒定属性分栏。所述恒定属性分栏允许XML元素的恒定属性在UML模型中明确地表示。所公开的UML模型由此可以使用附加的恒定属性分栏来区分XML元素和XML属性，以便表示贯穿对象的所有实例而保持恒定的属性。通过独立地建立XML元素的恒定属性和可变属性的模型，XML元素的UML建模更加清楚并且易读。本发明便于利用适当的软件工具自动生成XML模式和源代码。

Description

用于使用统一建模语言(UML) 建立可扩展标记语言(XML)应用的模型的方法和设备

技术领域

本发明涉及用于建立XML应用的模型的方法和设备，具体而言，涉及用于使用UML标注法(notation)建立XML应用模型的方法和设备。

背景技术

由万维网联盟(W3C)推荐的可扩展标记语言(XML)是用于编码文本信息的流行标准。对于XML标准的讨论，例如参见可扩展标记语言(XML)1.0 W3C介绍，http://www.w3.org/TR/1998/REC-xml-19980210。该XML标准允许启用XML的应用与其他兼容的系统相互操作，以便交换编码信息。

随着XML越来越受到信息技术专业人员的欢迎，准确地建立XML应用的模型的能力日益变得重要。目前，大多数的XML应用使用统一建模语言(UML)建模，其由对象管理组(Object Management Group，OMG)进行标准化，并且在www.omg.org/uml中有所描述。

由于采用多种通用编程语言、诸如Java和C++，并且使用可用的UML工具，可以自动地生成根据UML标准建模的应用的源代码，所以UML建模特别合乎需要。此外，使用可用的XML元数据交换(XMI)技术可以从UML模型生成XML文档类型定义(DTD)。

图1举例说明了用于建立对象模型的现有UML标注法。如图1所示，在UML中使用单元100表示类元素，该单元100具有三个分栏(compartment)110，120，130。类名称分栏110记录相应类的名称。属性分栏120表示一个或多个属性名称以及它们的相应类型。操作分栏130表示一个或多个操作名称以及它们的相应署名(signature)。

最初开发UML标准是用于建立面向对象应用的模型。图1中所示标注法很好地适用于面向对象应用中的对象建模，其中类具有一组属性和操作。然而随着分布式计算使用的增加，类的恒定属性、诸如唯一的类标识符，对于标识这种类或者此类的实例来说十分重要。因此存在扩展UML模型的需要，所述UML模型应允许在UML模型中显式地表示类的恒定属性。此外还存在对允许更精确地表示XML文档或者应用对象的方法和设备的需要。

已经提供或者建议了许多技术来利用UML或者UML的变型来建立XML应用的模型。对于利用UML建立XML应用的模型的传统技术的论述，例如参见David Carlson发表的“Modeling XML Applicationswith UML-Practicale-Business Applications，Addison-Wesley(2001)”。XML数据本身不具有行为或操作，而仅仅具有属性与元素。通常，XML数据的基本单位是元素。元素具有值，或者具有其自身属性(或者兼备)。然而，在现有UML标注法中，很难把XML元素和属性区分开，这是因为它们通常都被在进属性分栏120中。

发明内容

大体上讲，公开了一种使用扩展的UML标注法建立XML应用的模型的方法和设备。本发明扩展UML模型模板以便包括附加分栏，在此称作恒定属性分栏。所述恒定属性分栏允许在UML模型中显式地表示XML元素的恒定属性。以这样的方式，所公开的UML模型使用附加的恒定属性分栏区别XML元素和XML属性，以便存储贯穿XML元素类型的所有实例通常保持恒定的属性。

本发明通过独立地建立XML元素类型的属性与元素的模型，使XML元素的UML建模更加清楚，并且易读。此外，本发明便于利用适当的软件工具自动生成XML模式以及源代码。公开的一种XML模式生成器，它使用本发明的被扩展了的UML模型模板来自动地生成XML模式。公开的一种源代码生成器，它使用本发明的被扩展了的UML模型模板来依照给定的编程语言生成源代码。

参考以下详细说明以及附图将获得对本发明及其进一步的特征和优势的更加彻底的理解。

附图说明

图1举例说明了根据现有UML模型表示对象的传统单元；

图2举例说明了利用UML或者UML变型来建立XML应用模型的第一种传统方法；

图3举例说明了利用UML或者UML变型来建立XML应用模型的第二种传统方法；

图4举例说明了利用UML或者UML变型来建立XML应用模型的第三种传统方法；

图5举例说明了根据本发明用于建立XML元素模型的新的UML标注法；

图6举例说明了用于使用本发明的UML模型模板生成XML模式的XML模式生成器；

图7举例说明了用于使用本发明的UML模型模板依照给定的编程语言生成源代码的源代码生成器；以及

图8是适用于实现本发明全部或者一部分的系统的框图。

具体实施方式

如下文记述的那样，本发明扩展了UML模型以允许在UML模型中显示地表示类的恒定属性。由此，本发明提供了允许更精确地表示XML文档或者应用对象的方法和设备。具体来讲，所公开的UML模型通过插入附加的恒定属性分栏来区别XML元素和XML属性，所述附加的恒定属性分栏用于包含贯穿XML元素类型的所有实例通常保持恒定的属性。

在UML中，属性是类的成员/数据变量。这些属性可以分为两类：诸如类标识符之类的恒定属性以及对象与对象间不同的可变属性。这里，我们提及的属性是UML属性并非XML属性。

利用UML建立XML应用的模型

已经提供或者说建议了许多技术来利用UML或者UML的变型来建立XML应用的模型。图2举例说明了一种使用UML建立XML应用的模型的传统方法。如图2所示，示范性的类名称分栏210记录相应类或元素的名称-PatientName(病人姓名)。属性分栏220中的标签字段以及id字段保存元素PatientName的属性。字段patient_name保存元素PatientName的值。如图2所示，从UML类模型200人工地生成XML模式240。操作分栏230不用于XML对象的建模。最后，可以使用XML模式240生成模式250的真实实例。

采用图2中所示的第一种方法的问题在于：模型本身不表示属性分栏220中的哪些字段被映射到XML元素或者属性。

图3举例说明了使用UML建立XML应用的模型的另一传统方法。如图3所示，示范性的类名称分栏310记录相应类或元素的名称-PatientName。属性分栏320中的标签字段以及id字段保存元素PatientName的属性。字段patient_name保存元素PatientName的值。不同于图2中的第一种方法，将标签、id以及patient_name字段标记为属性或者元素。如图3所示，从UML类模型300人工地生成XML模式340。操作分栏330不用于XML对象的建模。最后，可以使用XML模式340生成模式350的真实实例。

采用图3中所示的第二种方法的问题在于：模型过于冗长，并且映射规则必须应用到每个UML属性以便评估其目标。无法规定UML属性的用法。

图4举例说明了使用UML建立XML应用的模型的又一个传统方法，其中将两个UML单元用于表示每个XML元素。第一单元400-1保存关于元素的可变属性信息，而第二单元400-2保存关于元素的恒定属性信息。如图4所示，第一单元400-1的示范性类名称分栏410-1记录相应类或元素的名称-PatientName。属性分栏420-1中的字段patient_name保存元素PatientName的值。

第二单元400-2的属性分栏420-2中的标签字段以及id字段保存元素PatientName的恒定属性。如图4所示，可以从UML类模型400-1、2自动地生成XML模式440。操作分栏430不用于XML对象的建模。最后，可以使用XML模式440生成模式(未示出)的真实实例。

图4中所示的第三种方法的问题在于：所述模型需要独立的、附加的类来定义属性。

用于建立XML应用的模型的被扩展了的UML。

图5举例说明了根据本发明用于建立XML元素的模型的新UML标注法。如图5所示，使用UML单元500表示XML元素，所述UML单元500具有四个分栏510，520，530，540。类名称分栏510记录相应类或者XML元素类型的名称。类名称分栏510允许指定固定形式，诸如XML结构中的simpleType和complexType(例如参见XML模式定义语言(XML Schema Definition Language)，www.w3c.org/XML/Schema)。

恒定属性分栏520规定贯穿全部PatientName实例将会保持恒定的恒定属性。可变属性分栏530规定可变属性，所述可变属性因不同的PatientName实例而变化。操作分栏540指示一个或多个操作名称以及它们的相应返回类型和参数，并且在定义XML类型中通常是空的。在分栏520中，《0..1》规定属性标签作为选项的用法。同样地，还可以规定其他属性的用法。括弧“《》”中的数字规定了给定属性的最小和最大出现率。

被扩展了的UML模型的应用

一旦依照本发明使用UML模型模板500构建UML模型，就可以使用现存工具连同图6和7中所示的附加映射规则来自动地生成XML模式和指定编程语言的源代码。

图6举例说明了用于使用UML模型模板500生成XML模式650的XML模式生成器600。XML模式生成器600例如可以作为采用了XML元数据交换(XMI)工具包的计算机或者工作站来实现，所述工具包可以从IBM公司购买，并且在http://www.alphaworks.ibm.com/tech/xmiframework中有所描述，或者采用了相似的工具，诸如能够从XMLModeling公司购买到的HyperModcl^TM应用，并且其在www.xmlmodeline.com.中有所描述，正如本领域中普通技术人员显而易见的那样，当此中有修改时，并入本发明的修改的标注法/模板中。

在一个示范性的实施例中，XML模式生成器600基于其固定形式(stereotype)将UML类映射到XML模式组件，诸如complexType、element或者simpleType。将恒定属性映射到此组件的属性。同样，将可变属性映射到此组件的元素。

图7举例说明了用于使用UML模型模板500生成Java源代码750-1、750-2的源代码生成器700。源代码生成器700例如可以作为采用了Rational Rose^TM工具的计算机或者工作站来实现，所述工具可以从Rational软件公司购买到，并且在http://www.rational.com中所有描述，或者采用了相似的工具，如Popkin软件公司的SystemArchitect^TM，并且在 www.popkin.com中有所描述，正如本领域中普通技术人员显而易见的那样，当此中有修改时，并入本发明的修改的标注法/模板中。

现在参见图8，示出了适用于执行本发明实施例的示范性系统800的框图。系统800可以用于图5至7中公开的一些或者所有方法和系统。系统800包括计算机系统810和光盘(CD)850。计算机系统810包括处理器820、存储器830和视频显示器840。

如本领域众所周知的那样，在此论述的方法和设备可以作为一种制造物品经销，其本身包括计算机可读介质，在所述计算机可读介质上具有实现上述方法的计算机可读代码装置。计算机可读程序代码装置可以结合计算机系统诸如计算机系统810操作，以便实施全部或者一些步骤来执行所述方法或者创建在此讨论的设备。计算机可读介质可以是可记录介质(例如软盘、硬盘、光盘或者存储卡)，或者可以是传输介质(例如包括光纤、万维网、电缆的网络，或者使用时分多路访问、码分多路访问的无线信道，或者其他射频信道)。任何已知的或者开发的用于存储适合计算机系统使用的信息的介质都可以使用。计算机可读代码装置是任何机制，其用于允许计算机读取指令和数据，诸如磁介质上的磁性变化或者光盘-诸如光盘850表面上的高度变化。

存储器830配置处理器820，以实现在此公开的方法、步骤和功能。存储器830可以是分布式的或者是本地的，所述处理器820可以是分布式的或者是单一的。存储器830可以作为电的、磁的或者光存储器实现，或者是它们的任意组合，或者是其他类型的存储设备。此外，术语“存储器”应该被广泛解释为足以包含任何如下信息，所述信息是能够从由处理器810访问的可寻址空间中的地址中读取、或向其中写入的信息。依照此定义，因为处理器820可以从网络中检索信息，所以关于网络的信息仍然在存储器830内。应该注意的是，组成处理器820的每个分布式处理器通常包含其自身的可寻址存储空间。也应注意，一些或者所有计算机系统810可以被并入专用用或通用集成电路中。

视频显示器840是任意类型的视频显示器，适用于与系统800的人类用户交互。通常，视频显示器840是计算机监视器或者其他相似的视频显示器。

应该理解的是，此处所述的和示出的实施例和变型仅仅是为了举例说明本发明的原理，本领域技术人员在不脱离本发明范围和精神的情况下可以实现各种修改。

Claims

1.一种使用UML模型表示XML对象的方法，包括以下步骤：

提供UML模型单元(500)，用于表示所述XML对象，所述UML模型单元(500)具有多个分栏(510，520，530，540)；以及

在所述UML模型单元(500)中提供独立的分栏(520，530)，用于表示所述XML对象的恒定属性和可变属性。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述恒定属性分栏(520)存储贯穿对象的全部实例都保持恒定的属性。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述可变属性分栏存储因对象的不同实例而变化的属性。

4.如权利要求1所述的方法，其中将所述恒定属性自动地映射到XML模式(650)组件的属性。

5.如权利要求1所述的方法，其中将所述可变属性自动地映射到XML模式(650)组件的元素。

6.一种用于从UML模型生成XML模式(650)的方法，包括以下步骤：

使用被扩展了的UML模型单元(500)建立所述XML模式(650)的模型，所述被扩展了的UML模型单元具有独立的分栏(520，530)，用于表示所述XML对象的恒定属性和可变属性；以及

从所述建立了模型的XML模式自动地生成所述XML模式(650)。

7.如权利要求6所述的方法，其中自动地生成所述XML模式(650)的所述步骤还包括：将恒定属性映射到XML模式(650)组件的属性的步骤。

8.如权利要求6所述的方法，其中自动地生成所述XML模式(650)的所述步骤还包括：将可变属性映射到XML模式(650)组件的元素的步骤。

9.一种用于从UML模型生成源代码(750)的方法，包括以下步骤：

使用被扩展了的UML模型单元(500)建立所述源代码(750)的模型，所述被扩展了的UML模型单元具有独立的分栏(520，530)，用于表示所述XML对象的恒定属性和可变属性；以及

从所述建立了模型的XML模式(650)自动地生成所述源代码(750)。

10.如权利要求9所述的方法，其中所述自动地生成所述源代码(750)的步骤还包括：将恒定属性映射到类的恒定成员变量的步骤。

11.如权利要求9所述的方法，其中所述自动地生成所述源代码(750)的步骤还包括：将可变属性映射到类的不同于恒定变量的成员变量的步骤。

12.一种使用UML模型表示XML对象的系统(800)，包括：

存储器(830)，用于存储计算机可读代码；以及

处理器(820)，可操作地与所述存储器(830)耦合，所述处理器(820)被配置为：

提供UML模型单元(500)用于表示所述XML对象，所述UML模型单元(500)具有多个分栏(510，520，530，540)；以及

13.一种从UML模型生成XML模式(650)的系统(800)，包括：

存储器(830)，用于存储计算机可读代码；以及

从所述建立了模型的XML模式(650)自动地生成所述XML模式(650)。

14.一种从UML模型生成源代码(750)的系统(800)，包括：

存储器(830)，用于存储计算机可读代码；以及

使用被扩展了的UML模型单元(500)建立所述XML模式(650)的模型，所述扩展了的UML模型单元具有独立的分栏(520，530)，用于表示所述XML对象的恒定属性和可变属性；以及

从所述建立的XML模式(650)模型自动地生成所述源代码(750)。

15.一种使用UML模型表示XML对象的制造物品(850)，包括：

在其上包括了计算机可读代码装置的计算机可读介质，所述计算机可读程序代码装置包括：

提供UML模型单元(500)用于表示所述XML对象的步骤，所述UML模型单元(500)具有多个分栏(510，520，530，540)；以及

在所述UML模型单元(500)中提供独立的分栏(520，530)，用于表示所述XML对象的恒定属性和可变属性的步骤。