[发明专利]基于结构匹配的UML模型查询方法

说明书

技术领域

本发明涉及设计阶段项目模型的分析与理解，主要涉及一种基于结构匹配的UML模型查询方法。

背景技术

随着软件工程技术的日益成熟，模型规模伴随着软件规模的发展而不断扩大，如何利用现有软件资源提高软件生产效率已收到广泛关注。软件复用技术可借鉴现有成熟的软件设计方案，降低软件设计和维护成本，提高软件生产效率，找出合适的模型或代码是复用技术的难点。在模型库日趋庞杂的今天，模型驱动领域亟须对模型搜索相关技术展开研究，帮助用户搜索模型库快速找出目标模型。目前模型搜索技术借鉴了文本搜索相关技术，搜索效果和普及率均不甚理想，未能充分利用模型的结构信息和语义信息。

近些来，随着模型驱动技术和UML建模支撑工具的逐步发展，UML模型查询技术逐渐开始得到研究人员的关注（UML是通用的可视化建模语言，用于对软件进行描述、可视化处理、构造和建立软件系统工作的文档，充分考虑了各种需求、方法和语言的特点）。目前与UML相关的模型查询工作主要有元模型查询技术、基于对象约束语言（Object Constraint Language，OCL）的查询扩展以及基于信息检索技术的模型查询等。

元模型是对建模语言进行描述的模型，其复杂度高，且难以消除，元模型查询主要是针对元模型进行的查询。

对象约束语言最初的雏形是IBEL（Integrated Business Engineering Language，IBM）和Syntropy，是IBM基于这两种语言进行设计而产生的。对象约束语言伴随着UML1.1一起发布，通过形式化的方法定义模型约束，对UML建模语言进行补充，进而提高模型的表达能力。OCL语言能够描述类视图中类不变性、方法前置和后置条件等约束，OCL不仅可以精确定义模型约束，而且拥有描述模型查询能力。基于OCL模型查询的研究已取得部分进展，能够支持简单的UML语义查询。目前与关系代数查询语言相比，OCL的表达能力还存在一些不足。此外，使用OCL编写的查询语句的结构复杂、不直观、不易被用户阅读和理解。与此同时，OMG标准组织给出了OCL的定义，暂时没有一个统一成熟的工具支持OCL的实现，相应的支撑工具正在开发中。

基于信息检索技术的模型查询主要是将信息检索技术移植到模型搜索中，使用信息检索技术来实现UML模型查询。整个查询过程与网页搜索引擎类似，主要利用关键词匹配进行搜索，找出模型中哪些地方出现上述关键词。通过相关性算法得出模型元素与关键词的相关性，对模型与关键词的相关程度进行排序。最后利用信息检索的评价指标对模型搜索引擎进行评价，主要包括精度（Precision）、Recall（召回值）、F-measure（F值）等评价指标。整体上而言利用关键词进行模型查询存在一些不足，模型文件中有意义的字符串所占比例较少，文件包含大量枚举类型值和模型结构描述。关键字搜索技术针对网页长文本而实现的，短句和数字查询的效果并不佳。模型不仅描述了模型元素的名称，更重要的是模型精确地描述模型元素之间的关系，模型结构信息无法利用关键字查询进行搜索。

发明内容

本发明目的是，鉴于上述问题，本发明旨在提供一种基于结构匹配的UML模型查询方法，该方法主要分析模型存储文件中的模型元素结构信息，然后抽取其中的模型元素，利用匹配算法进行匹配，获取查询结果。实现UML模型查询。

本发明是通过以下的技术方案实现的：基于结构匹配的UML模型查询方法，

步骤10：获取UML模型库模型文件；

步骤11：利用模型查询语言编辑目标查询模式；

步骤12：解析目标查询的模型模式；

步骤13：利用结构匹配算法将步骤12解析好的目标查询模型模式与UML模型库中模型进行结构匹配；

步骤14：显示匹配结果；

其中步骤11中的目标查询模型查询语言符合下面的语法规范：

按照模型查询语言编辑目标查询模型模式主要是将目标模型模式中包含的模型元素以及它们之间存在的关系表达出来；

解析目标查询模型模式即步骤12，其中解析过程包括：

步骤30：读取已经编辑完的目标模型模式文件；

步骤31：开始读取文件内容；

步骤32：识别关键字:[Class]、[Attribute]、[Operation]、[Parameter]、[Abstraction]、[Generalization]、[Dependency]；