一種基于多維總線的通用體系結(jié)構(gòu)可視化建模方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于多維總線的通用體系結(jié)構(gòu)可視化建模方法，該方法將需要建模的體系結(jié)構(gòu)抽象為點和線的集合，制訂了一種通用的可視化體系結(jié)構(gòu)建模規(guī)范，借助于總線將各個子系統(tǒng)集成起來，支持多層多總線體系結(jié)構(gòu)的建模，支持復(fù)雜系統(tǒng)的遞歸子系統(tǒng)的建模，支持交互接口之間傳輸數(shù)據(jù)的驗證并支持用戶自定義可視化建模元素，有效地提高體系結(jié)構(gòu)可視化建模和維護(hù)效率。
【專利說明】一種基于多維總線的通用體系結(jié)構(gòu)可視化建模方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于計算機(jī)軟件【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種基于多維總線的通用體系結(jié)構(gòu)可視化 建模方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 可視化建模是對現(xiàn)實世界的客觀抽象。模型是對現(xiàn)實問題的邏輯抽象，能夠從某 些側(cè)面來現(xiàn)實系統(tǒng)的重要性質(zhì)，忽略其相關(guān)細(xì)節(jié)，建模促進(jìn)了需求的更好的理解、更清晰的 設(shè)計、更加容易維護(hù)的系統(tǒng)。〇MG(Object Management Group)組織發(fā)布了統(tǒng)一建模語言 (Unified Modeling Language，UML),其為開發(fā)團(tuán)隊提供標(biāo)準(zhǔn)通用的設(shè)計語言來開發(fā)和構(gòu)建 計算機(jī)應(yīng)用。然而UML語言重點描述是軟件內(nèi)部模塊的細(xì)節(jié)，對于體系結(jié)構(gòu)的建模并沒有 太多涉及，由此衍生出多種體系結(jié)構(gòu)可視化建模方法。
[0003] 軟件體系結(jié)構(gòu)建模，就是建立軟件體系結(jié)構(gòu)模型的方法和過程，它是以具體的形 式來表現(xiàn)系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)，能夠幫助人們從全局的角度來把握整個系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)。然而 UML語言重點描述的是軟件內(nèi)部模塊的細(xì)節(jié)，對于軟件體系結(jié)構(gòu)的建模并沒有太多涉及，由 此衍生出多種軟件體系結(jié)構(gòu)可視化建模方法。
[0004] 軟件體系結(jié)構(gòu)建模主要關(guān)注的是系統(tǒng)的原子結(jié)構(gòu)及其關(guān)系的組合，強(qiáng)調(diào)的是系統(tǒng) 架構(gòu)的設(shè)計，然而現(xiàn)今沒有一種統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化軟件體系結(jié)構(gòu)建模方法，由此增加了用戶對 于軟件體系結(jié)構(gòu)建模學(xué)習(xí)的成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種基于多維總線的通 用體系結(jié)構(gòu)可視化建模方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺乏統(tǒng)一的體系結(jié)構(gòu)可視化建模標(biāo) 準(zhǔn)，造成各種體系結(jié)構(gòu)建模的孤立存在，增加了用戶的學(xué)習(xí)成本，降低了建模的效率的問 題。
[0006] 技術(shù)方案：為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0007] -種基于多維總線的通用體系結(jié)構(gòu)可視化建模方法，首先建立可視化建模的基本 元素，所述基本元素包括子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)總線、數(shù)據(jù)交互接口、控制總線、控制接口和系統(tǒng)標(biāo) 識；
[0008] 所述子系統(tǒng)上設(shè)有數(shù)據(jù)交互接口和控制接口；
[0009] 所述數(shù)據(jù)總線通過數(shù)據(jù)交互接口與子系統(tǒng)連接，用于傳輸子系統(tǒng)之間交互的數(shù) 據(jù)；
[0010] 所述控制接口用于控制數(shù)據(jù)交互接口接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)；
[0011] 所述控制總線通過控制接口與子系統(tǒng)連接，用于傳輸命令給子系統(tǒng)；
[0012] 所述系統(tǒng)標(biāo)識將子系統(tǒng)、子系統(tǒng)內(nèi)的模塊、數(shù)據(jù)交互接口、控制接口、數(shù)據(jù)總線以 及控制總線均進(jìn)行區(qū)別標(biāo)識；
[0013] 將需要傳遞的數(shù)據(jù)信號化，并利用不同的系統(tǒng)標(biāo)識在數(shù)據(jù)總線和控制總線中注冊 子系統(tǒng)之間的交互關(guān)系，用以識別不同子系統(tǒng)之間信號的傳輸。
[0014] 本發(fā)明將以點和線為基礎(chǔ)的體系結(jié)構(gòu)的建模方法進(jìn)行抽象化，建立了各種建模的 基本元素，包括子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)總線、數(shù)據(jù)交互接口、控制總線、控制接口和系統(tǒng)標(biāo)識等；利用 數(shù)據(jù)總線和控制總線分別完成數(shù)據(jù)以及命令的傳輸，實現(xiàn)將數(shù)據(jù)和命令加以區(qū)分，然而這 兩種總線在邏輯上是一個整體，可以適應(yīng)子系統(tǒng)交互的不同數(shù)據(jù)類型，減輕了設(shè)計人員用 于各個子系統(tǒng)之間交互的建模，因此建模的通用性及擴(kuò)展性有所提高；還引入了系統(tǒng)標(biāo)識， 將相對獨立的子系統(tǒng)分解為不同的模塊，對模塊與模塊以及子系統(tǒng)與子系統(tǒng)之間的接口進(jìn) 行對象化標(biāo)識，借助系統(tǒng)標(biāo)識可以清晰地描述了不同子系統(tǒng)的不同模塊之間的通信；因為 信號交互可以直接匹配不同的數(shù)據(jù)交互接口和控制接口，而不需要遺留給上層的應(yīng)用程序 識別，所以為了便于數(shù)據(jù)傳輸，本發(fā)明采用信號交互的模式，首先將數(shù)據(jù)信號化，然后將交 互關(guān)系在總線上注冊好，刻畫各個子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信號的自動化匹配；用 戶可以自由擴(kuò)展可視化建模元素，只要建模元素上有控制端口和數(shù)據(jù)接收端口即可。
[0015] 作為優(yōu)選的，在本發(fā)明中，所述控制接口支持驗證數(shù)據(jù)交互接口中數(shù)據(jù)的有效性。 有效地減少了不合法數(shù)據(jù)的輸入，保證數(shù)據(jù)輸入的有效性。
[0016] 進(jìn)一步的，在本發(fā)明中，可以根據(jù)用戶需求可以簡單便捷地進(jìn)行遞歸子系統(tǒng)的擴(kuò) 展。首先，在所述子系統(tǒng)內(nèi)有遞歸子系統(tǒng)擴(kuò)展口用于設(shè)置遞歸子系統(tǒng)，所述遞歸子系統(tǒng)與子 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相同，遞歸子系統(tǒng)上的控制接口和該遞歸子系統(tǒng)所屬的子系統(tǒng)上的控制接口連 通，遞歸子系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)交互接口和該遞歸子系統(tǒng)所屬的子系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)交互接口連通。 與此同時，在本發(fā)明中，所述系統(tǒng)標(biāo)識中包含對遞歸子系統(tǒng)的區(qū)別標(biāo)識。這樣遞歸子系統(tǒng)的 設(shè)置與交互方法都與子系統(tǒng)完全一樣，可擴(kuò)展性強(qiáng)。
[0017] 有益效果：
[0018] 本發(fā)明提供的一種基于多維總線的通用體系結(jié)構(gòu)可視化建模方法，抽象以點和線 為基礎(chǔ)的體系結(jié)構(gòu)的建模方法，定義了基本的建模元素，采用總線將不同子系統(tǒng)的模塊進(jìn) 行集成，刻畫各個子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互，并在數(shù)據(jù)端口驗證數(shù)據(jù)的有效性，支持復(fù)雜的遞 歸系統(tǒng)的可視化建模。
[0019] 本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
[0020] (1)數(shù)據(jù)總線和控制總線在邏輯上是一個整體，可以適應(yīng)不同子系統(tǒng)交互的不同 數(shù)據(jù)類型，減輕了設(shè)計人員用于各個子系統(tǒng)之間交互的建模，采用總線集成提高了建模的 通用性和擴(kuò)展性，統(tǒng)一了體系結(jié)構(gòu)可視化建模方法，形成了統(tǒng)一的建模規(guī)范，用戶可以自由 擴(kuò)展可視化建模元素，只要建模元素上有控制端口和數(shù)據(jù)接收端口；
[0021 ] (2)控制接口驗證數(shù)據(jù)的有效性，有效了減少了不合法數(shù)據(jù)的輸入，保證數(shù)據(jù)輸入 的有效性；
[0022] (3)采用信號交互的模式進(jìn)行交互，因為信號交互可以直接匹配不同的數(shù)據(jù)接口 和控制接口，而不需要遺留給上層的應(yīng)用程序識別，提高了交互的便捷性；
[0023] (4)本發(fā)明方法，從現(xiàn)有的體系建模的基礎(chǔ)出發(fā)形成一種統(tǒng)一的體系結(jié)構(gòu)可視化 建模標(biāo)準(zhǔn)，降低了用戶的學(xué)習(xí)成本，提高了建模效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 圖1為本發(fā)明中建模的基本元素圖；
[0025] 圖2為面向體系結(jié)構(gòu)的可視化建模方法的建模結(jié)構(gòu)圖；
[0026] 圖3為基于Chord協(xié)議的P2P網(wǎng)絡(luò)的邏輯結(jié)構(gòu)圖；
[0027] 圖4為實施例中建模的基本元素圖；
[0028] 圖5為本發(fā)明方法對實施例的建模圖。

【具體實施方式】
[0029] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0030] 如圖1所示，本發(fā)明的建模方法包括以下建模的基本元素：子系統(tǒng)3、控制總線1、 數(shù)據(jù)總線2、控制接口 4、數(shù)據(jù)交互接口 5和系統(tǒng)標(biāo)識；子系統(tǒng)3內(nèi)還可以增加遞歸子系統(tǒng)6 作為局部放大設(shè)計。
[0031] 圖2為本發(fā)明的建模結(jié)構(gòu)圖。圖中可見，包括數(shù)據(jù)總線2和控制總線1，以及設(shè)置 在這兩條總線上的多個子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)3上都設(shè)有控制接口 4和數(shù)據(jù)交互接口 5,控制 總線1通過控制接口 4分別與子系統(tǒng)連接；數(shù)據(jù)總線2通過數(shù)據(jù)交互接口 5分別與子系統(tǒng) 3連接；其中一個子系統(tǒng)3上還設(shè)有遞歸子系統(tǒng)6,遞歸子系統(tǒng)6的結(jié)構(gòu)與子系統(tǒng)3相同，并 且遞歸子系統(tǒng)6上的控制接口和該遞歸子系統(tǒng)6所屬的子系統(tǒng)3上的控制接口 4連通，遞歸 子系統(tǒng)6上的數(shù)據(jù)交互接口和該遞歸子系統(tǒng)6所屬的子系統(tǒng)3上的數(shù)據(jù)交互接口 5連通。
[0032] 為了使子系統(tǒng)3間方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，需要將數(shù)據(jù)信號化，由此定義了系統(tǒng)標(biāo) 識及不同子系統(tǒng)3間的交互關(guān)系；
[0033] 如圖2所示，子系統(tǒng)3上的控制接口 4被標(biāo)識為C ;子系統(tǒng)3上的數(shù)據(jù)交互接口 5 分別被標(biāo)識為PI. . Pn
[0034] 子系統(tǒng)3被標(biāo)識為Μ,因此,x#子系統(tǒng)上的控制接口被標(biāo)識為Mx. C ;x#子系統(tǒng)上的 數(shù)據(jù)交互接口被標(biāo)識為Mx. PI、Mx. P2、.......Mx. Pn。
[0035] 具體的，舉個例子，如圖2所示，共有3個子系統(tǒng)3,分別為1#子系統(tǒng)、2#子系統(tǒng)和 1#子系統(tǒng)；其中1#子系統(tǒng)上的控制接口被標(biāo)識為：Ml. C，1#子系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)交互接口被標(biāo) 識為Ml. P1、M1. P2 ;2#子系統(tǒng)上的控制接口被標(biāo)識為：M2. C，2#子系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)交互接口被 標(biāo)識為 M2. Ρ1、Μ2· Ρ2、Μ2· P3。
[0036] 在系統(tǒng)標(biāo)識的幫助下，可以簡便地表明信號之間的傳遞關(guān)系，如要表示1#子系 統(tǒng)上的數(shù)據(jù)交互接口 Ρ1和2#子系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)交互接口 Ρ3的交互關(guān)系，則可以表示為 Ml. PI <--- M2. P3〇
[0037] 將所有需要使用的交互關(guān)系在總線中進(jìn)行注冊，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)信號的自動化匹 配，可以直接匹配不同的數(shù)據(jù)接口和控制接口，而不需要遺留給上層的應(yīng)用程序識別。
[0038] 下面以具有代表性的以CHORD為基礎(chǔ)的P2P網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)作為具體的實例來說明發(fā)明 內(nèi)容。
[0039] 圖3是基于CHORD協(xié)議的P2P網(wǎng)絡(luò)邏輯結(jié)構(gòu)模型，為了對其進(jìn)行建模，把P2P網(wǎng)絡(luò) 上每個節(jié)點抽象為一個服務(wù)實體，在服務(wù)實體中定義了以CHORD協(xié)議、TCP協(xié)議、IP協(xié)議為 基礎(chǔ)的交互邏輯，通過協(xié)議的交互為外部提供服務(wù)功能。服務(wù)實體與服務(wù)實體之間通過簡 單的鏈路環(huán)境連接，構(gòu)成一個通信環(huán)境。
[0040] 如圖4所示，是為本實施例的基本建模元素圖。定義了最基本的建模元素協(xié)議件 7、服務(wù)件8、鏈路件9以及環(huán)境件10,它們都有同樣的邏輯結(jié)構(gòu)，控制接口、數(shù)據(jù)交互接口以 及服務(wù)件都以協(xié)議件7為基礎(chǔ)通過局部放大設(shè)計來定義具體的服務(wù)，環(huán)境件10支持遞歸子 環(huán)境（復(fù)雜系統(tǒng)）定義。將本【具體實施方式】與本建模方法加以對應(yīng)則有以下對應(yīng)關(guān)系：
[0041] 協(xié)議件7為以橢圓抽象表示的子系統(tǒng)，包含有一個控制接口以及一個數(shù)據(jù)交互接 Π ；
[0042] 服務(wù)件8為以圓角矩形抽象表示的子系統(tǒng)，包含一個控制接口以及數(shù)據(jù)交互接 口，并包含若干個遞歸定義的協(xié)議件7的子系統(tǒng)，多個協(xié)議件7的子系統(tǒng)進(jìn)行交互對外提供 服務(wù)；
[0043] 環(huán)境件10是以直角矩形抽象表示的子系統(tǒng)，包括一個控制接口以及若干個數(shù)據(jù) 交互接口，并包含由服務(wù)件8組成的遞歸子系統(tǒng)；
[0044] 鏈路件9是由數(shù)據(jù)總線和兩個數(shù)據(jù)交互接口組成，用于服務(wù)實體（包括協(xié)議件7、 服務(wù)件8、環(huán)境件10)之間的連接。
[0045] 在圖4的基礎(chǔ)上，圖5是最終的基于CHORD協(xié)議的P2P網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的模型圖。為 了方便描述表示，將圖3中任選5節(jié)點（它們在邏輯上相互連通，并組成一個環(huán)）抽象為服 務(wù)實體 nl、n2、n3、n4、n5。
[0046] 由圖5可知，環(huán)境件中包含服務(wù)件（遞歸子系統(tǒng)）nl，n2，n3，n4，n5和鏈路 el, e2, e3, e4, e5
[0047] 服務(wù)件 nl、n2、n3、n4、n5 上的控制端 口分別標(biāo)識為 nl. c、n2. c、n3. c、n4. c、n5. c, 服務(wù)件nl、n2、n3、n4、n5上的數(shù)據(jù)交互端口分別標(biāo)識為：nl. pi、nl. p2、n2. pi、n2. p2、 n3. pl> n3. p2> n4. pl> n4. p2> n5. pl> n5. p2 ；
[0048] 服務(wù)件111、112、113、114、115的控制端口和數(shù)據(jù)交互接口的數(shù)據(jù)通過鏈路61、62、 63、 e4、e5的控制端口和數(shù)據(jù)交互接口分別傳輸?shù)娇刂瓶偩€和數(shù)據(jù)總線上。
[0049] 假設(shè)服務(wù)件nl端口 nl. pi與服務(wù)件n5的端口 n5. pi之間存在交互關(guān)系為 nl. pi ―― n5. pl，將此交互關(guān)系注冊在總線中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動化匹配，以此類推，最終可 實現(xiàn)不同服務(wù)件之間任意端口間的通信。
[0050] 服務(wù)件n2包括協(xié)議件m_chord、m_tcp和m_ip作為遞歸子系統(tǒng)，協(xié)議件m_chord、 m_tcp和m_ip上分別有各自的控制接口和數(shù)據(jù)交互接口，如m_chord上的控制接口標(biāo)識為 m_chord. c，m_chord上的數(shù)據(jù)交互接口有2個，分別標(biāo)識為m_chord. pi和m_chord. p2。協(xié) 議件上的控制端口和數(shù)據(jù)端口分別連接到控制總線和數(shù)據(jù)總線上，最終實現(xiàn)協(xié)議件與不同 服務(wù)件的任意端口之間的通信。
[0051] 綜上所述，本方法統(tǒng)一了不同標(biāo)準(zhǔn)的體系結(jié)構(gòu)可視化建模方法，定義了基本的可 視化建模元素，并在此基礎(chǔ)上支持用戶自定義建模元素，具有良好的規(guī)范性和擴(kuò)展性。
[0052] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于多維總線的通用體系結(jié)構(gòu)可視化建模方法，其特征在于：建立可視化建模 的基本元素，所述基本元素包括子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)總線、數(shù)據(jù)交互接口、控制總線、控制接口和系 統(tǒng)標(biāo)識； 所述子系統(tǒng)上設(shè)有數(shù)據(jù)交互接口和控制接口； 所述數(shù)據(jù)總線通過數(shù)據(jù)交互接口與子系統(tǒng)連接，用于傳輸子系統(tǒng)之間交互的數(shù)據(jù)； 所述控制接口用于控制數(shù)據(jù)交互接口接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)； 所述控制總線通過控制接口與子系統(tǒng)連接，用于傳輸命令給子系統(tǒng)； 所述系統(tǒng)標(biāo)識將子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)交互接口、控制接口、數(shù)據(jù)總線以及控制總線均進(jìn)行區(qū)別 標(biāo)識； 將需要傳遞的數(shù)據(jù)信號化，并利用不同的系統(tǒng)標(biāo)識在數(shù)據(jù)總線和控制總線中注冊子系 統(tǒng)之間的交互關(guān)系，用以識別不同子系統(tǒng)之間信號的傳輸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多維總線的通用體系結(jié)構(gòu)可視化建模方法，其特征 在于：所述控制接口支持驗證數(shù)據(jù)交互接口中數(shù)據(jù)的有效性。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多維總線的通用體系結(jié)構(gòu)可視化建模方法，其特征 在于：所述子系統(tǒng)內(nèi)有遞歸子系統(tǒng)擴(kuò)展口用于設(shè)置遞歸子系統(tǒng)，所述遞歸子系統(tǒng)與子系統(tǒng) 的結(jié)構(gòu)相同，遞歸子系統(tǒng)上的控制接口和該遞歸子系統(tǒng)所屬的子系統(tǒng)上的控制接口連通， 遞歸子系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)交互接口和該遞歸子系統(tǒng)所屬的子系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)交互接口連通。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于多維總線的通用體系結(jié)構(gòu)可視化建模方法，其特征 在于：所述系統(tǒng)標(biāo)識中包含對遞歸子系統(tǒng)的區(qū)別標(biāo)識。
【文檔編號】G06F17/50GK104156532SQ201410404962
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月15日
【發(fā)明者】沈軍, 高文 申請人:東南大學(xué)