基于概念模型的XML设计工具研究

发布时间：2020-07-07 03:00

【摘要】：XML模式用于描述XML实例文档的结构和约束,以便验证实例文档的有效性。随着XML的广泛应用和XML文档数量的剧增,XML模式的设计(简称XML设计)越来越重要。XML设计涉及到如下两个方面的知识:(1)应用领域的知识,设计者需要全面了解应用领域的相关概念和概念之间的联系;(2)XML模式定义语言(如W3C的XML模式定义语言),设计者需要熟练运用模式定义语言来编写XML模式,并使得该模式能准确定义应用领域的概念和联系。由此可见XML设计是一项复杂的工作,需要合适的设计方法和设计工具来辅助。XML设计与关系数据库的设计有类似之处。在实际的数据库设计工程中,可以利用诸如PowerDesigner这样的辅助设计工具,先设计概念模型,然后利用工具自动生成数据库逻辑模式,直至与DBMS相关的实现模式(SQL代码);此时数据库设计的重点在概念建模,设计者甚至不必了解SQL语言的语法细节。OMG近年倡导的“模型驱动的架构”思想,在数据库设计领域早已变成了现实。分析XML设计的现状,借鉴数据库设计的成功经验,XML设计应该以概念模型和概念建模为核心。因此,本文的主要研究内容是基于概念模型的XML设计方法和设计工具。采用一种新型的元建模工具(MetaEdit+)来开发相应的XML设计工具。论文的主要研究内容如下:(1)用GOPPRR定义XUML模型的XML概念建模语言。XUML模型是一种基于UML类图适合于描述XML的概念模型;对于熟悉类图的用户而言,XUML很容易掌握。GOPPRR是MetaEdit+内嵌的一种元建模语言,本文采用GOPPRR来定义XUML中的建模元素、连接规则和完整性约束等。(2)设计从XUML概念模型到XML Schema的转换算法。通过分析XUML概念模型和XML Schema之间的对应关系,在元模型层定义了两种模型之间的映射规则;基于这些映射规则,并利用MetaEdit+中的生成器定义语言MERL,设计了从XUML概念模型到XML Schema的转换算法。(3)设计并实现了一套支持上述XUML概念建模和模型转换的工具。该工具有两大核心功能,一是支持XML概念建模语言XUML,能辅助设计者建立XML概念模型;二是实现了上述转换算法,能支持从XUML概念模型到XML Schema的自动转换。运用此工具时,XML模式的设计者将重点放在XML概念建模,可以不了解XML模式定义语言的语法细节;随后模型转换工具能自动或半自动地将XML概念模型转换成语法正确的XML模式。实践表明,此工具能简化XML模式设计,提高XML模式设计的效率。
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP311.1
【图文】：

四层体系结构,相关术语,对应关系

M3 层可称为语言规范层，包含定义建模语言所需的构件集合；M2 言层，包含定义建模语言的结构和语法；M1 层可称为元数据层，包含定义；M0 层包含从模型中实例化的对象，体现现实世界中的事物对象如图 2-2 所示，从横向和纵向的两个不同抽象层次，对 XML 设计关术语及与 MOF 四层体系结构的关系进行了对应。从横向上看，辑层的抽象层次高；从纵向上看，是 MOF 层次关系，越往下抽象概念层和逻辑层中元模型（M2）层均为 MOF 的实例。在概念层中，处于元模型（M1）层的 XML 概念模型是处于元模型ML 概念元模型的实例；在逻辑层中，处于模型（M1）层的 XML 元模型（M2）层的 XML 模式定义语言的实例，处于 M0 层的 XM则由 XML 模式来描述。

元元模型

工具提供了 MERL 脚本语言，用于定义生成器，定义模型映射转换算法。本文采用 MetaEdit+来定义并实现 XML 概念建模工具具，利用 GOPPRR 定义 XML 概念建模语言，利于用户可视化地；利用 MERL 定义生成器，实现概念模型到逻辑模型的半自动高 XML 模式开发效率。etaEdit+元建模工具图 2-5 所示，GOPPRR 是一种元元模型，已被嵌入到 MetaER 中包含了 6 种元类型，分别为：Graph、Object、Port、 Propeationship，GOPPRR 的名称也正是这 6 种元类型词的首字母缩写R 元元模型可以定义建模语言。

元类,元元模型,对象,绑定

图 2-5 元元模型 GOPPRR[46]GOPPRR 的 6 种元类型进行介绍说明。raph 元类型：表示“图”，它是一个元类型，是对象角色（Role）、联系（Relationship）以及这些元类型绑图由一组对象和绑定共同组成的，图的组成如图 2

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