现代Web应用开发与UML模型验证技术

# 现代Web应用开发与UML模型验证技术 ## 1. 基于服务的Web用户界面动态组合 ### 1.1 面向服务范式在Web应用中的应用 为了解决Web应用开发和维护中的问题，可将面向服务的范式应用于Web应用的表示层。在CRUISe项目中，用户界面由提供可重用、可配置组件的服务组成，这大大简化了Web用户界面的开发和维护工作。与现有的集成概念不同，这些服务的动态、上下文感知的选择、配置和交换使得现代Web应用能够在运行时进行自适应调整。 ### 1.2 用户界面即服务（User-Interface-as-a-Service） - **用户界面服务（UIS）的定义**：UIS是该概念的重要组成部分，它促进了通用、可配置的UI构建块的分布式部署和技术无关的提供。例如，Google的Maps或Visualization APIs允许从远程服务器进行客户端绑定和集成可配置的交互式UI组件。 - **UIS的优势**：通过将特定的API和技术隐藏在通用的UIS接口后面，实现了UI部分的互操作性和运行时可交换性。UIS元数据存储在UIS注册表中，用于在运行时将应用需求和上下文数据与可用的UIS进行匹配，从而实现上下文感知的Web用户界面。 ### 1.3 动态、上下文感知的UI组合 - **UI构建过程**：开发者通过声明式地指定UIS之间的配置、组合和控制流，形成组合描述。该描述由应用生成器处理并转换为可执行的Web应用。 - **集成服务（CIS）的作用**：在应用初始化时，运行时将每个占位符的需求和参数传递给外部的集成服务（CIS）。CIS负责在UIS注册表中查找匹配的UIS，并根据匹配精度进行排序，返回最佳匹配的集成代码。 - **运行时的控制和适应**：集成过程完成后，运行时控制UI部分之间的事件和数据流，并作为统一的访问层，便于将后端服务绑定到UI服务。同时，它还监控客户端的上下文数据，并进行动态调整，如UIS重新配置和交换。 ### 1.4 实现示例 为了验证上述概念，构建了一个用于管理联系人并跟踪其当前位置的示例Web应用。开发了多个UIS，封装了不同技术的UI组件，包括JavaScript和Flash。在原型中，这些UIS通过基于Axis2的集成服务在服务器端进行动态集成，客户端运行时则使用jMaki小部件框架实现为JavaScript组件。 ### 1.5 总结 基于用户界面服务的Web用户界面动态、上下文感知组合的概念，具有可重用性、技术无关性等优点，简化了Web应用UI的开发和维护。目前正在评估原型，并进行UIS的分类和语义描述语言的研究，未来还将开发创作工具和更复杂的动态适应机制。 ## 2. UML模型的语义验证在线平台 ### 2.1 在线支持UML模型验证的背景 随着Web成为应用开发的平台，桌面IDE和CASE工具逐渐过时。为应用设计师提供在线支持，提出了一个基于语义形式化和推理的UML模型在线验证工具。该工具可用于验证UML模型的属性和正确性，在开发和运行时都能发挥作用。 ### 2.2 平台的实现原理 - **形式化方法**：选择UML类图和对象图，使用DL sROIQ进行形式化，支持标称、角色包含公理和传递性。 - **推理引擎**：推理任务由开源Java推理引擎Pellet执行，提供实例的增量更新、知识库调试和优化推理技术。 - **Web工程方法**：利用Web工程方法和语义Web技术，采用WebML作为特定领域模型，提供管理UML图的组件和模式。 ### 2.3 平台架构 平台由前端的平台超文本（PHs）和后端的平台组件（PCs）组成。PCs是可配置的软件工件，用于访问和操作UML原语。例如，类组件定义了检索UML类的提取规则，通过探索DL公理并根据选择条件过滤类。 ### 2.4 组件和模式的应用 组件是可重用的代码片段，可以轻松组合并集成到WebML应用规范中作为预定义模式。以“Class and its classification” WebML模式为例，通过配置类组件和类层次结构组件，可以检索输入类及其祖先树，并处理包含关系的解释和断言。 ### 2.5 案例研究 以葡萄酒UML模型为例，展示了平台在识别和解决类不可满足性问题中的应用。通过探