软工国标简介 |工具和方法：UML图交换

Posted 2021-04-17 全国信标委软件与系统工程分委会

软件工程国家标准简介

【工具和方法】（8）：

统一建模语言（UML）

第4部分：图交换

UML是一种强调图形化表述的面向对象软件系统的建模语言，在软件开发过程中会配合大量的工具进行部署使用。但是不同工具之间差别较大，导致设计图、检查模型的一致性、存储模型的方法变化很大。

已有的XMI元数据交换（XMI Metadata Interchange，XMI[UML]）是一种交换UML模型，但他并没有包含图信息的交换。从XMI[UML]到XMI[UML+DI]的扩展使用了一些技术来创建他的元模型以及模型的示例对象。相关的技术标准已被发布为OMG和W3C等组织的标准。

本标准的第4部分通过一个附加的面向图形信息的包来扩展UML元模型，同时完全保留当前UML元模型的完整性。本部分的目标就是使得不同的软件工具之间，对兼容UML标准的文档（以下称作UML模型）能够进行平滑无缝的交换。

GB/T 28174.4-2011《统一建模语言（UML）第4部分：图交换》规定了用于对各类软件系统进行可视化、详述、构造和文档化的统一建模语言。本部分适用于不同的软件工具间平滑且无缝地交换文档。这些工具可以是UML建模工具、代码生成器、词处理工具和桌面出版工具等。

 

UML图与UML模型一样，可以使用元模型来描述。本部分为图信息提出了一个单独的元模型，能简单地作为一个独立的包加入到现有的UML元模型中。XMI通过在具体的UML元模型中应用XMI的规则生成一个特殊的DTD，用来传送UML模型。

 

图1提供了一个在元模型和DTD创建过程中相关技术的概览。

 

图1 XMI[DI]DTD创建概览

 

XMI[DI]元模型由UML建模工具创建，利用这个工具，可以用UML为MOF外廓创建一个符合MOF的元模型，用来描述UML的M2扩展。为了和XMI规范相一致，建模工具需要有能力创建XMI[UML]文档。XMI[UML]是一种满足XMI所定义的规范文档，并且包含XMI[UML]DTD。为了给XMI[UML+DI]生成新的DTD，新的M2应通过将XMI[UML]文档翻译成XMI[MOF]文档来表示成MOF的形式。

为了保证需要交换的工具没有模型元素的概念而只有线、文本和图形，一种从XMI到SVG的转换机制被提出来。SVG是一种用于描述向量化图形的技术，他以清晰文本（基于XMI）格式描述向量化图形，并且在此基础上产生出可视化效果。图2提供了一个从UML建模工具创建SVG文档过程中相关技术的概览。

图2 SVG图形创建概览

在创建XMI[DI]扩展的时候，起点是使用UML建模工具描述的模型。基于这个模型，用XMI产生规范就能创建XMI文档。接下来就是从XMI的源文档创建SVG文档，这个工作由XSLT样式表完成，只需要产生一次就能用于所有同时包含模型和图信息的XMI文档。

在UML符号定义中，一个类图是一个类目元素的图形，用他们的不同静态关系连接。在实现中，这包括类、关联和泛化。SVG是一种基于XML、用来表示标量向量图形的格式，在产生的SVG文件中，这些元素的每个都被一个组表示，一个组没有图形表示但用来包含一个模型元素的图形元素。图3给出了一个SVG文件。

图3 SVG文件

图交换所依赖的元模型是UML元模型的一个扩展，该扩展在现有UML元模型包中加入了一个新的包，并与UML元模型很大程度上保持独立，使得从扩展模型到UML元模型的单独链接被包含进来。这样，图形化的和模型的信息被清楚地分开。该扩展还避免了各种工具在对现有标准支持上的冲突，保持了完全的向后兼容性，并提供了对未来UML自身扩展的适应性。图4描述了用来表述图信息的元模型。

图4 图交换元模型

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