畢業(yè)設(shè)計(jì)外文資料翻譯-UML與java基礎(chǔ)行為規(guī)范

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)外文資料翻譯學(xué) 院： 專業(yè)班級(jí)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 外文出處：(外文) R George, P Samuel Foundational UML Behavioral Specification with JavaJ. Procedia Computer Science,2015, 46:941-948. 附 件：1.外文資料翻譯譯文； 2.外文原文 指導(dǎo)教師評(píng)語： 基本符合翻譯要求。簽名： 2015年10月14日1外文資料翻譯譯文UML與java基礎(chǔ)行為規(guī)范1.介紹圖形化建模語言在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和文檔的應(yīng)用。一種廣泛使用的通用的圖形化建模語言是統(tǒng)一建模語言（UML）。此前，該

2、系統(tǒng)如法體和出入境的狀態(tài)機(jī)的行為無法描述UML動(dòng)態(tài)方面，和自然語言或現(xiàn)有的編程語言都是用來描述動(dòng)態(tài)方面。使用這些方法的缺點(diǎn)是 1）自然語言是模糊的，早期的系統(tǒng)仿真和模型檢查可能會(huì)影響模糊描述 2）編程語言通常是執(zhí)行特定的。系統(tǒng)地建立現(xiàn)實(shí)行為，精確的動(dòng)作語義已被納入U(xiǎn)ML 2.0。UML可以讓它在描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)方面更具表現(xiàn)力的可執(zhí)行文件。模型是一個(gè)系統(tǒng)的抽象。由于建模和編程語言的抽象之間的差距，很難達(dá)到建模的一致性。由于這個(gè)空白，本代碼不必知道模型中定義的概念。模型通過省略不必要的細(xì)節(jié)提供了一個(gè)抽象的系統(tǒng)。行動(dòng)，算法和導(dǎo)航路徑不能用UML圖進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。使用一些編程語言或文本表示的規(guī)則和約束

3、的模型進(jìn)行說明。模型感知的行動(dòng)語言的開發(fā)，以減少抽象的差距?；A(chǔ)的UML動(dòng)作語言（Alf）是由對(duì)象管理組（OMG）定義以減少差距。模型主要利用UML的圖形符號(hào)表示。描述模型的元素和指定的可執(zhí)行文件的行為，使用UML動(dòng)作語言。Alf行為的表面符號(hào)，用于指定模型內(nèi)的可執(zhí)行行為。一個(gè)完整的規(guī)范行為和計(jì)算需要指定完整的可執(zhí)行的系統(tǒng)。使用一個(gè)文本符號(hào)很容易添加詳細(xì)的行為模式和運(yùn)行模式的程序從而指定完整的可執(zhí)行性。語言為基礎(chǔ)的UML動(dòng)作語言Alf。在本文中，我們證明了java可以用來比較Alf和java的詞法和句法構(gòu)造指定UML行為。我們發(fā)現(xiàn)，Alf的語法類似于java語言的語法和詞匯的成分，也有少數(shù)例外

4、幾乎相同。Alf編譯過程圖Alf行為規(guī)范到fUML模型或一個(gè)可執(zhí)行代碼在非UML平臺(tái)而java程序的編譯產(chǎn)生的一個(gè)中間平臺(tái)無關(guān)的字節(jié)代碼表示。2.相關(guān)的工作有許多文件相關(guān)的Alf的翻譯和生成的代碼從設(shè)計(jì)模型。本文將UML關(guān)聯(lián)到j(luò)ava代碼，描述了在java考慮多重二元關(guān)系的實(shí)現(xiàn)，適航性和可見性。雖然沒有直接構(gòu)建在java直接執(zhí)行的二進(jìn)制組合，結(jié)合類、屬性和方法，組織可以實(shí)現(xiàn)。介紹了UML語言和行動(dòng)評(píng)價(jià)的調(diào)查。在本文中，一種技術(shù)被稱為umple定義允許任何語言作為一種動(dòng)作語言。一個(gè)高層次的抽象是由umplewhen與現(xiàn)有的高級(jí)語言相比，闡述了java代碼可以從狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)模式的使用產(chǎn)生。在本文中，

5、每個(gè)狀態(tài)被認(rèn)為是一個(gè)對(duì)象。狀態(tài)圖中的每一個(gè)狀態(tài)都是一個(gè)類，并且所有的狀態(tài)的轉(zhuǎn)換和行為都被封裝在它中。為了實(shí)現(xiàn)分層和并發(fā)狀態(tài)，組成和代表團(tuán)的概念可以被使用。闡述了如何將橋梁計(jì)算執(zhí)行元建模和模型之間的鴻溝。一個(gè)新的框架，結(jié)合元模型和計(jì)算模型（MOC）以模塊化的方式介紹。一個(gè)完整的、可執(zhí)行的規(guī)范語言（DSL）的定義域的設(shè)置，以及如何給MOC可重復(fù)使用不同的特定領(lǐng)域的元模型，以及如何不同的系統(tǒng)可用于一個(gè)給定的模型占DSL. In ，Alf 語言是用來執(zhí)行數(shù)據(jù)流分析模型。本文還介紹了精確的數(shù)據(jù)流信息可以通過繪制UML狀態(tài)機(jī)發(fā)現(xiàn)Alf。3.Javajava是一個(gè)最流行和廣泛使用的面向?qū)ο蟮恼Z言。java是

6、一個(gè)平臺(tái)無關(guān)的語言在某種意義上說，由java代碼可以運(yùn)行在各種不同環(huán)境下的CPU。的設(shè)計(jì)，通過實(shí)際工作的程序員進(jìn)行測(cè)試和完善的java語言，因此對(duì)真正的程序員的經(jīng)驗(yàn)理由。java的邏輯一致性和凝聚力。程序員完全可以控制語言。java語言也對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響。提供網(wǎng)絡(luò)安全、java創(chuàng)建計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用之間的防火墻。java編譯器輸出的字節(jié)碼是不可執(zhí)行的。這是一個(gè)可以在任何平臺(tái)上運(yùn)行java虛擬機(jī)解釋。通過編寫java代碼的字節(jié)碼，程序可以創(chuàng)建跨平臺(tái)。java編程語言的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、安全、面向?qū)ο蟮?、健壯的、多線程的、結(jié)構(gòu)中立、解釋、動(dòng)態(tài)分布。類圖UML圖表示系統(tǒng)的靜態(tài)方面。類之間存在關(guān)聯(lián)和泛化關(guān)系。ja

7、va是一種面向?qū)ο蟮木幊陶Z言，因此類的概念、對(duì)象和繼承的支持java。java類可以直接實(shí)現(xiàn)。在類關(guān)系圖泛化關(guān)系可以模擬使用java中的繼承的概念。協(xié)會(huì)代表類和它是一個(gè)UML的關(guān)鍵概念之間的關(guān)系。協(xié)會(huì)不能直接代表java但他們可以實(shí)現(xiàn)通過組合使用的類，屬性和方法或具體的java接口。單一的協(xié)會(huì)可以使用對(duì)應(yīng)于目標(biāo)類中的鏈接屬性實(shí)現(xiàn)；多個(gè)關(guān)聯(lián)可以實(shí)現(xiàn)使用java集合如矢量、適航性好等，包括單向和雙向關(guān)聯(lián)和包含在相應(yīng)的類屬性，導(dǎo)航可以實(shí)現(xiàn)。java和UML的能見度水平有相同的語義；因此，能見度也可以實(shí)現(xiàn)在java。java語言具有多種功能，使得它適合為代表的UML模型元素。用活動(dòng)圖和狀態(tài)圖進(jìn)行動(dòng)態(tài)或

8、行為建模。活動(dòng)圖是一種特殊形式的狀態(tài)圖和他們描述動(dòng)作的程序流程。設(shè)計(jì)模式可用于從狀態(tài)機(jī)生成java代碼。國(guó)家代碼的翻譯過程中，每一個(gè)國(guó)家是階級(jí)嵌入所有的轉(zhuǎn)換和行為對(duì)象。并發(fā)狀態(tài)也可以使用java組成代表團(tuán)代表。java的特點(diǎn)使它能夠指定所有構(gòu)建UML直接或通過一組特征相結(jié)合。因此，java可以用來指定與UML模型元素相關(guān)的行為。4. Alf基礎(chǔ)的UML動(dòng)作語言（Alf）的開發(fā)是為了提供一個(gè)文本對(duì)UML建模元素的表示。Alf的具體語法可以映射到標(biāo)準(zhǔn)的基本子集的抽象語法可執(zhí)行UML模型（稱為基礎(chǔ)的UML或fUML）。這個(gè)映射指定的執(zhí)行語義，Alf和執(zhí)行Alf文本的結(jié)果是確定的語義，它映射到fUML

9、模型。模型代表應(yīng)用UML和執(zhí)行行為的圖形符號(hào)的使用Alf作為指定的UML元素執(zhí)行行為的表面符號(hào)指定。這是Alf的首要目標(biāo)。行為規(guī)范包括類的操作或狀態(tài)機(jī)的過渡效應(yīng)行為的方法。提供Alf的擴(kuò)展符號(hào)可以用來表示結(jié)構(gòu)建模元素。Alf的語法直接覆蓋的子集的子集fUML UML和整個(gè)模型代表使用fUML子集可以指定Alf。Alf的設(shè)計(jì)是基于以下的指導(dǎo)原則:有Alf和C或java語法之間的密切的相似之處。UML的文本語法像名稱限定雙冒號(hào)也可用于Alf。這是可能的嵌入在圖形化模型的Alf文本沒有任何變化的模型。（例如，包括名稱的特殊字符，使用任意名稱的構(gòu)造函數(shù)等）。容納Alf在圖形模型方便有用的 1）提供執(zhí)行

10、語義在映射到fumlsubset和 2）在映射到其他非fumlmodels。參考元素的活動(dòng)外，Alf使用的命名系統(tǒng)的UML命名空間提供。本地名稱被提供給活動(dòng)中的值的引用流。Alf使用隱式類型系統(tǒng)，它還使用靜態(tài)類型檢查的基礎(chǔ)上至少在類型聲明的結(jié)構(gòu)模型元素。Alf有對(duì)象約束語言的表現(xiàn)力（OCL）在使用和操作序列的值。在擴(kuò)展區(qū)域fUML這些序列表達(dá)式是完全可執(zhí)行的；Alf也允許高度并行的計(jì)算簡(jiǎn)單和自然的規(guī)范。是一個(gè)行動(dòng)的語言是Alf的首要目標(biāo)，在fUML子集的界限，Alf還提供了具體的語法結(jié)構(gòu)建模。5.對(duì)java和Alf的句法比較從詞法成分、句法規(guī)范和語義規(guī)范等方面對(duì)語言進(jìn)行了編程。詞匯結(jié)構(gòu)是一種編

11、程語言的基石。它指定了單個(gè)字符是如何組合在一起形成令牌的。語法規(guī)范的目的是組的標(biāo)記語法正確的結(jié)構(gòu)形式。形式化描述語言中的各種表達(dá)形式的語法結(jié)構(gòu)，使用語法。語句的語法是使用語法指定的。語義語法有效的語句中指定的語言的意義。擴(kuò)展巴科斯范式（EBNF）是用來指定Alf動(dòng)作語言的詞法和句法結(jié)構(gòu)。Alf的具體語法可以被映射到標(biāo)準(zhǔn)fUML抽象語法在fUML規(guī)范定義。該映射fUML模型的語義決定的執(zhí)行語義和執(zhí)行Alf文本的結(jié)果。java編程語言的語法是使用上下文無關(guān)文法的規(guī)定。一個(gè)java程序的編譯生成一組源程序中的每個(gè)類的類文件。Alf和java語言的比較是基于語言規(guī)范。5.1.詞法結(jié)構(gòu)一種編程語言有一個(gè)

12、詞法結(jié)構(gòu)，確定字符的序列是如何組合在一起形成令牌的。Alf的詞法結(jié)構(gòu)定義了一個(gè)Alf輸入文本中的字符序列被劃分成一組輸入元素或令牌。這樣的投入要素可分為空白、注釋或標(biāo)記。令牌再次被歸類為文檔注釋、名稱、保留字、文字、標(biāo)點(diǎn)和運(yùn)算符。java報(bào)表也有詞匯結(jié)構(gòu)組成的白色空間，注釋和標(biāo)記。標(biāo)記可以是標(biāo)識(shí)符、關(guān)鍵字、文字、分隔符或運(yùn)算符。Alf語言的詞法結(jié)構(gòu)類似于java語言的詞法結(jié)構(gòu)，詞法分析器檢測(cè)到白色空間，注釋和標(biāo)記。在Alf和java的令牌是少數(shù)例外如文檔注釋幾乎相似，名字（幾乎類似于標(biāo)識(shí)符）等。5.2數(shù)據(jù)類型Alf支持以下原始數(shù)據(jù)類型： Boolean, String, Integer,，自然

13、和位串。java語言也支持?jǐn)?shù)據(jù)typesbyte，short, char, int, long, float, double, Boolean。所有的原始數(shù)據(jù)類型支持的Alf也由java編程語言支持。5.3類一個(gè)分類器，其實(shí)例被稱為一個(gè)類。一類可以包含屬性和操作。屬性定義類的屬性，并且它們可以有適當(dāng)類型的值。類中的操作可以用調(diào)用表達(dá)式來調(diào)用同一個(gè)類的對(duì)象調(diào)用。屬性和操作類似于java類的屬性和方法。Alf支持java類和有語法來指定抽象和具體類。表1.抽象和具體在Alf和java類定義的實(shí)例。AlfJava抽象類與抽象操作abstract class Select public abstrac

14、t getValue(): Money; abstract class Point translate int x = 2, y = 3; void move (int dx, intdy) x += dx; y += dy; alert(); abstract void alert();具體類class product private qty: Count; public getQuantity(): Count return self.quantity; class productprivate intqty; public intgetQty ( )return qty;5.4聲明語句沒

15、有值，并且是為它們的效果執(zhí)行的行為的段段。在一份聲明中表示，Alf的行為控制程序的基本單位。語句序列是由一組線性有序語句組成的Alf文本。指定UML的行為，這樣的語句序列可以在UML模型。對(duì)于較大的句法結(jié)構(gòu)，使用一個(gè)塊，這是一個(gè)語句序列的劃分。Alf行動(dòng)語言支持注釋，內(nèi)聯(lián)，塊，空，本地名稱聲明，表達(dá)式語句，如果，切換，同時(shí)，做，為，中斷，返回，接受和分類報(bào)表。語句序列中的所有語句按順序依次執(zhí)行。使用一個(gè)不透明的行為，Alf的一個(gè)語句序列可以被插入到UML模型和UML活動(dòng)。這種不透明的行為主體是用Alf的語句序列處理文本和相應(yīng)的語言字符串指定的是Alf。一個(gè)動(dòng)作可能有輸入和輸出引腳，它應(yīng)該被命名

16、。輸入引腳的名稱被認(rèn)為是在語句序列中的指定源。輸出引腳可以在語句序列中指定名稱，它們?yōu)檎Z句序列的末端提供相應(yīng)的輸出引腳的值。在語句序列中，其他可視模型元素（如有必要）的名稱也可以被用作通常的。在java中，報(bào)表控件執(zhí)行的順序和沒有價(jià)值。類似于Alf，他們被執(zhí)行的效果。語句序列構(gòu)成一個(gè)塊。在java中，一個(gè)語句可以if- else語句，斷言語句，while, do-while，for，break，continue，return，throw，switch，try-catch語句。在Alf的聲明類似于java語法的語法。為了對(duì)比while和switch語法在表2的例子中對(duì)Alf對(duì)Java的非常相似地

17、進(jìn)行了比較。在switch語句中，唯一的區(qū)別是在java的break語句的使用。表2 比較Alf和Java的while語句和switch語句類型聲明AlfJavawhile語句while ( conditionExpression ) statementwhile (ConditionalExpression) Statement語句的例子While (file.hasNext() Record = file.readNxt();while (file.hasNext() record=readNxt(); switch語句switch ( Label ) “ case” exp”:” exp

18、 statement default : Default statements “”switch ( Label) case Exp : Exp statement break; default : Default statement break;切換語句的例子來檢查日期的有效性switch (month) case 1: case 3: case 5: case 7: case 8: case 10: case 12: if(day0 & day0 & day0 & day0 & day0 & day0 & day0 & day0 & day0 & day0 & day0 & day0 &

19、day0 & day0 & day0 & day0 & day=28) System.out.println(“Valid date”); break; default: System.out.println (Invalid date); break; 5.5 ExpressionsAn expression evaluates to a collection of values and is treated as behavioural unit. The side effects of evaluating an expression are changing the value of

20、an attribute of an object. Using an opaque expression, an Alf expression can be inserted into a UML model. To specify values in the UML model, an Alf expression may be used. Alf supports both conditional expression and assignment expression The Java language expression syntax, also supports both con

21、ditional expression and assignment expression. The formal specification of the execution semantics of an Alf expression are given by the mapping to UML activity graphs. Since Java and Alf supports conditional and assignment expressions, Alf expressions can be replaced with expressions in Java.Parsin

22、gParsing is the process of verifying the syntactic correctness of the input program or text. Parsing is a process that takes as input a stream of tokens, verifies the syntax and produces as output a parse tree or syntax tree. The syntax is usually defined using a grammar. A syntactic grammar whose d

23、efinition is based on extended Backus-Naur form (EBNF) is used to specify the Alf concrete syntax. The Alf concrete syntax defines how an abstract syntax tree is formed by grouping lexical tokens. This is done by grouping the tokens produced by the lexical analysis of an Alf text to construct an abs

24、tract syntax tree. A hierarchical parse tree is produced as the result of parsing. The parsing of an Alf input text is thus essentially the same as is done for the processing of any typical textual programming language. Usually a context free grammar is used to specify the syntax of programming lang

25、uages. The use of EBNF grammar provides context free parsing of Alf text. The atomic expressions from statements and the specified UML action associated with these expressions are identified by the parser 12. The specified unit is parsed into an abstract syntax representation in memory. There is no

26、pre-compilation of units and any unit imported should be recursively compiled. During parsing, violations of the abstract syntax constraints defined in the Alf specification are checked and reported. Static semantic analysis is performed to gather additional information for mapping to fUML whereas i

27、n the case of programming language, semantic analysis is performed for type checking and resolving names. The difference in the semantic analysis phase arises due to the difference in the output produced after compilation. In the case of Alf, it is mapped to fUML, whereas in Java, a set of class fil

28、es is produced.The final step in processing an Alf text is the mapping to a representation in terms of fUML abstract syntax. By performing a depth first traversal of the annotated abstract syntax tree with derived attributes from static semantic analysis, the fUML abstract syntax representation is b

29、uilt. The fUML reference implementation maps all parsed units to the in-memory representation. Unit mapping is executed at an execution environment created at a fUML locus14. In the case of Java, after the compilation is performed, a platform independent representation called bytecode is produced. B

30、yte codes are stored in a class file.A set of Java source files are compiled to a set of class files by the Java compiler. The lexical analyzer groups characters in the source file to form tokens. The tokens are then grouped by the parser to generate the abstract syntax tree. A symbol table with sym

31、bol definitions is created. Semantic analysis is performed after performing process annotations on the abstract syntax tree. It includes name resolution, type checking and constant folding. After performing data flow analysis of the annotated parse tree, inner classes, class literals etc. are remove

32、d and a class file for each class is generated5 . The compilation steps in both Alf and Java are almost similar except in the output produced by the compiler.ConclusionAlf is a textual representation of a modeling language for a subset of UML called foundational UML. It has been shown that Alfhas sy

33、ntax similar to Javaprogramming language. Java is a high level platform independent programming language. Executable behaviors within a UML model can be specified with Alf. The Alf code can be mapped to fUML models or high level language code after compilation whereas in Java, a set of class files c

34、ontaining a platform independent representation called byte code is produced which can be interpreted and executed. After parsing, an intermediate representation: fUML model or high level language code in the case of Alf and byte code in the case of Java is produced. Alf produces a layer of abstract

35、ion between the models and code. In this paper we have shown that since Alf resembles Java, in many of the constructs, the extra level of abstraction can be avoided using a high level programming language such as Java. Although using an action language to provide the behavioral specification helps i

36、n the generation of full code, extra effort is put in to produce the textual representation in Alf code and further map the models to fUML and then later execute the models. Alf syntax is similar to C, C+ or Java and the programmer has to learn another language, Alf to make the models executable. Ja

37、va is one of the most popular high programming languages and it has been demonstrated that many of the Alf constructs are similar to Java. The advantages of using Java to specify behaviors within the UML model arethat it eliminates an extra layer of abstraction and programmer is relived from the bur

38、den of learning another language Alf which is similar in many aspects to high level programming language.ReferencesObject Management Group (OMG): Unified Modeling Language: Superstructure, version 2.0 available at Yang, Mikai, Greg J. Michaelson, and Rob Pooley. Formal Action Semantics for a UML Act

39、ion Language. J. UCS 14.21 2008: 3608- 3624 Ciccozzi, Federico, Antonio Cicchetti, and Mikael Sjodin. Towards Translational Execution of Action Language for Foundational UML. In Software Engineering and Advanced Applications (SEAA) 2013 39th EUROMICRO Conference: IEEE, 2013. p. 153-160. Mellor, S.J.

40、, Tockey, S. Action Semantics for UML, Response to OMG RFP ad/98-11-01 OMG ad/1002-08-04; Tech. Rep. Project Technology, Inc. Erni, D., & Kuhn, A. The Hackers Guide to javac. University of Bern, Bachelors thesis, supplementary documentation, 2008. Ed Seidewitz. Programming in UML: An Introduction to

41、 fUML and Alf, Tutorial for the OMG Executable UML Information Day 22 March 2011 Object Management Group Action Language for Foundational UML (Alf), Concrete Syntax for a UML Action Language, beta 1 version OMG Document Number.ptc/2010-10-05. 2010 Gonzalo Gnova, Carlos Ruiz Del Castillo, and Juan Llore