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申请/专利权人：成都信息工程大学

摘要：本发明涉及低代码开发平台技术领域，具体提供了基于UML模型的可信低代码开发平台及代码生成方法，包括：用例模型，用于捕获系统和系统参与者的需求；领域概念模型，用于系统数据实例化以及生成数据模型；表示模型，用于构建UI界面原型以及UI界面上相关业务功能的接口定义；业务流程模型，配置有交互模型，将系统角色和表示模型以泳道进行划分，并展示复杂业务流程以及系统角色与表示模型的交互；交互模型，UML顺序图的扩展，用于实现具体业务交互流程；形式化模型，用于自动生成代码及形式化推理并验证各模型间及模型与代码间的一致性。本发明将形式化方法和模型驱动工程的思想引入低代码开发平台，满足高可信软件的要求。

主权项：1.基于UML模型的可信低代码开发平台，其特征在于，包括：用例模型，用于捕获系统和系统参与者的需求；领域概念模型，用于系统数据实例化以及生成数据模型；表示模型，用于构建UI界面原型以及UI界面上相关业务功能的接口定义；业务流程模型，配置有交互模型，以将系统角色和表示模型以泳道进行划分，并通过控制流、信息流和交互模型来展示复杂业务流程、信息流以及系统角色与表示模型的交互；交互模型，UML顺序图的扩展，用于实现具体业务交互流程；形式化模型，用于自动生成代码及形式化推理并验证各模型间及模型与代码间的一致性；其中，所述用例模型和领域概念模型共同建模系统需求，自动生成其它各种设计模型和代码；所述交互模型用于进行数据实例化，实现表示模型定义的接口，并生成具体的编程代码；所述用例模型、领域概念模型、表示模型、业务流程模型、交互模型以及形式化模型存在完整的模型驱动过程来完成模型转换及设计模型、代码的自动生成；所述用例模型由主题、用例、参与者以及它们之间的关系构成；所述数据模型包括关系模式和非关系模式；所述用例模型遵循UML用例模型定义，并且将用例模型隐式地包含在系统中，用于引导开发人员的开发；所述领域概念模型用于根据实体类及实体类间关系转化为数据模型并在关系约束下生成创建数据库表代码，并根据实体类及实体类关系在用例模型引导下生成展示图，并提供数据对象生成其它设计模型和代码；所述表示模型包含两类元素，一类是构成UI界面的界面节点元素，另一类是包含UML类图对象信息的接口节点；所述交互模型遵循UML顺序图定义，并作出以下扩展来映射软件系统结构并生成代码：一是新增服务类、Dao层两种节点元素；二是修改边界类、控制类定义；三是增加Message的参数；模型在构建完成后，均需转化为形式化模型进行形式化验证保证模型正确性；形式化方法应用于用例模型、领域概念模型、表示模型、业务流程模型、交互模型和自动生成代码的各个阶段，包括形式化建模各个模型、对创建的模型进行形式规约的验证来保证模型正确性及一致性，此处的形式规约为判断所述形式化模型是否正确的标准或规则；交互模型的代码生成会使用到用于形式化表达UML模型的形式化数学模型，即统一结构，基于依赖结构模型，使顺序图在不丢失任何信息的情况下进行代码生成，具体如下：定义：统一结构US是一个多元组其中，ME为模型元素的有限集；包含关系，是一个非自反的偏序；为依赖关系；为依赖上的限制；为模型元素的类型集，满足条件：模型元素在此处的概念与UML中的模型元素一致，根据视点的不同而有不同的类型，包含关系是非自反的偏序，用于建模父子关系，依赖关系的种类与数量会随着模型的不同而变化，包含与依赖关系根据需要加入额外的限制条件；假设任意称为依赖关系，读作x依赖于y；并且指的是x包含于y；如果简写成x，表示x，y都包含于z；对于任意w，v∈ME，符号表示w不包含v；元组是模型元素的分组结构，用于分类并确定模型元素；软件开发过程中的模型元素分为需求、设计、实现、测试和代码类型，对应的模型元素对应的类型集为需求集、设计集、实现集、测试集和代码集，分别表示为对于任意x，y被称为依赖x，y的前置元素和后置元素；对于任意y∈ME，y的前置集合·y和后置集合y·分别定义为： 当且仅当Xi，Xi+1∈ME； 序列rc＝x1...xn叫做US的关系链，表示关系链rc＝x1…xn的模型元素，即RCUS表示US所有可能的关系链；当且仅当xi，xi+1∈ME序列dc＝x1...xn叫做US的依赖链；表示依赖链dc＝x1...xn的模型元素，即DCUS表示US所有可能的依赖链；[dc]表示依赖链中模型元素的数量，对于交互模型生成代码有模型转换和依赖元素生成两个步骤；模型转换是将实现具体业务流程的交互模型在规范化处理后转化为统一结构并通过代码生成器生成编程代码；依赖元素生成指的是将交互模型实现业务功能过程中依赖的其它模型转化为软件系统对应的代码结构；交互模型是UML顺序图的扩展，它的组成元素及定义如下：边界类：传递、接收路由信息，与功能接口进行绑定，请求控制类完成具体业务；控制类：控制类与边界类和服务类相关联，在接受边界类的请求后，调用服务类中封装完毕的服务完成指定功能；服务类：服务类与控制类和Dao层相关联；这里的Dao层指的是直接与数据库进行信息交流的一个层次结构；服务类根据需求，执行复杂流程，通过Dao层完成与数据库的交互；Dao层：存储数据库操作信息，创建数据库连接，接收服务类调用指令，完成与数据库的交互操作；对象：对象存在于边界类、控制类、服务类、Dao层中，由它们进行创建、调用、修改和删除；它对应编程代码中的实例化变量；生命线：生命线的开始是一个元素被创建，生命线的结束是该元素被销毁或者不再发生作用；顺序图中的生命线从上至下，从左至右，反映了业务流程的进行过程；消息：消息分为同步、异步、返回类型；各个元素之间的信息传递都要通过消息来进行；片段：时间片段包含了条件、一段生命线和多条消息，用于实现选择、判断、循环的逻辑结构；条件：条件用于时间片段进行逻辑选择；交互模型需要根据需求，使用领域概念模型实现表示模型定义的功能接口，并将实现过程转换成中间语言，以便自动生成不同结构的代码；这里的中间语言指的是由交互模型在规范化处理并转化后得到的统一结构；中间语言实际上也是一种模型，从交互模型到中间语言的转化过程，就是模型转换的过程。

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