[论文解读] Message Structures: a Modelling Technique for Information Systems Analysis and Design.

Arturo Luque González, Marcela Ruiz+2 more|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2011

Service-Oriented Architecture and Web Services参考文献 8被引用 13

一句话总结

本文提出了消息结构（Message Structures）这一以通信为导向的建模技术，通过规定信息系统与其环境之间的交互，弥合了信息系统分析与设计之间的鸿沟。该技术在分析阶段支持与技术无关的抽象，在设计阶段则支持类图和用户界面模式的系统化推导，从而在各阶段提升模型驱动开发的效率。

ABSTRACT

Despite the increasing maturity of model-driven development (MDD), some research challenges remain open in the field of information systems (IS). For instance, there is a need to improve modelling techniques so that they cover several development stages and they facilitate the transition from analysis to design. This paper presents Message Structures, a technique for the specification of communicative interactions between the IS and its environment. This technique can be used both in analysis and in design. During analysis, it allows abstracting from the technology that will support the IS, and to complement business process modelling with the specification of communicational needs. During design, Message Structures serves two purposes: (i) it allows to systematically derive a model of the IS memory (e.g. a UML class diagram), (ii) and it allows to reason the user interface design using abstract patterns. The technique is part of Communication Analysis, a communication-oriented requirements engineering method, but it can also be used in combination with other modelling techniques (e.g. Business Process Modeling Notation, Use Cases). Two supporting tools are presented: one uses the Xtext technology, and the other uses the Eclipse Modelling Framework.

研究动机与目标

• 解决现有模型驱动开发技术在分析到设计阶段过渡不畅的问题。
• 通过在需求分析阶段抽象实现技术，提升信息系统中的通信建模能力。
• 通过通信交互系统化推导出系统内存模型（如UML类图）和用户界面设计。
• 与现有方法（如业务流程建模符号法和用例）集成，以增强互操作性与实际应用潜力。

提出的方法

• 将消息结构定义为一种形式化方法，用于建模信息系统与其环境之间的通信交互，且与实现技术无关。
• 在分析阶段使用消息结构来捕获通信需求，而不涉及技术细节，从而与业务流程模型形成互补。
• 在设计阶段，利用消息结构推导出表示系统持久数据结构的UML类图。
• 利用消息结构通过抽象交互模式指导用户界面设计，确保与系统语义的一致性。
• 通过两种工具实现该技术：一种基于Xtext用于语言定义与编辑，另一种基于Eclipse建模框架用于模型转换与集成。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何建模信息系统与其环境之间的通信交互，以同时支持分析与设计阶段？
• RQ2 消息结构在多大程度上能够实现在分析阶段的技术无关规范，同时保持设计的可追溯性？
• RQ3 消息结构能否系统化地支持从通信需求推导出UML类图？
• RQ4 消息结构如何通过抽象交互模式指导用户界面设计？

主要发现

• 消息结构成功地将通信建模与实现技术解耦，实现了分析阶段的一致性抽象。
• 该技术能够系统化地从消息结构推导出UML类图，确保通信需求与数据模型之间的一致性。
• 消息结构通过从交互语义中提取的抽象模式，支持用户界面设计，从而提升一致性与可重用性。
• 将消息结构与现有方法（如业务流程建模符号法和用例）集成，增强了方法论的灵活性与实际采纳潜力。