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网页延伸到统一建模语言（uml）：使用模型-视图-控制（MVC）三
摘要：现在的网页建模语言缺乏对Web系统开发的建模要求。特别是，这些含有超媒体基础的网页建模语言，更紧密地注重在信息体系结构，然而软件系统网页建模语言更侧重于功能体系结构。一般来说，建模语言没有能弥合这两个领域之间的差距。它们也不能很好地处理不同抽象层次之间的连接，并且在很大程度上无法与商业模型连接良好。基于现有的建模方法分析，我们提出了一个概念的扩展建模方法来尝试解决这些限制。尤其在语言方面，我们展示了如何实施利用统一建模语言模型和从网页信息模型方法中的概念相结合。这个扩展围绕着模型-视图-控制概念组织起来，我们主张提供一个恰当的完整的建模框架。我们首先讨论的范围和目标的扩展，其次是扩展本身的描述。然后我们通过展示他们的应用程序的小案例研究来说明这个扩展。
1.绪论
现在的网页系统发展建模语言是通过一系列的网页建模语言的发展标准或者必要条件
六种现在语言测试中，一些含有超媒体根，另一些扩展到像统一建模语言面向对象建模语言，所有都有部分的缺点。这是因为这些含有超媒体基础的网页建模语言更关注与信息结构，然而模型驱动的网页建模语言更注重于功能的结构。如图一所示，这个语言沿着这两个重要的轴延伸。从那里可以看到，现在没有候选人来解决信息和功能架构的。这篇文章试图将语言移动到这个“目标区域”。
首先，讨论了延伸的范围和目标（第二节），然后提出了扩展模型（第三节）和统一建模语言图的扩展（第四节）。然后就这些延伸在如何使用它们在整体软件开发步骤的不同设计模块中展开讨论。（第五节）然后在第六节，我们通过一个小例子的学习来说明它的可行性。
2.范围，目标和方法
正如第一节讨论的，现在用于开发网页系统的现有建模方法可以发现有限制和缺陷。如不能支撑系统的生命周期和潜在的统一建模语言延伸机制使用不当等错误，需要在独立研究项目解决超出了本文的范围。这里，我们解决的问题关系到日益增长的复杂功能建模，更重要的是整合功能架构和信息架构。
由于本报告提出的延伸中利用了统一建模语言延伸机制，为了避免混淆，这种方法需要明确的定义。正常的扩展统一建模语言用的是原型。“父/子泛化关系中的定型与父类不一样。相反，你可以将原型视为一个版型，因为在统一建模语言原模型中每一个创建的新的类是等效的”。换句话说，延伸的统一建模语言原模型（模型二）间接和模型一同样水平，其中，类和原型之间的关系是“一个实例”而不是“是一种”关系。虽然，当他们想这种扩展机制使得用户很容易扩展UML符号，但这可能会引入混乱和语义问题，因为使用在一个刻板的继承关系并没有真正反映预期的直接用于元建模的实例化关系。
然而，尽管现在的统一建模语言原型概念有自身的问题，为了这个项目和这篇文章，我们仍然使用原型作为扩展机制，更重要的是因为工具给予他们的支持。为了近一半提高已经提出的扩展，直接修改统一建模语言原模型或许需要被认为是一种替代。
我们建议的扩展目标是：
为了解决在第一节中报告的差距分析中发现的缺陷，这些问题包括无法模拟复杂的功能、信息架构和功能架构脱节，业务模型和技术架构，无法支持在不同的抽象层次上独立建模。
为了确保所得到的网页系统架构的完整性，同时合并业务模型的功能和技术架构与表现系统架构在不同抽象层次的信息方面。基于现有的建模方法的分析，我们从其他建模方法中我们提出了一个统一建模语言延伸结合信息建模概念，尤其是网页建模语言。选择这个是因为：
统一建模语言的符号是常用的和接受的。它似乎提供了合理的支持系统功能架构建模。为了给网页系统发展提供足够的支持，一些网页特定功能需要有定义。
从超媒体背景的方法表现出合理丰富和平衡的支持信息架构和概念，它们可以作为扩展的基础。其中，网页建模语言是是一个较新的尝试，它为大多数网页系统信息架构的大多数批评方面提供了建模能力。
3.扩展建模结构
为了确保网页系统的结构完整性，我们提出了一个可扩展的建模架构，可以用于支持信息架构和功能架构在协调和耦合方面的建模。
这种结构是基于模型-试图-控制的概念。
3.1模型-试图-控制的概念
模型-视图-控制器架构，通常用字母MVC表示，一直以来是很重要的。它是基于用户界面分离应用程序的概念。模型、视图和控制器的任务如下：
模型-处理数据存储和信息处理的信息模型。它管理应用程序中数据的行为。
视图-处理如何直观地显示信息，这是系统的接口部分。
控制器-提供用户交互，或控制的信息模型。
从Smalltalk的根，MVC的概念最近获得了更多的认可，被应用于设计水平，如在j2ee设计模式中。应该指出的是，MVC通常作为一个特定的模式而不是一个广泛的建模框架，这样，可能会有担忧，这限制了它更广泛的应用范围和系统模型的适用性。这个问题是众所周知的，但是在本文中没有解决。
现有的建模方法的深入研究，特别是那些合理的支持信息架构，如OOHDM和WebML，表明建模实体在概念模型和接口实体分离中，已经在航海模型中应用的很好。这包括：
更好地理解由关注分离带来的系统架构问题。
可能通过匹配概念模型和不同的表面航海模型使其同时有灵活性和可视化
虽然我们认为，这些方法可以提供合理的信息架构建模的支持，但是在这些方法中，功能架构方面通常是弱的，甚至没有。因此我们提出了扩展模型的结构改进的MVC架构如图2所示，在下面的三节中详细解释。
3.2扩展概念模型
扩展概念模型包含三种元素
模型-代表业务实体的普通模型元素；
视图-在接口级别定义模型的组成；
控制器-定义对象行为。这些行为可以发生在接口层次，这是导航行为，或在后端，这是系统的功能。
例如，业务或应用程序域实体，如“学生”和“产品”，是在这个扩展的概念模型的模型。但在接口层次，这些实体可以以各种形式显示。当“学生”和“产品”是以列表的形式显示出来，可以查看“清单”；如果是信息是必需的，他们也可以显示”数据单元”视图。是用来排序“学生”或“产品”列表视图的索引是控制器的一个例子。如果需要按类别显示“产品”列表，则可以将“索引”控制器“按类别索引”连接到视图以满足此要求。
扩展概念模型中有多个模型、视图和控制器。同时，每个模型代表一个业务实体，视图和控制器，他们与模型连接，代表并阐述了模型的接口和行为。在扩展概念模型的基础上，设计了网页系统的信息体系结构和功能体系结构。
3.3信息结构
信息结构的各个方面是仿照使用不同的建模技术。这些方面包括：
组成：从模型、视图和控制器方面定义模型结构。
演示：定义接口级别概念。演示是基于构图模型中的视图。
导航：定义导航结构和行为。导航由控制器执行。当激活时，控制器将控制权传递给另一个，因此应用程序从系统的一部分流向另一部分。导航的结果是改变了视图。
3.4功能结构
操作需要在功能结构中建模，通过：
利用现有的统一建模语言的概念和图表，如状态图和顺序图。使用扩展概念模型中定义的视图和控制器。例如，当激活的时候，不是在相同或另一个视图中传递控制到另一个控制器。控制器将控件传递给执行后端功能的控制器，然后调用操作。操作的最终结果可以是系统中的状态变化，无论是在用户界面级别，还是在后端级别。
4.统一建模语言延伸图
我们提出了一些额外的图，这些图在统一建模语言中是必须的，用来支撑提出建模结构。图三显示了这些图。我们还引入了三个新的原型分类：视图，控制器和展示。图3所示的图表，几个不需要修改（用例、活动、合作、序列、状态图、组件图和部署图）。现有图表和新引入的图表的扩展记录如下：
概念模型：
扩展的需求：这个模型使用来自问题领域的概念，它独立于用于构建系统的技术。扩展概念模型所提出的概念将这些基本概念实体（模型）与视图和控制器联系起来。
扩展：虽然扩展概念模型的概念被引入，但是它并不意味着在新的概念模型中新的模型艺术需要被定义。相反，它只意味着从语义的角度来说，概念模型包含模型及其相应的视图和控制器。模型、视图和控制器之间的关系可以用组合图来表示，这将在后面讨论。
构成图：
扩展的需求：这种图在统一建模语言中不存在。来自网页建模语言，它涵盖了网页应用程序的信息体系结构的一个方面。
扩展：原型视图和控制器在统一建模语言的类图中定义。为了在高水平上显示接口的不用组成，定义了视图。视图可以包含其他视图，在这种情况下它构成视图-子视图层次结构。视图或子视图可以是一个网页，一个网页的一部分，或几个网页的组合。视图不仅可以包含其他视图，还可以包含控制器。控制器执行的功能：无论是在界面，或在屏幕的后面，导航或操作。控制器可以进一步定义为不同的类，例如索引、筛选器、数据单元和操作。控制器可以从一个视图到另一个视图浏览，无论是以上下文或非上下文的方式。无论是在客户端或在服务器端，当控制器从接口启动一个函数，它可以激活其他控制器。在函数结束时，控制可以通过备份的接口，即一个控制器，一个数据单元控制器，以便用户可以再次与系统交互。
演示图：
扩展的需求：这种图在统一建模语言中不存在，需要定义以支撑接口层次模型的显示。如构成一个网页的组成。
扩展：表示元素，如页面、筛选器、数据单元和按钮，被定义为模拟显示屏幕。这些元素尤其展现视图的表面。视图比表示元素有更高的抽象级别，并且代表从扩展概念模型的数据中的选择。演示图定义为一个新的类型的图，而不是使用现有的统一建模语言图。这主要是因为在存在的统一建模语言符号中，缺乏对现有级别建模的支持。通过将不同的呈现元素匹配到相同的视图，可以进行修改和个性化。理想情况下，根据在构造图中的语义，演示图应自动生成的CASE工具。如果需要的话，用户可以手动修改。样式被定义为一个类，用于显示界面级别上的样式或格式。很多表现元素，可以通用和联系，重复使用。或者它也可以是具体的，用来定义一些个性元素的特殊表象特征。通过为每个视图定义若干个不同的演示文稿，并对每个演示文稿定义和连接多个样式，可以在网页系统设计中实现灵活性和个性化。
操作图：
扩展的需求：操作现在在统一建模语言中用图表示，例如协作图和状态图。然而，在所提出的模型结构中，操作也需要使用视图和控制器来表示。这是为了保证功能架构是是用信息架构相同的概念来建模的，这样，两个方面才能可靠和一致。
扩展：简单的操作可以在详细的层次导航图中表示，而复杂操作可能需要使用操作图进一步定义。在操作图中，操作的流程由控制器之间的控制传递来表示。这些控制器可以留在客户端或服务器端。
5.使用扩展的统一建模语言图
在这一部分中，扩展模型的结构（如图3所示）和统一建模语言图的扩展（如上所述）将使用部分开发过程研究。这并不意味着，在任何情况下，提出的扩展需要使用任何特定的过程，这里通过一个例子来说明在研究网页系统开发的时候扩展和图的用法。
5.1需求分析和概要设计
在需求分析和概要设计阶段，需要用到业务需求，业务需求通常使用统一建模语言用例图和活动图捕获。这些图被用作输入的扩展概念模型的创建，这是从一个了解的问题域建立的。扩展概念模型中的实体是问题域概念，而不是计算机系统组件。
在定义原始的概念模型的基础上，扩展概念模型，视图和控制器。视图在较高的抽象级别定义接口组成。控制器定义对象的行为，无论是在接口级或后端。同时模型-视图-控制器结构的概念被看作是扩展概念模型的一部分，在组合图中定义表示。为了支持建模在不同的抽象层次，组成图包括两种类型：组合图中的大和小。一个概念模型可以连接到多个组合图，因此可以支持接口和行为层次上的各种定义。
5.2结构设计
一旦扩展概念模型被定义，它可以作为网页系统架构设计的基础。其他模型元素和图表可以从扩展的概念模型中定义，用于在更详细的层次上对系统结构进行文档化。这些设计活动，可能经常发生或多或少的平行。在这个阶段中，一些现有的UML图，如协作图，状态图和顺序图可以用来方便的建模过程2。附加的图是用来更好地支持网页的具体方面，特别是信息系统的结构和功能体系结构建模。展示图从构成图中定义，并且展示了视图是如何在接口层次展示的。一个视图可以匹配多个表象的定义。然后在接口级别提供个性化支持。为了表示导航设计，视图和控制器的关系，从导航的角度来看，用户导航视图之间通过控制器的使用关联。导航包含两个方面：静态导航结构（由视图之间的互连表示），和动态导航行为（由视图和控制器之间的连接表示）。
由于网页系统导航的潜在复杂性，导航结构和导航行为的表示需要在不同的抽象层次提供支持，因此，可以透彻的理解导航方面。这是通过使用两种类型的导航图：导航大图和导航小图。
操作设计
操作由控制器执行。当用户调用一个控制器，通过与其相关的视图交互，或当系统启动一个功能，通过控制传递给控制器，这可能发生。一些功能只需要一个控制器来完成，而其他需要多个控制器之间的协作。在后者的情况下，功能的传递过程中控制流从控制器到控制器。当控件不与接口层视图的控制器相关时。
要执行操作，可能需要其他资源，如遗留应用程序、数据库文件或外部链接。这也是真正的导航。作为他/她的正常导航路线的一部分，用户可以从一个网站导航到它的相关链接，然后返回。
6. 案例研究介绍
我们将通过一个存在的系统来说明提出扩展建模结构和统一建模语言符号扩展的主要方面（尽管不是很多细节）。这个网站系统有利于学生政策的网上查询，程序和问题，这些学生参加科技大学工程学院的课程。该系统允许搜索的问题和政策的类别或关键字，并显示选定的问题和政策。本文的目的，我们称这个系统UTSE-Guide。
6.1概念模型
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