基于SysML和MARTE的异构数据模型转换方法研究

Big Data brings new challenges to traditional software development technologies, among which heterogeneous data integration is a key issue considering full advantage of Big Data. Meanwhile, some of the data features, such as velocity, veracity and value, are widely concerned and described in different ways according to different areas. Therefore the problem of keeping these features unchanged before and after the transformation should be solved. The project tries to solve the problem from the viewpoint of MDE. To build the aspect-oriented feature models using metamodeling techniques, to construct transformation framework of heterogeneous data, to perform transformation between heterogeneous data using feature oriented idea. In addition, the semantic mapping and syntax conversion are isolated from each other so as to increase the generality of the framework and decrease the complexity of it. The project is performed based on SysML, a system engineering modeling language, and MARTE, an embedded system modeling language, and finally implemented on the Hadoop platform.

大数据给传统的软件开发技术带来了新的挑战，而其中异构数据的集成问题被认为是充分发挥大数据优势的核心问题。同时，由于在大数据应用下，变化速度、真实性、价值等数据特征普遍受到用户关注，而这些特征会在不同的领域中以不同的方式进行捕获和描述。因此异构数据之间的转换必然要解决如何保持此类特征在转换前后保持不变的问题。本课题从模型驱动工程的视角看待此类异构问题，从异构数据自身的特征入手，基于元建模技术进行面向方面的特征建模，并构造异构数据模型转换框架，采用特征制导的思想建立异构数据之间的转换。此外，在转换框架中将语义映射和语法转换相互隔离，分而治之，以降低转换规则构造难度，提高转换框架的通用性。最后，基于系统工程建模语言SysML和实时嵌入式建模语言MARTE以及大数据平台Hadoop进行具体的转换研究。

随着大数据应用的高速发展，各种特定于技术和应用域的数据类型和标准大量并存，它们彼此异构难以集成，相应工具无法复用，这为大数据的进一步发展提出了严峻的挑战。此外，由于在大数据应用下，变化速度、真实性、价值等数据特征普遍受到用户关注，而这些特征会在不同的领域中以不同的方式进行捕获和描述。因此异构数据之间的转换必然要解决如何保持此类性质在转换前后保持不变的问题。本课题采用换位思考的方式，从软降工程的视角看待大数据应用中的异构问题，从异构数据自身的特征入手，基于元建模技术对相关特征进行面向方面的建模，并结合模型驱动思想构造异构数据模型转换框架，采用特征制导的思想构造异构数据之间的转换。同时，在转换框架中将语义映射和语法转换相互隔离，分而治之，以降低转换规则构造难度，并提高转换框架的通用性。最后，基于主流建模语言SysML和MARTE以及大数据平台Hadoop进行具体的转换研究。在课题组成员的研究下，已经取得包括论文、专利、软件著作权等在内的成果39项。相关研究工作在软件工程领域的会议及期刊上连续发表，受到同行的普遍关注。基于所研究课题内容，进一步形成了面向大数据开源软件的群智化软件资产库的构造及应用研究方向，并以此为核心工作，参与到了国家自然科学基金重大项目、国家重点研发计划、重点专项等多个重大课题的研究中，形成了良好的科研工作积累。该课题工作对目前互联网时代下的新型软件开发，尤其是群智化软件、可持续演化软件等的，提供了良好的支撑机制，对国家的信息化发展具有深远意义。