UML语义形式化的三种思路

UML的语法结构本身采用形式化规格说明、是精确的，但其语义部分用自然语言描述、缺乏精确性，导致无法对UML模型进行严格的分析和论证——这正是[[UML用于架构建模的优点与局限]]中”通用但不精确”局限的根源。研究人员为解决这一问题探索了三种思路：一是对UML核心语法进行形式化，目标是运用数学知识把UML本身发展成一种精确的建模语言，这种方法在元模型层次进行，能保证在此基础上建立的UML模型层有可靠的数学基础，但实现难度大，且核心语法形式化处理后容易与现有各种UML图形不匹配。二是约束语言方法，通过设置更好的约束来消除语义歧义性，例如扩展OCL以加强其约束能力，但这种方法经常需要获取难以拿到的元模型数据。三是形式化转换方法，利用形式化语言把UML对象模型转换为具有一致性管理过程和强大工具支持的形式化注释，即把UML相关图形转换成Z语言、B语言、XYZ/E、Petri网等已有的形式化语言——由于前两种思路难度极大或数据难以获得，这条路径成为目前研究最多、成果最丰富的方向。以Z语言为例，UML类图、用例图、状态图这类结构相对规整的图，转换后能得到精确的模式（schema）描述；但书中也提醒：用形式化描述方法处理其他更松散的UML图（如某些自由格式的注释性图形）反而会使描述过程更复杂、降低效率——形式化转换不是”越多越好”，而要看被转换的图本身结构化程度够不够高。