UML基礎(chǔ)與建模實踐：11、第十一章 構(gòu)件圖ppt

UML基礎(chǔ)與建模實踐

第十一章構(gòu)件圖

主講人：

內(nèi)容摘要什么是接口、構(gòu)件、構(gòu)件圖1構(gòu)件的表示和構(gòu)件間的關(guān)系2構(gòu)件圖分類3制品和建模應(yīng)用4小結(jié)與習(xí)題511.1什么是接口和構(gòu)件11.1.1接口 接口是對外聲明的一組操作的集合。接口分為供給接口和需求接口兩種，供給接口只能向其他構(gòu)件提供服務(wù)，需求接口表示構(gòu)件需要用到其他構(gòu)件提供的服務(wù)。11.1.1接口接口有兩種表示方法：構(gòu)造型表示接口和圖標表示接口，如圖11-1用構(gòu)造型表示接口Borrow，圖11-2用圖標表示接口Borrow。11.1.2端口端口是對一組接口的封裝，即，把一組相關(guān)的供給接口和需求接口封裝為一個整體。端口用一個長方形表示，端口有名稱、類型。端口名稱可以不標識。端口必須有供給接口，可以沒有需求接口。圖11-5和圖11-6是CD構(gòu)件的兩種表示方法。11.1.2端口如圖11-7所示,構(gòu)件CD和另一個構(gòu)件Show通過端口連接。兩個構(gòu)件連接時，它們的端口必須匹配，即一個構(gòu)件的供給接口與另一個構(gòu)件的需求接口的規(guī)格說明必須一致。11.1.3構(gòu)件從構(gòu)件組成上看，每個構(gòu)件定義了兩組接口（一組供給接口，一組需求接口），構(gòu)件為供給接口提供了功能實現(xiàn)部分，即構(gòu)件本身已經(jīng)實現(xiàn)了供給接口聲明的功能。構(gòu)件的需求接口只是向使用者說明，該構(gòu)件需要其它構(gòu)件提供哪些服務(wù)。習(xí)慣上，我們把接口看作構(gòu)件的一部分。構(gòu)件是一個泛指的概念，它可能是：一個子系統(tǒng)、一個實例（如EJB）、一個邏輯部件等等。11.1.3構(gòu)件在定義一個構(gòu)件時，必須對以下5個要素進行規(guī)范：對接口的功能進行規(guī)范聲明：每個構(gòu)件包含兩組接口，一組是供給接口，表明它能提供的服務(wù)，一組是需求接口，表明它需要的服務(wù)。實現(xiàn)供給接口的功能：構(gòu)件是一個物理部件，它實現(xiàn)了供給接口聲明的服務(wù)。遵循構(gòu)件標準：在創(chuàng)建構(gòu)件時，每一個構(gòu)件必須遵從某種構(gòu)件標準。遵循封裝方法：也就是構(gòu)件遵從的封裝標準。部署方法：一個構(gòu)件可以有多種部署方法。11.1.3構(gòu)件一個構(gòu)件的構(gòu)造型表示如圖11-8所示。圖11-8用構(gòu)造型表示了一個網(wǎng)卡，該網(wǎng)卡的需求接口pci與計算機插口連接，該網(wǎng)卡的供給接口cablei與網(wǎng)線的水晶頭連接。11.1.3構(gòu)件構(gòu)件具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)，它可能由多個零件組成。如果要展示一個構(gòu)件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，我們用圖11-9表示。圖11-9中，假設(shè)網(wǎng)卡由零件a和零件b組成，零件a的供給接口是cablei，零件b的需求接口是pci，則整個網(wǎng)卡對外表現(xiàn)的供給接口是cablei，對外表現(xiàn)的需求接口是pci。11.1.4構(gòu)件類型構(gòu)件的分類有兩種方法：一種是按照構(gòu)件在系統(tǒng)中的角色分一種是按照構(gòu)件本身的性質(zhì)分

1．按照構(gòu)件在系統(tǒng)中的角色分 按照構(gòu)件在系統(tǒng)中的角色，可以將構(gòu)件分為3種類型，即配置構(gòu)件、工作產(chǎn)品構(gòu)件和執(zhí)行構(gòu)件。 2．按照構(gòu)件本身的性質(zhì)分11.2什么是構(gòu)件圖構(gòu)件圖是描述構(gòu)件及構(gòu)件關(guān)系的圖。與所有UML的其他圖一樣，構(gòu)件圖可以包括注釋、約束和包。如圖11-10所示便是一個典型的構(gòu)件圖。圖11-10構(gòu)件圖11.2.1構(gòu)件圖的作用 構(gòu)件圖從軟件架構(gòu)的角度來描述一個系統(tǒng)的主要功能，如系統(tǒng)分成幾個子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)包括哪些類、包和構(gòu)件，它們之間的關(guān)系以及它們分配到哪些節(jié)點上等。 使用構(gòu)件圖可以清楚地看出系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能從而方便項目組的成員制定工作目標和了解工作情況，同時，最重要的一點是有利于軟件的復(fù)用。 從宏觀的角度上看，構(gòu)件圖是把軟件看作多個獨立構(gòu)件組裝而成的集合，每個構(gòu)件可以被實現(xiàn)相同接口的其他構(gòu)件替換。11.2.2構(gòu)件圖的組成元素構(gòu)件圖的組成元素有構(gòu)件和關(guān)系。關(guān)系把多個構(gòu)件連接在一起，構(gòu)成一個構(gòu)件圖。這里的關(guān)系指構(gòu)件間的依賴關(guān)系。11．3構(gòu)件的表示

在UML中，構(gòu)件用一個矩形框表示，構(gòu)件名寫在矩形框中。在表示構(gòu)件時，有兩種表示構(gòu)件的方法：第一種方法是，在構(gòu)件圖標中只標識構(gòu)件，不標識接口，第二種方法是，在構(gòu)件圖將構(gòu)件和接口都標識出來。11.3.1沒有標識接口的構(gòu)件沒有標識接口的構(gòu)件的圖形表示方法又分三種，如圖11-11網(wǎng)卡（構(gòu)件）的三種表示方法：第一種在矩形框中寫上構(gòu)造型《component》；第二種在矩形框的右上角放置一個構(gòu)件圖標；第三種是直接使用構(gòu)件圖標。圖11-11沒有標識接口的構(gòu)件的圖形的三種表示法11.3.2標識接口的構(gòu)件標識接口的構(gòu)件表示方法也有3種，如圖11-12所示是網(wǎng)卡（構(gòu)件）的三種表示方法。

圖11-12標識接口的構(gòu)件3種表示方法11.3.1沒有標識接口的構(gòu)件（1）使用分欄表示接口：在矩形框的第二欄中，用構(gòu)造型《provided》和《required》分別標識供給接口名cablei和需求接口名pci。這種表示將構(gòu)件的接口和內(nèi)容都展示出來了，所以，也稱為構(gòu)件的白盒表示法。（2）使用圖標表示接口：將接口的圖標連接到構(gòu)件的邊框上。（3）使用構(gòu)造型《interface》表示接口：構(gòu)件實現(xiàn)供給接口，用實現(xiàn)關(guān)系表示；構(gòu)件依賴需求接口，用依賴關(guān)系表示。11.4構(gòu)件間的關(guān)系構(gòu)件與接口的關(guān)系構(gòu)件圖中的關(guān)系包括構(gòu)件與構(gòu)件間的關(guān)系11.4構(gòu)件間的關(guān)系（1）構(gòu)件與構(gòu)件間的關(guān)系 在構(gòu)件圖中，構(gòu)件間的關(guān)系就是依賴關(guān)系。我們把提供服務(wù)的構(gòu)件稱為提供者，把使用服務(wù)的構(gòu)件稱為客戶。 在UML中，構(gòu)件圖中依賴關(guān)系的表示方法與類圖中依賴關(guān)系相同，虛線箭頭由客戶構(gòu)件指向服務(wù)提供者。 如圖11-13所示，構(gòu)件B是客戶，構(gòu)件A是服務(wù)提供者，構(gòu)件B使用構(gòu)件A提供的服務(wù)。因此，構(gòu)件B依賴于構(gòu)件A。圖11-13構(gòu)件間的依賴關(guān)系11.4構(gòu)件間的關(guān)系 在系統(tǒng)分析階段，我們只要確定構(gòu)件之間的依賴關(guān)系即可（并用依賴箭頭表示構(gòu)件間的關(guān)系）。在設(shè)計階段，我們必須把構(gòu)件間的依賴關(guān)系具體化為供給接口與需求接口間的關(guān)系，即，對依賴進行解耦。如，我們對圖11-13的依賴進行解耦后，得到圖11-14更具體的關(guān)系。圖11-14對依賴關(guān)系解耦在設(shè)計階段，對依賴關(guān)系解耦后，確定了供給接口和需求接口的詳細要求。11.4構(gòu)件間的關(guān)系（2）構(gòu)件與接口的關(guān)系構(gòu)件與接口的關(guān)系有：實現(xiàn)關(guān)系和使用關(guān)系兩種，如圖11-15表明了構(gòu)件與接口間的兩種關(guān)系。

圖11-15構(gòu)件與接口間的關(guān)系11.5構(gòu)件圖分類構(gòu)件圖可以分為： 簡單構(gòu)件圖 嵌套構(gòu)件圖11.5.1簡單構(gòu)件圖例如，圖11-16所示就是一個“訂單管理系統(tǒng)”的構(gòu)件圖局部。圖11-16簡單構(gòu)件圖11.5.2嵌套的構(gòu)件圖如果我們對圖11-16中的3個構(gòu)件進行封裝，組成一個更大的構(gòu)件store，就構(gòu)成如圖11-17所示的嵌套的構(gòu)件圖。圖11-17嵌套構(gòu)件圖構(gòu)件store中包含3個構(gòu)件，它們是：Order(訂單構(gòu)件)，Customer（客戶信息構(gòu)件），Product（產(chǎn)品庫存構(gòu)件）。11.6制品在UML中，把所有物理型事物稱為制品。例如，對象庫、可執(zhí)行程序、COM構(gòu)件、.NET構(gòu)件、EJB構(gòu)件、表、文件、文檔都是制品的例子。11.6.1制品的表示每個制品都有一個區(qū)別其它制品的名稱，如果制品名稱前標有制品所屬的包名，則這個制品名稱為全名。制品用一個矩形框表示（制品的附件信息可以附加到矩形框中），制品常用構(gòu)造型《artifact》標識。11.6.1制品的表示圖11-20，標識了制品dog.dll的細節(jié)，即，dog.dll制品由kill.dll和bill.dll組成，我們把制品的細節(jié)寫在第二個分欄中。11.6.2標準制品元素的表示法在UML中，預(yù)先定義的制品有：（1）《executable》:可以在節(jié)點上執(zhí)行的制品。（2）《library》:動態(tài)或靜態(tài)庫程序，其文件后綴是.dll。（3）《file》:物理文件，也可能是可以執(zhí)行的代碼文件。（4）《document》:說明性的文件。（5）《script》:可以被解釋器執(zhí)行的腳本文件。（6）《score》：指源文件制品，可以編譯為可以執(zhí)行的文件。（7）《deloymentspec》:對部署的產(chǎn)品進行詳細說明。（8）《database》:用來表示一個數(shù)據(jù)庫，如Oracle,sqlserver2005等。除以上預(yù)定義的制品外，分析員可以定義自已的制品。11.6.3制品的種類在進行系統(tǒng)開發(fā)時，我們按不同階段開發(fā)的軟件制品對制品進行分類，可以分為3種類型，即部署制品、中間制品和執(zhí)行制品。部署制品：中間制品：執(zhí)行制品：11.6.4制品與類的區(qū)別制品與類的區(qū)別主要在以下三點：

（1）類是對一組對象的描述，是一種邏輯抽象，類不能在節(jié)點上運行，而制品是一種物理存在的事物，可以運行在節(jié)點上。（2）制品是對計算機上比特流的封裝。（3）類具有屬性和方法，制品可以是對類的實現(xiàn)，但是，制品本身沒有屬性和方法。11.6.4制品與類的區(qū)別圖11-21所示，我們可以看出類與制品的區(qū)別。制品dog.dll由head類的實例、leg類的實例和body類的實例，通過動態(tài)鏈接構(gòu)成。因此，dog.dll依賴于head、leg、body。

圖11-21制品與類的區(qū)別11.7建模應(yīng)用構(gòu)件圖描述了軟件的組成和具體結(jié)構(gòu)，表示了系統(tǒng)的靜態(tài)部分，它能夠幫助開發(fā)人員從總體上認識系統(tǒng)。用戶通常采用構(gòu)件圖來描述可執(zhí)行程序的結(jié)構(gòu)、源代碼、物理數(shù)據(jù)庫組成和結(jié)構(gòu)。

11.7建模應(yīng)用123對可執(zhí)行程序的結(jié)構(gòu)進行建模時，通常應(yīng)遵從以下原則：首先標識要建模的構(gòu)件。理解和標識每個構(gòu)件的類型、接口和作用。標識構(gòu)件間的關(guān)系。11.7建模應(yīng)用例如，圖11-22是一個自主機器人可執(zhí)行程序的一部分進行建模。

圖11-22代表可執(zhí)行程序的構(gòu)件11.7.2對源代碼進行建模對源程序進行建模時，通常應(yīng)遵從以下原則：在正向工程或逆向工程中，識別出要重點描述的每個源代碼文件，并把每個源代碼文件標識為構(gòu)件。如果系統(tǒng)較大，包含的構(gòu)件很多，就利用包來對構(gòu)件進行分組。找出源代碼之間的編譯依賴關(guān)系，并用工具管理這些依賴關(guān)系。給現(xiàn)有系統(tǒng)確定一個版本號，在構(gòu)件圖中，采用約束來表示源代碼的版本號、作者和最后的修改日期等信息。

11.7.2對源代碼進行建模例如，某公司用c語言開發(fā)的家電管理子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)由6個文件組成，其中，2個頭文件是：hose.h和driver.h；4個源文件是：qq.cpp、given.cpp、device.cpp、home.cpp。如圖11-23所示。其中，有3個文件是獨立的，它們不依賴于任何文件，這3個文件分別是：hose.h、driver.h和device.cpp。其它3個文件的編譯依賴關(guān)系如下：

11.7.2對源代碼進行建模（1）given.cpp文件:該文件依賴于hose.h、device.cpp、dricer.h，因此，當hose.h、device.cpp、dricer.h文件之一發(fā)生改變時，必須重新編譯given.cpp。（2）qq.cpp文件：該文件依賴于given.cpp，而given.cpp依賴于hose.h、device.cpp、dricer.h，因此，當hose.h、device.cpp、dricer.h和given.cpp文件之一發(fā)生改變時，必須重新編譯qq.cpp文件。（3）home.cpp文件：該文件編譯依賴于hose.h，當頭文件hose.h發(fā)生改變時，必須重新編譯home.cpp文件。

11.7.2對源代碼進行建模圖11-23對源代碼建模通過逆向