《基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)模式的軟件工程與UML建模技術(shù)》課件項(xiàng)目十二

項(xiàng)目十二物理建模任務(wù)一認(rèn)識(shí)物理建模

任務(wù)二認(rèn)識(shí)組件圖

任務(wù)三認(rèn)識(shí)部署圖

任務(wù)一認(rèn)識(shí)物理建模

前面幾個(gè)項(xiàng)目主要對(duì)系統(tǒng)的行為結(jié)構(gòu)、靜態(tài)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了建模，在完成系統(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì)之后，需要進(jìn)一步描述系統(tǒng)的物理實(shí)現(xiàn)和物理運(yùn)行情況。組件圖提供系統(tǒng)的物理視圖，在一個(gè)非常高的層次上顯示系統(tǒng)中的構(gòu)件與構(gòu)件之間的依賴關(guān)系。部署圖對(duì)物理運(yùn)行情況進(jìn)行建模，表示該軟件系統(tǒng)如何部署到硬件環(huán)境中，顯示該系統(tǒng)的不同組件將在何處物理運(yùn)行，以及它們將如何彼此通信。

操作一物理建模概述

系統(tǒng)模型的大部分圖是反映系統(tǒng)的邏輯和設(shè)計(jì)方面的信息，它們獨(dú)立于系統(tǒng)的最終實(shí)現(xiàn)單元。為了描述系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方面的信息，達(dá)到使系統(tǒng)具有可重用性和可操作性的目的，在UML中通過組建圖和部署圖來表示實(shí)現(xiàn)單元。

進(jìn)行物理建模的主要目的是解決以下問題：

·類和對(duì)象物理上分布在哪一個(gè)程序或進(jìn)程中？

·程序和進(jìn)程在哪臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行？

·系統(tǒng)中有哪些計(jì)算機(jī)和其它的硬件設(shè)備，它們是如何連接在一起？

·不同的代碼文件之間有無關(guān)聯(lián)？如果某一文件被改變，其它的文件是否需要重新編譯？

任務(wù)二認(rèn)?識(shí)?組?件?圖

操作一組件圖的概述

組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，能夠幫助開發(fā)人員從總體上認(rèn)識(shí)系統(tǒng)。用戶通常采用組件圖來描述可執(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)。

通過組件圖可以清晰地表示出軟件的所有源文件之間的關(guān)系，這樣開發(fā)者就可以更好地理解各個(gè)源代碼文件之間的依賴關(guān)系，所以組件圖對(duì)源文件建模就顯得比較重要。在對(duì)源程序進(jìn)行建模時(shí)，通常應(yīng)遵從以下原則：

·在正向工程或逆向工程中，識(shí)別出要重點(diǎn)描述的每個(gè)源代碼文件，并把每個(gè)源代碼文件標(biāo)識(shí)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(duì)組件進(jìn)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(gè)版本號(hào)，在組件圖中，采用約束來表示源代碼的版本號(hào)、作者和最后的修改日期等信息。

在UML中，組件用一個(gè)左邊帶有兩個(gè)小矩形的符號(hào)來表示。組件名放在組件符號(hào)的下面或?qū)懺诮M件符號(hào)的大矩形內(nèi)。如圖12-1及圖12-2所示。

圖12-1組件圖圖12-2組件

操作二組件圖的組成

組件圖中通常包含三種元素：組件、接口和依賴關(guān)系。每個(gè)組件實(shí)現(xiàn)一些接口，并使用另外的接口。如果組件間的依賴關(guān)系與接口有關(guān)，那么可被具有同樣接口的其他組件所替代。

1．組件

組件是定義了良好接口的物理實(shí)現(xiàn)單元，是系統(tǒng)中可替換的物理部件。組件表示將類、接口等邏輯元素打包而成的物理模塊。

1)名稱

每個(gè)組件都必須有一個(gè)不同于其他組件的名稱。組件的名稱是一個(gè)字符串，位于組件圖標(biāo)的內(nèi)部。在實(shí)際應(yīng)用中，組件名稱通常是從實(shí)現(xiàn)的詞匯中抽取出來的段名詞或名詞短語，并根據(jù)目標(biāo)操作系統(tǒng)添加相應(yīng)的擴(kuò)展名，如“.java”或“.exe”等。

2)組件的種類

組件通常包括編譯時(shí)的源組件、鏈接時(shí)的二進(jìn)制組件和運(yùn)行時(shí)的可執(zhí)行組件三種類型。

·源組件：源組件只在編譯時(shí)有意義。通常情況下，源組件是指實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)類的源代碼文件。

·二進(jìn)制組件：通常情況下，二進(jìn)制組件是指對(duì)象代碼，它是源組件的編譯結(jié)果。它應(yīng)該是一個(gè)對(duì)象代碼文件、一個(gè)靜態(tài)庫文件或一個(gè)動(dòng)態(tài)庫文件。二進(jìn)制組件只有在鏈接時(shí)才有意義。如果是動(dòng)態(tài)庫文件，則在運(yùn)行時(shí)有意義。

·可執(zhí)行組件：可執(zhí)行組件是一個(gè)可執(zhí)行的程序文件，它是鏈接所有二進(jìn)制組件所得到的結(jié)果。

2.接口

在組件圖中，組件可以通過其他組件的接口來使用其他組件中定義的操作。通過使用命名接口，可以避免在系統(tǒng)中各個(gè)組件之間直接發(fā)生依賴關(guān)系，有利于組件的替換。組件圖中的接口使用一個(gè)小圓圈表示。

3.接口和組件的關(guān)系

接口和組件的關(guān)系分為兩種：實(shí)現(xiàn)關(guān)系和依賴關(guān)系。接口和組件之間用實(shí)線連接表示實(shí)現(xiàn)關(guān)系，如圖12-3所示，接口和組件之間用虛線箭頭表示依賴關(guān)系。圖12-3組件圖中的接口

操作三使用RationalRose繪制組件圖

1．創(chuàng)建組件圖

創(chuàng)建組件圖的過程如圖12-4所示：

(1)右鍵單擊瀏覽器中的Component視圖。

(2)選擇“New”→“ComponentDiagram”，并命名新的框圖。圖12-4創(chuàng)建構(gòu)件圖

2．把構(gòu)件加入框圖

把構(gòu)件加入框圖的過程如圖12-5所示：

(1)選擇【Component】工具欄按鈕，單擊框圖增加構(gòu)件，并命名構(gòu)件。

(2)右鍵單擊構(gòu)件，選擇“OpenSpecification”，在“Stereotype”中設(shè)置構(gòu)件版型。圖12-5設(shè)置構(gòu)件版型

任務(wù)三認(rèn)?識(shí)?部?署?圖

操作一部署圖的概述

部署圖(DeploymentDiagram)用來顯示系統(tǒng)中軟件和硬件的物理架構(gòu)。從部署圖中，可以了解到軟件和硬件組件之間的物理關(guān)系以及處理節(jié)點(diǎn)的組件分布情況。使用部署圖可以顯示運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，同時(shí)還可傳達(dá)構(gòu)成應(yīng)用程序的硬件和軟件元素的配置和部署方式。如圖12-6所示。

·創(chuàng)建一個(gè)部署模型的目的有以下幾點(diǎn)：

·描述系統(tǒng)投產(chǎn)的相關(guān)問題。

·描述系統(tǒng)與生產(chǎn)環(huán)境中的其他系統(tǒng)間的依賴關(guān)系，這些系統(tǒng)可能是已經(jīng)存在，或是將要引入的。

·描述一個(gè)商業(yè)應(yīng)用主要的部署結(jié)構(gòu)。

·設(shè)計(jì)一個(gè)嵌入系統(tǒng)的硬件和軟件結(jié)構(gòu)。

·描述一個(gè)組織的硬件/網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。圖12-6部署圖

操作二部署圖的組成

部署圖通常包括兩種元素：結(jié)點(diǎn)和關(guān)聯(lián)關(guān)系。

1．節(jié)點(diǎn)

節(jié)點(diǎn)是擁有某些計(jì)算資源的物理對(duì)象。這些資源包括：帶處理器的計(jì)算機(jī)，外部設(shè)備(如打印機(jī)、讀卡機(jī)、通信設(shè)備等)等。

1)名稱

一個(gè)節(jié)點(diǎn)用名稱區(qū)別于其他節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)的名稱是一個(gè)字符串，位于節(jié)點(diǎn)的圖標(biāo)的內(nèi)部。

2)節(jié)點(diǎn)的種類

在應(yīng)用部署圖建模時(shí)，通?？梢詫⒐?jié)點(diǎn)分為處理器和設(shè)備兩種類型，如圖12-7所示。圖12-7節(jié)點(diǎn)

2．關(guān)聯(lián)關(guān)系

部署圖節(jié)點(diǎn)間通過通信關(guān)聯(lián)在一起。在UML中，這種通信關(guān)聯(lián)用一條直線表示，如圖12-8所示，說明在節(jié)點(diǎn)間存在某類通信路徑，節(jié)點(diǎn)通過這條通信路徑交換對(duì)象或發(fā)送消息。圖12-8節(jié)點(diǎn)間的通信關(guān)聯(lián)

3．組件

在部署圖中，可以將可執(zhí)行組件的實(shí)例包含在節(jié)點(diǎn)實(shí)例符號(hào)中，表示它們處在同一個(gè)節(jié)點(diǎn)實(shí)例上，且在同一個(gè)節(jié)點(diǎn)實(shí)例上執(zhí)行。從節(jié)點(diǎn)類型可以畫一條帶有構(gòu)造型<<support>>的相關(guān)性箭頭線到運(yùn)行時(shí)的組件類型，說明該節(jié)點(diǎn)支持指定組件。當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)類型支持一個(gè)組件類型時(shí)，允許在該節(jié)點(diǎn)類型實(shí)例上執(zhí)行它所支持的組件的實(shí)例。

操作三使用RationalRose繪制部署圖

實(shí)施圖顯示網(wǎng)絡(luò)的物理布局，即系統(tǒng)中涉及的處理器、設(shè)備、連接和過程。處理器是網(wǎng)絡(luò)中處理功能所在的機(jī)器，包括服務(wù)器和工作站，不包括打印機(jī)掃描儀之類的設(shè)備。處理器用來運(yùn)行進(jìn)程(執(zhí)行代碼)。一個(gè)項(xiàng)目只有一個(gè)實(shí)施圖。

1．創(chuàng)建實(shí)施圖

創(chuàng)建實(shí)施圖的過程如圖12-9所示。圖12-9創(chuàng)建實(shí)施圖

(1)雙擊Deployment視圖。

(2)選擇【Processor】工具欄按鈕，單擊框圖增加處理器，并命名處理器。

(3)在Deployment視圖中右擊處理器并選擇“New”→“Process”，命名進(jìn)程。

(4)在框圖中右擊處理器，對(duì)“ShowProcesses”打鉤，可以在框圖中顯示該處理器的進(jìn)程。

2．把設(shè)備加入到框圖中

把設(shè)備加入到框圖中的過程如圖12-10所示。

(1)選擇【Device】工具欄按鈕。