第2章軟件體系結(jié)構(gòu)建模

第二章軟件體系結(jié)構(gòu)建模天津商業(yè)大學(xué)

軟件體系結(jié)構(gòu)模型的分類◎結(jié)構(gòu)模型◎框架模型◎動(dòng)態(tài)模型◎過(guò)程模型◎功能模型

軟件體系結(jié)構(gòu)建模的種類◎結(jié)構(gòu)模型

這是一個(gè)最直觀、最普遍的建模方法。這種方法以體系結(jié)構(gòu)的構(gòu)件、連接件和其他概念來(lái)刻畫結(jié)構(gòu)，并力圖通過(guò)結(jié)構(gòu)來(lái)反映系統(tǒng)的重要語(yǔ)義內(nèi)容，包括系統(tǒng)的配置、約束、隱含的假設(shè)條件、風(fēng)格、性質(zhì)等。

研究結(jié)構(gòu)模型的核心是體系結(jié)構(gòu)描述語(yǔ)言。

工作流建模元素的靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型

軟件體系結(jié)構(gòu)建模的種類

◎框架模型

框架模型與結(jié)構(gòu)模型類似，但它不太側(cè)重描述結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)而更側(cè)重于整體的結(jié)構(gòu)。

框架模型主要以一些特殊的問(wèn)題為目標(biāo)建立只針對(duì)和適應(yīng)該問(wèn)題的結(jié)構(gòu)。.NET平臺(tái)框架結(jié)構(gòu)

軟件體系結(jié)構(gòu)建模的種類

◎動(dòng)態(tài)模型

動(dòng)態(tài)模型是對(duì)結(jié)構(gòu)或框架模型的補(bǔ)充，研究系統(tǒng)的“大顆粒”的行為。例如，描述系統(tǒng)的重新配置或演化。動(dòng)態(tài)可以指系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)的配置、建立或拆除通信通道或計(jì)算的過(guò)程。動(dòng)態(tài)模型示例

軟件體系結(jié)構(gòu)建模的種類

◎過(guò)程模型

過(guò)程模型研究構(gòu)造系統(tǒng)的步驟和過(guò)程。結(jié)構(gòu)是遵循某些過(guò)程腳本的結(jié)果。

經(jīng)典軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程模型

軟件體系結(jié)構(gòu)建模的種類

◎功能模型

功能模型認(rèn)為體系結(jié)構(gòu)是由一組功能構(gòu)件按層次組成，下層向上層提供服務(wù)。功能模型可以看作是一種特殊的框架模型。

“4+1”模型概述

Kruchten在1995年提出了“4+1”的視圖模型。

“4+1”視圖模型從5個(gè)不同的視角包括邏輯視圖、進(jìn)程視圖、物理視圖、開(kāi)發(fā)視圖和場(chǎng)景視圖來(lái)描述軟件體系結(jié)構(gòu)。每一個(gè)視圖只關(guān)心系統(tǒng)的一個(gè)側(cè)面，5個(gè)視圖結(jié)合在一起才能反映系統(tǒng)的軟件體系結(jié)構(gòu)的全部?jī)?nèi)容。

“4+1”模型概述

邏輯視圖進(jìn)程視圖開(kāi)發(fā)視圖物理視圖最終用戶：功能需求場(chǎng)景編程人員：軟件管理系統(tǒng)集成人員：性能可擴(kuò)充性、吞吐量等系統(tǒng)工程人員：系統(tǒng)拓?fù)?、安裝、通信等

邏輯視圖

邏輯視圖主要支持系統(tǒng)的功能需求，即系統(tǒng)提供給最終用戶的服務(wù)。在邏輯視圖中，系統(tǒng)分解成一系列的功能抽象，這些抽象主要來(lái)自問(wèn)題領(lǐng)域。這種分解不但可以用來(lái)進(jìn)行功能分析，而且可用作標(biāo)識(shí)在整個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)不同部分的通用機(jī)制和設(shè)計(jì)元素。在面向?qū)ο蠹夹g(shù)中，通過(guò)抽象、封裝和繼承，可以用對(duì)象模型來(lái)代表邏輯視圖，用類圖來(lái)描述邏輯視圖。。

邏輯視圖

可以從Booch標(biāo)記法中導(dǎo)出邏輯視圖的標(biāo)記法，只是從體系結(jié)構(gòu)級(jí)的范疇來(lái)考慮這些符號(hào)，用RationalRose進(jìn)行體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。構(gòu)件實(shí)例繼承使用包含，聚集關(guān)聯(lián)類層次參數(shù)化類類服務(wù)類連接件

邏輯視圖

邏輯視圖中使用的風(fēng)格為面向?qū)ο蟮娘L(fēng)格，邏輯視圖設(shè)計(jì)中要注意的主要問(wèn)題是要保持一個(gè)單一的、內(nèi)聚的對(duì)象模型貫穿整個(gè)系統(tǒng)。某通信系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)邏輯視圖

開(kāi)發(fā)視圖

開(kāi)發(fā)視圖也稱模塊視圖，主要側(cè)重于軟件模塊的組織和管理。開(kāi)發(fā)視圖要考慮軟件內(nèi)部的需求，如軟件開(kāi)發(fā)的容易性、軟件的重用和軟件的通用性，要充分考慮由于具體開(kāi)發(fā)工具的不同而帶來(lái)的局限性。開(kāi)發(fā)視圖通過(guò)系統(tǒng)輸入輸出關(guān)系的模型圖和子系統(tǒng)圖來(lái)描述。

開(kāi)發(fā)視圖

與邏輯視圖一樣，可以使用Booch標(biāo)記法中某些符號(hào)來(lái)表示開(kāi)發(fā)視圖。

開(kāi)發(fā)視圖

在開(kāi)發(fā)視圖中，最好采用4-6層子系統(tǒng)，而且每個(gè)子系統(tǒng)僅僅能與同層或更低層的子系統(tǒng)通訊，這樣可以使每個(gè)層次的接口既完備又精練，避免了各個(gè)模塊之間很復(fù)雜的依賴關(guān)系。設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮，對(duì)于各個(gè)層次，層次越低，通用性越強(qiáng)，這樣，可以保證應(yīng)用程序的需求發(fā)生改變時(shí)，所做的改動(dòng)最小。開(kāi)發(fā)視圖所用的風(fēng)格通常是層次結(jié)構(gòu)風(fēng)格。

開(kāi)發(fā)視圖

進(jìn)程視圖

進(jìn)程視圖側(cè)重于系統(tǒng)的運(yùn)行特性，主要關(guān)注一些非功能性的需求。進(jìn)程視圖強(qiáng)調(diào)并發(fā)性、分布性、系統(tǒng)集成性和容錯(cuò)能力，以及從邏輯視圖中的主要抽象如何適合進(jìn)程結(jié)構(gòu)。它也定義邏輯視圖中的各個(gè)類的操作具體是在哪一個(gè)線程中被執(zhí)行的。進(jìn)程視圖可以描述成多層抽象，每個(gè)級(jí)別分別關(guān)注不同的方面。在最高層抽象中，進(jìn)程結(jié)構(gòu)可以看作是構(gòu)成一個(gè)執(zhí)行單元的一組任務(wù)。它可看成一系列獨(dú)立的，通過(guò)邏輯網(wǎng)絡(luò)相互通信的程序。它們是分布的，通過(guò)總線或局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)等硬件資源連接起來(lái)。

進(jìn)程視圖

通過(guò)擴(kuò)展Booch對(duì)Ada任務(wù)的表示法，來(lái)表示進(jìn)程視圖。

進(jìn)程視圖某通信系統(tǒng)局部進(jìn)程視圖

物理視圖

物理視圖主要考慮如何把軟件映射到硬件上，它通常要考慮到系統(tǒng)性能、規(guī)模、可靠性等。解決系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、系統(tǒng)安裝、通訊等問(wèn)題。當(dāng)軟件運(yùn)行于不同的節(jié)點(diǎn)上時(shí)，各視圖中的構(gòu)件都直接或間接地對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)的不同節(jié)點(diǎn)上。因此，從軟件到節(jié)點(diǎn)的映射要有較高的靈活性，當(dāng)環(huán)境改變時(shí)，對(duì)系統(tǒng)其他視圖的影響最小。

物理視圖

大型系統(tǒng)的物理視圖可能會(huì)變得十分混亂，因此可以與進(jìn)程視圖的映射一道，以多種形式出現(xiàn)，也可單獨(dú)出現(xiàn)。

物理視圖ACS系統(tǒng)的物理視圖

場(chǎng)景

場(chǎng)景可以看作是那些重要系統(tǒng)活動(dòng)的抽象，它使四個(gè)視圖有機(jī)聯(lián)系起來(lái)，從某種意義上說(shuō)場(chǎng)景是最重要的需求抽象。在開(kāi)發(fā)體系結(jié)構(gòu)時(shí)，它可以幫助設(shè)計(jì)者找到體系結(jié)構(gòu)的構(gòu)件和它們之間的作用關(guān)系。同時(shí)，也可以用場(chǎng)景來(lái)分析一個(gè)特定的視圖，或描述不同視圖構(gòu)件間是如何相互作用的。場(chǎng)景可以用文本表示，也可以用圖形表示。

場(chǎng)景本地呼叫場(chǎng)景的一個(gè)原型

（1）摘機(jī)（2）撥號(hào)音（3）號(hào)碼（4）號(hào)碼（5）打開(kāi)會(huì)話

小結(jié)

邏輯視圖和開(kāi)發(fā)視圖描述系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，而進(jìn)程視圖和物理視圖描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)。對(duì)于不同的軟件系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，側(cè)重的角度也有所不同。例如，對(duì)于管理信息系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，比較側(cè)重于從邏輯視圖和開(kāi)發(fā)視圖來(lái)描述系統(tǒng)，而對(duì)于實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，則比較注重于從進(jìn)程視圖和物理視圖來(lái)描述系統(tǒng)。ENDThanks!作業(yè)1—請(qǐng)畫出4+1模型視圖某交通設(shè)施管控系統(tǒng)某交通管理部門為估測(cè)道路交通流情況，特對(duì)現(xiàn)有交通設(shè)施管控系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)。升級(jí)后的系統(tǒng)可實(shí)時(shí)采集交通流數(shù)據(jù)，為保證數(shù)據(jù)采集設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，專門設(shè)置“管理