《基于任務驅動模式的軟件工程與UML建模技術》課件項目十二

項目十二物理建模任務一認識物理建模

任務二認識組件圖

任務三認識部署圖

任務一認識物理建模

前面幾個項目主要對系統(tǒng)的行為結構、靜態(tài)結構和動態(tài)結構進行了建模，在完成系統(tǒng)的邏輯設計之后，需要進一步描述系統(tǒng)的物理實現(xiàn)和物理運行情況。組件圖提供系統(tǒng)的物理視圖，在一個非常高的層次上顯示系統(tǒng)中的構件與構件之間的依賴關系。部署圖對物理運行情況進行建模，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)的邏輯和設計方面的信息，它們獨立于系統(tǒng)的最終實現(xiàn)單元。為了描述系統(tǒng)實現(xiàn)方面的信息，達到使系統(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現(xiàn)單元。

進行物理建模的主要目的是解決以下問題：

·類和對象物理上分布在哪一個程序或進程中？

·程序和進程在哪臺計算機上運行？

·系統(tǒng)中有哪些計算機和其它的硬件設備，它們是如何連接在一起？

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

任務二認?識?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構，表示了系統(tǒng)的靜態(tài)部分，能夠幫助開發(fā)人員從總體上認識系統(tǒng)。用戶通常采用組件圖來描述可執(zhí)行程序的結構、源代碼、物理數(shù)據(jù)庫組成和結構。

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系，這樣開發(fā)者就可以更好地理解各個源代碼文件之間的依賴關系，所以組件圖對源文件建模就顯得比較重要。在對源程序進行建模時，通常應遵從以下原則：

·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件。

·如果系統(tǒng)較大，包含的構件很多，就利用包來對組件進行分組。

·找出源代碼之間的編譯依賴關系，并用工具管理這些依賴關系。

·給現(xiàn)有系統(tǒng)確定一個版本號，在組件圖中，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。

在UML中，組件用一個左邊帶有兩個小矩形的符號來表示。組件名放在組件符號的下面或寫在組件符號的大矩形內。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、接口和依賴關系。每個組件實現(xiàn)一些接口，并使用另外的接口。如果組件間的依賴關系與接口有關，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

每個組件都必須有一個不同于其他組件的名稱。組件的名稱是一個字符串，位于組件圖標的內部。在實際應用中，組件名稱通常是從實現(xiàn)的詞匯中抽取出來的段名詞或名詞短語，并根據(jù)目標操作系統(tǒng)添加相應的擴展名，如“.java”或“.exe”等。

2)組件的種類

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

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

·二進制組件：通常情況下，二進制組件是指對象代碼，它是源組件的編譯結果。它應該是一個對象代碼文件、一個靜態(tài)庫文件或一個動態(tài)庫文件。二進制組件只有在鏈接時才有意義。如果是動態(tài)庫文件，則在運行時有意義。

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

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)中各個組件之間直接發(fā)生依賴關系，有利于組件的替換。組件圖中的接口使用一個小圓圈表示。

3.接口和組件的關系

接口和組件的關系分為兩種：實現(xiàn)關系和依賴關系。接口和組件之間用實線連接表示實現(xiàn)關系，如圖12-3所示，接口和組件之間用虛線箭頭表示依賴關系。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)建構件圖

2．把構件加入框圖

把構件加入框圖的過程如圖12-5所示：

(1)選擇【Component】工具欄按鈕，單擊框圖增加構件，并命名構件。

(2)右鍵單擊構件，選擇“OpenSpecification”，在“Stereotype”中設置構件版型。圖12-5設置構件版型

任務三認?識?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。從部署圖中，可以了解到軟件和硬件組件之間的物理關系以及處理節(jié)點的組件分布情況。使用部署圖可以顯示運行時系統(tǒng)的結構，同時還可傳達構成應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)建一個部署模型的目的有以下幾點：

·描述系統(tǒng)投產(chǎn)的相關問題。

·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。

·描述一個商業(yè)應用主要的部署結構。

·設計一個嵌入系統(tǒng)的硬件和軟件結構。

·描述一個組織的硬件/網(wǎng)絡基礎結構。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：結點和關聯(lián)關系。

1．節(jié)點

節(jié)點是擁有某些計算資源的物理對象。這些資源包括：帶處理器的計算機，外部設備(如打印機、讀卡機、通信設備等)等。

1)名稱

一個節(jié)點用名稱區(qū)別于其他節(jié)點。節(jié)點的名稱是一個字符串，位于節(jié)點的圖標的內部。

2)節(jié)點的種類

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

2．關聯(lián)關系

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

3．組件

在部署圖中，可以將可執(zhí)行組件的實例包含在節(jié)點實例符號中，表示它們處在同一個節(jié)點實例上，且在同一個節(jié)點實例上執(zhí)行。從節(jié)點類型可以畫一條帶有構造型<<support>>的相關性箭頭線到運行時的組件類型，說明該節(jié)點支持指定組件。當一個節(jié)點類型支持一個組件類型時，允許在該節(jié)點類型實例上執(zhí)行它所支持的組件的實例。

操作三使用RationalRose繪制部署圖

實施圖顯示網(wǎng)絡的物理布局，即系統(tǒng)中涉及的處理器、設備、連接和過程。處理器是網(wǎng)絡中處理功能所在的機器，包括服務器和工作站，不包括打印機掃描儀之類的設備。處理器用來運行進程(執(zhí)行代碼)。一個項目只有一個實施圖。

1．創(chuàng)建實施圖

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

(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”，命名進程。

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

2．把設備加入到框圖中

把設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。