讲包图构件图和部署图

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1、包图、构件图及部署图李润知 2014-5-4主要内容 系统体系结构概述 包图 构件图和部署图系统体系结构概述系统体系结构概述分析 VS. 设计分析模型虽然有效地确定了将要构建的内容，但是却没有包 含足够的信息来定义如何构建系统，设计模型用来填补分析 和实现之间的差距系统体系结构概述 分析和设计是不同的阶段，但是边界比较 模糊 通常情况下，可以这么理解： 软件设计是软件开发的关键步骤，直接影 响软件质量。 分析就是调查问题，分析就是调查问题，分析模型分析模型 = = 问题内容问题内容 设计就是找出解决方案，设计就是找出解决方案，设计模型设计模型 = = 解决方案解决方案分析 VS. 设计系统体系

2、结构概述 软件设计阶段的任务与目标： 设计任务：将需求、分析阶段获得的模型转换 为可实现的系统 设计阶段的主要任务： 系统体系结构设计 数据结构设计 用户界面设计 算法设计系统体系结构概述 系统体系结构用来描述系统各部分的结构 、接口以及它们用于通信的机制。 系统体系结构建模首先要建立基本的模型 ，并把这些模型映射到系统需要的硬件单 元上。系统体系结构概述 体系结构设计过程中的主要活动： 系统分解：将系统分解为若干个相互作用的子系统 模块分解：将子系统进一步划分为模块 控制建模：建立系统各部分间控制关系的一般模型系统体系结构概述 系统体系结构模型： 软件系统体系结构模型包图、构件图 硬件系统体

3、系结构模型部署图软件系统体系结构建模包图 为了清晰、简洁地描述一个复杂的软件系 统，通常都是把它分解成若干较小的系统 （子系统）。如果需要的话，每个较小的 系统还可以分解成更小的系统。这样，就 形成了一个描述软件系统的结构层次。 在UML中，使用“包”代表子系统，使用包图 描述软件的分层结构。软件系统体系结构建模包图通用三层软件（逻辑）系统体系结构软件系统体系结构建模包图 图中给出了一个由通用接口界面层、系统 业务对象层和系统数据库层组成的三层结 构的通用软件系统体系结构，每层中有其 内部的体系结构。软件系统体系结构建模包图 1、通用接口界面层该层的功能是：设置连接该软件系统的运行环境 （如计

4、算机设备及使用的操作系统、采用的编程 语言等）的接口界面和设置本系统用户窗口使用 的接口界面以及支持系统。该层由系统接口界面 类包、用户窗口包和备用构件库包组成。软件系统体系结构建模包图 1、通用接口界面层 系统接口界面类包：设置连接该软件系统的运行环 境的接口界面类，以便使开发的软件系统与其运行环 境进行无缝连接 用户窗口包：设置系统用户窗口使用的接口界面， 用户可以通过系统用户窗口的引导，选择合适的功能 ，对本系统进行正确的操作 备用构件包：备用构件是指那些通过商业购买或在 开发其他软件系统时创建成功的构件，据此组成一个 备用构件库软件系统体系结构建模包图 1、通用接口界面层用户窗口是系统

5、接口界面类的一个派生类 ，继承了系统接口界面的特性，但是也有 具有自己特征的操作和功能。同时，用户 窗口还可以依赖和借助备用构件库中的构 件搭建自己的系统。软件系统体系结构建模包图 2、系统业务对象层该层的功能是：设置用户窗口与系统各种实现具 体功能服务的接口界面的连接。该层由系统服务 接口界面包、业务对象管理包、外部业务对象包 和实际业务对象包组成。软件系统体系结构建模包图 2、系统业务对象层 系统服务接口界面包：起承上启下的作用，设置用 户窗口与系统各种实现具体功能的接口界面的连接 业务对象管理包：根据用户窗口接口界面的要求， 实施对系统的业务对象的有效管理 外部业务对象包：对过去系统遗留

6、下来的有使用价 值部分进行包装 实际业务对象包：形成能实现系统功能的实际的业 务对象集，包括系统新创建的业务和外部业务对象软件系统体系结构建模包图 3、系统数据库层该层的功能是：将能够实现系统功能的对象集作为 持久对象及数据存储在磁盘中，便于系统在需要时再 将这些持久对象和数据提出出来进行处理和操作。该 层由持久对象及数据包和SQL查询语言包组成。软件系统体系结构建模包图 3、系统数据库层 持久对象及数据包：将能实现系统功能的实际业务 对象集，及这些对象在交互过程中产生的数据和新的 对象，作为持久对象和数据存储在磁盘中 SQL查询语言包：负责处理和操作存储在磁盘中的持 久对象和数据，包括对象的

7、索引、查询、提取、存储 、插入和删除等，所有这些操作都依赖于SQL查询语 言进行包图介绍 包图的定义 包图的构成要素 包图中的关系包图的定义在UML的建模机制中，模型的组织是通 过包来实现的。包可以把所建立的各种模型（包括静态 模型和动态模型）组织起来，形成各种功 能或用途的模块，并可以控制包中元素的 可见性以及描述包之间的依赖关系。包拥有的元素 包拥有的元素：类、接口、组件、节点、 协作、用例、图以及其他包。 一个模型元素不能被一个以上的包所拥有 。 如果包被撤销，其中的元素也要被撤销。 一个包形成了一个命名空间。 包图的定义模型的组织结构模型的组织结构模型需要有自己的内部组织结构，一方面能

8、够 将一个大系统进行分解，降低系统的复杂度；另 一方面能够允许多个项目开发小组同时使用某个 模型而不发生过多的相互牵涉。如果包得规划比较合理，那么它们能够反映系 统的高层架构有关系统由子系统和它们之间 的依赖关系组合而成。包之间的依赖关系概述了 包的内容之间的依赖关系。包图的定义包图和包包图和包包图是一种维护和描述系统总体结构的模型的重要建模 工具。对复杂系统进行建模时，通常需要处理大量的类、 接口、构件、节点和图，这就有必要将这些元素进行分组 ，以方便理解和处理整个模型。包图由包之间的关系组成，通过各个包以及包之间关系 的描述，展现出系统的模块与模块之间的依赖关系。包图 模型如下图所示。包图

9、的定义包图和包包图和包在UML中创建包图的目的有以下三个：1. 在逻辑上把一个复杂的系统模块化2. 组织源代码3. 描述需求高阶概况4. 描述设计的高阶概况包的组成名称名称在UML中，包的标准形式是使用两个矩形进行表示的，一个小矩形和一个大矩形，小矩形紧连结在大矩形的左上角上，包的名称 位于大矩形的中间包的名称是一个字符串，它有两种形式：简单名和路径名。其中，简单名仅包含一个名称字符串；路径名是以包处于的外围包的 名字作为前缀并加上名称字符串，如下图所示。可见性 包对自身所包含的内部元素的可见性也有定义，使用关键字 private、protected或public来表示。private定义的私

10、有 元素对包外部元素完全不可见；protected定义的被保护的 元素只对那些与包含这些元素的包有泛化关系的包可见； public定义的公共元素对所有引入的包以及它们的后代都可 见。包的组成可见性的类型： 公有的（public） “” 受保护的（protected） “” 私有的（private）“”包的组成构造型构造型在Rational Rose 2003中，支持四种包的构造型。第一种 ，业务分析模型包：第二种 ，业务设计包：包的组成构造型构造型在Rational Rose 2003中，支持四种包的构造型。第三种 ，业务用例模型包：第二种 ，CORBAModule包：包的组成子系统子系统子系

11、统是指有单独说明和实现部分的包。它 表示具有对系统其他部分存在接口的连贯模型 单元。子系统使用具有构造型关键字“subsystem”的 包表示。在Rational Rose中，子系统的表示形 式如下图所示。包的组成子系统在Rational Rose中，内部支持的二种系统。1.程序系统。2.业务系统。包图中的关系依赖关系依赖关系二个包之间存在的依赖关系通常是指这二个包所包 含的模型元素之间存在着一个和多个依赖。对于由对 象类组成的包，如果二个包的任何对象类之间存在着 任何一种依赖，则这二个包之间就存在着依赖关系。包的依赖联系同样是使用一根虚箭线表示，虚箭线 从依赖源指向独立目的包，如下图所示。包

12、图中的关系泛化关系泛化关系泛化关系表示了事物的一般和特殊的关系。如果二个 包之间存在有泛化关系，就是指其中的特殊性包必须遵 循一般性包的接口。包之间的泛化联系与类之间的泛化 关系十分类似，类之间的泛化的概念和表示在此大都可 以使用如下图所示。 嵌套的包包可以拥有其他包作为包内的元素，子包又可以 拥有自己的子包，这样可以构成一个系统的嵌套结构， 以表达系统模型元素的静态结构关系。包的嵌套可以清晰的表现系统模型元素之间的关系，但是在建立模型时包的嵌套不宜过深，包的嵌套的层数一般以2到3层为宜，如图所示的是嵌套包的结构 。构件图和部署图主要内容 构件图和部署图的定义 构件图和部署图的的组成 实现构件

13、图和部署图分析软件系统体系结构建模构件图 在构件图中，我们将系统中可重用的模块 封装成为具有可替代性的物理单元，我们 称之称为构件，它是独立的，在一个系统 或子系统中的封装单位，提供一个或多个 接口，是系统高层的可重用的部件。 构件是软件复用的基本物理实现单元。在 UML中，对象库，可执行体、COM+构件 和企业级JavaBeans都可以描述成构件。 软件系统体系结构建模构件图进销存管理系统源代码成为可执行代码过程的构件图软件系统体系结构建模构件图 通过这个简单的构件图，我们可以清晰地 从整个体系结构框架的角度了解到一个进 销存管理系统源代码形成可执行代码的软 件构造过程构件图和构件构件构件在

14、构件图中，我们将系统中可重用的模块封装成为 具有可替代性的物理单元，我们称之称为构件，它是独 立的，在一个系统或子系统中的封装单位，提供一个或 多个接口，是系统高层的可重用的部件。构件作为系统定义良好接口的物理实现单元，它能 够不直接依赖于其他构件而仅仅依赖于构件所支持的接 口。通过使用被软件或硬件所支持的一个操作集接 口，构件可以避免在系统中与其它构件之间直接发生依 赖系统系。UML中的构件如图所示。 构件图和构件构件的种类构件的种类在对软件系统建模的过程中，存在三种类 型的组件：1. 实施构件2. 配置构件3. 工作产品构件构件图和构件构件的表示构件的表示1. 构件Rational Ros

15、e中的构件即一般意义上的构件 ，但也可以用ActiveX、Applet、Application、 DLL、EXE以及自定义构造型来指定构件的类 型，它们的表示形式是在构件上添加相关的构造 型。如下图所示的是一个构造型为“Applet”的构 件。构件图和构件构件的表示构件的表示2. 子程序规范和子程序体子程序是一个单独处理的元素的包，我们通 常用它代指一组子程序集。子程序规范和子程序 体是用来显示子程序的规范和实现体。它们的图 形表示形式如下图所示。构件图和构件构件的表示构件的表示3.主程序主程序是指组织起来以完成一定目的的连接 单元的集合，在系统中，肯定有一个文件用来指 定系统的入口，也就是系

16、统程序的根文件，这个 文件被称为为主程序。它的图形表示形式如图下 图所示。 构件图和构件构件的表示构件的表示4. 数据库在Rational Rose中，数据库也被认为是一 种构件，它的图形表示形式如下图所示。构件图和构件构件的表示构件的表示5.虚包 虚包是一种只包含对其它包所具有的元素 进行的引用的构件，它被用来提供一个包的某 些内容的公共视图。虚包不包含任何它自己的 模型元素，它的图形表示形式如下图所示。构件图和构件构件的表示构件的表示6.包规范 包规范和包体分别用于放置声明文件和实现文件。 因为我们有时候会将源文件中的声明文件和实现文件 分离开来。例如，在C+语言中，我们往往将“.h”文件 和“.cpp”文件分离开来 。它们的图形表示形式如下图 所示。 构件图和构件构件的表示构件的表示7.任务规范和任务体 任务规范和任务体用来表示