工学物理视图

2023/9/21UML建模技术任课教师：丁红胜

E-mail:tsgding@163.com

课程名称：北方民族大学计算机科学与工程学院第27－28讲第11章构造实现方式图2023/9/22第11章构造实现方式图本章学习要点：了解构造实现方式图的意义理解组件的概念及组件间的关系构造组件图理解节点的概念及节点间的关系构造配置图2023/9/2311.1概述组件图（ComponentDiagram）提供当前模型的物理视图，对系统的静态实现视图建模。组件图显示一个系统物理设计时，组件所映射的类和对象的配置。一个组件图可以表示一个系统全部或者部分的组件体系。从组织内容看，组件图显示软件组件的组织以及组件之间的依赖关系，包括源代码组件、二进制代码组件以及可执行组件。组件图主要包含以下几种内容：组件、接口、依赖关系以及组件包。2023/9/24组件图举例（1）ATM交易系统组件图2023/9/25组件图举例（2）2023/9/26组件是系统中遵从一组接口并提供其实现的物理的、可替换的部分，是定义了良好接口的软件模块，如源代码、二进制代码、可执行文件以及动态连接库等。组件的接口由该组件支持的一个或多个接口元素表示。在建模中，组件用于显示编译和运行时的依赖关系，以及接口和软件模块之间调用的依赖关系。一个系统可以包含多个不同类型的软件模块，每个软件模块都由模型中一个组件表示。11.2组件和接口2023/9/27组件和接口图形表示组件用左边带有两个标签的矩形图标表示接口用于描述组件所提供的服务的一组操作集合，指定了组件的外部可见操作。组件和接口之间的关系叫做实现关系。可以通过接口是访问一个组件。（1）组件和接口的图形表示2023/9/28依赖关系表示一个实体使用另一个实体提供的服务。在组件图中，常见的两种依赖关系：编译依赖:如C++语言生成的代码，分为头文件和实现文件，所以对应到两个组件。调用依赖（2）依赖关系2023/9/29使用依赖关系的三种情况：客户类要访问一个在提供者类（接口）中定义的值（常量或变量）；客户类的操作激活提供者类（接口）的操作；客户类的操作具有返回到提供者类（接口）的实例或参量的特征标记。说明2023/9/210（3）组件包定义：包含一组逻辑相关的组件或者系统的主要组件，它所扮演的角色和作用类似于类图中的逻辑包。组件包的名称通常就是文件系统的路径名。图形表示2023/9/211（4）组件与类的比较组件与类的比较：相同点不同点两者都有名称；都可以实现一组接口；都可以参与依赖关系；都可以被嵌套；都可以有实例；都可以参与交互。类描述了软件设计的逻辑组织和意图，而组件则描述软件设计的物理实现，即每个组件体现了系统设计中特定类的实现。2023/9/21211.2组件11.2.1名称11.2.2组件的种类11.2.3RationalRose中不同类型组件的图标表示2023/9/213（1）名称每个组件都必须有一个不同于其他组件的名称。组件的名称是一个字符串，位于组件图标的内部。组件名称通常是从现实的词汇表中抽取出来的短名词或名词短语，并依据目标操作系统添加相应的扩展名，例如java和dll。组件的名称有两种：简单名和路径名。2023/9/214（2）组件的种类在对软件系统建模的过程中，存在3种类型的组件：配置组件（DeploymentComponent）工作产品组件（WorkProductComponent）执行组件（ExecutionComponent）2023/9/215配置组件（Deploymentcomponent）配置组件是运行系统前需要配置的组件它们是生成可执行文件的基拙例如操作系统数据库管理系统、Java虚拟机等都属于配置组件工作产品组件（WorkProductComponent）工作产品组件包括模型、源代码和用于创建配置组件的数据文件。例如UML图、动态链接库文件、Java类和JAR文件，以及数据库表等都是工作产品组件。执行组件（Executioncomponents）执行组件是在系统运行时创建的组件，是可运行的系统产生的结果COM＋组件、.NET组件、EnterpriseJavaBeans、servlets、HTML文档、XML文档以及CORBA组件等都属于执行组件。2023/9/216（3）RationalRose中不同类型组件的图标表示

1.组件

2.子程序规范

3.子程序体

4.主程序

5.包规范

6.包体

7.任务规范

8.任务体

9.数据库10.虚包11.虚子程序2023/9/21711.3接口和组件之间的关系接口和组件之间的关系分为两种：实现关系（Realization）依赖关系（Dependency）在图中，接口和组件之间用实线连接表示实现关系；而接口和组件之间用虚线箭头连接则表示依赖关系。实现关系依赖关系2023/9/218（1）依赖关系表示组件图用依赖关系表示各组件之间存在的关系类型。在UML中，组件图中依赖关系的表示方法与类图中依赖关系相同，都是一个由客户指向提供者的虚线箭头。2023/9/21911.4组件的接口分为两种组件的接口分为两种：导入接口（importinterface） 供访问操作的组件使用导出接口（exportinterface） 由提供操作的组件提供导出接口导入接口2023/9/220（1）举例2023/9/221（2）组件嵌套组件也可以包含在其他的组件中，这可以通过在其他组件中建模组件来表。该模型演示了事务处理组件由3个独立的组件组成，即：数据访问、事务逻辑和用户接口

，即系统的3个层次。2023/9/22210.5组件图的应用组件图可以用来为系统的静态实现视图进行建模，通常情况下，组件图也被看作是基于系统组件的特殊的类图。在使用组件图为系统的实现视图进行建模时，可以为源代码建模、为可执行版本建模、为数据库建模等。下面分别对其进行介绍。2023/9/223（1）源代码建模2023/9/224（2）为可执行版本建模组件图用来描述构成软件系统的组件以及组件间的关系。在为可

执行版本建模时，需要先找出构成系统的所有组件；然后需要区分不同种类的组件，例如，库组件、表，表组件，执行组件等：还需要确定组件间的关系。在如图所示的组件图中，组件ComponentA.dll依赖于组件componentB.dll。2023/9/225（3）为数据库建模要为数据库建模，可以按照以下步骤进行：①识别出代表逻辑数据库模式的类：②确定如何将这些类映射到表：③将数据库中的表建模为带有table构造型的组件：为映设进行可视化建模。如图所示的组件图中，组件Course.mdb代表Access数据库．组件Student、Course和Elective代表组成数据库Course.mdb的3个表。2023/9/22611.6组件图建模技术对系统中的组件建模。对相应组件提供的接口建模。对组件之间的依赖关系建模。将逻辑设计映射成物理实现。对建模的结果进行精化和细化。2023/9/227第12章配置图12.1概述12.2节点12.3关联关系12.4配置图建模技术12.5实例——图书馆管理系统的配置图2023/9/22812.1概述配置图描述了运行软件的系统中硬件和软件的物理结构。配置图中通常包含2个元素：节点（Node）关联关系（Association）配置图可以显示节点以及它们之间的必要连接，也可以显示这些连接的类型，还可以显示组件和组件之间的依赖关系，但是每个组件必须存在于某些节点上。2023/9/22912.1概述配置图示例：2023/9/23012.2节点节点是在运行时代表计算资源的的物理元素。节点通常拥有一些内存，并具有处理能力。节点通过查看对实现系统有用的硬件资源来确定，这需要从能力和物理位置两方面来考虑。在UML中，节点用一个立方体来表示。2023/9/23112.2节点节点与组件的比较：相同点不同点二者都有名称和关系；都可以有实例；都可以被嵌套；都可以参与交互。组件是参与系统执行的事物，而节点是执行组件的事物；组件表示逻辑元素的物理包装，而节点表示组件的物理配置。2023/9/23212.2节点12.2.1名称12.2.2节点的种类12.2.3节点中的配置2023/9/23312.2.1名称每一个节点都必须有一个区别于其他节点的名称。节点的名称是一个字符串，位于节点图标的内部。节点名称通常是从现实的词汇表中抽取出来的短名词或名词短语。节点的名称有两种：简单名和路径名。节点是各种计算资源的通用名称，包括处理器和设备两种类型，两者的区别是处理器能够执行程序的硬件组件（如计算机主机），而设备是一种不具备计算能力的硬件组件（如打印机）。2023/9/23412.2.2节点的种类在实际的建模过程中，可以把节点分为两种类型：处理器（Processor）设备（Device）2023/9/2351.处理器处理器是能够执行软件、具有计算能力的节点。2023/9/2362.设备设备是没有计算能力的节点，通常情况下都是通过其接口为外部提供某种服务。2023/9/23712.2.3节点中的配置配置图可以将节点和组件结合起来，以建模处理资源和软件实现之间的关系。当组件驻留在某个节点时，可以将它建模在图上该节点的内部。为显示组件之间的逻辑通信，需要添加一条表示依赖关系的虚线箭头。2023/9/23812.2.3节点中的配置驻留在节点上的组件2023/9/23912.2.3节点中的配置可以在节点和组件之间添加一条表示依赖关系的虚线箭头，并使用构造型来表示节点对组件的包容。2023/9/24012.3关联关系配置图用关联关系表示各节点之间通信路径，表示为一条实线。在连接硬件时通常关心节点之间是如何连接的，因此关联关系一般不使用名称，而是使用构造型。2023/9/24112.3关联关系关联关系示例：2023/9/24212.4配置图建模技术对系统中的节点建模。对节点之间的关联关系建模。对驻留在节点上的组件建模。对驻留在节点上的组件之间的依赖关系建模。对建模的结果进行精化和细化。2023/9/24312.5实例——图书馆管理系统的配置图12.5.1使用RationalRose绘制配置图的步 骤12.5.2图书馆管理系统的配置图2023/9/24412.5.1使用RationalRose绘制配置图的步骤1.打开配置图2.配置图工具栏按钮简介3.添加处理器4.增加处理器细节5.添加设备6.增加设备细节7.添加关联关系8.增加关联关系细节2023/9/24512.5.2图书馆管理系统的配置图2023/9/246配置图举例2023/9/2472.1创建和显示配置图可以通过下面三种方式中的某一种来创建或显示配置图：单击Browse>DeploymentDiagram；在工具栏上，单击配置图图标；在浏览器中，双击配置图图标。2配置图操作2023/9/2482配置图操作2.2配置图工具箱8种常用工具可以定制2023/9/2493处理器规范3.1General标签Name：显示处理器的名称Stereotype：显示处理器的构造型Documentation：显示对处理器的附加说明2023/9/2503处理器规范3.2Detail标签Characteristics：指定处理器的物理描述Processes：指派给该处理器的进程Scheduling：处理器所使用的进程调度类型类型描述Preemptive已经就绪的、较高优先权的进程可以抢占当前正在执行的、较低优先权的进程的资源。相同优先权的进程将被赋予一个执行的时间片，允许平均分配计算资源（默认的情况）。Nonpreemptive当前进程将持续执行，直到它放弃控制。Cyclic控制从一个进程传递给另一个进程，每个进程有一固定的处理时间长度。Executive由一种算法控制进程调度。Manual进程由系统外部的一个用户调度。2023/9/2514设备规范4.1General标签Name：显示设备的名称Stereotype：显示设备的构造型Documentation：显示对设备的附加说明2023/9/2524设备规范4.2Detail标签Characteristics：指定设备的物理描述2023/9/2535进程规范定义是在一个处理器中执行的控制线程（thread）进程规范对一个控制线程的文档说明Name：显示进程的名称Processor：显示进程的所