基于新信息技术的软件工程与UML教程(第二版) 课件 项目十二 物理建模

项目十二物理建模任务一认识物理建模任务二认识组件图任务三认识部署图

任务一认识物理建模

系统模型的大部分图是反映系统的逻辑和设计方面的信息，它们独立于系统的最终实现单元。为了描述系统实现方面的信息，达到系统具有可重用性和可操作性的目的，在UML中通过组建图和部署图来表示实现单元。

进行物理建模的主要目的是解决以下问题：

•类和对象物理上分布在哪一个程序或进程中？

•程序和进程在哪台计算机上运行？

•系统中有哪些计算机和其他的硬件设备？它们如何连接在一起？

•不同的代码文件之间有何关联？如果某一文件被改变，其他的文件是否需要重新编译？

任务二认 识 组 件 图

一、组件图概述组件图描述了软件的组成和具体结构，表示了系统的静态部分，它能够帮助开发人员从总体上认识系统。用户通常采用组件图来描述可执行程序的结构、源代码、物理数据库组成和结构。

通过组件图可以清晰地表示出软件的所有源文件之间的关系，如图12-1所示，这样开发者就可以更好地理解各个源代码文件之间的依赖关系，所以组件图对源文件建模就显得比较重要。

图12-1组件图

在对源程序进行建模时，通常应遵从以下原则：

(1)在正向工程或逆向工程中，识别出要重点描述的每个源代码文件，并把每个源代码文件标识为构件。

(2)如果系统较大，包含的构件很多，就利用包来对组件进行分组。

(3)找出源代码之间的编译依赖关系，并用工具管理这些依赖关系。

(4)给现有系统确定一个版本号，在组件图中，采用约束来表示源代码的版本号、作者和最后的修改日期等信息。

在UML中，组件用一个左边带有两个小矩形的符号来表示。组件名放在组件符号的下面或写在组件符号的大矩形内。如图12-2所示。图12-2组件

二、组件图的组成

1．组件

组件是定义了良好接口的物理实现单元，是系统中可替换的物理部件。组件表示将类、接口等逻辑元素打包而成的物理模块。

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。

2)组件的种类

组件通常包括编译时的源组件、链接时的二进制组件和运行时的可执行组件三种类型。

(1)源组件。源组件只在编译时有意义。通常情况下，源组件是指实现一个或多个类的源代码文件。

(2)二进制组件。通常情况下，二进制组件是指对象代码，它是源组件的编译结果。它应该是一个对象代码文件、一个静态库文件或一个动态库文件。二进制组件只有在链接时才有意义。如果是动态库文件，则在运行时有意义。

(3)可执行组件。可执行组件是一个可执行的程序文件，它是链接所有二进制组件所得到的结果。

2．接口

在组件图中，组件可以通过其他组件的接口来使用其他组件中定义的操作。通过使用命名接口，可以避免在系统中各个组件之间直接发生依赖关系，有利于组件的替换。组件图中的接口使用一个小圆圈表示。

3．接口和组件的关系

接口和组件的关系分为两种：实现关系和依赖关系。接口和组件之间用实线连接表示实现关系，用虚线箭头连接表示依赖关系，如图12-3所示。

图12-3组件图中的接口

三、使用RationalRose绘制组件图

1．创建组件图

创建组件图的过程如图12-4所示：

(1)右键单击浏览器中的Component视图。

(2)选择“New”→“ComponentDiagram”，并命名新的框图。

图12-4创建构件图

2．把构件加入框图

把构件加入框图的过程如图12-5所示：

(1)选择【Component】工具栏按钮，单击框图增加构件，并命名构件。

(2)右键单击构件，选择“OpenSpecification”，在“Stereotype”中设置构件版型。

图12-5设置构件版型

任务三认 识 部 署 图

一、部署图概述

部署图(DeploymentDiagram)用来显示系统中软件和硬件的物理架构。从部署图中可以了解到软件和硬件组件之间的物理关系以及处理结点的组件分布情况。使用部署图可以显示运行时系统的结构，同时还可传达构成应用程序的硬件和软件元素的配置和部署方式，如图12-6所示。

图12-6部署图

创建一个部署模型的目的有以下几点：

•描述系统投产的相关问题。

•描述系统与生产环境中的其他系统间的依赖关系，这些系统可能是已经存在的，或是将要引入的。

•描述一个商业应用主要的部署结构。

•设计一个嵌入系统的硬件和软件结构。

•描述一个组织的硬件/网络基础结构。

二、部署图的组成

部署图通常包括2种元素：结点和关联关系。

1．结点

结点是拥有某些计算资源的物理对象。这些资源包括带处理器的计算机、外部设备(如打印机、读卡机、通信设备等)。

一个结点用名称区别于其他结点。结点的名称是一个字符串，位于结点的图标内部。

在应用部署图建模时，通常可以将结点分为处理器和设备两种类型，如图12-7所示。

图12-7结点

2．关联关系

部署图结点间通过通信关联在一起。在UML中，这种通信关联用一条直线表示，如图12-8所示，说明在结点间存在某类通信路径，结点通过这条通信路径交换对象或发送消息。

图12-8结点间的通信关联

三、使用RationalRose绘制部署图

1．创建部署图

创建部署图的过程如图12-9所示：

(1)双击DeploymentView。

(2)选择【Processor】工具栏按钮，单击框图增加处理器，并命名处理器。

(3)在DeploymenView中右击处理器并选择“New”→“Process”，命名进程。

(4)在框图中右击处理器，对“ShowProcesses”打钩，可以在框图中显示该处理器的进程。

图12-9创建实施图

2．把设备加入到框图中

把设备加入到框图中的过程如图12-10所示：

(1)选择【Device】工具栏按钮。

(2)单击框图增加设备，并命名。

图12-10加入设备

3．把连接加进框图

把连接加进框图中的过程如图12-11所示：

(1)选择【Connection】工具栏按钮。

(2)单击要连接的一个处理器或设备，拖动到要连接的另一个处理器或设备。

(3)命名连接。

图12-11加入连接

习题

1．绘制ATM系统客户的组件图(见图12-12)。

理解：例如用C++建立系统，每个类有自己的头文件和体文件，因此图中每个类映射自己的组件，例如ATM屏幕类映射两个ATM屏幕组件，这两个ATM屏幕组件表示ATM屏幕类的头和体。阴影构件称为包体，表示C++中ATM屏幕类的体文件(.cpp)，构件版型是PackageBody。无阴影的构件称为包规范，这个包规范表示C++类的头文件(.H)，构件版型是PackageSpecification。构件ATM.exe是个任务规范，表示处理线程，是一个可执行程序。

图12-12ATM系统的组件图

2．绘制ATM系统的部署图(见图12-13)

理解：ATM系统的部署图显示了系统的主要布局。ATM客户机可执行文件在不同地点的多个