【大学课件】逻辑架构和UML包图

逻辑架构和UML包图了解逻辑架构和UML包图，是软件设计和开发的重要基础。它们能够帮助我们理解系统结构，并用图形化方式表达软件组件之间的关系。课程大纲和学习目标逻辑架构概述理解逻辑架构的概念和作用UML包图介绍掌握UML包图的定义、基本元素和关系构建逻辑架构学习使用包图构建逻辑架构的过程实践应用通过案例学习逻辑架构设计的原则和步骤什么是逻辑架构逻辑架构描述了软件系统的组织结构，以及各组件之间的相互关系。它侧重于软件系统的功能性、行为和数据结构，而不关注具体的实现细节。逻辑架构定义了软件系统的各个层次，例如，表示层、业务逻辑层和数据访问层。它还定义了各层之间如何交互，以及每个层的功能和职责。为什么需要逻辑架构1清晰的系统边界逻辑架构可以明确定义系统的范围和组成部分，避免过度设计或遗漏关键功能。2沟通协作的桥梁逻辑架构提供了一种共同语言，帮助不同角色的团队成员理解系统设计，促进协作。3设计决策的依据逻辑架构记录了关键的设计决策，为后续的开发、测试和维护提供指导。4评估风险和优化方案逻辑架构可以帮助识别系统中的潜在风险，并为优化设计方案提供参考。逻辑架构的构成要素模块逻辑架构通常由多个模块组成，每个模块代表一个独立的功能单元。组件每个模块可以包含多个组件，组件是更细粒度的逻辑实体，例如数据库、API等。接口模块和组件之间通过接口进行交互，接口定义了模块或组件之间的通信方式和数据格式。数据逻辑架构中包含数据模型，定义了系统中不同数据实体之间的关系和数据结构。逻辑架构的作用和意义1清晰定义系统的边界，划分功能模块2沟通方便开发团队协作，降低沟通成本3可维护提高系统可维护性，易于修改和扩展4可重用模块化设计，提高代码可复用性UML简介统一建模语言(UML)是一种图形化语言，用于可视化、指定、构建和文档化软件密集型系统。它是软件工程中广泛使用的标准建模语言，用于描述、设计、开发、部署和维护软件系统。UML提供了一组标准的图形符号和语义规则，用于创建各种类型的软件模型，包括类图、用例图、活动图、状态图、时序图、协作图、组件图、部署图等。UML包图的定义抽象概念UML包图是用来描述系统中不同模块或组件之间关系的图。模块化它将系统分解成多个逻辑上的包，每个包代表一个独立的模块。关系表示包图显示了不同包之间的依赖关系、继承关系等，有助于理解系统结构。UML包图的作用模块化设计将系统分解为多个独立的模块，便于理解和管理。依赖关系分析展示模块之间的依赖关系，帮助识别潜在的风险和问题。代码组织指导代码组织和结构，提高代码可读性和可维护性。UML包图的基本元素包包是UML中用于组织和分组模型元素的机制，就像文件夹一样。类类是UML模型中最基本的概念，代表系统中的一种数据类型或对象。接口接口定义了类或组件之间交互的契约，描述了方法和属性的签名。注释注释用于添加解释或说明，可以解释包、类或其他元素的功能或目的。包与包之间的关系1依赖关系当一个包需要使用另一个包中的元素时，就会产生依赖关系。例如，一个包可能依赖于另一个包中的类、接口或枚举。2泛化关系当一个包是另一个包的子类时，就会产生泛化关系。例如，一个包可以继承另一个包中的类、接口或枚举。3实现关系当一个包实现另一个包中的接口时，就会产生实现关系。例如，一个包可以实现另一个包中的接口。4聚合关系当一个包包含另一个包的实例时，就会产生聚合关系。例如，一个包可以包含另一个包中的类或接口的实例。5组合关系当一个包拥有另一个包的实例时，就会产生组合关系。例如，一个包可以拥有另一个包中的类或接口的实例，并且当该包被销毁时，被拥有的实例也会被销毁。6导入关系当一个包需要使用另一个包中的元素时，就会产生导入关系。例如，一个包可以导入另一个包中的类、接口或枚举。包依赖关系1使用一个包使用另一个包中的元素。2访问包A需要访问包B中的类或接口。3依赖包A依赖于包B，如果包B发生改变，包A可能需要修改。包泛化关系继承性子包继承父包的属性和操作，并可以添加新的属性和操作。复用性子包可以复用父包的代码和功能，提高代码的可复用性和可维护性。可扩展性子包可以扩展父包的功能，满足新的需求。包实现关系1定义当一个包中的元素实现了另一个包中的接口时，它们之间就存在实现关系。2表示方式用虚线箭头表示，箭头指向被实现的包。3示例例如，一个数据访问层包可以实现一个数据接口包。包聚合关系1定义表示一个包是另一个包的一部分，但不是必须的，可以存在独立。2符号用带空心菱形的实线箭头表示，指向被聚合的包。3举例例如，一个“汽车”包可以聚合一个“引擎”包，但“引擎”包也可以存在于其他系统中。包组合关系1强依赖一个包完全依赖另一个包2生命周期一致两个包的生存周期一致3不可分割组合关系不可分割，如人与心脏包导入关系1访问权限允许访问其他包中的元素2代码组织优化代码结构和可维护性3重复利用避免重复代码，提高代码复用率包构建逻辑架构的过程确定系统边界明确系统的范围和功能，以及与外部系统的交互关系。划分子系统将系统分解成多个子系统，每个子系统负责特定的功能模块。定义包结构将子系统划分成不同的包，每个包包含相关的类和接口。建立包关系根据子系统之间的依赖关系，建立包之间的关系，如依赖、泛化、实现等。包图的绘制要点清晰简洁包图应该清晰易懂，避免过度复杂或冗余的信息。层次分明根据系统架构的层次结构，将包图分为不同的层级，例如业务层、数据层、基础设施层等。关系明确使用UML标准符号表示包之间的关系，例如依赖关系、泛化关系、实现关系等。逻辑架构设计的原则模块化将系统分解成独立的模块，每个模块具有明确的功能和接口，便于开发、维护和测试。可扩展性设计能够灵活应对未来需求变化的架构，例如增加新功能、扩展数据量等。可维护性易于理解、修改和维护的架构，便于团队合作和系统升级。逻辑架构设计的步骤需求分析深入理解系统功能和非功能需求，包括性能、安全、可靠性等，为逻辑架构设计奠定基础。架构设计基于需求分析结果，确定系统的主要模块、子系统和组件，并定义它们之间的关系和交互方式。架构评估对设计的逻辑架构进行评估，包括性能、可扩展性、可维护性等方面的评估，并根据评估结果进行优化和改进。架构文档化将设计的逻辑架构进行文档化，包括架构图、架构描述、关键设计决策等，为后续开发和维护提供参考。逻辑架构设计实践案例以电商平台为例，逻辑架构设计通常会将系统划分为多个层次，例如：用户界面层、业务逻辑层、数据访问层、数据存储层。同时，也会将不同功能模块划分到不同的包中，例如：用户管理、订单管理、商品管理等。逻辑架构设计实践总结逻辑架构设计是一个循序渐进的过程，需要不断迭代和优化。团队协作是逻辑架构设计成功的关键，需要各方共同参与和沟通。设计过程需要遵循一定的原则和步骤，并进行文档记录和评审。课程小结1逻辑架构系统结构的高层次抽象，描述了软件系统的组织方式和主要组件。2UML包图用于描述软件系统的逻辑架构，展现组件之间的关系和依赖性。3包关系依赖、泛化、实现、聚合、组合、导入等，用于表达包之间的交互和联系。复习重点逻辑架构逻辑架构的定义、作用和意义UML包图UML包图的定义、作用和基本元素包关系包依赖关系、泛化关系、实现关系、聚合关系、组合关系、导入关系逻辑架构设计包图的绘制要点、逻辑架构设计的原则和步骤思考与讨论让我们一起思考，运用学到的知识，探讨一些