软件体系结构-UML概述与结构建模

软件体系结构建模概述

UML 是统一建模语言，是一种分析设计语言，也是一种建模语言，是由图形符号表达的建模语言，是一种用于描绘软件蓝图的标准语言，偶尔也要注释。

UML 的结构包括模型结构和通用机制：

• 模型元素包括事物以及事物之间的联系，无论在哪个图中，同一个模型元素都保持同样的意义和符号。

• 通用机制包括规格说明、修饰、公共分类、扩展机制这四种，允许用户对 UML 进行扩展。

UML的特点：

• 工程化，规范化，可视化，系统化，文档化，智能化

基于软件体系结构的开发

软件体系结构模型：

结构模型、框架模型、动态模型、过程模型、功能模型

Kruchten ‘4+1’ 视图模型：

逻辑视图、开发视图、过程视图、物理视图 + 场景视图

UML中的结构建模

类图

类图使用需要出现在系统内的不同的类来描述系统的静态结构，类图包含类和它们之间的关系，它描述系统内所声明的类，但它没有描述系统运行时类的行为。

类图中的对象

1. 可见性：

   //可见性一般有四种
   // +：表示public
   // -：表示private
   // #：表示protected
   // ~：表示default（不写也表示default）

2. 抽象类

   抽象类的类名和抽象方法使用斜体字表示（用笔画时可以适当添加注释防止斜体看不清）

   

3. 静态属性/方法

   在属性/方法下加下划线表示static

   

4. 接口

   

类图中的关系

1. 关联关系

   关联关系语义较弱（相比于聚合、组合）。关联关系使一个对象知道另一个对象的属性和方法，表现为一个对象持有另一个对象的引用

   //数字表示关联的数量
   // 0...* ：0个到多个
   // 0...1 ：0个到一个
   // 1...* ：1个到多个

   单向关联（一个员工有多个地址）：

   

   双向关联（不带箭头）（一个老师有多个学生，一个学生可以有多个老师）：

   

2. 聚合关系

   “has a”的关系，体现整体与部分的拥有关系，部分和整体可以独立存在，有独立的生命周期。（整体对象不控制部分对象的生命周期）

   使用尾部带空心棱形的箭头，箭头指向部分。

   

3. 组合关系

   “contains a”的关系，整体与部分是不可分的，同生共死的。

   整体可以控制部分的生命周期，一旦整体对象不存在，部分对象也将不存在，部分对象不能脱离整体对象而存在。

   使用尾部带实心棱形的箭头，箭头指向部分

   

4. 依赖关系

   如果对象A用到对象B，但是和B的关系不是太明显的时候，就可以把这种关系看作是依赖关系，如绑定，友元等

   

5. 泛化关系（继承）

   

6. 实现关系（实现接口）

   

对象图（类图的实例）

包图

• 用于描述包与包之间的关系
• 一种把元素组织到一起的通用机制
• 图标是一个带标签的文件夹

两种组包方式：

• 根据系统分层架构组包（推荐）
• 根据系统业务功能模块组包（用于二次组包）

包图的关系：

1. 引入关系：

   一个包中的类可以被另一个指定包（以及嵌套于其中的那些包）中的类引用。

   在线上加上<<import>>

   

2. 泛化关系：

   表示一个包继承了另一个包的内容，同时又补充自己增加的内容。

   

3. **嵌套关系：**一个包可以包含若干个子包

组件图

又叫构件图，通常包括组件、接口以及各种关系。组件图显示组件以及它们之间的依赖关系，组件一般来说就是一个实际文件，可以分为三种类型：

• 源代码组件
• 二进制组件
• 可执行组件

组件图组成元素：

1. 组件：系统中可以替换的部分，一般对应一个实际文件，如exe、jar、dll等文件，它遵循并提供了一组接口的实现。

   

2. 接口：一组操作的集合，它指明了由类或组件所请求或者所提供的服务。

   

3. 部件：组件的局部实现

4. 端口：被封装的组件与外界的交互点，遵循指定接口的组件通过它来收发消息

   

5. **连接件：**在特定语境下组件中两个部件之间或者两个端口之间的通信关系。

部署图

组件图是说明组件之间的逻辑关系的，而部署图则是在此基础上更进一步，描述系统硬件的物理拓扑结构及在此结构上执行的软件。部署图可以显示计算节点的拓扑结构和通信路径、节点上运行的软件组件。

部署图通常被认为是一个网络图或者物理架构图。部署图用于表示何者部署于何处。

一般用于嵌入式系统建模、C/S系统建模、分布式系统建模

部署图的组成元素：

1. 节点和连接
2. 组件