東北大學UML全程一體化建模課件第9章物理建模

1、umluml建模建模實例教程實例教程第9章 物理建模劉志成 編著u m lu m l 建 模 實 例 教 程建 模 實 例 教 程本章學習導航本章學習導航本章學習導航本章學習導航 u m lu m l 建 模 實 例 教 程建 模 實 例 教 程本章學習要點本章學習要點l 物理建模概述物理建模概述l 組件圖的功能及組成組件圖的功能及組成l 繪制組件圖繪制組件圖l 部署圖的功能及組成部署圖的功能及組成l 繪制部署圖繪制部署圖 建議課時：建議課時：4課時課時u m lu m l 建 模 實 例 教 程建 模 實 例 教 程任務1了解物理建模的基本任務和主要內(nèi)容。了解物理建模的基本任務和主要內(nèi)容。

2、任務目標任務目標l 分組教學法分組教學法l 資料查詢法資料查詢法l 案例教學法案例教學法教學方法教學方法u m lu m l 建 模 實 例 教 程建 模 實 例 教 程9.1 物理建模概述物理建模概述物理建模概述l 軟件系統(tǒng)的物理架構(gòu)詳細描述系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)的物理架構(gòu)詳細描述系統(tǒng)的軟件和硬件組成軟件和硬件組成。l 硬件結(jié)構(gòu)包括不同的硬件結(jié)構(gòu)包括不同的節(jié)點以及節(jié)點間如何連接節(jié)點以及節(jié)點間如何連接。l 軟件結(jié)構(gòu)包括軟件運行時，軟件結(jié)構(gòu)包括軟件運行時，進程、程序和其它組件進程、程序和其它組件的分布。的分布。l 物理架構(gòu)還說明實現(xiàn)邏輯架構(gòu)中定義的概念的代碼模塊的物物理架構(gòu)還說明實現(xiàn)邏輯架構(gòu)中定義的概念

3、的代碼模塊的物理結(jié)構(gòu)和相關性。理結(jié)構(gòu)和相關性。 進行物理建模的進行物理建模的主要目的主要目的是解決以下問題：是解決以下問題：l 類和對象物理上分布在哪一個程序或進程中？類和對象物理上分布在哪一個程序或進程中？l 程序和進程在哪臺計算機上運行？程序和進程在哪臺計算機上運行？l 系統(tǒng)中有哪些計算機和其它的硬件設備，它們是如何連接在一起？系統(tǒng)中有哪些計算機和其它的硬件設備，它們是如何連接在一起？l 不同的代碼文件之間有可關聯(lián)？如果某一文件被改變，其它的文件不同的代碼文件之間有可關聯(lián)？如果某一文件被改變，其它的文件是否需要重新是否需要重新 編譯？編譯？ u m lu m l 建 模 實 例 教 程建

4、模 實 例 教 程9.1.1硬件 硬件硬件 1處理器處理器處理器是指執(zhí)行系統(tǒng)中的程序的計算機。處理器可以是任意大小和類型，處理器是指執(zhí)行系統(tǒng)中的程序的計算機。處理器可以是任意大小和類型，從嵌入式系統(tǒng)中的微處理器到超級計算機，從桌面計算機到便攜式計算從嵌入式系統(tǒng)中的微處理器到超級計算機，從桌面計算機到便攜式計算機，都稱為處理器。一般來說需要借助處理器運行系統(tǒng)中的軟件。機，都稱為處理器。一般來說需要借助處理器運行系統(tǒng)中的軟件。2設備設備設備指的是目標系統(tǒng)所支持的設備，如打印機、路由器、讀卡機等。它設備指的是目標系統(tǒng)所支持的設備，如打印機、路由器、讀卡機等。它們一般被連接到控制它們的處理器上，提供輸

5、入們一般被連接到控制它們的處理器上，提供輸入/輸出或網(wǎng)絡連接功能。輸出或網(wǎng)絡連接功能。3連接連接處理器之間有連接，處理器與設備之間也有連接。連接表示兩個節(jié)點間處理器之間有連接，處理器與設備之間也有連接。連接表示兩個節(jié)點間的通信機制，可以用物理媒體（如，光纖）和軟件協(xié)議（如，的通信機制，可以用物理媒體（如，光纖）和軟件協(xié)議（如，tcp/ip）來描述。來描述。 u m lu m l 建 模 實 例 教 程建 模 實 例 教 程9.1.2 軟件 軟件軟件 1組件組件在在uml中，組件是指中，組件是指“在一組模型元素實例的物理打包時可重用的部在一組模型元素實例的物理打包時可重用的部分分”。意思是說，組

6、件是系統(tǒng)功能的物理實現(xiàn)（如：源代碼文件），它。意思是說，組件是系統(tǒng)功能的物理實現(xiàn)（如：源代碼文件），它實現(xiàn)類圖或交互圖中定義的邏輯模型元素。組件可以看作是開發(fā)的不同實現(xiàn)類圖或交互圖中定義的邏輯模型元素。組件可以看作是開發(fā)的不同階段（編譯時、鏈接時和運行時）的成果。在一個工程中，經(jīng)常將組件階段（編譯時、鏈接時和運行時）的成果。在一個工程中，經(jīng)常將組件的定義映射到編程語言和使用的開發(fā)工具。的定義映射到編程語言和使用的開發(fā)工具。2進程和線程進程和線程進程表示重量控制流，而線程則代表輕量控制流。它們都被用來描述進程表示重量控制流，而線程則代表輕量控制流。它們都被用來描述活動類，活動對象被分配給一個可執(zhí)

7、行的組件執(zhí)行。活動類，活動對象被分配給一個可執(zhí)行的組件執(zhí)行。3對象對象這里的對象沒有自己的執(zhí)行線程。只有當其它東西發(fā)送消息給它們時這里的對象沒有自己的執(zhí)行線程。只有當其它東西發(fā)送消息給它們時（調(diào)用它們的操作）它們才運行。它們可被指派給一個進程或線程（一（調(diào)用它們的操作）它們才運行。它們可被指派給一個進程或線程（一個可執(zhí)行的對象）或直接指派給一個可執(zhí)行的組件。個可執(zhí)行的對象）或直接指派給一個可執(zhí)行的組件。 u m lu m l 建 模 實 例 教 程建 模 實 例 教 程任務2了解組件圖的基本功能和繪制方法，并繪制了解組件圖的基本功能和繪制方法，并繪制webshop電子商城系統(tǒng)的組件圖。電子商城

8、系統(tǒng)的組件圖。 任務目標任務目標l 分組教學法分組教學法l 資料查詢法資料查詢法l 案例教學法案例教學法教學方法教學方法u m lu m l 建 模 實 例 教 程建 模 實 例 教 程9.2.1 組件圖概述 組件圖概述組件圖概述組件圖（組件圖（component diagram）描述）描述軟件組件及組件之間的關系軟件組件及組件之間的關系，顯，顯示代碼的結(jié)構(gòu)。組件是邏輯架構(gòu)中定義的概念和功能（類、對象及它示代碼的結(jié)構(gòu)。組件是邏輯架構(gòu)中定義的概念和功能（類、對象及它們之間的關系、協(xié)作）在物理架構(gòu)中的實現(xiàn)。們之間的關系、協(xié)作）在物理架構(gòu)中的實現(xiàn)。 u m lu m l 建 模 實 例 教 程建 模

9、 實 例 教 程9.2.2 組件圖組成 組件圖組成組件圖組成1組件組件組件圖中的組件是定義了良好接口的物理實現(xiàn)單元，是系統(tǒng)中可替換組件圖中的組件是定義了良好接口的物理實現(xiàn)單元，是系統(tǒng)中可替換的物理部件。組件表示將類、接口等邏輯元素打包而成的物理模塊。的物理部件。組件表示將類、接口等邏輯元素打包而成的物理模塊。 （1）名稱）名稱 （2）組件的種類）組件的種類 u m lu m l 建 模 實 例 教 程建 模 實 例 教 程9.2.2 組件圖組成 組件圖組成組件圖組成2接口接口在組件圖中，組件可以通過其他組件的接口來使用其他組件中定義的在組件圖中，組件可以通過其他組件的接口來使用其他組件中定義的

10、操作。通過使用命名接口，可以避免在系統(tǒng)中各個組件之間直接發(fā)生依操作。通過使用命名接口，可以避免在系統(tǒng)中各個組件之間直接發(fā)生依賴關系，有利于組件的替換。組件圖中的接口使用一個小圓圈表示。賴關系，有利于組件的替換。組件圖中的接口使用一個小圓圈表示。3接口和組件的關系接口和組件的關系接口和組件的關系分為兩種：實現(xiàn)關系和依賴關系。接口和組件之間接口和組件的關系分為兩種：實現(xiàn)關系和依賴關系。接口和組件之間用實線連接表示實現(xiàn)關系，如圖用實線連接表示實現(xiàn)關系，如圖9-4所示。接口和組件之間用虛線箭頭表所示。接口和組件之間用虛線箭頭表示依賴關系，如圖示依賴關系，如圖9-4所示。所示。 u m lu m l 建

11、 模 實 例 教 程建 模 實 例 教 程9.2.3 繪制webshop電子商城組件圖 完成步驟完成步驟（1）打開工程）打開工程webshop.mdl。（2）新建組件圖。）新建組件圖。在視圖區(qū)域中依次選擇在視圖區(qū)域中依次選擇【component view】【main】節(jié)點，進入組節(jié)點，進入組件圖繪制狀態(tài)。也可以右鍵單擊件圖繪制狀態(tài)。也可以右鍵單擊【component view】，依次選擇，依次選擇【new】【component digram】，新建一個組件圖，新建一個組件圖 u m lu m l 建 模 實 例 教 程建 模 實 例 教 程9.2.3 繪制webshop電子商城組件圖 完成步驟

12、完成步驟（3）添加組件到組件圖。）添加組件到組件圖。根據(jù)軟件應用系統(tǒng)的組件分布情況，選擇組件圖繪圖工具欄上的相應圖根據(jù)軟件應用系統(tǒng)的組件分布情況，選擇組件圖繪圖工具欄上的相應圖標繪制組件。標繪制組件。 u m lu m l 建 模 實 例 教 程建 模 實 例 教 程9.2.3 繪制webshop電子商城組件圖 完成步驟完成步驟（4）設置組件屬性。）設置組件屬性。組件添加到組件圖以后，可以通過右鍵單擊組件，選擇組件添加到組件圖以后，可以通過右鍵單擊組件，選擇【open standard specification】菜單，打開組件屬性設置對話框菜單，打開組件屬性設置對話框 。u m lu m l

13、 建 模 實 例 教 程建 模 實 例 教 程9.2.3 繪制webshop電子商城組件圖 完成步驟完成步驟（5）設置類和組件的關系。）設置類和組件的關系。組件圖描述的是系統(tǒng)的實現(xiàn)，因此要指定實現(xiàn)組件功能的文件。在下圖組件圖描述的是系統(tǒng)的實現(xiàn)，因此要指定實現(xiàn)組件功能的文件。在下圖8所示的對話框中選擇所示的對話框中選擇【files】選項卡，右鍵單擊中間空白區(qū)域，選擇選項卡，右鍵單擊中間空白區(qū)域，選擇【insert file】菜單項菜單項 。u m lu m l 建 模 實 例 教 程建 模 實 例 教 程9.2.3 繪制webshop電子商城組件圖 完成步驟完成步驟對于在模型中已經(jīng)存在的類，也可

14、以建立其與組件的關系。對于在模型中已經(jīng)存在的類，也可以建立其與組件的關系。方法一方法一： u m lu m l 建 模 實 例 教 程建 模 實 例 教 程9.2.3 繪制webshop電子商城組件圖 完成步驟完成步驟對于在模型中已經(jīng)存在的類，也可以建立其與組件的關系。對于在模型中已經(jīng)存在的類，也可以建立其與組件的關系。方法二方法二： u m lu m l 建 模 實 例 教 程建 模 實 例 教 程9.2.3 繪制webshop電子商城組件圖 完成步驟完成步驟（6）繪制組件間的關系。）繪制組件間的關系。組件圖用依賴關系表示各組件之間存在的關系。在組件圖用依賴關系表示各組件之間存在的關系。在u

15、ml中，組件圖中中，組件圖中依賴關系的表示方法與類圖中依賴關系表示方法相同。在繪制組件圖時，依賴關系的表示方法與類圖中依賴關系表示方法相同。在繪制組件圖時，根據(jù)軟件系統(tǒng)的組成情況，繪制出組件之間的關系。根據(jù)軟件系統(tǒng)的組成情況，繪制出組件之間的關系。 u m lu m l 建 模 實 例 教 程建 模 實 例 教 程課堂實踐 1（1）通過學習小組討論和上網(wǎng)查詢資料形式完成。）通過學習小組討論和上網(wǎng)查詢資料形式完成。（2）注意組件圖和程序功能模塊圖之間的異同。）注意組件圖和程序功能模塊圖之間的異同。（3）完整的）完整的webshop電子商城系統(tǒng)和圖書管理系統(tǒng)的組件圖請參電子商城系統(tǒng)和圖書管理系統(tǒng)的

16、組件圖請參閱本書所附資源。閱本書所附資源。 操作提示操作提示（1）閱讀下圖所示的）閱讀下圖所示的c+系統(tǒng)的組件圖，試著描述該系統(tǒng)中各組件之間的關系。系統(tǒng)的組件圖，試著描述該系統(tǒng)中各組件之間的關系。 （2）繪制圖書管理系統(tǒng)的組件圖。）繪制圖書管理系統(tǒng)的組件圖。 操作要求操作要求u m lu m l 建 模 實 例 教 程建 模 實 例 教 程任務3了解部署圖的基本功能和繪制方法，并繪制了解部署圖的基本功能和繪制方法，并繪制webshop電子商城系統(tǒng)的部署圖電子商城系統(tǒng)的部署圖 。 任務目標任務目標l 分組教學法分組教學法l 案例教學法案例教學法l sdspr教學法教學法教學方法教學方法u m l

17、u m l 建 模 實 例 教 程建 模 實 例 教 程9.3.1 部署圖概述部署圖概述部署圖概述部署圖（部署圖（deployment diagram）描述）描述處理器處理器、設備設備、軟件組件軟件組件在運行在運行時的架構(gòu)。它是系統(tǒng)拓撲的最終的物理描述，即描述硬件單元和運行在硬時的架構(gòu)。它是系統(tǒng)拓撲的最終的物理描述，即描述硬件單元和運行在硬件單元上的軟件的結(jié)構(gòu)。件單元上的軟件的結(jié)構(gòu)。 u m lu m l 建 模 實 例 教 程建 模 實 例 教 程9.3.1 部署圖概述部署圖概述部署圖概述uml部署圖也經(jīng)常被認為是一個網(wǎng)絡圖或技術架構(gòu)圖，它可以用來描述部署圖也經(jīng)常被認為是一個網(wǎng)絡圖或技術架構(gòu)

18、圖，它可以用來描述一個簡單組織的技術基礎結(jié)構(gòu)一個簡單組織的技術基礎結(jié)構(gòu) 。 u m lu m l 建 模 實 例 教 程建 模 實 例 教 程9.3.2 部署圖組成部署圖組成部署圖組成1節(jié)點節(jié)點節(jié)點是擁有某些計算資源的物理對象。這些資源包括：帶處理器的計節(jié)點是擁有某些計算資源的物理對象。這些資源包括：帶處理器的計算機，外部設備如打印機、讀卡機、通信設備等等。算機，外部設備如打印機、讀卡機、通信設備等等。 （1）名稱）名稱一個節(jié)點用名稱區(qū)別于其他節(jié)點。節(jié)點的名稱是一個字符串，位于節(jié)點一個節(jié)點用名稱區(qū)別于其他節(jié)點。節(jié)點的名稱是一個字符串，位于節(jié)點的圖標的內(nèi)部。的圖標的內(nèi)部。 （2）節(jié)點的種類）節(jié)點

19、的種類在應用部署圖建模時，通常可以將節(jié)點分為處理器和設備兩種類型。在應用部署圖建模時，通?？梢詫⒐?jié)點分為處理器和設備兩種類型。 u m lu m l 建 模 實 例 教 程建 模 實 例 教 程9.3.2 部署圖組成部署圖組成部署圖組成2關聯(lián)關系關聯(lián)關系部署圖節(jié)點間通過通信關聯(lián)在一起。在部署圖節(jié)點間通過通信關聯(lián)在一起。在uml中，這種通信關聯(lián)用一條中，這種通信關聯(lián)用一條直線表示，說明在節(jié)點間存在某類通信路徑，節(jié)點通過這條通信路徑交換直線表示，說明在節(jié)點間存在某類通信路徑，節(jié)點通過這條通信路徑交換對象或發(fā)送消息。對象或發(fā)送消息。 u m lu m l 建 模 實 例 教 程建 模 實 例 教 程

20、9.3.2 部署圖組成部署圖組成部署圖組成3組件組件在部署圖中，可以將可執(zhí)行組件的實例包含在節(jié)點實例符號中，表在部署圖中，可以將可執(zhí)行組件的實例包含在節(jié)點實例符號中，表示它們處在同一個節(jié)點實例上，且在同一個節(jié)點實例上執(zhí)行。從節(jié)點類示它們處在同一個節(jié)點實例上，且在同一個節(jié)點實例上執(zhí)行。從節(jié)點類型可以畫一條帶有構(gòu)造型型可以畫一條帶有構(gòu)造型support的相關性箭頭線到運行時的組件的相關性箭頭線到運行時的組件類型，說明該節(jié)點支持指定組件。當一個節(jié)點類型支持一個組件類型時，類型，說明該節(jié)點支持指定組件。當一個節(jié)點類型支持一個組件類型時，允許在該節(jié)點類型實例上執(zhí)行它所支持的組件的實例。允許在該節(jié)點類型實

21、例上執(zhí)行它所支持的組件的實例。 u m lu m l 建 模 實 例 教 程建 模 實 例 教 程9.3.3 繪制webshop電子商城部署圖 完成步驟完成步驟（1）打開工程）打開工程webshop.mdl。（2）進入部署圖繪制狀態(tài)。）進入部署圖繪制狀態(tài)。在視圖區(qū)域中雙擊在視圖區(qū)域中雙擊【deployment view】節(jié)點，進入部署圖繪制狀態(tài)。節(jié)點，進入部署圖繪制狀態(tài)。（3）添加處理器或設備到部署圖。）添加處理器或設備到部署圖。根據(jù)軟件應用系統(tǒng)的部署情況，選擇部署圖繪圖工具欄上的相應圖標繪根據(jù)軟件應用系統(tǒng)的部署情況，選擇部署圖繪圖工具欄上的相應圖標繪制處理器或設備。制處理器或設備。 u m

22、lu m l 建 模 實 例 教 程建 模 實 例 教 程9.3.3 繪制webshop電子商城部署圖 完成步驟完成步驟（4）設置處理器或設備屬性。）設置處理器或設備屬性。處理器添加到部署圖以后，右鍵單擊組件，選擇處理器添加到部署圖以后，右鍵單擊組件，選擇【open specification】菜單，打開組件屬性設置對話框。菜單，打開組件屬性設置對話框。u m lu m l 建 模 實 例 教 程建 模 實 例 教 程9.3.3 繪制webshop電子商城部署圖 完成步驟完成步驟在處理器屬性設置對話框中，選擇在處理器屬性設置對話框中，選擇【detail】選項卡，可以進一步設選項卡，可以進一步設

23、置處理器的特性、進程、處理器計劃等內(nèi)容置處理器的特性、進程、處理器計劃等內(nèi)容 u m lu m l 建 模 實 例 教 程建 模 實 例 教 程9.3.3 繪制webshop電子商城部署圖 完成步驟完成步驟（5）繪制和設置處理器、）繪制和設置處理器、設備之間的關聯(lián)關系。設備之間的關聯(lián)關系。繪制處理器、設備之間的繪制處理器、設備之間的關聯(lián)關系的方法是：選擇組件關聯(lián)關系的方法是：選擇組件圖繪圖工具欄上的，從源設備圖繪圖工具欄上的，從源設備（或處理器）目標設備（或處（或處理器）目標設備（或處理器）拖動鼠標，完成關聯(lián)關理器）拖動鼠標，完成關聯(lián)關系的繪制。關聯(lián)關系繪制成功系的繪制。關聯(lián)關系繪制成功后，在處理器或設備中單擊鼠后，在處理器或設備中單擊鼠標右鍵，選擇選擇標右鍵，選擇選擇【open specification】菜單，打開關菜單，打開關聯(lián)關系屬性設置對話框聯(lián)關系屬性設置對話框 u m lu m l 建