第2章軟件體系結(jié)構(gòu)建模

1、第二章第二章 軟件體系結(jié)構(gòu)建模軟件體系結(jié)構(gòu)建模天津商業(yè)大學(xué)天津商業(yè)大學(xué) 軟件體系結(jié)構(gòu)模型的分類 結(jié)構(gòu)模型結(jié)構(gòu)模型 框架模型框架模型 動態(tài)模型動態(tài)模型 過程模型過程模型 功能模型功能模型 軟件體系結(jié)構(gòu)建模的種類 結(jié)構(gòu)模型結(jié)構(gòu)模型 這是一個(gè)最直觀、最普遍的建模方法。這種方法這是一個(gè)最直觀、最普遍的建模方法。這種方法以體系結(jié)構(gòu)的構(gòu)件、連接件和其他概念來刻畫結(jié)構(gòu)，以體系結(jié)構(gòu)的構(gòu)件、連接件和其他概念來刻畫結(jié)構(gòu)，并力圖通過結(jié)構(gòu)來反映系統(tǒng)的重要語義內(nèi)容，包括系并力圖通過結(jié)構(gòu)來

2、反映系統(tǒng)的重要語義內(nèi)容，包括系統(tǒng)的配置、約束、隱含的假設(shè)條件、風(fēng)格、性質(zhì)等。統(tǒng)的配置、約束、隱含的假設(shè)條件、風(fēng)格、性質(zhì)等。 研究結(jié)構(gòu)模型的核心是體系結(jié)構(gòu)描述語言。研究結(jié)構(gòu)模型的核心是體系結(jié)構(gòu)描述語言。 工作流建模元素的靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型工作流建模元素的靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型 軟件體系結(jié)構(gòu)建模的種類 框架模型框架模型 框架模型與結(jié)構(gòu)模型類似，但它不太側(cè)重描述結(jié)框架模型與結(jié)構(gòu)模型類似，但它不太側(cè)重描述結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)而更側(cè)重于整體的結(jié)構(gòu)。構(gòu)的細(xì)節(jié)而更側(cè)重于整體的結(jié)構(gòu)。 框架模型主要以一些特殊的問題為目標(biāo)建立只針框架模型主要以一些特殊

3、的問題為目標(biāo)建立只針對和適應(yīng)該問題的結(jié)構(gòu)。對和適應(yīng)該問題的結(jié)構(gòu)。.NET .NET 平臺框架結(jié)構(gòu)平臺框架結(jié)構(gòu) 軟件體系結(jié)構(gòu)建模的種類 動態(tài)模型動態(tài)模型 動態(tài)模型是對結(jié)構(gòu)或框架模型的補(bǔ)充，研究系統(tǒng)的動態(tài)模型是對結(jié)構(gòu)或框架模型的補(bǔ)充，研究系統(tǒng)的“大顆粒大顆?！钡男袨椤＠纾枋鱿到y(tǒng)的重新配置或演化。的行為。例如，描述系統(tǒng)的重新配置或演化。動態(tài)可以指系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)的配置、建立或拆除通信通道動態(tài)可以指系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)的配置、建立或拆除通信通道或計(jì)算的過程?；蛴?jì)算的過程。動態(tài)模型

4、示例動態(tài)模型示例 軟件體系結(jié)構(gòu)建模的種類 過程模型過程模型 過程模型研究構(gòu)造系統(tǒng)的步驟和過程。過程模型研究構(gòu)造系統(tǒng)的步驟和過程。 結(jié)構(gòu)是遵循某些過程腳本的結(jié)果。結(jié)構(gòu)是遵循某些過程腳本的結(jié)果。 經(jīng)典軟件開發(fā)過程模型經(jīng)典軟件開發(fā)過程模型 軟件體系結(jié)構(gòu)建模的種類 功能模型功能模型 功能模型認(rèn)為體系結(jié)構(gòu)是由一組功能構(gòu)件按層次組功能模型認(rèn)為體系結(jié)構(gòu)是由一組功能構(gòu)件按層次組成，下層向上層提供服務(wù)。成，下層向上層提供服務(wù)。 功能模型可以看作是一種特殊的框架模型。功能模型可以看作

5、是一種特殊的框架模型。 “4+1”模型概述 KruchtenKruchten在在19951995年提出了年提出了“4+14+1”的視圖模型。的視圖模型。 “4+14+1”視圖模型從視圖模型從5 5個(gè)不同的視角包括邏輯視圖、進(jìn)個(gè)不同的視角包括邏輯視圖、進(jìn)程視圖、物理視圖、開發(fā)視圖和場景視圖來描述軟件程視圖、物理視圖、開發(fā)視圖和場景視圖來描述軟件體系結(jié)構(gòu)。體系結(jié)構(gòu)。 每一個(gè)視圖只關(guān)心系統(tǒng)的一個(gè)側(cè)面，每一個(gè)視圖只關(guān)心系統(tǒng)的一個(gè)側(cè)面，5 5個(gè)視圖結(jié)合在個(gè)視圖結(jié)合在一起才能反映系統(tǒng)的軟件體系結(jié)構(gòu)的全部內(nèi)容。一起才能反映系統(tǒng)的軟件體系結(jié)構(gòu)的全部內(nèi)容。 http:

6、/ “4+1”模型概述 邏輯視圖邏輯視圖進(jìn)程視圖進(jìn)程視圖開發(fā)視圖開發(fā)視圖物理視圖物理視圖最終用戶：功能需求最終用戶：功能需求場景場景編程人員：軟件管理編程人員：軟件管理系統(tǒng)集成人員：性能系統(tǒng)集成人員：性能可擴(kuò)充性、吞吐量等可擴(kuò)充性、吞吐量等系統(tǒng)工程人員：系統(tǒng)系統(tǒng)工程人員：系統(tǒng)拓?fù)洹惭b、通信等拓?fù)?、安裝、通信等 邏輯視圖 邏輯視圖主要支持系統(tǒng)的功能需求，即系統(tǒng)提供給邏輯視圖主要支持系統(tǒng)的功能需求，即系統(tǒng)提供給最終用戶的服務(wù)。在邏輯視圖中，系統(tǒng)分解成一系列最終用戶的服務(wù)。在邏輯視圖中，系統(tǒng)分解成一系列的功能抽象，這些抽象

7、主要來自問題領(lǐng)域。這種分解的功能抽象，這些抽象主要來自問題領(lǐng)域。這種分解不但可以用來進(jìn)行功能分析，而且可用作標(biāo)識在整個(gè)不但可以用來進(jìn)行功能分析，而且可用作標(biāo)識在整個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)不同部分的通用機(jī)制和設(shè)計(jì)元素。系統(tǒng)的各個(gè)不同部分的通用機(jī)制和設(shè)計(jì)元素。 在面向?qū)ο蠹夹g(shù)中，通過抽象、封裝和繼承，可以在面向?qū)ο蠹夹g(shù)中，通過抽象、封裝和繼承，可以用對象模型來代表邏輯視圖，用類圖來描述邏輯視用對象模型來代表邏輯視圖，用類圖來描述邏輯視圖。圖。 邏輯視圖 可以從可以從BoochBooch標(biāo)記法中導(dǎo)出邏輯視圖的標(biāo)記法，只是從體標(biāo)記法中導(dǎo)出邏輯視圖的標(biāo)記法，只是從體系結(jié)構(gòu)

8、級的范疇來考慮這些符號，用系結(jié)構(gòu)級的范疇來考慮這些符號，用Rational RoseRational Rose進(jìn)行體進(jìn)行體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。構(gòu)件構(gòu)件實(shí)例實(shí)例繼承繼承使用使用包含，聚集包含，聚集關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián)類層次類層次參數(shù)化類參數(shù)化類類服務(wù)類服務(wù)類類連接件連接件 邏輯視圖 邏輯視圖中使用的風(fēng)格為面向?qū)ο蟮娘L(fēng)格，邏輯視圖設(shè)邏輯視圖中使用的風(fēng)格為面向?qū)ο蟮娘L(fēng)格，邏輯視圖設(shè)計(jì)中要注意的主要問題是要保持一個(gè)單一的、內(nèi)聚的對象計(jì)中要注意的主要問題是要保持一個(gè)單一的、內(nèi)聚的對象模型貫穿整個(gè)系統(tǒng)。模型貫穿整個(gè)系統(tǒng)。會話終端控制器轉(zhuǎn)換服務(wù)連接服務(wù)編號計(jì)劃某通信系統(tǒng)體

9、系結(jié)構(gòu)邏輯視圖某通信系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)邏輯視圖 開發(fā)視圖 開發(fā)視圖也稱模塊視圖，主要側(cè)重于軟件模塊的組開發(fā)視圖也稱模塊視圖，主要側(cè)重于軟件模塊的組織和管理?？椇凸芾?。 開發(fā)視圖要考慮軟件內(nèi)部的需求，如軟件開發(fā)的容開發(fā)視圖要考慮軟件內(nèi)部的需求，如軟件開發(fā)的容易性、軟件的重用和軟件的通用性，要充分考慮由于易性、軟件的重用和軟件的通用性，要充分考慮由于具體開發(fā)工具的不同而帶來的局限性。具體開發(fā)工具的不同而帶來的局限性。 開發(fā)視圖通過系統(tǒng)輸入輸出關(guān)系的模型圖和子系統(tǒng)開發(fā)視圖通過系統(tǒng)輸入輸出關(guān)系的模型圖和子系統(tǒng)圖來描述。圖來描述。http:/www.chinasa.

10、info 開發(fā)視圖 與邏輯視圖一樣，可以使用與邏輯視圖一樣，可以使用BoochBooch標(biāo)記法中某些符標(biāo)記法中某些符號來表示開發(fā)視圖。號來表示開發(fā)視圖。 開發(fā)視圖 在開發(fā)視圖中，最好采用在開發(fā)視圖中，最好采用4-64-6層子系統(tǒng)，而且每個(gè)子層子系統(tǒng)，而且每個(gè)子系統(tǒng)僅僅能與同層或更低層的子系統(tǒng)通訊，這樣可以系統(tǒng)僅僅能與同層或更低層的子系統(tǒng)通訊，這樣可以使每個(gè)層次的接口既完備又精練，避免了各個(gè)模塊之使每個(gè)層次的接口既完備又精練，避免了各個(gè)模塊之間很復(fù)雜的依賴關(guān)系。間很復(fù)雜的依賴關(guān)系。 設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮，對于各個(gè)層次，層次越低，通設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮，對于各個(gè)

11、層次，層次越低，通用性越強(qiáng)，這樣，可以保證應(yīng)用程序的需求發(fā)生改變用性越強(qiáng)，這樣，可以保證應(yīng)用程序的需求發(fā)生改變時(shí)，所做的改動最小。開發(fā)視圖所用的風(fēng)格通常是層時(shí)，所做的改動最小。開發(fā)視圖所用的風(fēng)格通常是層次結(jié)構(gòu)風(fēng)格。次結(jié)構(gòu)風(fēng)格。 開發(fā)視圖 進(jìn)程視圖 進(jìn)程視圖側(cè)重于系統(tǒng)的進(jìn)程視圖側(cè)重于系統(tǒng)的運(yùn)行特性運(yùn)行特性，主要關(guān)注一些非，主要關(guān)注一些非功能性的需求。功能性的需求。 進(jìn)程視圖強(qiáng)調(diào)進(jìn)程視圖強(qiáng)調(diào)并發(fā)性、分布性、系統(tǒng)集成性和容錯(cuò)并發(fā)性、分布性、系統(tǒng)集成性和容錯(cuò)能力能力，以及從邏輯視圖中的主要抽象如何適合進(jìn)程結(jié)，以

12、及從邏輯視圖中的主要抽象如何適合進(jìn)程結(jié)構(gòu)。它也定義邏輯視圖中的各個(gè)類的操作具體是在哪構(gòu)。它也定義邏輯視圖中的各個(gè)類的操作具體是在哪一個(gè)線程中被執(zhí)行的。一個(gè)線程中被執(zhí)行的。 進(jìn)程視圖可以描述成進(jìn)程視圖可以描述成多層抽象多層抽象，每個(gè)級別分別關(guān)注，每個(gè)級別分別關(guān)注不同的方面。在最高層抽象中，進(jìn)程結(jié)構(gòu)可以看作是不同的方面。在最高層抽象中，進(jìn)程結(jié)構(gòu)可以看作是構(gòu)成一個(gè)執(zhí)行單元的一組任務(wù)。它可看成一系列獨(dú)立構(gòu)成一個(gè)執(zhí)行單元的一組任務(wù)。它可看成一系列獨(dú)立的，通過邏輯網(wǎng)絡(luò)相互通信的程序。它們是分布的，的，通過邏輯網(wǎng)絡(luò)相互通信的程序。它們是分布的，通過總線或局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)等硬件資源連接起來。通過總線或局域網(wǎng)、廣

13、域網(wǎng)等硬件資源連接起來。 進(jìn)程視圖 通過擴(kuò)展通過擴(kuò)展BoochBooch對對AdaAda任務(wù)的表示法，來表示進(jìn)程視任務(wù)的表示法，來表示進(jìn)程視圖。圖。 進(jìn)程視圖某通信系統(tǒng)局部進(jìn)程視圖某通信系統(tǒng)局部進(jìn)程視圖 物理視圖 物理視圖主要考慮如何把軟件映射到硬件上，它通物理視圖主要考慮如何把軟件映射到硬件上，它通常要考慮到系統(tǒng)性能、規(guī)模、可靠性等。解決系統(tǒng)拓常要考慮到系統(tǒng)性能、規(guī)模、可靠性等。解決系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、系統(tǒng)安裝、通訊等問題。撲結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)安裝、通訊等問題。 當(dāng)軟件運(yùn)行于

14、不同的節(jié)點(diǎn)上時(shí)，各視圖中的構(gòu)件都當(dāng)軟件運(yùn)行于不同的節(jié)點(diǎn)上時(shí)，各視圖中的構(gòu)件都直接或間接地對應(yīng)于系統(tǒng)的不同節(jié)點(diǎn)上。因此，從軟直接或間接地對應(yīng)于系統(tǒng)的不同節(jié)點(diǎn)上。因此，從軟件到節(jié)點(diǎn)的映射要有較高的靈活性，當(dāng)環(huán)境改變時(shí)，件到節(jié)點(diǎn)的映射要有較高的靈活性，當(dāng)環(huán)境改變時(shí)，對系統(tǒng)其他視圖的影響最小。對系統(tǒng)其他視圖的影響最小。 物理視圖 大型系統(tǒng)的物理視圖可能會變得十分混亂，因此可大型系統(tǒng)的物理視圖可能會變得十分混亂，因此可以與進(jìn)程視圖的映射一道，以多種形式出現(xiàn)，也可單以與進(jìn)程視圖的映射一道，以多種形式出現(xiàn)，也可單獨(dú)出現(xiàn)。獨(dú)出現(xiàn)。 http:/www.chinasa

15、.info 物理視圖ACSACS系統(tǒng)的物理視圖系統(tǒng)的物理視圖 C主KKKKKKKKF備份F主F備份F主C備份 場景 場景可以看作是那些重要場景可以看作是那些重要系統(tǒng)活動的抽象系統(tǒng)活動的抽象，它使四，它使四個(gè)視圖有機(jī)聯(lián)系起來，從某種意義上說場景是個(gè)視圖有機(jī)聯(lián)系起來，從某種意義上說場景是最重要的最重要的需求抽象需求抽象。在開發(fā)體系結(jié)構(gòu)時(shí)，它可以幫助設(shè)計(jì)者找到。在開發(fā)體系結(jié)構(gòu)時(shí)，它可以幫助設(shè)計(jì)者找到體系結(jié)構(gòu)的構(gòu)件和它們之間的作用關(guān)系。同時(shí)，也可以體系結(jié)構(gòu)的構(gòu)件和它們之間的作用關(guān)系。同時(shí)，也可以用場景來分析一個(gè)特定的視圖，或描述不同視圖構(gòu)件間用場景來分析一個(gè)

16、特定的視圖，或描述不同視圖構(gòu)件間是如何相互作用的。是如何相互作用的。 場景可以用文本表示，也可以用圖形表示。場景可以用文本表示，也可以用圖形表示。 場景本地呼叫場景的一個(gè)原型本地呼叫場景的一個(gè)原型 （1）摘機(jī)（2）撥號音（3）號碼（4）號碼（5）打開會話 小結(jié) 邏輯視圖和開發(fā)視圖描述系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，而進(jìn)程邏輯視圖和開發(fā)視圖描述系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，而進(jìn)程視圖和物理視圖描述系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)。視圖和物理視圖描述系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)。 對于不同的軟件系統(tǒng)來說，側(cè)重的角度也有所不同。對于不同的軟件系統(tǒng)來說，側(cè)重的角度也有所不同

17、。例如，對于管理信息系統(tǒng)來說，比較側(cè)重于從邏輯視圖例如，對于管理信息系統(tǒng)來說，比較側(cè)重于從邏輯視圖和開發(fā)視圖來描述系統(tǒng)，而對于實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)來說，則和開發(fā)視圖來描述系統(tǒng)，而對于實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)來說，則比較注重于從進(jìn)程視圖和物理視圖來描述系統(tǒng)。比較注重于從進(jìn)程視圖和物理視圖來描述系統(tǒng)。 END作業(yè)1請畫出4+1模型視圖w 某交通設(shè)施管控系統(tǒng) 某交通管理部門為估測道路交通流情況，特對現(xiàn)有交某交通管理部門為估測道路交通流情況，特對現(xiàn)有交通設(shè)施管控系統(tǒng)進(jìn)行升級。升級后的系統(tǒng)可實(shí)時(shí)采集通設(shè)施管控系統(tǒng)進(jìn)行升級。升級后的系統(tǒng)可實(shí)