軟件體系結(jié)構(gòu)課件

軟件體系結(jié)構(gòu)9/2/20231Mail:wyh_925@163.com軟件體系結(jié)構(gòu)8/3/20231Mail:wyh_925@16軟件體系結(jié)構(gòu)10.基于UML的SA描述2軟件體系結(jié)構(gòu)10.基于UML的SA描述210：基于UML的SA描述1、UML概述2、“4+1”模型9/2/20233Mail:wyh_925@163.com10：基于UML的SA描述1、UML概述8/3/20233MPart10：基于UML的SA描述1、UML概述1.1、UML的內(nèi)容和組成1.2、UML的應(yīng)用9/2/20234Mail:wyh_925@163.comPart10：基于UML的SA描述1、UML概述1.1、U1.1、UML的內(nèi)容與組成語言的公共機(jī)制模型的概念和表示法對象約束語言O(shè)CL的表達(dá)式以條件或限制的形式附加在模型元素上。事物結(jié)構(gòu)性事物對象類Usecase接口(Interface)構(gòu)件(Component)接點(diǎn)(Node)等行為性事物成組性事物：包(Package)等注釋性事物：注釋(Note)等交互狀態(tài)等聯(lián)系依賴(Dependency)關(guān)聯(lián)(Association)泛化(Generalization)聚合(Aggregation)實(shí)現(xiàn)(Realization)圖形UML對象圖類圖UseCase圖順序圖協(xié)作圖狀態(tài)圖活動圖構(gòu)件圖配置圖動態(tài)建模機(jī)制51.1、UML的內(nèi)容與組成語言的模型的概念對象約束事物結(jié)構(gòu)性1.1、UML的內(nèi)容與組成泛化(Generalization)即繼承

61.1、UML的內(nèi)容與組成泛化(Generalization1.1、UML的內(nèi)容與組成關(guān)聯(lián)(Association):是一種結(jié)構(gòu)關(guān)系，它描述了一組鏈，鏈?zhǔn)菍ο笾g的連接。71.1、UML的內(nèi)容與組成關(guān)聯(lián)(Association):是1.1、UML的內(nèi)容與組成聚合(Aggregation)81.1、UML的內(nèi)容與組成81.1、UML的內(nèi)容與組成依賴(Dependency)其中一個事物(獨(dú)立事物)發(fā)生變化會影響另一個事物(依賴事物)的語義。在圖形上，把一個依賴畫成一條可能有方向的虛線。91.1、UML的內(nèi)容與組成依賴(Dependency)91.1、UML的內(nèi)容與組成依賴(Dependency)關(guān)聯(lián)(Association)是一種結(jié)構(gòu)關(guān)系，它描述了一組鏈，鏈?zhǔn)菍ο笾g的連接。泛化(Generalization)聚合(Aggregation)實(shí)現(xiàn)(Realization)101.1、UML的內(nèi)容與組成依賴(Dependency)104.5軟件體系結(jié)構(gòu)與UMLUseCaseDiagramsUseCaseDiagrams用例圖ScenarioDiagramsScenarioDiagrams協(xié)作圖StateDiagramsStateDiagrams構(gòu)件圖ComponentDiagramsComponentDiagrams部署圖StateDiagramsStateDiagrams對象圖ScenarioDiagramsScenarioDiagrams狀態(tài)圖UseCaseDiagramsUseCaseDiagrams序列圖StateDiagramsStateDiagrams類圖活動圖UML1.1、UML的內(nèi)容與組成114.5軟件體系結(jié)構(gòu)與UMLUseCaseUseCase1.1、UML的內(nèi)容與組成(續(xù))語言的公共機(jī)制說明(Specification)除圖形之外的文字部分(具有語法和語義)裝飾(Adornment)：細(xì)節(jié)特性的說明對象和類的劃分接口和接口實(shí)現(xiàn)的劃分構(gòu)造型(Stereotype)標(biāo)記值(TaggedValue)約束(Constraint)通用劃分(CommonDivision)擴(kuò)展機(jī)制(Extensibility)121.1、UML的內(nèi)容與組成(續(xù))語言的說明(Specific1.1、UML的內(nèi)容與組成(續(xù))對象圖類圖UseCase圖順序圖協(xié)作圖狀態(tài)圖活動圖構(gòu)件圖配置圖UML圖形c1:公司d1:部門部門名=“銷售部”d2:部門部門名=“研發(fā)部”d3:部門部門名=“國內(nèi)部”p1:員工編號=2姓名=“張三”職務(wù)=“銷售經(jīng)理”:聯(lián)系信息地址=“師大路3號”經(jīng)理131.1、UML的內(nèi)容與組成(續(xù))對象圖UML圖形c1:公司1.1、UML的內(nèi)容與組成(續(xù))對象圖類圖UseCase圖順序圖協(xié)作圖狀態(tài)圖活動圖構(gòu)件圖配置圖UML圖形公司員工編號:integer姓名:string職務(wù):string職工工號（）職工名（）取聯(lián)系信息（）聯(lián)系信息地址:integer1部門部門名:string1..*0..1***1..*1經(jīng)理成員{subset}141.1、UML的內(nèi)容與組成(續(xù))對象圖UML圖形公司員工編1.1、UML的內(nèi)容與組成(續(xù))對象圖類圖UseCase圖順序圖協(xié)作圖狀態(tài)圖活動圖構(gòu)件圖配置圖UML圖形添加技能刪除技能更新技能添加資源刪除資源更新資源查找技能查找資源把技能指定給資源從資源中清除技能《Use》《Use》《Use》《Use》《extend》《extend》示例1：資源管理UseCase圖151.1、UML的內(nèi)容與組成(續(xù))對象圖UML圖形添加技能刪1.1、UML的內(nèi)容與組成(續(xù))對象圖類圖UseCase圖順序圖協(xié)作圖狀態(tài)圖活動圖構(gòu)件圖配置圖UML圖形資源管理窗口：用戶接口：資源：技能：資源--技能：資源管理員找出資源找出技能把技能加入資源按名找資源按名找技能把技能加入資源[資源中無該技能]對象(對象類角色)時間消息(message)激活期(Activation)生命線(lifeline)條件161.1、UML的內(nèi)容與組成(續(xù))對象圖UML圖形資源管理窗1.1、UML的內(nèi)容與組成(續(xù))對象圖類圖UseCase圖順序圖協(xié)作圖狀態(tài)圖活動圖構(gòu)件圖配置圖UML圖形：資源資源管理窗口：用戶接口：資源—技能：技能1:找出資源2:找出技能3:把技能加入資源1.1:按名找資源3.1:[資源中無該技能]把技能加入到資源2.1:按名找技能消息內(nèi)容標(biāo)簽連接和消息傳遞171.1、UML的內(nèi)容與組成(續(xù))對象圖UML圖形：資源資源1.1、UML的內(nèi)容與組成(續(xù))對象圖類圖UseCase圖順序圖協(xié)作圖狀態(tài)圖活動圖構(gòu)件圖配置圖UML圖形向上運(yùn)行Dest_floorEntry:dest_floor=floorDo:上行到dest_floor向下運(yùn)行Dest_floorEntry:dest_floor=floorDo:下行到dest_floor服務(wù)?？縀ntry:^Queue.delete(head)空閑Timer=0Do:increasetimer停留在一層GoUp(floor)GoDown(floor)[CurrentFloor=dest_floor][CurrentFloor=dest_floor]GoDown(floor)GoUp(floor)GoUp(floor)GoDown(floor)[timer=timeOut/GoDown(firstFloor)]181.1、UML的內(nèi)容與組成(續(xù))對象圖UML圖形向上運(yùn)行向1.1、UML的內(nèi)容與組成(續(xù))對象圖類圖UseCase圖順序圖協(xié)作圖狀態(tài)圖活動圖構(gòu)件圖配置圖UML圖形接收定貨填寫定單通宵發(fā)貨接收付款[快速定貨]顧客定貨處理的活動圖接收貨款業(yè)務(wù)流分支處理寄送貨票常規(guī)發(fā)貨關(guān)閉定貨[否則]同步行為發(fā)貨處理業(yè)務(wù)流191.1、UML的內(nèi)容與組成(續(xù))對象圖UML圖形接收定貨填1.1、UML的內(nèi)容與組成(續(xù))對象圖類圖UseCase圖順序圖協(xié)作圖狀態(tài)圖活動圖構(gòu)件圖配置圖UML圖形

業(yè)務(wù)(源碼)不同開發(fā)過程的軟件產(chǎn)物的構(gòu)件圖

資源管理(源碼)

資源管理(對象)

資源管理(執(zhí)行碼)

項(xiàng)目管理(源碼)項(xiàng)目管理(對象)項(xiàng)目管理(執(zhí)行碼)

系統(tǒng)管理(源碼)系統(tǒng)管理(對象)系統(tǒng)管理(執(zhí)行碼)開發(fā)期運(yùn)行期201.1、UML的內(nèi)容與組成(續(xù))對象圖UML圖形業(yè)務(wù)不同1.1、UML的內(nèi)容與組成(續(xù))對象圖類圖UseCase圖順序圖協(xié)作圖狀態(tài)圖活動圖構(gòu)件圖配置圖UML圖形應(yīng)用服務(wù)器

系統(tǒng)管理(執(zhí)行碼)

通用應(yīng)用(執(zhí)行碼)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器DB:數(shù)據(jù)庫資源管理桌面客戶資源管理(執(zhí)行碼)項(xiàng)目管理桌面客戶項(xiàng)目管理(執(zhí)行碼)打印機(jī)打印機(jī)項(xiàng)目與資源管理的配置圖(C/S三層結(jié)構(gòu))駐留構(gòu)件通訊聯(lián)系211.1、UML的內(nèi)容與組成(續(xù))對象圖UML圖形應(yīng)用系統(tǒng)1.2、UML的應(yīng)用(1)可以描述非軟件系統(tǒng)：如機(jī)械系統(tǒng)、企業(yè)結(jié)構(gòu)等；(2)支持軟件系統(tǒng)開發(fā)的各個階段：a）需求：UseCase捕獲用戶需求；b）分析：領(lǐng)域相關(guān)的類、對象及其關(guān)系；c）設(shè)計：與技術(shù)實(shí)現(xiàn)相關(guān)的類，如UI、DB、通訊等；d）編碼：將設(shè)計的類轉(zhuǎn)化為具體OO語言的代碼。e）測試：單元測試：依據(jù)類圖和規(guī)格說明；集成測試：構(gòu)件圖和協(xié)作圖；系統(tǒng)測試：UseCase來驗(yàn)證系統(tǒng)行為。221.2、UML的應(yīng)用(1)可以描述非軟件系統(tǒng)：如機(jī)械系統(tǒng)、企10：基于UML的SA描述1、UML概述2、“4+1”模型9/2/202323Mail:wyh_925@163.com10：基于UML的SA描述1、UML概述8/3/2023232、“4+1”模型---統(tǒng)一軟件開發(fā)過程RUP構(gòu)件圖(靜態(tài))順序圖(動態(tài))協(xié)作圖狀態(tài)圖活動圖RUP的4+1視圖邏輯視圖（Designview）進(jìn)程視圖（Processview）開發(fā)視圖（Implementationview）物理視圖（Deploymentview）UseCase視圖（UseCaseview）類圖(靜態(tài))對象圖順序圖(動態(tài))協(xié)作圖狀態(tài)圖活動圖注重描述線程和進(jìn)程的主動類;系統(tǒng)有一定的并發(fā)行為時使用;配置圖(靜態(tài))順序圖(動態(tài))協(xié)作圖狀態(tài)圖活動圖功能描述：(靜態(tài))用況圖；(動態(tài))順序圖、協(xié)作圖、狀態(tài)圖、活動圖類、接口和協(xié)作,主要支持功能需求針對系統(tǒng)的性能、可收縮性和吞吐量軟件系統(tǒng)的物理分布242、“4+1”模型---統(tǒng)一軟件開發(fā)過程RUP構(gòu)件圖(靜

軟件體系結(jié)構(gòu)建模解決如何表示軟件體系結(jié)構(gòu)問題2、“4+1”模型25

軟件體系結(jié)構(gòu)建模解決如何表示軟件體系結(jié)構(gòu)問題2、“4+

軟件體系結(jié)構(gòu)建模的種類◎結(jié)構(gòu)模型◎框架模型◎動態(tài)模型◎過程模型◎功能模型 按體系結(jié)構(gòu)的模型分類,最常用的結(jié)構(gòu)模型和動態(tài)模型26

軟件體系結(jié)構(gòu)建模的種類◎結(jié)構(gòu)模型26

“4+1”模型概述Kruchten在1995年提出了“4+1”的視圖模型?！?+1”視圖模型從5個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體系結(jié)構(gòu)。每一個視圖只關(guān)心系統(tǒng)的一個側(cè)面，5個視圖結(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。27

“4+1”模型概述Kruchten在1995年提

“4+1”模型概述邏輯視圖進(jìn)程視圖開發(fā)視圖物理視圖最終用戶：功能需求場景編程人員：軟件管理系統(tǒng)集成人員：性能可擴(kuò)充性、吞吐量等系統(tǒng)工程人員：系統(tǒng)拓?fù)?、安裝、通信等28

“4+1”模型概述邏輯視圖進(jìn)程視圖開發(fā)視圖物理視圖最

邏輯視圖邏輯視圖主要支持系統(tǒng)的功能需求，即系統(tǒng)提供給最終用戶的服務(wù)。

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圖。29

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

邏輯視圖可以從Booch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)級的范疇來考慮這些符號，用RationalRose進(jìn)行體系結(jié)構(gòu)設(shè)計。構(gòu)件實(shí)例繼承使用包含，聚集關(guān)聯(lián)類層次參數(shù)化類類服務(wù)類連接件30

邏輯視圖可以從Booch標(biāo)記法中導(dǎo)出邏輯視圖的標(biāo)記法

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。 例:某通信系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的主要類

功能是在終端之間建立連接,終端可以是電話機(jī)、通訊線路等線路控制器對象譯碼并把所有符號加入到線路接口卡中。終端對象是保持終端的狀態(tài)會話對象是代表一組參與會話的終端，使用轉(zhuǎn)換服務(wù)和連接服務(wù)在終端之間建立語音路徑31

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

對于規(guī)模更大的系統(tǒng)來說，體系結(jié)構(gòu)級中包含數(shù)十甚至數(shù)百個類。例：空中交通管制系統(tǒng)類圖，包含8組類。32

邏輯視圖對于規(guī)模更大的系統(tǒng)來說，體系結(jié)構(gòu)級中包含數(shù)十

開發(fā)視圖開發(fā)視圖也稱模塊視圖，主要側(cè)重于軟件模塊的組織和管理。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)圖來描述。33

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

開發(fā)視圖與邏輯視圖一樣，可以使用Booch標(biāo)記法中某些符號來表示開發(fā)視圖。34

開發(fā)視圖與邏輯視圖一樣，可以使用Booch標(biāo)記法中某些

開發(fā)視圖在開發(fā)視圖中，最好采用4-6層子系統(tǒng)，而且每個子系統(tǒng)僅僅能與同層或更低層的子系統(tǒng)通訊，這樣可以使每個層次的接口既完備又精練，避免了各個模塊之間很復(fù)雜的依賴關(guān)系。

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開發(fā)視圖在開發(fā)視圖中，最好采用4-6層子系統(tǒng)，而且

開發(fā)視圖空中交通管制系統(tǒng)開發(fā)視圖36

開發(fā)視圖36

進(jìn)程視圖進(jìn)程視圖側(cè)重于系統(tǒng)的運(yùn)行特性，主要關(guān)注一些非功能性的需求。進(jìn)程視圖強(qiáng)調(diào)并發(fā)性、分布性、系統(tǒng)集成性和容錯能力，以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類的操作具體是在哪一個線程中被執(zhí)行的。

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進(jìn)程視圖進(jìn)程視圖側(cè)重于系統(tǒng)的運(yùn)行特性，主要關(guān)注一些非

進(jìn)程視圖通過擴(kuò)展Booch對Ada任務(wù)的表示法，來表示進(jìn)程視圖。38

進(jìn)程視圖通過擴(kuò)展Booch對Ada任務(wù)的表示法，來表

進(jìn)程視圖通信系統(tǒng)局部進(jìn)程視圖：所有終端由同一終端進(jìn)程進(jìn)行處理，由輸入隊(duì)列中的消息驅(qū)動。緩慢控制器掃描所有掛起的終端，把活動的終端置入快控制器，快控制器檢測任何狀態(tài)改變，把改變傳遞給主控制器，主控制器解釋改變，通過消息與相應(yīng)終端進(jìn)行通信。通過共享內(nèi)存進(jìn)行消息傳遞39

進(jìn)程視圖通信系統(tǒng)局部進(jìn)程視圖：39

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。

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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)，也可單獨(dú)出現(xiàn)。41

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