基于SA基本特性与核心属性的UML4Word文档下载推荐.docx
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引言:
早在1960年代,诸如E·
W·
戴克斯特拉就已经涉及软件架构这个概念了。
自1990年代以来,部分由于在RationalSoftwareCorporation内部的相关活动,软件架构这个概念开始越来越流行起来。
卡内基梅隆大学和加州大学埃尔文分校在这个领域作了很多研究。
卡内基·
梅隆大学的MaryShaw和DavidGarlan于1996年写了一本叫做《SoftwareArchitecturePerspectiveonanEmergingDiscipline》的书,提出了软件架构中的很多概念,例如软件组件、连接器、风格等等。
加州大学埃尔文分校的软件研究院所做的工作则主要集中于架构风格、架构描述语言以及动态架构。
UML模型简介:
UML语言使用若干个视图(view)构造模型。
每个视图代表系统的一个方面。
UML共包括5类视图:
(1)用例视图(Usecaseview)用于描述系统应该具有的功能集,并指出各功能的操作者,主要为用户、设计人员、开发人员和测试人员而设置。
(2)逻辑视图用来显示系统内部的功能是如何设计的。
(3)组件视图(Componentview)用来显示代码组件的组织方式。
他描述了实现模型(implementationmodule)和他们之间的依赖关系,主要供开发者使用。
(4)并发视图(Processview)用来显示系统的开发工作状况。
供系统开发者和集成者使用。
(5)展开视图(Physicalview)用来显示系统的物理架构,即系统的物理展开。
供开发者、集成者和测试者使用。
视图用图描述,而图用模型元素的符号表示。
图中包含的元素可以有类、对象、组件、关系等,这些模型具有具体的含义并且用图形符号表示。
UML图包括:
类图、对象图、用例图、状态图、序列图、协作图、活动图、组件图和展开图。
1.UML4+1模型分析
(1)有软件架构的定义“软件体系架构将描述为计算组件与计算组件之间的关系”,UML4+1模型将一个软件系统分为五个基本的部件:
ScenarioView、ProcessView、LogicalView、PhysicalView、ImplementationView。
其中ProcessView、ProcessView隶属树Conception/Logical,ImplementationView以及PhysicalView隶属于Physical/Operational。
每一个组件之间相互关联,例如:
其中ProcessView定义了该软件系统的基本处理流程,并定义了每个对象之间的交互,实现了SequenceDiagram(时序图)、CommunicationDiagram(交互图)。
LogicalView定义了该软件的实现中所需要的基本的类、接口、对象等等。
该软件系统的真个整体都需要实例对象贯穿,所以该视图与别的视图也是紧密关联的。
ImplementionView完成了软件的具体实现,亦即根据前面的Usercase等系统的蓝图来实现相关的代码实现。
最后的PhysicalView的实现也是根据前面的完成的蓝图实现的,该视图也是持续类的体现。
上述的UML4+1模型的五个视图可以分别对应设计面向对象系统中的控制类、实体类、接口类、系统类(ScenarioView)和持续类。
该框架实现了软件系统的分离(根据每一个功能的可复用性),很大限度的提高了软件子系统的复用性。
该视图提供了一个软件设计的基本框架,并且软件的每个子系统也可以嵌套使用该模型。
(2)UML建模过程是一个迭代递增的开发过程。
使用此方法,不是在项目结束时一次性提交软件,而是分块逐次开发和提交。
构造阶段由多次迭代组成,每一次迭代都包含编码、测试和集成,所得产品应满足项目需求的某一子集,或提交给用户,或纯粹是内部提交。
每次迭代都包含了软件生命周期的所有阶段。
同时,每次迭代都要增加一些新的功能,解决一些新的问题。
以类图为例,在需求分析阶段,类图是研究领域的概念,是概念层描述;
在设计阶段,类图描述类与类之间的接口,是说明层描述;
而在实现阶段,类图描述软件系统中类的实现,是实现层描述。
实现层描述更接近于软件实现中具体的描述,但概念层和说明层描述更易于不同领域专家之间的理解和交流。
(3)UML4+1的软件架构的优势:
根据UML用例图可以清楚地看出各个角色之间的关系,所以在进行系统的设计、实现时可以减少盲目性。
在需求分析时,要注意领域分析以及类与对象的定义。
在实现过程中UML的优点可以得到长足的体现:
例如运用RationalROSE提供的环境将前几步设计的图进行分析,然后可以转换成自己所熟悉的高级语言,并在高级语言中进行编辑,在高级语言的环境中我们可以看到UML面向对象把图转换成系统的程序设计的结构框架。
并且,在进行该系统扩展时只需要在前两步设计的图中进行更改,从而改变程序框架,彻底改变了传统设计中更改所带来的复杂性与潜在的危险性。
在进行测试的时候同样可以运用UML,将整个系统分为不同的单元,然后将各个单元作为一个“黑盒”,运用不同的图进行“黑盒”测试。
将测试后的结果再返回到设计实现中进行分析。
将完整无误的软件与需求说明结合,从而可以顺利地进行配置。
(4)UML4+1分析实例:
上图是UML模型的基本的构架,下面以一个鸟类例子来说明该构架。
UML中类图实例
接口:
空心圆+直线(唐老鸭类实现了‘讲人话’);
依赖:
虚线+箭头(动物和空气的关系);
关联:
实线+箭头(企鹅需要知道气候才迁移);
聚合:
空心四边形+实线+箭头(雁群和大雁的关系);
合成/组合:
实心四边形+实线+箭头(鸟和翅膀的关系);
泛化/继承:
空心三角形+实线(动物和鸟的继承关系);
实现:
空心三角形+虚线(实现大雁飞翔的接口);
UML类图
解释UML类图:
1.首先看“动物”矩形框,它代表一个类。
该类图分为三层,第一层显示类的名称,如果是抽象类就要用斜体显示。
第二层是类的特性,通常就是字段和属性。
第三层是类的操作,通常是方法和行为。
注意前面的符号,‘+’表示public,‘—’表示private,‘#’表示protected.
2.“飞翔”矩形框表示一个接口图,它与类图的区别主要是顶端有interface显示,第一行是接口名称,第二行是接口方法。
接口还有另一种表示方法,俗称棒棒糖表示法,就是唐老鸭类实现了“讲人话”的接口。
interfaceIFlyinterfaceIlanguage
{{
voidFly();
voidSpeak();
}}
3.动物,鸟,鸭,唐老鸭他们之间都是继承的关系。
4.“大雁”实现了“飞翔”接口。
classBird:
AnimalclassWideGoose:
IFly
//继承动物类//实现飞翔接口
5.企鹅与气候有很大的关系,企鹅需要“知道”气候的变化,需要“了解”气候规律。
当一个类“知道”另一个类时,可以用关联(association)关系。
classPenguin:
Bird
{
privateClimateclimate;
//在企鹅Penguin中,引用到气候Climate对象
}
6.“大雁”和“雁群”这两个类。
大雁是群居动物,每只大雁都属于一个雁群,一个雁群可以有多只大雁。
所以它们之间就满足聚合(Aggregation)关系。
聚合表示一种弱的“拥有”关系,体现的是A对象可以包含B对象,但B对象不是A对象的一部分。
聚合关系用空心的菱形+实线箭头表示。
classWideGooseAggregate
privateWideGoose[]arrayWideGoose;
//在雁群WideGooseAggregate类中,有大雁数组对象arrayWideGoose
7.“鸟”和“翅膀”这两个类。
鸟和翅膀似整体和部分的关系,并且翅膀和鸟的生命周期是相同的,在这里鸟和其翅膀就是合成关系。
合成(composition)是一种强的“拥有”关系,体现了严格的部分和整体的关系,部分和整体的生命周期一样。
合成关系用实心的的菱形+实线箭头来表示。
另外,合成关系的连线两端还有一个数字“1”和数字“2”,,这被称为基数。
表明这一端的类可以有几个实例,很显然,一个鸟应该有两支翅膀。
如果一个类可能有无数个实例,则就用“n”来表示。
关联关系,聚合关系也可以有基数的。
classBird
privateWingwing;
publicBird()
{
wing=newWing();
//在鸟Bird类中,初始化时,实例化翅膀Wing,它们之间同时生成
}
8.“动物”、“氧气”与“水”之间。
动物有几大特征,比如有新陈代谢,能繁殖。
而动物要有生命,需要氧气,水以及食物等。
也就是说动物依赖于氧气和水。
它们之间是依赖关系(Dependency),用虚线箭头来表示。
abstractclassAnimal
publicbolism(Oxygenoxygen,Waterwater)
结语:
UML4+1模型在软件开发中广发应用于各种系统的设计与分析,改变了传统的软件设计思想,降低了系统设计的盲目性,也更有利于系统的扩展与测试。
但是由于他自身发展的程度决定了目前他还不能取代现有的各种面向对象的分析与设计方法。
但是,随着UML面向对象进一步发展,必将有助于实现软件自动化。
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- 关 键 词:
- 基于 SA 基本 特性 核心 属性 UML4