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第9章物理建模 刘志成编著 本章学习导航 本章学习导航 本章学习要点 物理建模概述组件图的功能及组成绘制组件图部署图的功能及组成绘制部署图建议课时 4课时 任务1 了解物理建模的基本任务和主要内容 任务目标 分组教学法资料查询法案例教学法 教学方法 9 1物理建模概述 物理建模概述 软件系统的物理架构详细描述系统的软件和硬件组成 硬件结构包括不同的节点以及节点间如何连接 软件结构包括软件运行时 进程 程序和其它组件的分布 物理架构还说明实现逻辑架构中定义的概念的代码模块的物理结构和相关性 进行物理建模的主要目的是解决以下问题 类和对象物理上分布在哪一个程序或进程中 程序和进程在哪台计算机上运行 系统中有哪些计算机和其它的硬件设备 它们是如何连接在一起 不同的代码文件之间有可关联 如果某一文件被改变 其它的文件是否需要重新编译 9 1 1硬件 硬件 1 处理器处理器是指执行系统中的程序的计算机 处理器可以是任意大小和类型 从嵌入式系统中的微处理器到超级计算机 从桌面计算机到便携式计算机 都称为处理器 一般来说需要借助处理器运行系统中的软件 2 设备设备指的是目标系统所支持的设备 如打印机 路由器 读卡机等 它们一般被连接到控制它们的处理器上 提供输入 输出或网络连接功能 3 连接处理器之间有连接 处理器与设备之间也有连接 连接表示两个节点间的通信机制 可以用物理媒体 如 光纤 和软件协议 如 TCP IP 来描述 9 1 2软件 软件 1 组件在UML中 组件是指 在一组模型元素实例的物理打包时可重用的部分 意思是说 组件是系统功能的物理实现 如 源代码文件 它实现类图或交互图中定义的逻辑模型元素 组件可以看作是开发的不同阶段 编译时 链接时和运行时 的成果 在一个工程中 经常将组件的定义映射到编程语言和使用的开发工具 2 进程和线程进程表示重量控制流 而线程则代表轻量控制流 它们都被用来描述活动类 活动对象被分配给一个可执行的组件执行 3 对象这里的对象没有自己的执行线程 只有当其它东西发送消息给它们时 调用它们的操作 它们才运行 它们可被指派给一个进程或线程 一个可执行的对象 或直接指派给一个可执行的组件 任务2 了解组件图的基本功能和绘制方法 并绘制WebShop电子商城系统的组件图 任务目标 分组教学法资料查询法案例教学法 教学方法 9 2 1组件图概述 组件图概述 组件图 ComponentDiagram 描述软件组件及组件之间的关系 显示代码的结构 组件是逻辑架构中定义的概念和功能 类 对象及它们之间的关系 协作 在物理架构中的实现 9 2 2组件图组成 组件图组成 1 组件组件图中的组件是定义了良好接口的物理实现单元 是系统中可替换的物理部件 组件表示将类 接口等逻辑元素打包而成的物理模块 1 名称 2 组件的种类 9 2 2组件图组成 组件图组成 2 接口在组件图中 组件可以通过其他组件的接口来使用其他组件中定义的操作 通过使用命名接口 可以避免在系统中各个组件之间直接发生依赖关系 有利于组件的替换 组件图中的接口使用一个小圆圈表示 3 接口和组件的关系接口和组件的关系分为两种 实现关系和依赖关系 接口和组件之间用实线连接表示实现关系 如图9 4所示 接口和组件之间用虚线箭头表示依赖关系 如图9 4所示 9 2 3绘制WebShop电子商城组件图 完成步骤 1 打开工程WebShop mdl 2 新建组件图 在视图区域中依次选择 ComponentView main 节点 进入组件图绘制状态 也可以右键单击 ComponentView 依次选择 New ComponentDigram 新建一个组件图 9 2 3绘制WebShop电子商城组件图 完成步骤 3 添加组件到组件图 根据软件应用系统的组件分布情况 选择组件图绘图工具栏上的相应图标绘制组件 9 2 3绘制WebShop电子商城组件图 完成步骤 4 设置组件属性 组件添加到组件图以后 可以通过右键单击组件 选择 OpenStandardSpecification 菜单 打开组件属性设置对话框 9 2 3绘制WebShop电子商城组件图 完成步骤 5 设置类和组件的关系 组件图描述的是系统的实现 因此要指定实现组件功能的文件 在下图8所示的对话框中选择 Files 选项卡 右键单击中间空白区域 选择 InsertFile 菜单项 9 2 3绘制WebShop电子商城组件图 完成步骤 对于在模型中已经存在的类 也可以建立其与组件的关系 方法一 9 2 3绘制WebShop电子商城组件图 完成步骤 对于在模型中已经存在的类 也可以建立其与组件的关系 方法二 9 2 3绘制WebShop电子商城组件图 完成步骤 6 绘制组件间的关系 组件图用依赖关系表示各组件之间存在的关系 在UML中 组件图中依赖关系的表示方法与类图中依赖关系表示方法相同 在绘制组件图时 根据软件系统的组成情况 绘制出组件之间的关系 课堂实践1 1 通过学习小组讨论和上网查询资料形式完成 2 注意组件图和程序功能模块图之间的异同 3 完整的WebShop电子商城系统和图书管理系统的组件图请参阅本书所附资源 操作提示 1 阅读下图所示的C 系统的组件图 试着描述该系统中各组件之间的关系 2 绘制图书管理系统的组件图 操作要求 任务3 了解部署图的基本功能和绘制方法 并绘制WebShop电子商城系统的部署图 任务目标 分组教学法案例教学法SDSPR教学法 教学方法 9 3 1部署图概述 部署图概述 部署图 DeploymentDiagram 描述处理器 设备 软件组件在运行时的架构 它是系统拓扑的最终的物理描述 即描述硬件单元和运行在硬件单元上的软件的结构 9 3 1部署图概述 部署图概述 UML部署图也经常被认为是一个网络图或技术架构图 它可以用来描述一个简单组织的技术基础结构 9 3 2部署图组成 部署图组成 1 节点节点是拥有某些计算资源的物理对象 这些资源包括 带处理器的计算机 外部设备如打印机 读卡机 通信设备等等 1 名称一个节点用名称区别于其他节点 节点的名称是一个字符串 位于节点的图标的内部 2 节点的种类在应用部署图建模时 通常可以将节点分为处理器和设备两种类型 9 3 2部署图组成 部署图组成 2 关联关系部署图节点间通过通信关联在一起 在UML中 这种通信关联用一条直线表示 说明在节点间存在某类通信路径 节点通过这条通信路径交换对象或发送消息 9 3 2部署图组成 部署图组成 3 组件在部署图中 可以将可执行组件的实例包含在节点实例符号中 表示它们处在同一个节点实例上 且在同一个节点实例上执行 从节点类型可以画一条带有构造型 support 的相关性箭头线到运行时的组件类型 说明该节点支持指定组件 当一个节点类型支持一个组件类型时 允许在该节点类型实例上执行它所支持的组件的实例 9 3 3绘制WebShop电子商城部署图 完成步骤 1 打开工程WebShop mdl 2 进入部署图绘制状态 在视图区域中双击 DeploymentView 节点 进入部署图绘制状态 3 添加处理器或设备到部署图 根据软件应用系统的部署情况 选择部署图绘图工具栏上的相应图标绘制处理器或设备 9 3 3绘制WebShop电子商城部署图 完成步骤 4 设置处理器或设备属性 处理器添加到部署图以后 右键单击组件 选择 OpenSpecification 菜单 打开组件属性设置对话框 9 3 3绘制WebShop电子商城部署图 完成步骤 在处理器属性设置对话框中 选择 Detail 选项卡 可以进一步设置处理器的特性 进程 处理器计划等内容 9 3 3绘制WebShop电子商城部署图 完成步骤 5 绘制和设置处理器 设备之间的关联关系 绘制处理器 设备之间的关联关系的方法是 选择组件图绘图工具栏上的 从源设备 或处理器 目标设备 或处理器 拖动鼠标 完成关联关系的绘制 关联关系绘制成功后 在处理器或设备中单击鼠标右键 选择选择 OpenSpecification 菜单 打开关联关系属性设置对话框 9 3 3绘制WebShop电子商城部署图 完成步骤 课堂实践2 1 通过学习小组讨论和上网查询资料形式完成 2 比较UML中的部署图和软件架构图之间的区别 操作提示 1 阅读如图9 26所示学生选课系统部署图 试着描述各处理器和设备之间的关系 2 绘制图书管理系统的部署图 操作要求 课外拓展 1 以小组方式进行讨论分析 2 通过上网查询类图到数据库转换的相关资料 3 将数据库建模文件保存以备检查 操作提示 1 上网查找文献 学习由UML的类图到关系数据库的转换的方法 并试