UML系统建模及系统分析与设计-电子教案-王欣 第6章 系统体系结构建模
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6.1.1 信息系统体系结构
1.信息系统的拓扑结构 一般来说，信息系统的拓扑结构主要有点、线、星型、网状等四种。 2.信息系统的层次结构 OSI参考模型有物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表 示层和应用层七层，也称七层协议。 3.信息系统的计算模式 结构模式（以大型机为中心的计算模式和以服务器为中心的计算模 式）、客户机/服务器（C/S）结构模式、浏览器/服务器（B/S） 和P2P结构模式
UML系统建模及系统分析与设计
王欣 张毅 编著
中国水利水电出版社
第6章 系统体系结构建模
教学目的 了解软、硬件系统体系结构模型的建模方法与步 骤。 掌握UML中构件、构件接口和构件模型图的描述 方法。 掌握UML中部署图的描述方法。 掌握部署图中结点、构件和对象之间的关系。
6.1 系统体系结构模型
printer internet
Database server
internet
Ip/int web application server
Client3
Client1
Ip/int
Ip/int
Client2
图6.21 部署图
6.4系统体系结构建模案例
仍然以前面介绍的图书管理系统为例。图书管理 系统的构件有读者、图书、数据库管理系统、添 加图书、修改删除图书、查询图书、添加读者、 修改删除读者、查询读者等，构件图如图6.22所 示。此外，图书管理系统还包含一个JDBC包。
⑵ 二进制代码构件 ⑶ 可执行构件
销售管理 (xsgl.cpp)
销售管理 (xsgl.obj)
图形库 (graphic.dll) 采购管理 (cggl.obj)
采购管理 (cggl.cpp)
库存管理 (kcgl.cpp) 库存管理 (kcgl.obj)
进销存管理 (jxcgl.exe)
图6. 9一个简单的源代码形成可执行代码过程的构件图
JDBC
<<Java Server Page>> recordRent <<Java Beans>> Rent
<<Java Beans>> DBmanager
<<Java Server Page>> queryRent
图6. 6简单构件图
收银机系统
销售管理服务器 交易处理程序 财务接口
财务系统
图6. 7嵌套的构件图
6.2.2构件分类与接口
1. 构件的分类
⑴ 源代码构件。
{version=4.0}
<<file>> signalh
{version=4.0}
<<file>> Interp.cpp
<<file>> signalcpp
<<file>> Irq.h
<<file>> Device.cpp 图6.8 源代码建模
⑴ 结点之间的通信关联。结点之间的通信关联，如图6.16所示。
客户1:联想PC600 客户系统.EXE
<<TP/IP>>
客户1:联想PC600 客户系统.EXE
<<TP/IP>>
网络服务器 联想PC6000 查询系统.EXE 网络服务.EXE
<<Ethernet>>
数据库服务器 联想PC6000 查询系统.EXE
<<component> >构件A
(a) 构造型表示法
更新计划
构件A
(b) 小图标表示法
构件A
计划制定者
预订
(c) 图标表示法
(d) 接口表示法
计划制定者 <<provided>>更新计划
<<component> >构件A
构件A (f) 显示表示 法
<<component> >构件A
<<required>>预订
2. 构件的接口
聊天室
依赖 实施
聊天用户
（1） <<interface>> 聊天室
聊天室
要求接口图符
聊天用户
参加(:用户) 退出(:用户) 发送信息(信息:string)
（2） 图6.10 组件和接口的连接
大型系统的典型构件图，如图6.11所示，可能包含类似于以下构件的构件
：
《组件》 聊天用户
GradeningPlanDeveloper.exe GradeningPlanDeveloper.exe
GradeningPlanDeveloper.exe <<TCP/IP>> PC
<<manifest>> 1 2
<<deploy>>
GradeningPlanDeveloper.exe
<<component>> GardeningPlanDeveloper PlanAnalyst
注释体
注释连接
将注释体与要描述的实体连接起来，表明该 注解是对于哪个实体的描述
2. 构件图的种类
<<Java Server Page>> addBook <<Java Server Page>> modifyBook <<Java Server Page>> queryBook <<Java Beans>> Book
<<deployment spec>> GardeningPlanDeveloper.xml
图6.17 EnvironmentalControlSystem 的部署图
部署图图符如表6.2所示。 表6.2 部署图图符
可视化图符 名称 结点 描述 一个结点代表一个物理设备或者是一个运行在其上的软件 系统。 构件代表可执行的物理代码模块。 类的一个实例
<<subsystem>> <<实施>>
用户窗口
<<subsystem>>
<<使用>>
通用接口界面
<<system>>
系统业务对象
<<system>>
系统服务接口界面
<<实施>>
<<subsystem>>
<<实施>> <<使用>>
业务对象管理
<<subsystem>> <<依赖>>
外部业务对象
<<subsystem>> <<依赖 >>
注释连接
个实体的描述。
6.3.2部署图构件与接口
销售管理.exe {版本=6.0}
联想PC6000：工 合同管理.exe {版本=7.0} 作站1
仓库管理.exe {版本=7.0} 销售管理.exe {版本=7.0}
网络工作站1
图6.19部署图构件
部署图中的对象：
联想PC6000—5：工作站1
仓库管理.exe
图书管理 系统
打印机驱 动程序
网络计算机
数据库 接口
前端系统
图6. 24图书管理系统部署图1
实际业务对象
<<subsystem>>
数据库系统
<<system>>
持久对象及数据
<<subsystem>>
<<使用>>
SQL查询语言
<<subsystem>>
图6.2通用三层软件（逻辑）系统体系结构
2．硬件系统体系结构模型 硬件系统体系结构模型涉及到系统的详细描述 （根据系统所包含的硬件和软件），用部署图表 示。
(e) 分栏表示法
图6.4 构件的不同表示法
依赖关系。构件之间、构件与接口之间有依赖关系。
提供者
客户
图6.5 构件的依赖关系
UML2.0中的构件图的图符表示如表6.1所示。
可视化图符
名称
描
述
构件A
构件 接口 依赖关系
构件代表可执行的物理代码模块 对外提供可见操作和属性，其它构件通过接 口使用构件 有两个构件X、Y，修改构件X的定义可能会 引起构件Y定义的修改，则称构件X依赖于构 件Y。 对构件图或某一个构件进行说明
销售管理.exe 合同：销售合同
履约合同
执行期合同
<<becomes>>
联想PC6000-2：工作站2
档案管理.exe 其他档案 履约合同
图6.20部署图中的对象
6.3.3部署图建模
部署模型图建模步骤： ⑴ 确定结点。 ⑵ 确定驻留构件。 ⑶ 注明结点性质。 ⑷ 确定结点之间的联系。 ⑸ 绘制部署图。
图6. 16结点之间的通信关联
⑵ 结点和构件之间的依赖联系。结点和构件之间的依赖联系，如图6.17所示。
<<device>> LightMeter
<<deploy>> 1..* 1
<<device>> Thermometer
<<deploy>> 1..* 1
ApplicationServer
GradeningPlanDeveloper.exe
6.2软件系统体系结构建模
6.2.1构件图的图符表示
构件 构件名
（a）UML1.X图示法
（b）UML2.0图示法
图6. 3 UML定义的构件
UML2.0对构件图符进行了部分修改，可以通过3种方式来表示构件，如图6.4的（a）、（b）和 （c）所示。UML2.0构件图标的表示方法有两种，一种是没有接口的图标，如图6.4的（a）、（b）和 （c）所示。另一种是有接口的图标，如图6.4的（d）、（e）和（f）所示。具体采用哪种方法，可以 根据自己的需要进行选择。
SearchStudent TotalStudent
受限名
特定结点
结点上部署一个或多个构件
图6. 14结点的表示方法
3. 结点之间的连接
结点之间一种最常用的关系是关联关系。
连接 Klosk
*10-TEthernet
Server
RAID farm
Console
*RS-232
图6. 15结点的连接
结点之间的关联有2种：
HeatingControler.exe
<<manifest>> <<component>>
HeatingController 图6. 13工件表示法
2. 结点
工作站1
DBServer
服务器∷备份 {销售管理用}
中心服务 器
简单名
速度：2.0G 内存：1.0G 合同管理.exe 仓库管理.exe 销售管理.exe
<<standard.exe
>> uisvc
<<ActiveX.dll >>
brsvc
<<ActiveX.dll >> dtsvc
Icrud
<<ActiveX.dll>> dasvc 图6. 23 图书馆系统功能模型——UML构件图
条形码阅读器
打印机
数据库系统
数据库服务器 个人计算机
数据库 系统
结点
构件A
构件 对象 接口
对象
。
对外提供可见操作和属性，其它构件通过接口使用构件。 结点之间的连线，表示结点之间的关联。
连接
依赖关系
注释体
有两个构件X、Y，修改构件X的定义可能会引起构件Y定 义的修改，则称构件X依赖于构件Y。 对部署图或某一个结点进行说明 。
将注释体与要描述的实体连接起来，表明该注解是对于哪
6.1.2 系统体系结构模型 1．软件系统体系结构模型
软件体结构 1：N 表示构件和外部 环境的交互 点 配置 连接件
表示软件之间的 交互
原子构件 复合构件 表示构件和连接件 的拓扑结构和约束
构件 1：N
1：N 端口 角色
通用接口界面
<<system>>
来自百度文库
软件系统体系结构模型的描述方法：
系统接口界面类
《组件》 DinnerNow Web服务
客户Web服务器:…
厨房服务器:…
图6.11 大型系统构件
6.2.3构件图建模
构件图建模的步骤： 1. 确定构件 2. 说明构件 3. 标识构件之间的联系 4. 组织构件 5.构件图建模的方法和技巧
6.3硬件系统体系结构建模
6.3.1部署图的基本元素 1. 工件
1.信息系统的拓扑结构 一般来说，信息系统的拓扑结构主要有点、线、星型、网状等四种。 2.信息系统的层次结构 OSI参考模型有物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表 示层和应用层七层，也称七层协议。 3.信息系统的计算模式 结构模式（以大型机为中心的计算模式和以服务器为中心的计算模 式）、客户机/服务器（C/S）结构模式、浏览器/服务器（B/S） 和P2P结构模式
UML系统建模及系统分析与设计
王欣 张毅 编著
中国水利水电出版社
第6章 系统体系结构建模
教学目的 了解软、硬件系统体系结构模型的建模方法与步 骤。 掌握UML中构件、构件接口和构件模型图的描述 方法。 掌握UML中部署图的描述方法。 掌握部署图中结点、构件和对象之间的关系。
6.1 系统体系结构模型
printer internet
Database server
internet
Ip/int web application server
Client3
Client1
Ip/int
Ip/int
Client2
图6.21 部署图
6.4系统体系结构建模案例
仍然以前面介绍的图书管理系统为例。图书管理 系统的构件有读者、图书、数据库管理系统、添 加图书、修改删除图书、查询图书、添加读者、 修改删除读者、查询读者等，构件图如图6.22所 示。此外，图书管理系统还包含一个JDBC包。
⑵ 二进制代码构件 ⑶ 可执行构件
销售管理 (xsgl.cpp)
销售管理 (xsgl.obj)
图形库 (graphic.dll) 采购管理 (cggl.obj)
采购管理 (cggl.cpp)
库存管理 (kcgl.cpp) 库存管理 (kcgl.obj)
进销存管理 (jxcgl.exe)
图6. 9一个简单的源代码形成可执行代码过程的构件图
JDBC
<<Java Server Page>> recordRent <<Java Beans>> Rent
<<Java Beans>> DBmanager
<<Java Server Page>> queryRent
图6. 6简单构件图
收银机系统
销售管理服务器 交易处理程序 财务接口
财务系统
图6. 7嵌套的构件图
6.2.2构件分类与接口
1. 构件的分类
⑴ 源代码构件。
{version=4.0}
<<file>> signalh
{version=4.0}
<<file>> Interp.cpp
<<file>> signalcpp
<<file>> Irq.h
<<file>> Device.cpp 图6.8 源代码建模
⑴ 结点之间的通信关联。结点之间的通信关联，如图6.16所示。
客户1:联想PC600 客户系统.EXE
<<TP/IP>>
客户1:联想PC600 客户系统.EXE
<<TP/IP>>
网络服务器 联想PC6000 查询系统.EXE 网络服务.EXE
<<Ethernet>>
数据库服务器 联想PC6000 查询系统.EXE
<<component> >构件A
(a) 构造型表示法
更新计划
构件A
(b) 小图标表示法
构件A
计划制定者
预订
(c) 图标表示法
(d) 接口表示法
计划制定者 <<provided>>更新计划
<<component> >构件A
构件A (f) 显示表示 法
<<component> >构件A
<<required>>预订
2. 构件的接口
聊天室
依赖 实施
聊天用户
（1） <<interface>> 聊天室
聊天室
要求接口图符
聊天用户
参加(:用户) 退出(:用户) 发送信息(信息:string)
（2） 图6.10 组件和接口的连接
大型系统的典型构件图，如图6.11所示，可能包含类似于以下构件的构件
：
《组件》 聊天用户
GradeningPlanDeveloper.exe GradeningPlanDeveloper.exe
GradeningPlanDeveloper.exe <<TCP/IP>> PC
<<manifest>> 1 2
<<deploy>>
GradeningPlanDeveloper.exe
<<component>> GardeningPlanDeveloper PlanAnalyst
注释体
注释连接
将注释体与要描述的实体连接起来，表明该 注解是对于哪个实体的描述
2. 构件图的种类
<<Java Server Page>> addBook <<Java Server Page>> modifyBook <<Java Server Page>> queryBook <<Java Beans>> Book
<<deployment spec>> GardeningPlanDeveloper.xml
图6.17 EnvironmentalControlSystem 的部署图
部署图图符如表6.2所示。 表6.2 部署图图符
可视化图符 名称 结点 描述 一个结点代表一个物理设备或者是一个运行在其上的软件 系统。 构件代表可执行的物理代码模块。 类的一个实例
<<subsystem>> <<实施>>
用户窗口
<<subsystem>>
<<使用>>
通用接口界面
<<system>>
系统业务对象
<<system>>
系统服务接口界面
<<实施>>
<<subsystem>>
<<实施>> <<使用>>
业务对象管理
<<subsystem>> <<依赖>>
外部业务对象
<<subsystem>> <<依赖 >>
注释连接
个实体的描述。
6.3.2部署图构件与接口
销售管理.exe {版本=6.0}
联想PC6000：工 合同管理.exe {版本=7.0} 作站1
仓库管理.exe {版本=7.0} 销售管理.exe {版本=7.0}
网络工作站1
图6.19部署图构件
部署图中的对象：
联想PC6000—5：工作站1
仓库管理.exe
图书管理 系统
打印机驱 动程序
网络计算机
数据库 接口
前端系统
图6. 24图书管理系统部署图1
实际业务对象
<<subsystem>>
数据库系统
<<system>>
持久对象及数据
<<subsystem>>
<<使用>>
SQL查询语言
<<subsystem>>
图6.2通用三层软件（逻辑）系统体系结构
2．硬件系统体系结构模型 硬件系统体系结构模型涉及到系统的详细描述 （根据系统所包含的硬件和软件），用部署图表 示。
(e) 分栏表示法
图6.4 构件的不同表示法
依赖关系。构件之间、构件与接口之间有依赖关系。
提供者
客户
图6.5 构件的依赖关系
UML2.0中的构件图的图符表示如表6.1所示。
可视化图符
名称
描
述
构件A
构件 接口 依赖关系
构件代表可执行的物理代码模块 对外提供可见操作和属性，其它构件通过接 口使用构件 有两个构件X、Y，修改构件X的定义可能会 引起构件Y定义的修改，则称构件X依赖于构 件Y。 对构件图或某一个构件进行说明
销售管理.exe 合同：销售合同
履约合同
执行期合同
<<becomes>>
联想PC6000-2：工作站2
档案管理.exe 其他档案 履约合同
图6.20部署图中的对象
6.3.3部署图建模
部署模型图建模步骤： ⑴ 确定结点。 ⑵ 确定驻留构件。 ⑶ 注明结点性质。 ⑷ 确定结点之间的联系。 ⑸ 绘制部署图。
图6. 16结点之间的通信关联
⑵ 结点和构件之间的依赖联系。结点和构件之间的依赖联系，如图6.17所示。
<<device>> LightMeter
<<deploy>> 1..* 1
<<device>> Thermometer
<<deploy>> 1..* 1
ApplicationServer
GradeningPlanDeveloper.exe
6.2软件系统体系结构建模
6.2.1构件图的图符表示
构件 构件名
（a）UML1.X图示法
（b）UML2.0图示法
图6. 3 UML定义的构件
UML2.0对构件图符进行了部分修改，可以通过3种方式来表示构件，如图6.4的（a）、（b）和 （c）所示。UML2.0构件图标的表示方法有两种，一种是没有接口的图标，如图6.4的（a）、（b）和 （c）所示。另一种是有接口的图标，如图6.4的（d）、（e）和（f）所示。具体采用哪种方法，可以 根据自己的需要进行选择。
SearchStudent TotalStudent
受限名
特定结点
结点上部署一个或多个构件
图6. 14结点的表示方法
3. 结点之间的连接
结点之间一种最常用的关系是关联关系。
连接 Klosk
*10-TEthernet
Server
RAID farm
Console
*RS-232
图6. 15结点的连接
结点之间的关联有2种：
HeatingControler.exe
<<manifest>> <<component>>
HeatingController 图6. 13工件表示法
2. 结点
工作站1
DBServer
服务器∷备份 {销售管理用}
中心服务 器
简单名
速度：2.0G 内存：1.0G 合同管理.exe 仓库管理.exe 销售管理.exe
<<standard.exe
>> uisvc
<<ActiveX.dll >>
brsvc
<<ActiveX.dll >> dtsvc
Icrud
<<ActiveX.dll>> dasvc 图6. 23 图书馆系统功能模型——UML构件图
条形码阅读器
打印机
数据库系统
数据库服务器 个人计算机
数据库 系统
结点
构件A
构件 对象 接口
对象
。
对外提供可见操作和属性，其它构件通过接口使用构件。 结点之间的连线，表示结点之间的关联。
连接
依赖关系
注释体
有两个构件X、Y，修改构件X的定义可能会引起构件Y定 义的修改，则称构件X依赖于构件Y。 对部署图或某一个结点进行说明 。
将注释体与要描述的实体连接起来，表明该注解是对于哪
6.1.2 系统体系结构模型 1．软件系统体系结构模型
软件体结构 1：N 表示构件和外部 环境的交互 点 配置 连接件
表示软件之间的 交互
原子构件 复合构件 表示构件和连接件 的拓扑结构和约束
构件 1：N
1：N 端口 角色
通用接口界面
<<system>>
来自百度文库
软件系统体系结构模型的描述方法：
系统接口界面类
《组件》 DinnerNow Web服务
客户Web服务器:…
厨房服务器:…
图6.11 大型系统构件
6.2.3构件图建模
构件图建模的步骤： 1. 确定构件 2. 说明构件 3. 标识构件之间的联系 4. 组织构件 5.构件图建模的方法和技巧
6.3硬件系统体系结构建模
6.3.1部署图的基本元素 1. 工件