第11章UML构件图

有时需要使用嵌套的构件图来表示构件的内部 结构，如果我们对图11-16中的3个构件进行封 装，组成一个更大的构件Store，就可以得到图 11-17所示的嵌套构件图。
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11.6 制
品
在UML中，把所有物理型 事物称为制品。例如，对象 库、可执行程序、COM构 件、.NET构件、EJB构件、 表、文件、文档都是制品的 例子。
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11.4 构件间的关系
构件图中的关系包括构件与接口的关系、构件 与构件间的关系。
1) 2) 构件与构件间的关系 构件与接口的关系
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11.5 构件图分类
对于一幅简单的构件图而言，其 内容包括构件、关系和构件的接口。 实际上，在UML 2.0中，还提供了 一种嵌套构件的表示法，这使得构 件图具有了更强的语义模型。因此， 构件图可以分为简单构件图和嵌套 构件图。
没有标识接口的构件的图形表示方法又分三种， 如图11-11所示的构件网卡的三种表示方法：
第一种在矩形框中写上构造型<<component>>； 第二种在矩形框的右上角放置一个构件图标； 第三种是直接使用构件图标。
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11.3.2 标识接口的构件
标识接口的构件表示方法也有三种，如图11-12 所示是构件网卡的三种表示方法。
接口声明：每个构件包含两组接口，一组是供给接口，表明它能提供的 服务；一组是需求接口，表明它需要的服务。 接口实现：构件是一个物理部件，它实现了供给接口声明的服务。 构件标准：在创建构件时，每一个构件必须遵从某种构件标准。 封装方法：也就是构件遵从的封装标准。 部署方法：一个构件可以有多种部署方法。
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11.6.4 制品与类的区别
制品与类的区别主要有以下三点。
(1) 类是对一组对象的描述，是一种逻 辑抽象，类不能在节点上运行，而制品 是一种物理存在的事物，可以运行在节 点上。 (2) 制品是对计算机上比特流的封装。 (3) 类具有属性和方法，制品可以是对 类的实现，但是制品本身没有属性和方 法。
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11.2.2 构件图的组成元素
构件图的组成元素有构 件和关系。关系把多个构 件连接在一起，构成一个 构件图。这里的关系指构 件间的依赖关系。
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11.3 构件的表示
表示构件的方法有两种：
第一种方法是，在构件图 标中没有标识接口； 第二种方法是，在构件图 标中标识了接口。
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11.3.1 没有标识接口的构件
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11.2.1 构件图的作用
构件图的基本目的是：使系统人员和开发人员能够从整体上了 解系统的所有物理部件；同时，也使我们知道如何对构件进行 打包，以便交付给最终客户；最后，构件图显示了被开发系统 所包含的构件之间的依赖关系。 构件图从软件架构的角度来描述一个系统的主要功能，如系统 分成几个子系统，每个子系统包括哪些类、包和构件，它们之 间的关系以及它们分配到哪些节点上等。 使用构件图可以清楚地看出系统的结构和功能，从而方便项目 组的成员制定工作目标和了解工作情况，同时，最重要的一点 是有利于软件的复用。 从宏观角度来看，构件图是把软件看作多个独立构件组装而成 的集合，每个构件可以被实现相同接口的其他构件替换。
图11-20所示为制品dog.dll的细节，即dog.dll制品由 kill.dll和bill.dll组成，我们把制品的细节写在另一个 分栏中。
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11.6.2 制品的标准元素
在UML中，预先定义的制品有以下几个。
(1) <<executable>>：可以在节点上执行的制品。 (2) <<library>>：动态或静态库程序，其文件后缀是.dll。 (3) <<file>>：物理文件，也可能是可以执行的代码文件。 (4) <<document>>：说明性的文件。 (5) <<script>>：可以被解释器执行的脚本文件。 (6) <<score>>：可以编译为可以执行的文件。 (7) <<deloyment spec>>：对部署的产品进行详细说明。 (8) <<database>>：用来表示一个数据库，如Oracle、 SQL Server等。
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11.6.4 制品与类的区别
图11-21所示为类与制品的区别。从图中可以看 出制品dog.dll由类head的实例、类leg的实例 和类body的实例动态链接构成。因此，dog.dll 依赖于head、leg、body。
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11.7 建 模 应 用
构件图描述了软件的组成和具 体结构，表示了系统的静态部 分，它能够帮助开发人员从总 体上认识系统。用户通常采用 构件图来描述可执行程序的结 构、源代码、物理数据库组成 和结构。
端口可以没有需求接口，但是必须有供给接口。 图11-5和图11-6所示为CD构件的两种表示方法。
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11.1.2 端口
如图11-7所示，构件CD和另一个构件Show通 过端口连接。两个构件连接时，它们的端口必 须匹配，即一个构件的供给接口与另一个构件 的需求接口的规格说明必须一致。
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11.1.3 构件
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11.1.1 接口
每个接口有一个名称，接口有操作、属性、关 系，约束等特征。 我们建立实现Borrow接口的模型，如图11-3和 图11-4所示(图11-3和图11-4是等价的模型，它 们表示了相同的实现关系)。
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11.1.2 端口
端口是对相关的供给接口和需求接口的封装。 端口用一个长方形表示，端口有名称、类型。 端口名称可以不标识。
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11.1.3 构件
一个构件的通用表示如图11-8所示。网卡 的需求接口pci与计算机插口连接，该网 卡的供给接口cablei与网线的水晶头连接。
构件具有内部结构，它可能由多个零件组 成。图11-9所示为一个构件的内部结构展 示。
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11.1.4 构件类型
1．按照构件在系统中的角色分
配置构件 工作产品构件 执行构件
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11.5.1 简单构件图
用户可以把相互协作的类组织成一个构件。利 用构件图可以让软件开发者知道系统是由哪些 可执行的构件组成的，这样以构件为单位来看 待系统时，可以让开发者清楚地看到软件系统 的体系结构。例如，图11-16所示就是一个“订 单管理系统”的构件图局部。
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11.5.2 嵌套的构件图
在正向工程或逆向工程中，识别出要重点描述的每个源代 码文件，并把每个源代码文件标识为构件。 如果系统较大，包含的构件很多，就利用包来对构件进行 分组。 找出源代码之间的编译依赖关系，并用工具管理这些依赖 关系。 给现有系统确定一个版本号，在构件图中，采用约束来表 示源代码的版本号、作者和最后的修改日期等信息。
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11.7.1 对可执行程序建模
在对可执行程序的结构进行建模时，通常应遵从以下 原则。
(1) (2) (3) 标识要建模的构件。 理解和标识每个构件的类型、接口和作用。 标识构件间的关系。
例如，图11-22是一个自主机器人可
通过构件图可以清晰地表示出软件的所有源文件之间 的关系，这样开发者就可以更好地理解各个源代码文 件之间的依赖关系，所以构件图对源文件建模就显得 比较重要。在对源程序进行建模时，通常应遵从以下 原则。
构件是实现了某些功能的黑盒子。一个构件表现出来的行为由 供给接口和需求接口来定义。 从构件组成上看，每个构件定义了两组接口(一组供给接口，一 组需求接口)，构件为供给接口提供功能实现部分，即构件本身 已经实现供给接口声明的功能。构件的需求接口只是向使用者 说明，该构件需要其他构件提供哪些服务。 构件是一个泛指的概念，它可能是：一个子系统、一个实例(如 EJB)、一个逻辑部件等。 在定义一个构件时，必须对以下5个要素进行规范。
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11.6.1 制品的表示
每个制品都有一个区别其他制品的名称，如果制品名 称前标有制品所属的包名，则这个制品名称为全名。 制品用一个矩形框表示(制品的附件信息可以附加到矩 形框中)，制品常用构造型<<artifact>>标识。图11-18 和图11-19所示为制品home.java的两种表示方法。
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11.1 什么是接口和构件
11.1.1 接口
接口是对外声明的一组操作的集合。接口分为供给 接口和需求接口，供给接口只能向其他构件提供服 务，需求接口表示构件需要用到其他构件提供的服 务。 接口有两种表示方法：构造型表示接口和图标表示 接口，如图11-1所示为用构造型表示接口Borrow， 图11-2所示为用图标表示接口Borrow。
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第11章 构 件 图
构件是定义了良好接口的物理实现单元，它是 系统中可以替代的部分，每个构件体现了系统 设计中的特定类的实现，良好定义的构件不直 接依赖于其他构件，而是依赖于其他构件所支 持的接口，在这种情况下，系统中的一个构件 可以被支持相同接口的其他构件所替代。
接口是被软件或硬件所支持的一个操作集合。 通过使用命名的接口，可以避免在系统的各个 构件之间直接发生依赖关系，有利于新构件的 替换。
2．按照构件本身的性质分
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 系统级构件 实体构件 没有接口的构件 说明性构件 处理事务的构件 执行计算的构件 子系统级构件
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11.2 什么是构件图
构件图是描述构件及构件关系的图，主要用于 描述各种软件构件之间的依赖关系，例如可执 行文件和源文件之间的依赖关系。与所有UML 的其他图一样，构件图可以包括注释、约束和 包。如图11-10所示便是一个典型的构件图。
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11.8 小
结
本章首先介绍了构件概念以及构件的 五要素，讲解了构件图的作用和表示 方法；在了解了构件概念后，分别介 绍了简单构件图和嵌套构件图，还对 构件图的适用领域进行了说明，并举 例说明了最为常见的两种建模——对 可执行程序建模和对源代码建模。