基于UML的_4_1_视图软件体系结构描述研究

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图 2 Kruchten 提出的 “4+1 ” 视图
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2.2 逻辑视图 （Logical View）
逻辑视图关心的是系统提供给最终 用 户 的 服 务 。 在 UML 中 ， 包 图 用 于 描 述 系 统 的 分 层 结 构 ， 它 表 明 了 一系列模型的要素 。 因为从用户的角度出发 ， 它对系统 进 行 观 察 时 ， 只 需 要 看 到 包 装 （ 封 装 ）， 在 这 个 包 装 里 面 ， 还可再细分拆成更小的包装 。 在 FP 辅助实验教学系统中 ， 需要模拟出用户的程 序输入界面 、 运行程序前的输入端设置 、 程序运行后的 输出端状态 、 程序运行的时序图与梯形图 。 用包图可以 把为用户提供的这些功能需求表示出来 ， 如图 3 所示 。
“ 仿真应用 ” 模块 （ 如图 6 ）。 “ 帮助 ” 模块 （ 如图 7 ）。
2.4 物理视图 （Physical View）
物理视图主要考 虑 如 何 把 软 件 映 射 到 硬 件 上 ， 根 据图 1 所示 ， 系统的物理视图如图 8 所示 。 在本视图 中 ， 无构件 ， 连接件是数据线 。
出版社 ，2006.1
[5]Philippe Kruchten. Architectural Blueprints — The “4+1 ” View Model of Software Architecture. IEEE Software 12(6) November 1995 ：42~50 [6] 陆远 蓉 . 可编 程 控 制器 的 计 算 机 辅 助 实 验 教 学 [ 学 位 论 文 ].

用了流程图的方式描述 。 在这个视图中 ， 构件是 ： 各 子 模 块 的 流 程 、 保 存 功 能的实现 、 助记符的显示 / 记录的算法 、 代码 ； 连接件是 ： 主界面 、 在各子模块中的退出功能 、 各子模块中不同功 能的按钮 。 下面描述了系统中的其中四个模块 。 “ 编辑与显示 ” 模块 ：
场景可以看作是重要系统活动的抽象 ， 帮助设计 者找到体系结构的构件和它们之间的关系 。 对于 FP 辅 助实验教学系统 ， 用 “ 用例图 ” 和 “ 顺序图 ” 描 述 其 中 部 分场景的示例见图 10~12 。
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结 语
针对基于 UML 的 “4+1 ” 视 图 体 系 结 构 模 型 ， 结 合
图 1 PLC 主机与手的 FP 辅助实验教学 系统
2.1 Kruchten 的 “4+1”视图
Kruchten 在 1995 年提出了一个 “4+1” 的视图模
收稿日期 ：2011-01-10
修稿日期 ：2011-01-19
作者简介 ： 陆远蓉 （1971- ）， 女 ， 广东人 ， 讲师 ， 项目管理师 ， 设计师 ， 硕士 ， 研究方向为项目管理 、 多媒体技术应用
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引 言
软件体系结构代表了软件系统公共的高层次的抽
象 ， 描述整个系统的结构和行为模型 ， 标识了主要的系 统组件 、 连接件以及组件和连接件如何结合在一起的 约束与配置关系 。 软件体系结构的设计作为软件开发 中关键活动之一 ， 需要考虑的不仅仅是系统功能方面 的需求 ， 还要考虑系统的物理分布 、 过程通信和同步等 问题 。 Kruchten 在 1995 年提出了一个基于 UML 的 “4+
研究与开发
基于 UML 的“4+1”视图软件体系结构描述研究
陆远蓉
（ 广东工程职业技术学院 ， 广州 510520 ） 摘 要 ： 提 出 一 种 基 于 统 一 建 模 语 言 （UML ）， 用 “4+1 ” 的 视 图 模 型 来 描 述 一 个 具 体 系 统 的 体 系 结 构 。 这种方法包括逻辑视图 、 教程视图 、 开发视图和物理视图四种视图 ， 以及场景 。 通过对一 个实例系统的描述 ， 表明这是一个有效而且实用的方法 ， 这种方法涵括了不同的 干 系 人 （ 或 者成为 “ 客户 ”） 从不同角度所关心的主要的系统结构 。 关键词 ： UML; 4+1 视图 ; 软件体系结构
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现代计算机
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(Guangdong Polytechnic College, Guangzhou 510520) Abstract: Presents an example of how to use “4+1 ” view model of software architecture based on UML to describe a specific software system. Describes the software architecture with 4 views of Logical View, Process View, Development View and Physical View, and Scenarios as well. The example indicates that this method is an effective and practical as it captures the gist of architecture of a system for different stakeholders (or customers). Keywords: UML; “4+1 ”View; Software Architecture
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图 4 虚拟实验系统中输入与编辑指令模块的进程
“ 运行 ” 模块 ：



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图 3 用 “ 包图 ” 描述的系统整体功能图
图 5 虚拟实验系统中指令运行模块的进程
在这个视图中 ， 构件是 ： 各 子 模 块 的 的 功 能 构 成 、 各子模块的操作方式及界面设置 ； 连 接 件 是 ： 主 界 面 、 在各子模块中的退出功能 。
广州 : 中山大学 , 2002
图 11 用 “ 顺序图 ” 描述的用户输入程序场景 参考文献
[1] 刘 宁 , 郑 东 霞 . 基 于 UML 的 多 视 图 软 件 体 系 结 构 描 述 方 法
研究 . 计算机应用研究 ,2008, 25 （11 ）：3367~3369
[2] 汤 小 康 ， 王 志 刚 , 彭 冰 沁 . 基 于 UML 和 Z 的 需 求 分 析 到 软
一个实际的软件系统 ， 阐述各视图的定义及其基于 U
ML 的描述方法 ， 证明了将该模型用于描述软件体系结
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研究与开发
构的可行性及易用性 。
[3] 张友生 . 软件体系结构 . 北京 ： 清华大学出版社 ,2006.7 [4] 韩 万 江 , 姜 立 新 . 软 件 项 目 管 理 案 例 教 程 . 北 京 ： 机 械 工 业
1”视图模型 ，从五个不同的视角 （逻辑 、进程 、物理 、开发 、
场景 ）来描述软件体系结构 。 下面以一个计算机虚拟的辅 助实验系统为例 ，阐述用 UML、从 “4+1”视图模型来描述 软件系统的体系结构。
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系统概述
本系统是应用于 《 可编程控制器原理及应用 》 课程
中的 FP 辅助实验教学系统 ， 作为可编程控制 器 （PLC ） 的一种仿真应用软件 。 在课程实验中用到 的 FP1 C24 主机和 FP 编程器 II 的真实连接示意图见图 1， 本系统 是用软件来仿真实际的编程器 ， 给学生提供一个虚拟 实验环境 ， 使用本系统还能够得到使用前两者所不能 得到的时序图和梯形图 。 更进一步 ，利用本系统还可以 进行复杂系统的离线仿真 。
2.3 进程视图 （Process View）
在 FP 辅助实验教学系统中的进程视图中 ， 主要使
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图 6 虚拟实验系统中仿真运用模块的进程
图 9 用对象图描述的开发视图
系统整体功能 ：
图 7 虚拟实验系统中仿真运用模块的进程
图 8 虚拟实验系统的物理视图
2.5 开发视图 （Development View）
开发视图主要侧重于软件模块的组织与管理 ， 通过 系统输入输出关系的模型图和子系统图来描述 ，在这里 ， 使用了对象图来描述系统的功能模块，如图 9 所示。
图 10 用 “ 用例图 ” 描述的系统整体功能场景
用户输入程序 （ 如图 11 ）。 用户运行所输入的程序 （ 如图 12 ）。
2.6 场景(Scenarios)
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型 。 这个模型从 5 个不同的视角包括逻辑视图 、 进程视 图 、 物理视图 、 开发视图和场景视图来描述软件体系结 构 。 每一个视图针对一类人群 ， 关心系统的一个侧面 ， 结合 5 个视图描述了软件系统结构的全部内容 。 “4+1 ” 视图模型如图 2 所示 。
件体系结构的映射 . 福建电脑 , 2008 （3 ）：19~27 图 12 用 “ 顺序图 ” 描述的用户运行程序场景
Research on Describing Software Architecture with“4+1” View Model Based on UML
LU Yuan-rong