UML-实现图（组件图和部署图）

实现图是从系统的层次来描述的，描述硬件的组成和布局，描述软件系统划分和功能实现。

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一、组件图

• ** 通常会被称为构件图**，因此组件也会被称为构件。

1.组件图的元素

• 组件图中包含多种内容，包括包、组件、接口、组件间的关系、工件和端口，也可以包括子系统，还可以包含约束和注释等内容。但是组件图中常用的只有组件、接口、依赖关系。

（1）组件

• 在 UML2 中，组件被认为是独立的，在一个系统或子系统中的封装单元，提供一个或多个接口。
• 组件的重点在于强调重用性。
• 组件是系统中遵从一组接口且提供实现的一个物理部件，通常指开发和运行时类的物理实现。可以将组件看作是一种容器，因此它没有自己的特征，但是它包含定义特征的类。
• 组件的符号：
  
• 组件的分类：一类存在于开发时刻，两类存在于运行时刻。
  • 配置组件（Deployment Component）： 配置组件也会被称为发布组件或者实施组件，它是运行系统需要配置的组件，是形成可执行文件的基础。操作系统、Java 虚拟机和数据库管理系统都属于配置组件。
  • 工作产品组件（Work Product Component）： 有时会被称为开发用组件，这类组件主要是开发过程的产物，包括创建实施组件的源代码文件及数据文件，这些组件并不直接地参加可执行系统。而开发过程中的工作产品，用于产生可执行系统。
  • 执行组件（Execution Component）: 这类组件时作为一个正在执行系统的结果而被创建的，例如由 DLL 实例化而来的 COM+对象、HTML 文档、Servlets等。
• 组件可以包含组件。
  

（2）接口

• 在 UML 组件图中，接口是一组用于描述类或组件的一个服务操作，是一个被命名的操作的集合。一般情况下，可以将组件的接口分为两种类型：
  • 导出接口（Expert Interface）：为其他组件提供服务的接口，一个组件可以有多个导出接口。
  • 导入接口（Import Interface）： 在组件中所用到的其他组件所提供的接口，一个组件可以使用多个接口。
• 接口的符号有两种：

  • 一种是构造型表示法，在这种接口中，接口和实现接口之间用一条带三角形箭头的虚线连接，箭头指向接口。
    

  • 另一种形式是 “棒棒糖” 接口，可以使用一个小圆圈代表接口，用实线将接口和组件连接起来。在这种形式中，实线代表的是实线关系。
    

（3）组件间的关系

• 依赖关系
  
• 泛化关系
  

2.组件图的作用

• 组件图的主要目的是显示系统组件之间的结构关系。
• 在以组件为基础的开发中，组件图为系统架构师提供一个开始为解决方案建模的自然形式。组件图允许系统架构师验证系统的必需功能是由组件实现的，这样确保了最终系统将会被接受。
• 组件图通常可以使项目发起人感到轻松，该图对于不同的小组是很有用的一种交流工具。
• 组件图为开发者提供了将要建立的系统的高层次的架构视图，这将帮助开发者建立实现的目标。

3.组件图的用途

• 组件图是系统实现视图的图形表示，一个组件图表示了系统实现视图的一部分，系统中的所有组件结合起来才能表示出完整的系统实现图。
• 组件图的用途：
  • 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组件。
  • 组件图显示了被开发系统所包含的组件之间的依赖关系。
  • 从宏观的角度上，组件图把软件看作多个独立组件组装而成的集合，每个组件可以被实现相同接口的其他组件替代。
  • 可以清楚地看出系统的结构和功能，方便项目组的成员制定工作目标以及了解工作情况。
  • 有助于对系统感兴趣的人了解某个功能单元位于软件包的什么位置。

4.组件图的特点

• 侧重于描述系统静态视图的某一侧面。
• 只包含那些对描述该侧面内容有关的模型元素。
• 提供与抽象层次一致的描述，只显示有助于理解该组件图的必要的修饰。
• 图形不要过于简化，以防止产生误解。

5.使用组件图建模

（1）对源代码建模

（2）对可执行文件建模

（3）对物理数据库建模

（4）对可适应的系统建模

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二、部署图

• 部署图通常会被称为配置图，它是用来显示系统中软件和硬件的物理架构。
• 一个 UML 部署图描述了一个运行时的硬件节点，以及这些节点运行的软件组件的静态视图。
• 部署图（Deployment Diagram）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
  

1.部署图的元素

• 部署图的组成元素包括节点和节点之间的连接，连接把每个节点关联在一起，从而构成一个部署图。部署图中除了包含基本的节点、组件和关系等元素外，还可以包含其他的元素，例如子系统、包、设备、执行环境以及工作（制品）等。

（1）节点

• 节点是存在于运行时并代表 一项计算资源的物理元素，一般至少拥有一些内容，而且通常具有处理能力。他一般用于对执行处理或计算的资源建模，通常具有两方面内容，即能力（基本内存、计算能力和二级存储器）和位置（在所有必需的地方均可得到）。
• 节点的两种类型：
  • 处理器（Processor）：处理器是能够执行软件组件且具有计算能力的节点，例如服务器。处理器和设备是一个相反的概念。
  • 设备（Device）： 设备是不能执行软件组件的外围硬件且是没有计算能力的节点，通常通过其接口为外接提供某种服务，例如打印机和扫描仪等都是设备。
• 节点和组件的区别：
  

（2）部署图的关系

• 依赖关系
  
• 实现和关联关系
  • 实现关系是节点内组件向外提供服务，其符号是一条实线。关联关系体现节点间的通信关联，其符号也是一条实线。
    

2.使用部署图建模

（1）对嵌入式系统建模

（2）对客户/服务器建模

（3）对全分布式系统建模

三、应用练习题

1.例题1

• 教室在线答疑系统有4个组件：教室客户端程序、学生客户端程序、白板程序、通信协议。其中，教室客户端、学生客户端都要依赖于白板程序以及通信协议。画出该系统部署图。
  

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