研究＿Ｌｙ开发 基于Ｕ Ｍ Ｌ 的“４＋１＂视图 软件体系结构描述研究 陆远蓉 （广东丁程职业技术学院，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 ０ 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＋ 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 １ 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 图１ ＰＬＣ主机与手编程器的连接示意图 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 ２ 使用“４＋１”视图描述的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 进行复杂系统的离线仿真 收稿日期：２０１１—０１一１０ 修稿日期：２０１１一Ｏ１—１９ 作者简介：陆远蓉（１９７１一），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 现代计算机２０１１．０２ 囝 型。这个模型从５个不同的视角包括逻辑视图、进程视 用了流程图的方式描述 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” 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 视图模型如图２所示。 Ｅｎｄ—ｕｓｅｒ Ｐｒｏｇｒａｍｍｅｒｓ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｔｙ Ｓｏｆｔｗａｒｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｉｎｔｅｇｒａｔｏｒｓ Ｓｙｓｔｅｍ ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｔｏｐｏｌｏｇｙ Ｓｃａｌａｂｉ１ｉｔｙ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔ ｉｏｎｓ 图２ Ｋｒｕｃｈｔｅｎ …的“４＋１”视图 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 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 图３用“包图”描述的系统整体功能图 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。 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 国 现代计算机２０１１．０２ 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： 选择“编辑与显示”功能 点击包含要输入助记符的按钮 Ｊ， 根据不同输入条件及前后助记 符，显示助记符 ＜ 工Ｎ ｌ显示梯形图 Ｉ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： 图５虚拟实验系统中指令运行模块的进程 “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ｉ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 三 ／ 图６虚拟实验系统中仿真运用模块的进程 关联 ●属 图９用对象网描述的开发视图 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 系统输人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ｌ０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ｌ２）。 ２．６场景（Ｓｃｅｎａｒｉｏｓ） 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 ３ 结语 针对基于ＵＭＬ的“４＋１”视图体系结构模型．结合 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 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 现代计算机２０１１．０２ ＠ ＼＼＼ 三 图ｌｌ用“顺序图”描述的用户输入程序场景 参考文献 【１１３０｜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 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 ＭｏｄｅＩ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＵＭＬ ＬＵ Ｙｕａｎ——ｒｏｎｇ （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 ｓｐｅｃｉｉｆｃ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｓｙｓｔｅｍ．Ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ山ｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｗｉｔｈ ４ ｖｉｅｗｓ ｏｆ Ｌｏｇｉｃａｌ Ｖｉｅｗ，Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｖｉｅｗ，Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｖｉｅｗ ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖｉｅｗ，ａｎｄ Ｓｃｅｎａｒｉｏｓ ａｓ ｗｅｌ１．Ｔｈｅ ｅｘａｍｐｌｅ ｉｎｄｉｃａｔｅｓ ｔｈａｔ ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｉＳ ａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｅａｌ ａｓ ｉｔ ｃａｐｔｕｒｅｓ ｔｈｅ ｇｉｓｔ ｏｆ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｏｆ ａ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｔａｋｅｈｏｌｄｅｒｓ ｆｏｒ ｃｕｓｔｏｍｅｒｓ）． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＵＭＬ：“４＋１”Ｖｉｅｗ；Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ④ 现代计算机２０１１．０２