《体系结构视》PPT课件.ppt

4+1体系结构视图,最终用户功能,展开视图,实现视图,过程视图,逻辑视图,用例视图,设计人员/测试人员行为,系统集成人员性能可扩展性吞吐量,系统工程师系统拓扑结构交付、安装通信,程序员软件管理,举例：自动取款机(ATM)系统的用例模型,银行储户,取款,存款,在不同帐户间转帐,用例模型捕获、表示系统的功能性需求,用例的分析、设计和实现,分析模型,用例模型,取款,设计模型,取款,取款,取款,实现模型,用例的分析、设计和实现,分析模型,用例模型,取款,帐户,吐钞器,提取,出纳员接口,三种不同构造型的分析类,实体类,边界类,控制类,帐户,出纳员接口,提取,：实体对象一般是系统中长效且持久 的对象,:边界对象处理系统与环境之间的通信，建立系统与参与者间的交互模型,:控制对象执行与特定用例有关的行为，建立系统与参与者间的交互模型,分析类型之间的关系,每个用例都有一个说明如何执行用例的协作图,分析模型,取款,用例模型,描述对象如何执行用例的顺序图,提取,银行储户,提取,检验标识符,给付,银行储户标识自己,银行储户说明帐户和要提取的钱数.系统从帐户中提取并给付此笔钱款,分析模型形成系统体系结构,采用分析模型重新描述取款用例,分析模型,银行储户,出纳员接口,吐钞器,提取,帐户,提取管理,分析模型中参与多个用例实现的类,银行储户,取款,存款,用例模型捕获、表示系统的功能性需求,分析模型,用例模型,在不同帐户间转帐,出纳员接口,吐钞器,提取,帐户,出纳员,存入,转帐,设计模型中的设计类与分析模型中的分析类,分析模型,吐钞器,提取,出纳员接口,设计模型,吐钞传感器,吐钞输送器,点钞机,提取,帐户,帐户,储户管理,永久类,事务管理,帐户管理,显示,数字键盘,读卡机,有三个子系统的分析模型,在影射到设计模型之前需要把分析类型分解到各个分析子系统中,分析子系统ATM接口,分析子系统控制逻辑,分析子系统帐户管理,举例：用例模型中添加通信关联的指向,客户,订货,执行者启动用例,客户,获得订单的状态,系统启动用例,客户,获得订单的状态,由客户或者系统启动用例,Yourdon的OOA方法 以类与对象图及对象状态图为辅助工具，建立问题域的五层模型.OOA模型被划分为五个层次(五个视图),OOA的结构,类的边界,Class&object layer(类及对象层),Attribute layer(属性层),Service layer(服务层),Structure layer(结构层),Subject layer(主题层),实例的边界,实例连接,消息连接,主题,服务,属性,分析阶段由五个活动组成：(1)标识类及对象(2)标识结构(3)标识主题(4)定义属性及实例连接(5)定义服务及消息连接五个步骤常根据需要交叉进行,步骤1：识别类与对象(1)发现对象主要策略:考虑问题域人员组织物品设备事件表格结构 考虑系统边界人员设备外系统 考虑系统责任,问题域描述中的名词,往往是候选的 及对象;根据问题域结构可提取候选 的类及对象;例:银行储蓄管理系统,与系统发生作用的其它系统和必要 的设备可作为候选的类及对象;如：打印机等(分析阶段可不把与实现有关的计算 机部件作为候选的类及对象),系统必须观测、记忆的与时间有关的 事件可作为候选的类及对象;如：建立帐户的日期 打开一个帐户等与系统发生交互的人及系统必须保留其信息的人,可作为候选的类及对象;如：柜员、储户等这些人所属的组织单位，可作为候选的类及对象;如：总行、分行等,系统必须记忆、且不在问题域约束中 的顺序操作过程(为了指导人机交互)可作为候选的类及对象;如：柜员事务、远程事务等。其中属性是操作过程名,操作特权及操作 步骤的描述;系统需了解掌握的物理位置、办公 地点等可作为候选的类及对象;如：ATM机器、帐户等,(2)审查和筛选,舍弃无用的类 对象的精简只有一个属性的对象只有一个服务的对象 推迟到OOD考虑的对象,帐册,上级系统接口,供货员,销售事件,商品,特价商品,计量商品,收款机,商品一览表,超市销售管理系 统(对象层),步骤2：定义属性与服务定义属性定义服务对象的状态与状态转换图例：栈的状态/服务对照表,例：栈状态转换图,空,半满,满,创建,压入(未满)弹出(未空),压入(报错),弹出(报错),弹出(已空),压入,弹出,压入(已满),定义服务 对象行为分类 发现服务的策略 审查与调整 识别对象的主动行为 服务的详细说明(服务解释、消息协议、消息发送、约束条件、服务流程图),帐册,前班节余销售事件表收入累计上交款本班节余,接班计帐报帐交班,上级系统接口,帐目目册,消息发送查帐报帐价格更新种类增删,供货员,缺货登记表,缺货登记供货,销售事件,收款人购物清单应收款,销售计划入帐,商品,编号名称单价架上数量下限,售出补充价格更新,特价商品,开始日期结束日期,计量商品,*单价计量单位计价方式,*售出*补充*价格更新,收款机,本班出纳员开始时间结束时间,登录 售货 结帐,商品一览表,商品目录,检索种类增删,超市销售管理系 统(特征层),建立数据字典 为所有模型实体准备一个数据字典,精确描述每一个对象类,包括:成员约束关联、属性、操作,对象字典举例：类名 父类 提供的服务 需要的服务帐户 ATM 银行 出纳员,步骤3：定义结构与连接初步确定关联对应于描述性动词或动词短语需求陈述中隐含根据问题域知识得出筛选完善分析标识对象之间的关系对象之间的分类关系：一般-特殊结构对象之间的组成关系：整体-部分结构对象之间的静态联系：实例连接对象之间的动态关系：消息连接,从一般类发现特殊类,公司职员,股东,姓名身分证号码,股份,职员,工资,公司职员,姓名身分证号码股份工资,？,？,从特殊类发现一般类,公司职员,股东,姓名身分证号码,股份,职员,工资,股东,姓名身分证号码股份,职员,姓名身分证号码工资,？,收款机,ABC,现钞收款机,DEF,现钞收款机,ABCDEF,XYZ,Z,XY,为支持复用建立结构,收款机类成为可供本领域其它系统复用的领域构件,取消没有特殊属性的特殊类,大学生,研究生,研究方向指导教师,学生,姓名学号班级,研究生,研究方向指导教师,学生,姓名学号班级,通过增加属性简化一般-特殊结构,人员,男人,女人,美国人,日本人,人员,性别国籍,中国人,两种结构的变通,冷藏车,汽车,制冷设备,冷藏车,汽车,制冷设备,仅用一般-特殊结构,两种结构同用,冷藏车,汽车,制冷设备,仅用整体-部分结构,用整体-部分结构实现复用,车床,机床,刨床,起重机,电动机,钻床,送料车,筛选：删除下列关联已删去的类间的关联无关或实现关联瞬时事件三元关联派生关联,中央计算机,总行,通信,银行代码,ATM,拥有,分行计算机,出纳工作站,远程业务,现金卡,分行,帐户,储户,出纳员,出纳业务,通信,授权,存取,拥有,拥有,持有,组成,拥有,拥有,雇佣,进入,被进入,修改,修改,进入,ATM系统的初始对象图,步骤4：定义服务及消息连接 分析和认识对象之间在行为上的往来关系。,顺序系统中的消息传递,主动对象A,a,被动对象B,b,被动对象C,c,被动对象D,d1,d2,运行开始,运行结束,服务执行,消息发送,控制点返回示意,并发系统中 的消息传递,主动对象A,主动对象B,被动对象D,任务Task1 线程Ta,控制线程之间的消息连接,控制点返回示意,被动对象C,被动对象E,控制线程内部的消息连接,任务Task2 线程Tb,多个控制线程之间的消息与顺序系统中消息的不同之处(1)并发执行的控制线程之间传送的消息的不同用途:向接收者发出访问请求向接收者提交数据向接收者发布通知或事件信息向接收者传递同步控制信号(2)消息的同步与异步(3)接收者对消息的不同响应方式(4)发送者对消息处理结果的不同期待方式(5)消息的接收者是否唯一定向消息广播消息,OOA对消息的表示消息连接 消息连接是OOA（或OOD）模型中对对象之间行为依赖关系的表示 识别和表示的主要问题：对象之间是否存在消息？消息是同一线程内部的还是不同线程之间的？每一种消息是从发送者哪个服务发出的？由接收者哪个服务响应处理的？消息是同步还是异步？发送者是否等待消息的处理结果？,如何建立消息连接(1)建立控制线程内部的消息连接 基本策略：“服务模拟”“执行路线追踪”具体做法：人为地模拟当前服务的执行，通过考虑需要请求其它对象的服务来发现新消息。分析该消息的发送者与接收者在执行时是否属于同一控制线程,(2)建立控制线程之间的消息连接 对每个控制线程考虑：它在执行时是否需要请求其它控制线程中的对象为它提供服务？由哪个对象发出？由哪个对象中的服务处理？它在执行时是否要向其它控制线程中的对象提供或索取数据？它在执行时是否将产生对其它控制线程的执行有影响的事件？各个控制线程的并发执行是否要传递同步控制信号一个控制线程在何种条件下中止执行？中止后在何种条件下由其它控制线程用何法唤醒?,(3)对象分布问题及对消息的影响每台处理机上分布的一组对象中至少应有一个主动对象；同一台处理机上的对象之间的消息通信既可能是一个控制线程内部的，也可能是不同控制线程之间的。,帐册,前班节余销售事件表收入累计上交款本班节余,接班计帐报帐交班,上级系统接口,帐目目册,消息发送查帐报帐价格更新种类增删,供货员,缺货登记表,缺货登记供货,销售事件,收款人购物清单应收款,销售计划入帐,商品,编号名称单价架上数量下限,售出补充价格更新,特价商品,开始日期结束日期,计量商品,*单价计量单位计价方式,*售出*补充*价格更新,1,m,商品一览表,商品目录,检索种类增删,1,m,(关系层,完整的类图),收款机,本班出纳员开始时间结束时间,登录 售货 结帐,步骤4：标识主题(主体)Coad/Yourdon方法中主题的概念：主题是把一组具有较强联系的类组织在一起而得到的类的集合。,主题概念及其用途主题层是在OOA基本模型(类图)之上建立一个能帮助人们从不同的认识层次来理解系统的补充模型；主题一种比类和对象抽象层次更高、粒度更大的概念，用以建立系统的高层抽象视图；主题有助于指导系统设计者或用户等理解一个大的系统模型,有助于组织一个大项目的工作。,主题概念的特点是由一组类构成的集合一个主题内部的对象类应具有某种意义上的内在联系描述系统中相对独立的组成部分（如一个子系统）描述系统中某一方面的事物（如人员、设备）解决系统中某一方面的问题（如输入输出）主题的划分有一定的灵活性和随意性,主题的表示法三种表示方式:压缩方式 半展开方式 全展开方式,编号 主题名,压缩方式,编号 主题名,半展开方式：,类名 类名 类名,主题名,主题名,下层主题,主题的表示法,全展开方式：,编号,编号,编号,编号,类图上原有的全部内容,如何划分主题把每个结构作为一个主题；(选取结构中最上层的类作为一主题)通过实例连接互相联系的类可划分到一个主题；把不属于任何结构，也没有实例连接的类作为一个主题。,如何精练主题 从问题域和接口复杂性两方面入手:使用问题域精练主题,即用整体/部分结构对问题域进行划分,而不是按功能分解方法划分.按高内聚低偶合原则,通过使主题间依赖性和交互性最小原则保留能反映子问题域的主题.主题数目7个左右,则进一步精练主题.,何时引入主题 依赖于模型自身复杂性小系统:不需引入主题;中等系统:先标识类及对象,然后引入主题;大系统:先标识主题,对问题域进行 划分,分给不同的任务组;,主题层次的控制中小型系统可只设一层主题，最多不超过两层；大型系统可只设两层主题，最多不超过三层。,中央计算机,总行,通信,银行代码,ATM,拥有,分行计算机,出纳工作站,远程业务,现金卡,分行,帐户,储户,出纳员,出纳业务,通信,授权,存取,拥有,拥有,持有,组成,拥有,拥有,雇佣,进入,被进入,修改,修改,进入,把ATM系统划分为三个主题,2,3,1,1,1,1,2,2,2,3,3,3,3,帐册,前班节余销售事件表收入累计上交款本班节余,接班计帐报帐交班,上级系统接口,帐目目册,消息发送查帐报帐价格更新种类增删,供货员,缺货登记表,缺货登记供货,销售事件,收款人购物清单应收款,销售计划入帐,商品,编号名称单价架上数量下限,售出补充价格更新,特价商品,开始日期结束日期,计量商品,*单价计量单位计价方式,*售出*补充*价格更新,1,m,商品一览表,商品目录,检索种类增删,1,m,(关系层,完整的类图),收款机,本班出纳员开始时间结束时间,登录 售货 结帐,1,1,1,1,3,3,3,3,2,2,2,2,三.需求验证,(1)正确性(2)无二义性(3)完整性(4)可验证性(5)一致性(6)可理解性(7)可修改性(8)可被跟踪性(9)可跟踪性(10)设计无关性(11)注释,需求文档的陈述与改进举例（1）,产品必须在固定的时间间隔内提供状态消息，并且每次时间间隔不得小于60秒。,后台任务管理器(BTM)应该在用户界面的指定区域显示状态消息。a.在后台任务进程启动之后，消息必须每隔60(10)秒更新一次，并且保持连续的可见性。b.如果正在正常处理后台任务进程，那么后台任务管理器(BTM)必须显示后台任务进程已完成的百分比。c.当完成后台任务时，后台任务管理器(BTM)必须显示一个“已完成”的消息。d.如果后台任务中止执行，那么后台任务管理器(BTM)必须显示一个出错信息。,需求不完整，导致需求不可验证,改进,需求文档的陈述与改进举例（2）,产品必须在显示和隐藏非打印字符之间进行瞬间切换。,用户在编辑文档时，通过激活特定的机制，可以在显示和隐藏所有HTML标记之间进行切换。,需求不可行、不完整、不确定性，导致需求不可验证,改进,四.需求工程研究新进展,需求工程研究进展可归结为需求工程的对象化、形式化和自动化三个主要方面。实施需求分析的工程成为需求工程。需求分析指有非形式化的需求陈述转化为完整的需求定义，在由需求定义转换到相应的形式功能规约的过程。需求分析处于软件开发过程中的初始阶段，它对于软件开发过程以及软件产品质量至关重要，且困难甚大。,需求分析的主要难点,问题的复杂性交流障碍不完备性和不一致性需求易变性,解决途径,(1)需求模型及语言：功能分解模型 OO模型 单一表示模式 多视点 非形式化方法 形式化方法(2)CASE技术及工具：集成化 零散的机器支撑环境 构件化 自动化最终目标 实现软件生产的全自动化,