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子系统是一种模型元素,它具有包(其中可包含其他模型元素)和(其具有行为)的语义。子系统的行为由它所包含的类或其他子系统提供。子系统实现一个或多个接口,这些接口定义子系统可以执行的行为。

子系统的使用

可以通过多种互补的方法来使用子系统,将系统分为若干个单元,这些单元:

可以独立预定、配置或交付
可以独立开发(只要接口保持不变)
可以在一组分布式计算节点上独立部署
可以在不破坏系统其他部分的情况下独立地进行更改
此外,子系统还可以:

将系统分为若干单元,以提供对关键资源的有限安全保护
在设计中代表现有产品或外部系统

从类协作中确定子系统

如果某个协作中的各个类只是在相互之间进行交互,并且可生成一组定义明确的结果,就应将该协作和它的类封装在一个子系统中。

这一规则同样适用于协作的子集。可以对协作的任何部分或全部进行封装和简化,这将会使设计更易于理解。

提示

 

提示

详细说明

注意可选性 如果特定的协作(或子协作)代表可选行为,则应将其封装在一个子系统中。如果可以将某些功能删除、升级或替换为其他功能,就应该认为这些功能是独立的。
注意系统的用户界面。 如果用户界面相对独立于系统中的实体类(即二者都可以且将要独立地变更),则应创建横向集成的子系统:将相关的用户界面边界类归入一个子系统,而将相关的实体类归入另一个子系统。
如果用户界面和它所显示的实体类紧密耦合(即一方的变更会触发另一方的变更),则应创建纵向集成的子系统:将相关的边界类和实体类装入共同的子系统中。
注意主角 将两个不同主角使用的功能分开,因为每个主角可能会独立变更自己对系统的需求
查找类与类之间的耦合和内聚 耦合度或内聚度较高的类彼此协作,以提供某一组服务。将耦合度较高的类组织成子系统,沿着弱耦合的界线将类分开。在某些情况下,可以将类分成更小的类,使其具有内聚度更高的职责,从而完全消除弱耦合。
注意替换 如果为某项特定功能指定了几个服务级别(例如,高、中、低可用性),则要将每个服务级别表示成一个独立的子系统,每个子系统都将实现同一组接口。这样,子系统就可互相替换。
注意分布 虽然一个特定子系统可能有多个实例,每个实例都在不同的节点上执行,但不可能在各节点间拆分子系统的单个实例。如果必须在各节点间拆分子系统行为,则需要将子系统分成更小的子系统,使其具有限制更严格的功能。确定必须存在于每个节点上的功能,并创建一个新的子系统,使其“拥有”该功能,然后相应地在该子系统内分布职责和相关元素。

一旦将类组织成子系统,就要相应地更新用例实现。

记录子系统

一旦创建了子系统:供一个名称和一段简短说明。
如果工具支持包但不支持子系统,可以用包来记录子系统;在此环境中应使用包构造型 «subsystem» 表示子系统。
应将原始分析类的职责转移给新建的子系统,并使用该子系统的说明来记录职责。

子系统和构件

构件属于实施范畴;为了在设计中表示构件,可以将子系统用作构件的代理。

系统的每个部分都应尽可能独立于系统的其他部分。
从理论上说,应该可以用新的部分替换系统的任何部分,但前提是新部分必须支持相同的接口。
应该可以使系统的不同部分独立地演进,而不受系统其他部分的影响。
为此,设计子系统提供了一种在设计模型中表示构件的理想方法:它们是用来封装许多类的行为的设计元素(就象构件封装许多类实例的行为一样),并且只能通过它们所实现的接口访问它们的行为(构件就是这样)。

代表现有产品的子系统

如果现有产品是用来导出接口(即操作,也许会导出接收)的产品,但却隐藏了实施的所有细节,就可以在逻辑视图中将该产品建模为子系统。您可以用子系统表示系统所使用的产品,例如:

通信软件中间件)。
数据库访问支持(RDBMS 映射支持)。
应用程序专用产品。
某些现有的产品,如类型集合和数据结构(例如,栈、列表、队列)最好用包来表示,因为它们所展示的不仅仅是行为。既重要又有用的是包中的特定内容,而不是包本身,包不过是一个容器而已。

对于常用的实用程序(如数学库),如果它们只导出接口,就可以将其表示成子系统,但这是否有必要或有意义,还要取决于设计人员对建模对象性质的判断。子系统是面向对象的构造,它们不仅是分类器,还是包:子系统可以具有实例(如果设计人员作出这样的指定)。通过 UML,也可以在作为构造型类的实用程序(该实用程序没有实例)中建立多组全局变量和过程的模型。

当定义子系统来代表产品时,还要定义一个或多个接口来表示产品接口。

子系统依赖关系限制

子系统与包在语义上具有差异:子系统是一种通过一个或多个它所实现的接口来提供行为的包。包并不提供行为;它们只不过是用来容纳提供行为的对象的容器。

之所以要使用子系统而不使用包,是因为子系统完全封装自己的内容,只通过自己的接口提供行为。其好处在于,与包不同,只要子系统的接口保持不变,就可以完全自由地更改子系统的内容和内部行为。另外,子系统还提供了一种“可替换的设计”元素:任何两个实现相同接口的子系统(或类,就此而论)都可以互换。

为确保子系统在模型中是可互换的元素,需要执行以下几条规则:

子系统不应暴露自己的任何内容(即,子系统所包含的元素都不应有“公有”的可见性);子系统外部的元素都不应依赖于子系统内部特定元素的存在。
子系统只应依赖于其他模型元素的接口,因此它不直接依赖于子系统外部的任何特定模型元素。例外情况是,许多子系统共享一组类定义。在这种情况下,这些子系统将“导入”包含公共类的包中的内容。这一操作只应对位于构架低层的包执行,并且只能是为了确保必须在子系统之间传递的公共类定义保持一致。
以下显示了子系统和包的依赖关系的示例:

子系统

设计模型中子系统和包的依赖关系
© 1987 - 2001 Rational Software Corporation。版权所有。

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