7.11 设计阶段交付物

7.11.1 设计模型

在设计过程中必须完成设计模型的构造。设计模型采用UML语言，通过特定的工具进行建模，从而形成一个模型文件。为了便于交流，我们也可以把它整理成文档。

当把设计模型整理成文档，需要包含以下几部分。

1）用例视图

尽管Use-Case主要是分析阶段的产物，但是将Use-Case图放在模型中，便于理解后续的设计。在此部分中，需要提供一张用例图。

2）逻辑视图

（1）系统结构。首先利用UML的包图，画出一个系统架构的表示图。在设计类图完成后，每一个包画一张它所包含的类图。

（2）Use-Case实现。在该节中需要针对每一个Use-Case，通过交互图的方式表达相应的设计。因此，其格式可以表示为：

a．＜Use-Case1＞实现。

采用交互图的形式完整定义该Use-Case的实现过程。一个Use-Case中所有系统操作都必须得到相应的设计。如果一个用例比较复杂，可以分几个交互图进行表达。

b．＜Use-Case2＞实现。

……

（3）设计类图。将Use-Case实现中涉及的所有设计类以及它们的关联关系，画在一张设计类图中。如果类比较多，可以先画一个包图，然后画出各个包中包含的类图。

（4）其他图。

如果需要，针对某一个类给出其状态图。

如果需要，针对某一流程构造活动图。

3）实现视图

针对每一个子系统，画出其对应的组件图。需要画两种组件图：

（1）一种为开发环境中的组件构成及依赖关系。开发环境中的组件指的是程序源文件以及它所依赖的其他文件。

（2）另一种为编译后生成的组件及其依赖关系。

组件内部可以画出它包含的类以及类的关系。

4）进程视图

通过类图或者组件图的形式表示进程类、线程类及其相互关系，通过类图表示进程、线程中包含的类。

5）部署视图

画出系统的物理部署图。

7.11.2 软件架构文档

软件架构设计文档对软件的系统结构进行了描述。它主要采用设计模型中各种模型进行表达。但是并非设计模型中所有的模型都包含在此文档中，此文档中一般涉及对架构有重要影响的用例，并围绕它们介绍相关的模型。当然，软件架构文档中不仅应该给出模型图，也需要提供文字描述，表明做出相应设计决策的理由。

以下为除了前言以外的其他章节的说明。

7．11．2．1 目前软件系统体系架构

对目前存在的系统进行描述，如果原来没有系统，则对相类似的系统进行描述。指出目前系统存在的问题，新系统希望得到的改进。

对原来系统架构的描述可以采用UML包图，或者部署图。

7．11．2．2 软件系统架构设计目标

本节说明对构架具有某种重要影响的软件需求和目标，例如，安全性、保密性、市售产品的使用、可移植性、分销和重复使用。还应记录可能适用的特殊约束：设计与实施策略、开发工具、团队结构、时间表、遗留代码等。

7．11．2．3 建议的软件系统架构

1）概述

对整个软件的架构进行概述，给出软件架构采用的架构模式及其选择理由。

描述软件架构中重用的框架、中间件和类库。

简略描述包含哪些子系统，每个子系统的功能是什么。

2）用例视图

本节选择列出所有用例中的某一些用例或场景，这些用例或场景应体现最终系统中重要的、核心的功能；或是在构架方面涉及范围很广（使用了许多构架元素）；或与构架中某一特别的设计有关系。

3）系统逻辑视图

（1）系统架构。首先利用UML的包图，给出一个系统架构图，简要介绍该系统架构的特点，各个子系统的功能。

（2）子系统。针对每一个子系统描述：①子系统的功能；②子系统向外界提供的服务的详细描述（定义其接口具体形式）；③给出每一个子系统的组件图、类图。

（3）用例实现。针对选择的每一个核心用例，用顺序图刻画其具体实现。

（4）子系统协作。以交互图的形式围绕核心用例，刻画子系统之间的协作过程。此时，每一个子系统是一个黑盒子，在交互图中作为一个对象。

7．11．2．4 系统运行视图

该部分首先描述系统的控制流结构的选择，例如是采用数据流驱动、事件驱动，还是采用多线程。

如果软件中涉及并发的情形，提供相应的进程视图给予相应的解释。

7．11．2．5 系统实现视图

该部分分为两部分。

（1）系统开发模型：首先说明开发环境、开发语言、版本控制工具的选择，在开发环境中一个项目包含哪些目录，包含哪些源文件，用组件图来说明源文件包含的类，以及源文件之间的依赖关系。

（2）系统实现模型：定义编译后的可执行文件及其依赖关系。通过组件图来表示可执行文件及其依赖关系。

7．11．2．6 系统物理视图

利用UML的部署图描述系统的软硬件部署方式。列出硬件配置的规格要求以及选择理由。

7．11．2．7 边界条件设计

描述了系统中如何启动、关闭以及进行错误处理。描述的方式是采用用例的方式来进行说明，即提供启动用例、关闭用例、错误处理用例的分别说明，并通过交互图来说明这些用例是如何实现的。

7．11．2．8 数据管理

采用UML的类图表示那些需要持久化的数据。说明选择的数据持久化保存的方式及理由。如果是数据库保存，确定所选的数据库管理系统，并给出数据库的表设计，如果是文件系统，说明文件的目录结构、文件的格式。

7．11．2．9 其他设计

列出针对设计目标提出的特别的设计考虑，比如说访问控制和安全、可靠性设计等。

（1）访问控制和安全设计。采用表格列出不同的操作者对不同对象的权限；描述用户认证的方式；如果需要，给出数据的加／解密方式、给出接口调用的安全认证；其他安全问题。

（2）可靠性设计。如果有特定的可靠性要求，给出在可靠性方面采取的特定设计方案。