Hướng dẫn toàn diện về biểu đồ thành phần UML: Trực quan hóa kiến trúc hệ thống

PlantUML Edit PlantUML in VPasCode

@startuml
skinparam componentStyle uml2
skinparam BackgroundColor white
skinparam DefaultFontName Arial

' Cấu hình kiểu để phù hợp với màu xanh
skinparam component {
    BackgroundColor #66b3ff
    BorderColor #004d99
    FontColor black
}
skinparam interface {
    BackgroundColor #66b3ff
    BorderColor #004d99
}

' Các thành phần
component "Hệ thống đặt hàng" as OrderSystem
component "Kho lưu trữ khách hàng" as CustomerRepo
component "Hệ thống tồn kho" as InventorySystem

' Giao diện và kết nối
interface "Tra cứu khách hàng" as CustomerLookup
interface "Truy cập sản phẩm" as ProductAccessor

OrderSystem -( CustomerLookup
CustomerLookup - CustomerRepo

OrderSystem --( ProductAccessor
ProductAccessor -- InventorySystem

@enduml

Chỉnh sửa Plantuml trong VPasCode

Các phân hệ

Phân hệphân hệphân loại là một phiên bản chuyên biệt của phân loại thành phần. Do đó, phần tử ký hiệu phân hệ kế thừa tất cả các quy tắc giống hệt như phần tử ký hiệu thành phần. Sự khác biệt duy nhất là phần tử ký hiệu phân hệ có từ khóa<<phân hệ>>thay vì<<thành phần>>.

Cổng

Các cổng được biểu diễn bằng một hình vuông dọc theo cạnh của hệ thống hoặc thành phần. Một cổng thường được sử dụng để giúp hiển thị các giao diện được yêu cầu và được cung cấp của một thành phần, đóng vai trò là điểm tương tác cụ thể.

Các mối quan hệ

Về mặt đồ họa, sơ đồ thành phần là một tập hợp các đỉnh và cung, thường chứa các thành phần, giao diện và các mối quan hệ khác nhau như phụ thuộc, tập hợp, ràng buộc, tổng quát hóa, liên kết và hiện thực. Nó cũng có thể chứa các ghi chú và ràng buộc.

Các mối quan hệ	Ký hiệu	Mô tả
Liên kết		Một liên kết xác định một mối quan hệ ngữ nghĩa có thể xảy ra giữa các thể hiện đã được định kiểu. Nó có ít nhất hai đầu được biểu diễn bằng các thuộc tính, mỗi đầu được liên kết với kiểu của đầu đó.
Thành phần		Tuyển tập hợp thành là một dạng mạnh của tuyển tập, yêu cầu một thể hiện thành phần chỉ được bao gồm trong tối đa một hợp thành tại một thời điểm. Nếu một hợp thành bị xóa, tất cả các thành phần của nó thường cũng bị xóa theo.
Tuyển tập		Một loại liên kết có một trong các đầu của nó được đánh dấu là tuyển tập chia sẻ, nghĩa là nó có một tuyển tập chia sẻ.
Ràng buộc		Một điều kiện hoặc hạn chế được biểu diễn bằng văn bản ngôn ngữ tự nhiên hoặc bằng ngôn ngữ có thể đọc được bởi máy, nhằm mục đích khai báo một số ngữ nghĩa của một phần tử.
Sự phụ thuộc		Một sự phụ thuộc chỉ ra rằng một hoặc một tập hợp các phần tử mô hình yêu cầu các phần tử mô hình khác để xác định hoặc thực hiện chúng. Các phần tử phụ thuộc có sự phụ thuộc về mặt ngữ nghĩa hoặc cấu trúc đối với các phần tử cung cấp.
Tổng quát hóa		Một mối quan hệ phân loại giữa một bộ phân loại tổng quát hơn và một bộ phân loại cụ thể hơn. Mỗi thể hiện của bộ phân loại cụ thể cũng là một thể hiện gián tiếp của bộ phân loại tổng quát, thừa kế các đặc tính của nó.

Ứng dụng thực tiễn

1. Mô hình hóa mã nguồn

Bằng cách kỹ thuật thuận hoặc kỹ thuật ngược, xác định tập hợp các tệp mã nguồn quan tâm và mô hình hóa chúng dưới dạng các thành phần có kiểu là <<file>>.
Đối với các hệ thống lớn, hãy sử dụng gói để hiển thị các nhóm tệp mã nguồn.
Hãy cân nhắc công bố một giá trị gắn thẻ chỉ ra thông tin như số phiên bản của tệp mã nguồn, tác giả của nó và ngày nó được thay đổi lần cuối. Sử dụng các công cụ để quản lý giá trị của thẻ này.
Mô hình hóa các sự phụ thuộc biên dịch giữa các tệp này bằng cách sử dụng các sự phụ thuộc. Một lần nữa, hãy sử dụng các công cụ để hỗ trợ tạo và quản lý các sự phụ thuộc này.

Ví dụ về thành phần – Mã nguồn Java

Ví dụ về sơ đồ thành phần – Mã C++ có phiên bản

Tương đương PlantUML cho mô hình hóa mã nguồn:

PlantUML Edit PlantUML in VPasCode

@startuml
skinparam componentStyle uml2
skinparam BackgroundColor white
skinparam DefaultFontName Arial

' Cấu hình kiểu để phù hợp với màu xanh
skinparam component {
    BackgroundColor #66b3ff
    BorderColor #004d99
    FontColor black
}

' Hàng thành phần 1 (Phiên bản)
component "signal.h (v3.5)" as signal35
component "signal.h (v4.0)" as signal40
component "signal.h (v4.1)" as signal41

' Hàng thành phần 2
component "interp.cpp" as interp
component "signal.h (v5.0)" as signal50

' Hàng thành phần 3
component "irq.h" as irq
component "device.cpp" as device

' Kết nối & Ghi đè bố cục
' Các cha chỉ sang trái ở hàng trên
signal40 .left.> signal35 : <>
signal41 .left.> signal40 : <>

' Sự phụ thuộc theo chiều dọc
interp .up.> signal41
signal50 .up.> signal41

interp .down.> irq
device .up.> interp

@enduml

2. Mô hình hóa một bản phát hành có thể thực thi

Xác định tập hợp các thành phần mà bạn muốn mô hình hóa. Thông thường, điều này sẽ liên quan đến một số hoặc tất cả các thành phần tồn tại trên một nút, hoặc sự phân bố của các tập hợp thành phần này trên tất cả các nút trong hệ thống.
Xem xét kiểu (stereotype) của từng thành phần trong tập hợp này. Đối với hầu hết các hệ thống, bạn sẽ tìm thấy một số lượng nhỏ các loại thành phần khác nhau (chẳng hạn như các tệp thực thi, thư viện, bảng, tệp và tài liệu). Bạn có thể sử dụng các cơ chế mở rộng của UML để cung cấp các dấu hiệu trực quan cho các kiểu này.
Đối với từng thành phần trong tập hợp này, hãy xem xét mối quan hệ của nó với các thành phần lân cận. Thông thường, điều này sẽ liên quan đến các giao diện được xuất (thực hiện) bởi một số thành phần nhất định và sau đó được nhập (sử dụng) bởi các thành phần khác. Nếu bạn muốn làm lộ rõ các điểm nối trong hệ thống của mình, hãy mô hình hóa các giao diện này một cách rõ ràng. Nếu bạn muốn mô hình ở mức trừu tượng cao hơn, hãy lược bỏ các mối quan hệ này bằng cách chỉ hiển thị các phụ thuộc giữa các thành phần.

Tương đương PlantUML cho bản phát hành thực thi:

Plantuml

Chỉnh sửa Plantuml trong VPasCode

PlantUML Edit PlantUML in VPasCode

@startuml
skinparam componentStyle uml2
skinparam BackgroundColor white
skinparam DefaultFontName Arial

' Phong cách xanh dương hiện đại để phù hợp với kiểu sơ đồ của bạn
skinparam component {
    BackgroundColor #5cadff
    BorderColor #2b7fff
    FontColor black
    RoundCorner 10
}
skinparam interface {
    BackgroundColor #5cadff
    BorderColor #2b7fff
}

' Các thành phần
component "path.dll" as path
component "collision.dll" as collision
component "driver.dlln(version = "B.2.1.3")" as driver

' Các giao diện
interface IDrive
interface ISelfTest

' Bố trí và kết nối sạch
path .right.> collision

' Sử dụng bố trí ẩn để buộc các giao diện xếp chồng theo chiều dọc
IDrive -[hidden]down- ISelfTest

' Kết nối driver với các giao diện của nó một cách sạch sẽ ở bên trái
driver -left- IDrive
driver -left- ISelfTest

' Đường phụ thuộc thẳng đứng sạch sẽ
path .down.> IDrive

@enduml

Chỉnh sửa Plantuml trong VPasCode

3. Mô hình hóa cơ sở dữ liệu vật lý

Xác định các lớp trong mô hình của bạn đại diện cho lược đồ cơ sở dữ liệu logic của bạn.
Chọn một chiến lược để ánh xạ các lớp này sang các bảng. Bạn cũng sẽ muốn xem xét sự phân phối vật lý của các cơ sở dữ liệu của mình. Chiến lược ánh xạ của bạn sẽ bị ảnh hưởng bởi vị trí mà bạn muốn dữ liệu của mình tồn tại trên hệ thống đã triển khai của bạn.
Để trực quan hóa, xác định, xây dựng và tài liệu hóa việc ánh xạ của bạn, hãy tạo một sơ đồ thành phần chứa các thành phần được gắn kiểu là <<table>>.
Khi có thể, hãy sử dụng các công cụ để giúp bạn chuyển đổi thiết kế logic của bạn thành thiết kế vật lý.

Tương đương PlantUML cho cơ sở dữ liệu vật lý:

Plantuml

Chỉnh sửa Plantuml trong VPasCode

PlantUML Edit PlantUML in VPasCode

@startuml
skinparam componentStyle uml2
skinparam BackgroundColor white
skinparam DefaultFontName Arial
skinparam linetype ortho

' Cấu hình phong cách để phù hợp với màu xanh dương
skinparam component {
    BackgroundColor #66b3ff
    BorderColor #004d99
    FontColor black
}

' Thành phần cha
component "school.db" as school_db

' Các thành phần con
component "course" as course
component "department" as dept
component "instructor" as instructor
component "school" as school
component "student" as student

' Các liên kết ẩn để buộc hàng căn chỉnh theo chiều ngang
course -[hidden]right- dept
dept -[hidden]right- instructor
instructor -[hidden]right- school
school -[hidden]right- student

' Mối quan hệ hợp thành (Hình thoi đen)
school_db *-- course
school_db *-- dept
school_db *-- instructor
school_db *-- school
school_db *-- student

@endif