從UML建模原理談怎么選擇好模型

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各種工程學(xué)科都有其豐富的建模運(yùn)用歷史。這些經(jīng)驗形成了建模的四項基本原理，現(xiàn)分別敘述如下：

第一，選擇要創(chuàng)建什么模型，對如何動手解決問題和如何形成解決方案有著意義深遠(yuǎn)的影響。

換句話說，就是要好好地選擇模型。正確的模型將清楚地表明最棘手的開發(fā)問題，提供不能輕易地從別處獲得的洞察力；錯誤的模型將使人誤入歧途，把精力花在不相關(guān)的問題上。暫時先把軟件問題放在一邊，假設(shè)現(xiàn)在正試圖解決量子物理學(xué)上的一個問題。諸如光子在時空中的相互作用問題，其中充滿了令人驚奇的難解的數(shù)學(xué)問題。選擇一個不同的模型，所有的復(fù)雜問題一下子就變得可行了（雖然不容易解決）。在這個領(lǐng)域中，這恰恰是Feynmann圖的價值，它提供了對非常復(fù)雜問題的圖形表示。類似地，在一個完全不同的領(lǐng)域里，假設(shè)正在建造一座新建筑，將會關(guān)心疾風(fēng)對它的影響。如果建立了一個物理模型，并拿到風(fēng)洞中去實驗，雖然小模型沒有精確地反映出大的實物，但也可以從中找出一些有趣的東西。因此，如果正在建立一個數(shù)學(xué)模型，然后去模擬，將知道一些不同的東西；與使用物理模型相比，也可能獲得更多新的場景。通過對模型進(jìn)行嚴(yán)格的持續(xù)的實驗，將更信任已經(jīng)建模的系統(tǒng)，事實上，它在現(xiàn)實世界中將像期望的那樣工作得很好。

對于軟件而言，所選擇的模型將在很大程度上影響對領(lǐng)域的看法。如果以數(shù)據(jù)庫開發(fā)者的觀點建造一個系統(tǒng)，可能會注意實體—聯(lián)系模型，該模型把行為放入觸發(fā)器和存儲過程中。如果以結(jié)構(gòu)化開發(fā)者的觀點建造一個系統(tǒng)，可能得到以算法為中心的模型，其中包含從處理到處理的數(shù)據(jù)流。如果以面向?qū)ο箝_發(fā)者的觀點建造一個系統(tǒng)，將可能得到這樣一個系統(tǒng)：它的體系結(jié)構(gòu)以一組類和交互模式（指出類如何一起工作）為中心?？蓤?zhí)行的模型對測試有很大幫助。上述的任何一種方法對于給定的應(yīng)用系統(tǒng)和開發(fā)文化都可能是正確的，經(jīng)驗表明，在構(gòu)建有彈力的體系結(jié)構(gòu)中面向?qū)ο蟮姆椒ū憩F(xiàn)得更為出眾，即使對使用大型數(shù)據(jù)庫或計算單元的系統(tǒng)也是如此。盡管事實如此，但要強(qiáng)調(diào)一點，不同的方法將導(dǎo)致不同種類的系統(tǒng)，并且代價和收益也是不同的。

第二，可以在不同的精度級別上表示每一種模型。

如果正在建造一座大廈，有時需要從宏觀上讓投資者看到大廈的樣子，感覺到大廈的總體效果。而有時又需要認(rèn)真考慮細(xì)節(jié)問題，例如，對復(fù)雜棘手的管道的鋪設(shè)，或?qū)ι僖姷慕Y(jié)構(gòu)件的安裝等。

對于軟件模型也是如此。有時一個快速簡潔且是可執(zhí)行的用戶界面模型正是所需要的，而有時必須耐著性子對付比特，例如，描述跨系統(tǒng)接口或解決網(wǎng)絡(luò)瓶頸問題就是如此。在任何情況下，***的模型應(yīng)該是這樣的：它可以讓你根據(jù)誰在進(jìn)行觀察以及為什么要觀察選擇它的詳細(xì)程度。分析人員或最終用戶主要考慮“做什么”的問題，開發(fā)人員主要考慮“怎樣做”的問題。這些人員都要在不同的時間以不同的詳細(xì)程度對系統(tǒng)進(jìn)行可視化。

第三，***的模型是與現(xiàn)實相聯(lián)系的。

如果建筑的物理模型不能以與真實的建筑相同的方式做出反應(yīng)，則它的價值是很有限的；飛機(jī)的數(shù)學(xué)模型，如果只是假定了理想條件和***制造，則可能掩蓋真實飛機(jī)的一些潛在的、致命的現(xiàn)實特征。***是有能夠清晰地聯(lián)系實際的模型，而當(dāng)聯(lián)系很薄弱時能夠精確地知道這些模型怎樣與現(xiàn)實脫節(jié)。所有的模型都對現(xiàn)實進(jìn)行了簡化；但有一點要記住，關(guān)鍵是簡化不要掩蓋掉任何重要的細(xì)節(jié)。

軟件領(lǐng)域中結(jié)構(gòu)化分析的致命弱點是在分析模型和系統(tǒng)設(shè)計模型之間沒有基本的聯(lián)系。隨著時間的推移，這個不可填充的裂縫會使系統(tǒng)構(gòu)思階段和實施階段出現(xiàn)不一致。在面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)中，可以把各個幾乎獨(dú)立的系統(tǒng)視圖連結(jié)成一個完整的語義整體。

第四，單個模型或視圖是不充分的。對每個重要的系統(tǒng)***用一小組幾乎獨(dú)立的模型從多個視角去逼近。

如果正在建造一所建筑物，會發(fā)現(xiàn)沒有任何一套單項設(shè)計圖能夠描述該建筑的所有細(xì)節(jié)。至少需要樓層平面圖、立面圖、電氣設(shè)計圖、采暖設(shè)計圖和管道設(shè)計圖。并且，在任何種類的模型中都需要從多視角來把握系統(tǒng)的范圍（例如不同樓層的藍(lán)圖）。

在這里的重要短語是“幾乎獨(dú)立的”。在這個語境中，它意味著各種模型能夠被分別進(jìn)行研究和構(gòu)造，但它們?nèi)匀皇窍嗷ヂ?lián)系的。如同建造建筑物一樣，既能夠單獨(dú)地研究電氣設(shè)計圖，但也能看到它如何映射到樓層平面圖中，以及它與管道設(shè)計圖中的管子排布的相互影響。

面向?qū)ο蟮能浖到y(tǒng)也如此。為了理解系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，需要幾個互補(bǔ)和連鎖的視圖：用況視圖（揭示系統(tǒng)的需求）、設(shè)計視圖（捕獲問題空間和解空間里的詞匯）、交互視圖展示系統(tǒng)各部分之間以及系統(tǒng)與環(huán)境之間的聯(lián)系）、實現(xiàn)視圖（描述系統(tǒng)的物理實現(xiàn)）和部署視圖（著眼于系統(tǒng)的工程問題）。每一種視圖都可能有結(jié)構(gòu)方面和行為方面。這些視圖一起從整體上描繪了軟件藍(lán)圖。

根據(jù)系統(tǒng)的性質(zhì)，一些模型可能比另一些模型要重要。例如，對于數(shù)據(jù)密集型系統(tǒng)，表達(dá)靜態(tài)設(shè)計視圖的模型將占主導(dǎo)地位；對于圖形用戶界面密集型系統(tǒng)，靜態(tài)和動態(tài)的用況視圖就顯得相當(dāng)重要；在硬實時系統(tǒng)中，動態(tài)進(jìn)程視圖尤為重要；***，在分布式系統(tǒng)中，例如Web密集型的應(yīng)用，實現(xiàn)模型和部署模型是最重要的。

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