子系統

子系統是一種模型元素，它具有包（其中可包含其他模型元素）和類（其具有行為）的語義。子系統的行為由它所包含的類或其他子系統提供。子系統實現一個或多個接口，這些接口定義子系統可以執行的行為。

基本介紹

• 中文名：子系統
• 原理：多種互補
• 性質：模型元素
• 方法：將系統分為若干單元

確定方法

如果某個協作中的各個類只是在相互之間進行互動，並且可生成一組定義明確的結果，就應將該協作和它的類封裝在一個子系統中。

這一規則同樣適用於協作的子集。可以對協作的任何部分或全部進行封裝和簡化，這將會使設計更易於理解。

提示

提示	詳細說明
注意可選性	如果特定的協作（或子協作）代表可選行為，則應將其封裝在一個子系統中。如果可以將某些功能刪除、升級或替換為其他功能，就應該認為這些功能是獨立的。
注意系統的用戶界面。	如果用戶界面相對獨立於系統中的實體類（即二者都可以且將要獨立地變更），則應創建橫向集成的子系統：將相關的用戶界面邊界類歸入一個子系統，而將相關的實體類歸入另一個子系統。
如果用戶界面和它所顯示的實體類緊密耦合（即一方的變更會觸發另一方的變更），則應創建縱向集成的子系統：將相關的邊界類和實體類裝入共同的子系統中。
注意主角	將兩個不同主角使用的功能分開，因為每個主角可能會獨立變更自己對系統的需求。
查找類與類之間的耦合和內聚	耦合度或內聚度較高的類彼此協作，以提供某一組服務。將耦合度較高的類組織成子系統，沿著弱耦合的界線將類分開。在某些情況下，可以將類分成更小的類，使其具有內聚度更高的職責，從而完全消除弱耦合。
注意替換	如果為某項特定功能指定了幾個服務級別（例如，高、中、低可用性），則要將每個服務級別表示成一個獨立的子系統，每個子系統都將實現同一組接口。這樣，子系統就可互相替換。
注意分布	雖然一個特定子系統可能有多個實例，每個實例都在不同的節點上執行，但不可能在各節點間拆分子系統的單個實例。如果必須在各節點間拆分子系統行為，則需要將子系統分成更小的子系統，使其具有限制更嚴格的功能。確定必須存在於每個節點上的功能，並創建一個新的子系統，使其“擁有”該功能，然後相應地在該子系統內分布職責和相關元素。

一旦將類組織成子系統，就要相應地更新用例實現。

記錄子系統：

一旦創建了子系統：供一個名稱和一段簡短說明。 如果工具支持包但不支持子系統，可以用包來記錄子系統；在此環境中應使用包構造型表示子系統。 應將原始分析類的職責轉移給新建的子系統，並使用該子系統的說明來記錄職責。

子系統和構件：

構件屬於實施範疇；為了在設計中表示構件，可以將子系統用作構件的代理。

系統的每個部分都應儘可能獨立於系統的其他部分。 從理論上說，應該可以用新的部分替換系統的任何部分，但前提是新部分必須支持相同的接口。 應該可以使系統的不同部分獨立地演進，而不受系統其他部分的影響。 為此，設計子系統提供了一種在設計模型中表示構件的理想方法：它們是用來封裝許多類的行為的設計元素（就象構件封裝許多類實例的行為一樣），並且只能通過它們所實現的接口訪問它們的行為（構件就是這樣）。

代表現有產品的子系統

如果現有產品是用來導出接口（即操作，也許會導出接收）的產品，但卻隱藏了實施的所有細節，就可以在邏輯視圖中將該產品建模為子系統。您可以用子系統表示系統所使用的產品，例如：

通信軟體（中間件）。 資料庫訪問支持（RDBMS 映射支持）。 應用程式專用產品。 某些現有的產品，如類型集合和數據結構（例如，棧、列表、佇列）最好用包來表示，因為它們所展示的不僅僅是行為。既重要又有用的是包中的特定內容，而不是包本身，包不過是一個容器而已。

對於常用的實用程式（如數學庫），如果它們只導出接口，就可以將其表示成子系統，但這是否有必要或有意義，還要取決於設計人員對建模對象性質的判斷。子系統是面向對象的構造，它們不僅是分類器，還是包：子系統可以具有實例（如果設計人員作出這樣的指定）。通過 UML，也可以在作為構造型類的實用程式（該實用程式沒有實例）中建立多組全局變數和過程的模型。

當定義子系統來代表產品時，還要定義一個或多個接口來表示產品接口。

子系統依賴關係限制：

子系統與包在語義上具有差異：子系統是一種通過一個或多個它所實現的接口來提供行為的包。包並不提供行為；它們只不過是用來容納提供行為的對象的容器。

之所以要使用子系統而不使用包，是因為子系統完全封裝自己的內容，只通過自己的接口提供行為。其好處在於，與包不同，只要子系統的接口保持不變，就可以完全自由地更改子系統的內容和內部行為。另外，子系統還提供了一種“可替換的設計”元素：任何兩個實現相同接口的子系統（或類，就此而論）都可以互換。

使用

可以通過多種互補的方法來使用子系統，將系統分為若干個單元，這些單元：

可以獨立預定、配置或交付 可以獨立開發（只要接口保持不變） 可以在一組分散式計算節點上獨立部署 可以在不破壞系統其他部分的情況下獨立地進行更改 此外，子系統還可以：

將系統分為若干單元，以提供對關鍵資源的有限安全保護 在設計中代表現有產品或外部系統。

規則

為確保子系統在模型中是可互換的元素，需要執行以下幾條規則：

子系統不應暴露自己的任何內容（即，子系統所包含的元素都不應有“公有”的可見性）；子系統外部的元素都不應依賴於子系統內部特定元素的存在。 子系統只應依賴於其他模型元素的接口，因此它不直接依賴於子系統外部的任何特定模型元素。例外情況是，許多子系統共享一組類定義。在這種情況下，這些子系統將“導入”包含公共類的包中的內容。這一操作只應對位於構架低層的包執行，並且只能是為了確保必須在子系統之間傳遞的公共類定義保持一致。

以下顯示了子系統和包的依賴關係的示例：

示例

設計模型中子系統和包的依賴關係。

子系統與其相關名詞的界定

功能是使用角度下的定義，主要指特定場景下的輸入及其輸出，通常來說，一個系統會有多個功能。

系統是一個可以獨立存在的完整實體，由一組完成特定任務的功能組成。

子系統顧名思義，它也是一個系統，也就是說仍然是完整的實體。系統和子系統的概念是相對的，當作為另一個系統的一部分時，系統就成為一個子系統。

模組和系統、子系統一般情況下沒有本質區別，但是如果模組不能必須配合系統的其它部分才能工作時則不稱為系統。