UML-Komponentendiagramme: Richtlinien

In Visual Studio Ultimate können Sie ein Komponentendiagramm zeichnen, um die Struktur eines Softwaresystems darzustellen. Eine Videodemo finden Sie unter Designing the Physical Structure by using Component Diagrams.

Wenn Sie ein UML-Komponentendiagramm erstellen möchten, klicken Sie im Menü Architektur auf Neues Diagramm.

Eine Komponente ist eine modulare Einheit, die innerhalb ihrer Umgebung austauschbar ist. Die internen Daten sind ausgeblendet, aber Komponenten verfügen über eine oder mehrere klar definierte angebotene Schnittstellen, über die auf die Funktionen zugegriffen werden kann. Außerdem kann eine Komponente über erforderliche Schnittstellen verfügen. Eine erforderliche Schnittstelle definiert, welche Funktionen oder Dienste von anderen Komponenten benötigt werden. Indem die angebotenen und erforderlichen Schnittstellen mehrerer Komponenten verknüpft werden, kann eine größere Komponente erstellt werden. Ein vollständiges Softwaresystem kann auch als Komponente verstanden werden.

Das Zeichnen von Komponentendiagrammen hat mehrere Vorteile:

• Wenn sich das Entwicklungsteam auf die Hauptblöcke eines Entwurfs konzentriert, kann es ein besseres Verständnis des vorhandenen Entwurfs entwickeln und einen entsprechenden neuen Entwurf erstellen.

• Indem Sie sich Ihr System als Auflistung von Komponenten mit klar definierten angebotenen und erforderlichen Schnittstellen vorstellen, optimieren Sie die Abgrenzung zwischen den Komponenten. Dadurch ist der Entwurf einfacher zu verstehen, und der Entwurf kann bei sich ändernden Anforderungen auch einfacher angepasst werden.

Sie können ein Komponentendiagramm verwenden, um den Entwurf unabhängig von der verwendeten Sprache oder Plattform darzustellen.

In diesem Thema

Beziehung zu anderen Diagrammen

Grundlegende Schritte beim Zeichnen von Komponentendiagrammen

Anzeigen der internen Teile einer Komponente

Entwerfen der Komponente

Beziehung zu anderen Diagrammen

Sie können ein Komponentendiagramm in Verbindung mit anderen Diagrammen verwenden.

Anderes Diagramm	Unterstützt Sie beim Diskutieren und Kommunizieren dieser Aspekte des Entwurfs.
UML-Sequenzdiagramm	Interaktionen zwischen den Komponenten eines Systems Interaktionen zwischen den Teilen in einer Komponente Weitere Informationen finden Sie unter UML-Sequenzdiagramme: Richtlinien.
UML-Klassendiagramm	Schnittstellen einer Komponente Mit dem Klassendiagramm können Sie die Methoden der Schnittstelle detailliert angeben. Die Daten, die in Parametern über die Schnittstellen der Komponenten gesendet werden. Weitere Informationen finden Sie unter UML-Klassendiagramme: Richtlinien.
Aktivitätsdiagramme	Die interne Verarbeitung, die von einer Komponente als Reaktion auf eingehende Meldungen durchgeführt wird. Weitere Informationen finden Sie unter UML-Aktivitätsdiagramme: Richtlinien.
Ebenendiagramme	Logische Architekturebenen für die Komponenten. Weitere Informationen finden Sie unter Ebenendiagramme: Referenz.

Grundlegende Schritte beim Zeichnen von Komponentendiagrammen

Referenzinformationen zu den Elementen in Komponentendiagrammen finden Sie unter UML-Komponentendiagramme: Referenz.

Weitere Informationen zur Verwendung von Komponentendiagrammen während des Entwurfsprozesses finden Sie unter Modellieren der Architektur eines Softwaresystems.

So erstellen Sie ein Komponentendiagramm

1. Klicken Sie im Menü Architektur auf Neues Diagramm.

2. Klicken Sie unter Vorlagen auf UML-Komponentendiagramm.

3. Benennen Sie das Diagramm.

4. Wählen Sie unter Zu Modellierungsprojekt hinzufügen ein in der Projektmappe vorhandenes Modellierungsprojekt, oder wählen Sie Neues Modellierungsprojekt erstellen, und klicken Sie dann auf OK.

   Ein neues Komponentendiagramm mit der UML-Toolbox Komponentendiagramm wird angezeigt. Die Toolbox enthält die erforderlichen Elemente und Beziehungen.

Zeichnen von Komponenten

Erstellen Sie für jede Hauptfunktionseinheit im System oder in der Anwendung eine Komponente (1).

Beispiele hierfür sind eine Anwendung, ein Hardwaregerät, ein Webdienst, eine .NET-Assembly, eine Programmklasse oder eine Gruppe von Klassen oder ein beliebiges anderes Hauptsegment eines Programms.

So erstellen Sie Komponenten

1. Klicken Sie in der Toolbox auf Komponente und dann auf einen leeren Teil des Diagramms.

   - oder -

   Kopieren Sie eine vorhandene Komponente, und fügen Sie diese ein.

   1. Suchen Sie in einem Diagramm oder im UML-Modell-Explorer nach einer vorhandenen Komponente.

   2. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die Komponente, und klicken Sie dann auf Kopieren.

   3. Öffnen Sie das Diagramm, in dem die kopierte Komponente angezeigt werden soll.

   4. Klicken Sie mit der rechten Maustaste in einen leeren Bereich des Diagramms, und klicken Sie dann auf Einfügen.

      Eine Kopie der Komponente wird unter einem neuen Namen angezeigt.

2. Klicken Sie auf den Namen der Komponente, um ihn zu ändern.

3. Klicken Sie auf das Chevron (5), wenn Sie nur den Header der Komponente anzeigen möchten.

Anzeigen der Ports einer Komponente

Ein Port (2, 3) steht für eine Gruppe von Meldungen oder Vorgangsaufrufen, die entweder an eine Komponente oder von einer Komponente übergeben werden. Die Gruppe wird von einer Schnittstelle beschrieben, die den Typ des Ports definiert. Ein Port kann entweder eine Schnittstelle anbieten oder eine Schnittstelle erfordern.

Ein Port mit einer angebotenen Schnittstelle (2) stellt Vorgänge bereit, die von der Komponente implementiert und von anderen Komponenten verwendet werden.

Beispiele sind eine Benutzeroberfläche, ein Webdienst, eine .NET-Schnittstelle oder eine Auflistung von Funktionen in einer beliebigen Programmiersprache.

Ein Port mit einer erforderlichen Schnittstelle (3) steht für die Anforderung einer Komponente, dass von anderen Komponenten oder externen Systemen eine Gruppe von Vorgängen oder Diensten angeboten wird.

Ein Webbrowser erfordert z. B. Webserver, und ein Anwendungs-Add-In erfordert die Dienste einer Anwendung.

Eine Komponente kann über eine beliebige Anzahl von Ports verfügen.

So fügen Sie einer Komponente Ports hinzu

1. Klicken Sie in der Toolbox auf Angebotene Schnittstelle oder Erforderliche Schnittstelle.

2. Klicken Sie auf die Komponente, der Sie Ports hinzufügen möchten.

   Ein Port wird an der Begrenzung der Komponente angezeigt.

   Eine neue Schnittstelle wird als Typ des Ports erstellt. Diese Schnittstelle wird unter UML-Modell-Explorer angezeigt.

3. Ziehen Sie den Port mit der Maus entlang der Komponentenbegrenzung, um ihn wie gewünscht zu platzieren.

4. Ziehen Sie die Bezeichnung des Ports, um die Position anzupassen.

5. Klicken Sie auf die Bezeichnung, um sie zu ändern. Die Bezeichnung zeigt den Namen der Schnittstelle an. Wenn Sie diesen ändern, ändern Sie den Namen der Schnittstelle.

Wenn Sie die Attribute und Vorgänge der Schnittstelle aufführen möchten, fügen Sie sie der Schnittstelle im UML-Modell-Explorer hinzu. Alternativ können Sie die Schnittstelle aus dem UML-Modell-Explorer in ein Klassendiagramm ziehen und dort die Vorgänge und Attribute hinzufügen.

Erstellen von Verknüpfungen zwischen Komponenten

Verwenden Sie eine Abhängigkeit (4), um anzuzeigen, dass die Anforderung einer Komponente von den Vorgängen oder Diensten erfüllt werden kann, die von einer anderen Komponente bereitgestellt werden.

So zeigen Sie an, dass eine angebotene Schnittstelle die Anforderungen einer erforderlichen Schnittstelle erfüllen kann

1. Klicken Sie in der Toolbox auf Abhängigkeit.

2. Klicken Sie in einer Komponente auf den Port mit der erforderlichen Schnittstelle und dann in einer anderen Komponente auf den Port mit der angebotenen Schnittstelle.

Sie sollten es vermeiden, Abhängigkeitsschleifen zu entwerfen, bei denen alle Komponenten einer Gruppe von allen anderen Komponenten abhängig sind.

So fügen Sie einer Komponente einen Port für eine vorhandene Schnittstelle hinzu

• Suchen Sie im UML-Modell-Explorer nach der Schnittstelle, und ziehen Sie diese dann auf die Komponente.

  – oder –

• Kopieren Sie einen Verweis auf eine Schnittstelle aus einem Diagramm, und fügen Sie ihn ein.

  1. Klicken Sie in einem Klassendiagramm oder Komponentendiagramm mit der rechten Maustaste auf die Schnittstelle, und klicken Sie dann auf Kopieren.

  2. Klicken Sie im Komponentendiagramm mit der rechten Maustaste auf die Komponente, und klicken Sie dann auf Verweis einfügen.

     Eine angebotene Schnittstelle wird auf der Komponente angezeigt. Daneben wird ein Aktionstag angezeigt.

     Hinweis

     Wenn Sie Einfügen anstelle von Verweis einfügen verwenden, wird eine neue Schnittstelle mit einem neuen Namen erstellt.

  3. Falls Sie eine erforderliche Schnittstelle erstellen möchten, klicken Sie auf das Aktionstag und dann auf In erforderliche Schnittstelle konvertieren.

Anzeigen der internen Teile einer Komponente

Sie können Teile (3) in einer Komponente (1) platzieren, um anzuzeigen, wie diese aus kleineren Komponenten zusammengesetzt ist, die miteinander interagieren.

Das Diagramm in der Abbildung gibt an, dass jede Instanz vom Typ "Dinner Now Web Service" eine Instanz von "Customer Server" und eine Instanz von "Kitchen Server" enthält.

Ein Teil ist eine Eigenschaft seiner übergeordneten Komponente, so wie ein Attribut einer normalen Klasse angehört. Ein Teil hat seinen eigenen Typ, der normalerweise auch eine Komponente ist. Die Bezeichnung des Teils hat die gleiche Form wie ein normales Attribut:

+ partName : TypeName

In der übergeordneten Komponente zeigt jeder Teil die angebotenen und erforderlichen Schnittstellen an, die für seinen Typ (4, 5) definiert sind. Die Vorgänge und Dienste, die für einen Teil erforderlich sind, können von einem anderen Teil bereitgestellt werden. Sie können Konnektoren vom Typ Teilassembly verwenden, um anzuzeigen, wie Teile miteinander verbunden sind (6).

Sie können auch anzeigen, dass eine Schnittstelle der übergeordneten Komponente von einem ihrer Teile angeboten wird oder dafür erforderlich ist. Sie können einen Port des übergeordneten Elements mit einem Port eines internen Teils verbinden, indem Sie eine Beziehung vom Typ Delegation (9) verwenden. Die zwei Ports müssen vom gleichen Typ sein (angeboten oder erforderlich), und ihre Schnittstellentypen müssen kompatibel sein.

Sie können einen neuen Teil entweder mit einem neuen Typ oder aus einem vorhandenen Typ erstellen.

So fügen Sie einer Komponente Teile hinzu

1. Erstellen Sie einen Teil für jede Hauptfunktionseinheit, die Bestandteil der übergeordneten Komponente ist.

   1. Klicken Sie in der Toolbox auf Komponente und dann in die übergeordnete Komponente (1).

      Ein neuer Teil (3) wird in der übergeordneten Komponente angezeigt.

      Eine neue Komponente wird in UML-Modell-Explorer erstellt. Dies ist der Typ des neuen Teils.

      - oder -

      Ziehen Sie eine vorhandene Komponente aus dem UML-Modell-Explorer auf die übergeordnete Komponente.

      Ein neuer Teil (3) wird in der übergeordneten Komponente angezeigt. Der Typ ist die Komponente, die Sie aus dem UML-Modell-Explorer gezogen haben.

      - oder -

      Klicken Sie entweder in einem Diagramm oder im UML-Modell-Explorer mit der rechten Maustaste auf eine Komponente, und klicken Sie dann auf Kopieren.

      Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die übergeordnete Komponente, und klicken Sie dann auf Verweis einfügen.

      Ein neuer Teil (3) wird in der übergeordneten Komponente angezeigt. Sein Typ ist die Komponente, die Sie kopiert haben.

   2. Klicken Sie auf den Namen des neuen Teils, um ihn zu ändern. Seinen Typ können Sie nicht ändern.

   3. Sie können dem neuen Teil angebotene und erforderliche Schnittstellen (4, 5) hinzufügen. Klicken Sie auf das Tool Angebotene Schnittstelle oder Erforderliche Schnittstelle und dann auf den Teil.

      - oder -

      Ziehen Sie eine vorhandene Schnittstelle aus dem UML-Modell-Explorer auf den Teil.

      Die Schnittstellen werden dem Typ des Teils hinzugefügt und auf dem Teil selbst angezeigt. Die übergeordnete Komponente passt bei Bedarf die Größe an.

2. Verbinden Sie die Teile miteinander.

   • Verwenden Sie das Tool Abhängigkeit, um die Ports verschiedener Teile (6) zu verbinden.

3. Verbinden Sie die Teile mit den Ports der übergeordneten Komponente:

   1. Erstellen Sie auf der übergeordneten Komponente einen oder mehrere Ports (7). Klicken Sie in der Toolbox auf Erforderliche Schnittstelle oder Angebotene Schnittstelle und dann auf die übergeordnete Komponente.

   2. Delegieren (9) Sie den Port an einen oder mehrere Teile. Klicken Sie auf das Tool Delegation, auf einen Port der übergeordneten Komponente und dann auf einen Port eines Teils. Sie können Ports, die Schnittstellen entweder anbieten oder erfordern, auf dieselbe Weise verbinden.

Anzeigen der Teile eines Teils

Nachdem Sie eine Komponente in ihre Teile zerlegt haben, können Sie jeden Teiltyp in seine eigenen internen Bestandteile zerlegen.

Es ist am einfachsten, jede Ebene der Zerlegung in einem separaten Komponentendiagramm durchzuführen. Sie müssen zuerst den Typ des Teils ermitteln. In der Abbildung hat einer der Teile z. B. den Namen DNCustomerServer, und der Typ ist eine Komponente mit dem Namen CustomerServer. Sie finden diesen Typ im UML-Modell-Explorer und können ihn in ein anderes Diagramm einfügen. Dann können Sie seine eigenen internen Teile erstellen.

So platzieren Sie den Typ eines Teils in einem Diagramm

1. Ermitteln Sie den vollqualifizierten Namen für den Typ des Teils.

   Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den Teil, und klicken Sie dann auf Eigenschaften.

   Der Typname wird im Feld Typ des Eigenschaftenfensters angezeigt.

2. Suchen Sie im UML-Modell-Explorer nach dem Typ des Teils.

   Klicken Sie auf Ansicht, zeigen Sie auf Weitere Fenster, und klicken Sie auf UML-Modell-Explorer.

   Erweitern Sie das Projekt und bei Bedarf alle Pakete, zu denen der Typ gehört.

   Der Typ wird als Komponente aufgeführt.

   Sie können seinen Namen hier ändern, wenn Sie dies möchten.

3. Öffnen oder erstellen Sie ein weiteres Komponentendiagramm.

4. Führen Sie mit der Maus eine Ziehbewegung aus dem Typ im UML-Modell-Explorer auf das Diagramm durch.

   Eine Ansicht des Typs wird als Komponente im Diagramm angezeigt.

   Sie verfügt über die gleichen Schnittstellen, die Sie für den Teil definiert haben.

   Sie können darin jetzt Teile hinzufügen.

Entwerfen der Komponente

Beschreiben der Zusammenarbeit der Teile

Sie können ein Sequenzdiagramm zeichnen, um darzustellen, wie die Teile als Reaktion auf eine Meldung zusammenarbeiten, die bei der übergeordneten Komponente eingeht.

Sie können diese Diagramme verwenden, um eine vorhandene Komponente zu erläutern und um eine neue Komponente zu entwerfen.

Wenn Sie den Entwurf der Komponente noch nicht abgeschlossen haben, können Sie Sequenzdiagramme zeichnen, bevor Sie sich entschieden haben, welche Teile darin enthalten sein sollen. Sie können Sequenzdiagramme auch verwenden, um mit verschiedenen Teilen, erforderlichen Schnittstellen und Meldungssequenzen zu experimentieren. Zeichnen Sie Sequenzdiagramme für die häufigsten und wichtigsten eingehenden Meldungen. Sie können in der Komponente dann Teile erstellen, die den Lebenslinien entsprechen, für die Sie sich entschieden haben.

Verwenden Sie die Sequenzdiagramme, um zu bewerten, wie die Arbeitsschritte des Systems auf die verschiedenen Komponenten verteilt sind.

• Wenn ein Teil zu viele Schritte ausführen muss, ist die Anwendung möglicherweise schwieriger zu aktualisieren, als wenn die Arbeitsschritte gleichmäßig verteilt werden.

• Falls die Arbeitsschritte sehr stark verteilt sind und viele Interaktionen stattfinden, kann dies die Leistung und die Verständlichkeit des Systems beeinträchtigen.

So zeichnen Sie ein Sequenzdiagramm, das die Zusammenarbeit zwischen Teilen veranschaulicht

1. Erstellen Sie ein neues Sequenzdiagramm.

   Weitere Informationen finden Sie unter UML-Sequenzdiagramme: Richtlinien.

2. Erstellen Sie eine Lebenslinie für eine externe Komponente, einen Benutzer, ein Gerät oder einen anderen Akteur (1), der Meldungen an diese Komponente sendet.

   Sie können die Actor-Eigenschaft (Akteur) dieser Lebenslinie auf "true" festlegen, um anzugeben, dass es sich um ein externes Element der jeweiligen Komponente handelt. Über der Lebenslinie wird ein Strichmännchen angezeigt.

3. Erstellen Sie eine Lebenslinie für die angebotene Schnittstelle (2) dieser Komponente, an die der ausgewählte Akteur Meldungen sendet.

4. Erstellen Sie eine Lebenslinie für jeden Teil (3) der Komponente.

5. Erstellen Sie eine Lebenslinie für jede erforderliche Schnittstelle (4) der Komponente.

6. Ziehen Sie Meldungen aus dem externen Akteur (5). Veranschaulichen Sie, wie die Meldung an die Teile übergeben wird und wie diese zusammenarbeiten, um auf die Meldung zu reagieren.

7. Zeigen Sie an eine erforderliche Schnittstelle (6) gesendete Meldungen an, wo dies notwendig ist. Zeigen Sie keine Details der Ausführung der Meldung an.

Ist die Komponente mehr als die Summe ihrer Teile?

In einigen Fällen ist eine Komponente lediglich ein Name für eine Auflistung von Teilen. Die gesamte Arbeit wird von den Teilen erledigt, und zur Laufzeit gibt es keinen Code oder anderes Artefakt, das die Komponente darstellt.

Sie können dies im Modell angeben, indem Sie die Is Indirectly Instantiated-Eigenschaft der Komponente festlegen. In diesem Fall sollten sich alle Schnittstellen der Komponente auf Ports befinden und über Delegierungen zu internen Teilen verfügen.

Beschreiben des Prozesses in den einzelnen Teilen

Mithilfe von Aktivitätsdiagrammen können Sie anzeigen, wie eine Komponente die einzelnen eingehenden Meldungen verarbeitet. Weitere Informationen finden Sie unter UML-Aktivitätsdiagramme: Richtlinien.

Verwenden Sie "Ereignisaktion akzeptieren" (1), um anzuzeigen, dass eine eingehende Meldung einen neuen Thread startet.

Verwenden Sie Objektknoten und Eingabe-/Ausgabepins, um den Informationsfluss und die Speicherorte der Informationen anzuzeigen. Im Beispiel wird ein Objektknoten (2) verwendet, um Elemente anzuzeigen, die zwischen zwei Threads gepuffert werden.

Definieren von Daten und Klassen

Mit einem UML-Klassendiagramm können Sie den ausführlichen Inhalt von folgenden Elementen beschreiben:

• Schnittstellen der Komponenten Wenn Sie eine erforderliche Komponente hinzufügen oder einen Port für eine Komponente bereitstellen, wird eine Schnittstelle im UML-Modell-Explorer angezeigt. Sie können dieses in ein UML-Klassendiagramm ziehen oder kopieren, um die Attribute und Vorgänge sowie die Beziehungen zu anderen Schnittstellen anzuzeigen.

• In den Schnittstellen über Vorgangsparameter übergebene Daten

• In den Komponenten gespeicherte Daten, wie z. B. in den Objektflüssen von Aktivitätsdiagrammen dargestellt

Allgemeine Abhängigkeiten zwischen Komponenten

Mit einem Komponentendiagramm können Sie auch nur die Hauptbestandteile des Entwurfs und deren Abhängigkeiten anzeigen.

Verwenden Sie das Tool Abhängigkeit, um eine Abhängigkeit zu zeichnen. Dies gibt an, dass der Entwurf einer Komponente von einer anderen Komponente abhängt.

Es gibt folgende typische Arten von Abhängigkeit:

• Eine Komponente ruft Code in einer anderen Komponente auf.

• Eine Komponente instanziiert eine Klasse, die innerhalb einer anderen Klasse definiert ist.

• Eine Komponente verwendet Informationen, die von einer anderen Komponente erstellt wurden.

Sie können den Namen des Abhängigkeitspfeils verwenden, um eine bestimmte Art der Verwendung anzugeben. Klicken Sie zum Festlegen des Namens mit der rechten Maustaste auf den Pfeil, klicken Sie auf Eigenschaften, und geben Sie im Eigenschaftenfenster einen Wert im Feld Name an.

Siehe auch

Referenz

UML-Sequenzdiagramme: Referenz

Konzepte

Bearbeiten von UML-Modellen und -Diagrammen

UML-Komponentendiagramme: Referenz

UML-Anwendungsfalldiagramme: Referenz

UML-Klassendiagramme: Referenz

UML-Komponentendiagramme: Referenz

Weitere Ressourcen

Video: Designing the Physical Structure by using Component Diagrams