概念

“4+1”視圖，是指從5個不同視角來描述軟體體繫結構。
“4+1”分別指：

1. 邏輯視圖
2. 過程視圖
3. 物理視圖
4. 開發視圖
5. 場景/用例 視圖

邏輯架構的描述可以圍繞前四個視圖進行組織，然後結合用例或場景進行說明，形成第五個視圖。

每個視圖只關心系統的一個側面，5個視圖結合起來，才能反映系統的全部內容。

關於視圖

軟體設計可以從不同的概念角度進行描述和記錄，這些角度通常被稱為視圖。

“視圖表示軟體體繫結構的一部分，它顯示軟體系統的特定屬性”

不同的視圖涉及與軟體相關的不同問題。

總之，軟體設計是由設計過程產生的多方面的產物，通常由相對獨立的正交視圖組成，可以結合建築視圖理解。

邏輯視圖

當使用面向對象的設計方法時，邏輯視圖對應設計的對象模型，常用描述方法有UML類圖、E-R圖。

邏輯架構主要支持功能需求，即系統應該為用戶提供什麼樣的服務。
系統被分解成一組關鍵抽象，以對象或對象類的形式從問題中表述。

類的設計遵循抽象、封裝和繼承的原則，這種分解不僅是為了進行功能分析，也是為了理清系統各個部分的通用機制和設計元素。

過程視圖

過程架構關註設計的併發和同步方面，考慮了一些非功能性需求，比如性能和可用性。
過程視圖可以在幾個抽象層次上進行描述，每個抽象層次處理不同的關註點：

• 在最高層次上關註進程，進程分佈在由LAN或WAN連接的一組硬體資源上，作為一組獨立執行的通信程式邏輯網路。
• 多個邏輯網路可以同時存在，共用相同的物理資源。

主要任務是通過一組定義良好的任務間通信機制進行通信：基於同步和非同步消息的通信服務、遠程過程調用、事件廣播等。

次要任務是可以通過集合或共用記憶體進行通信，避免重大任務在同一過程或處理節點上進行配置假設。

物理視圖

物理視圖描述軟體到硬體的映射，主要反映在分散式方面。

物理架構主要考慮系統的非功能性需求，如可用性、可靠性（容錯性）、性能（吞吐量）和可擴展性。

常見物理配置：

• 測試
• 為不同站點或不同客戶部署系統

開發視圖

開發視圖描述軟體在其開發環境中的靜態組織。

開發架構的重點：

• 對軟體開發環境中實際軟體模塊進行組織
• 將軟體打包成小的程式庫，或者打包成可以由一個或少量開發人員開發的子系統

系統的開發架構由模塊和子系統圖表示，表示成“導出”和“導入”關係。只有當軟體的所有元素都被識別之後，才能描述完整的開發架構。

在很大程度上，開發架構考慮發展的便利性、軟體管理、重用或通用性，以及工具集或編程語言施加的約束。

開發視圖是需求分配的基礎，便於開發團隊分配工作，有助於成本評估和提前計劃、監控項目進度、軟體重用、可移植性和安全性的推理。通過開發視圖，容易得出項目開發人員的分工配置。

實際應用中，開發視圖會在邏輯視圖的基礎上增加大量內容，比如大量介面、輔助類等。

場景/用例 視圖

架構的描述決策可以圍繞前四個視圖進行組織，然後由一些選定的用例或場景（成為第五個視圖）進行說明。

其他四個視圖中的元素，可以通過一些重要的場景或用例進行更好的展示，比如：

• 構造更符合用例的實例
• 描述一些關聯腳本，如對象之間或進程之間的交互

總結

並非所有的軟體架構都需要完整的“4+1”視圖。

無用的視圖可以從架構描述中省略，例如：

• 如果只有一個處理器，則不需要物理視圖
• 如果只有一個進程或程式，則不需要進程視圖
• 對於非常小的系統，有可能邏輯視圖和開發視圖非常相似，不需要單獨描述

場景視圖在任何情況下都有用。