管理信息系統(tǒng)黃梯云第九章

管理信息系統(tǒng)黃梯云第九章1第1頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二2為什么要學(xué)習(xí)面向?qū)ο笙到y(tǒng)開發(fā)方法現(xiàn)代信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)龐大、數(shù)據(jù)量大，運用傳統(tǒng)的方法及工具已難以滿足用戶的要求，需要有新的方法論來指導(dǎo)系統(tǒng)的分析與設(shè)計過程。面向?qū)ο蟮姆椒ㄊ腔趯ο蟾拍畹姆治雠c設(shè)計方法，認(rèn)為信息系統(tǒng)是按照不同抽象層次組織的對象的集合。2第2頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二31面向?qū)ο蠓椒ǖ幕A(chǔ)理論本節(jié)內(nèi)容：1.1面向?qū)ο蟮幕靖拍?.2基于面向?qū)ο蠓椒ǖ南到y(tǒng)開發(fā)生命周期3第3頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二41面向?qū)ο蠓椒ǖ幕A(chǔ)理論客觀世界可以看成由許多不同種類的對象構(gòu)成，每個對象都有其內(nèi)部狀態(tài)和運動規(guī)律，不同對象間存在聯(lián)系和互動。

“面向?qū)ο蟆笔侨祟悘目陀^事物組織結(jié)構(gòu)的角度認(rèn)識并模擬客觀世界，即建立適應(yīng)一般思維方式的問題域描述模型的一種方法。4第4頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二51.1面向?qū)ο蟮幕靖拍顚ο蠓褐杆芯康木唧w事物、抽象概念等。不同應(yīng)用領(lǐng)域中的對象稱為問題對象。在面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)中，問題對象是基本的運行實體，由一組數(shù)據(jù)和施加于這些數(shù)據(jù)上的一組操作封裝而成的。構(gòu)成對象的基本要素包括：標(biāo)識、數(shù)據(jù)、操作、接口5第5頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二61.1面向?qū)ο蟮幕靖拍顚ο笥涗泴ο箪o止特征的數(shù)據(jù)包括：公共數(shù)據(jù)公共數(shù)據(jù)對外界是可見的，用于對象間信息的傳遞；私有數(shù)據(jù)私有數(shù)據(jù)則是對象操作實現(xiàn)過程中的局部信息，外界不可見。6第6頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二71.1面向?qū)ο蟮幕靖拍顚ο蠓庋b的數(shù)據(jù)和操作之間亦相互作用。數(shù)據(jù)刻畫對象的屬性，操作表示對象的功能。對象屬性決定對象可能行為，而對象行為又能改變對象自身的屬性，即對象狀態(tài)發(fā)生變遷。7第7頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二81.1面向?qū)ο蟮幕靖拍顮顟B(tài)轉(zhuǎn)換操作集合狀態(tài)集合接口消息回送消息圖對象的自動機(jī)表示說明了對象的內(nèi)部組織和機(jī)制以及與其他對象的聯(lián)系8第8頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二91.1面向?qū)ο蟮幕靖拍铑愊嗨茖ο蟮募稀Ｔ诂F(xiàn)實世界中有許多內(nèi)部狀態(tài)和外部行為相似的對象，由這些對象構(gòu)成的集合就是類。類定義包括：標(biāo)識繼承數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)操作接口圖片來源：/.../articles/oop_dir_flash04.html

9第9頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二101.1面向?qū)ο蟮幕靖拍铑悓ο蠹系某橄笠?guī)定了相似對象的公共狀態(tài)與行為特征。創(chuàng)建對象的樣板對象是類的具體實例(instance)，通過類的例化而產(chǎn)生在系統(tǒng)開發(fā)過程中，要利用類的這一特性，采用增量方式逐步完善應(yīng)用系統(tǒng)，即通過增加新類來擴(kuò)展系統(tǒng)功能。

10第10頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二111.1面向?qū)ο蟮幕靖拍钕?/p>

消息是實現(xiàn)對象與對象間相互合作的通信載體,是連接對象的紐帶。從實現(xiàn)的角度看，消息就是請求對象執(zhí)行某個處理或提供某些信息的要求，既可以是數(shù)據(jù)流，又可以是控制流。11第11頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二121.1面向?qū)ο蟮幕靖拍钕鬟f當(dāng)一個消息發(fā)送給某個對象時，包含要求接收對象去執(zhí)行某些活動的信息，接收到消息的對象經(jīng)過解釋予以響應(yīng)，對象間的這種相互合作需要一個機(jī)制協(xié)助進(jìn)行，這樣的機(jī)制稱為“消息傳遞”。

傳送對象接受對象接口消息<操作名，參數(shù)>消息傳遞模型12第12頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二131.1面向?qū)ο蟮幕靖拍罾^承繼承關(guān)系經(jīng)常也被稱為“is—a”關(guān)系，用來表示應(yīng)用領(lǐng)域中的抽象和結(jié)構(gòu)。有繼承關(guān)系的類之間應(yīng)具有如下特性：共享性差異性層次性繼承最重要的優(yōu)點在于支持重用。13第13頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二141.1面向?qū)ο蟮幕靖拍罾^承是指一個類（即稱子類）因承襲而具有另一個類（或稱父類）的能力和特征的機(jī)制或關(guān)系。是一種聯(lián)結(jié)類的層次模型，允許并鼓勵類的重用。整個層次結(jié)構(gòu)的上部(或祖先類)是最具有通用性的，而下部——后代，則具有特殊性。類可以從它的祖先那里繼承方法和屬性，并且類可以修改或增加新的屬性、方法使之更符合特殊的需要。

14第14頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二151.1面向?qū)ο蟮幕靖拍睢懊嫦驅(qū)ο蟆笔且环N認(rèn)識客觀世界的認(rèn)知方法學(xué)。從人們思維模型和認(rèn)識事物的角度，面向?qū)ο蠛茏匀坏嘏c客觀世界的固有特征相對應(yīng)?！懊嫦?qū)ο蟆币嗍且环N解決問題的思維方法。這種方法描述的現(xiàn)實世界模型貼切合理，符合人們認(rèn)識世界的思維方法。15第15頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二161.2基于面向?qū)ο蠓椒ǖ南到y(tǒng)開發(fā)生命周期面向?qū)ο笙到y(tǒng)開發(fā)將面向?qū)ο蠹夹g(shù)用于系統(tǒng)開發(fā)的全過程，包括分析、設(shè)計、編程、測試及集成等。從面向?qū)ο笥^點出發(fā)，以應(yīng)用領(lǐng)域的問題對象為著眼點，用直觀的方式描述客觀世界的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，將現(xiàn)實世界的空間模型平滑而自然地過渡到面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)模型，使系統(tǒng)開發(fā)過程與人們認(rèn)識客觀世界的過程保持最大限度的一致。整個過程可從宏觀和微觀兩個層面去理解。16第16頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二171.2基于面向?qū)ο蠓椒ǖ南到y(tǒng)開發(fā)生命周期面向?qū)ο笙到y(tǒng)開發(fā)宏觀層面從宏觀層面看，面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)開發(fā)方法包括分析、設(shè)計、實現(xiàn)以及運行與維護(hù)等四大階段，遵循反復(fù)累增的生命周期。這種反復(fù)累增的生命周期與傳統(tǒng)的不同，既非嚴(yán)格的自頂向下，也非嚴(yán)格地自底向上。17第17頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二1.2基于面向?qū)ο蠓椒ǖ南到y(tǒng)開發(fā)生命周期目標(biāo)系統(tǒng)類庫t時間分析設(shè)計分析設(shè)計

類一類二類三設(shè)計實現(xiàn)t時間運行維護(hù)分析設(shè)計反復(fù)累增的生命周期18第18頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二191.2基于面向?qū)ο蠓椒ǖ南到y(tǒng)開發(fā)生命周期面向?qū)ο笙到y(tǒng)開發(fā)宏觀層面反復(fù)是指分析、設(shè)計與實現(xiàn)各階段不是順序完成的，而是經(jīng)過多次迭代完成，每一次迭代都要以前次迭代結(jié)果為基礎(chǔ)，進(jìn)行相應(yīng)的分析、設(shè)計與實現(xiàn)。累增是指在每一次迭代過程中，分析、設(shè)計與實現(xiàn)都會產(chǎn)生新的成果，系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)逐步得到改進(jìn)，最后達(dá)到用戶要求。19第19頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二201.2基于面向?qū)ο蠓椒ǖ南到y(tǒng)開發(fā)生命周期面向?qū)ο笙到y(tǒng)開發(fā)微觀層面每一宏觀階段中幾乎都會涉及標(biāo)識對象，確定對象的屬性，定義對象的服務(wù)，以及確定對象間關(guān)系等處理步驟。20第20頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二211.2基于面向?qū)ο蠓椒ǖ南到y(tǒng)開發(fā)生命周期面向?qū)ο笙到y(tǒng)開發(fā)微觀層面分析階段，通過詳細(xì)調(diào)查問題領(lǐng)域，列舉問題領(lǐng)域主要實體對象，初步梳理出這些實體對象的屬性、行為及彼此間的關(guān)系。21第21頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二221.2基于面向?qū)ο蠓椒ǖ南到y(tǒng)開發(fā)生命周期面向?qū)ο笙到y(tǒng)開發(fā)微觀層面設(shè)計階段,對分析階段所得到的問題領(lǐng)域?qū)嶓w對象/類進(jìn)行求精，進(jìn)一步發(fā)掘新的問題領(lǐng)域?qū)ο?，同時要面向目標(biāo)系統(tǒng)的實現(xiàn)標(biāo)示出控制對象/類及接口對象/類，在這一過程中，還要定義對象/類之間的關(guān)系；22第22頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二231.2基于面向?qū)ο蠓椒ǖ南到y(tǒng)開發(fā)生命周期面向?qū)ο笙到y(tǒng)開發(fā)微觀層面實現(xiàn)階段，一方面構(gòu)成較高級抽象,例如，圖像、按鈕、對話框、控制框等低級類可構(gòu)成一個較高級窗口類，另一方面,在現(xiàn)有類中發(fā)現(xiàn)共性，抽象出更高級的類。23第23頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二241.2基于面向?qū)ο蠓椒ǖ南到y(tǒng)開發(fā)生命周期面向?qū)ο笙到y(tǒng)開發(fā)微觀層面總之，在每一階段中，只要出現(xiàn)新的對象,就必須經(jīng)過微觀過程的幾個處理步驟。可以說，宏觀過程的反復(fù)累增與微觀過程的反復(fù)累增是交織在一起的。24第24頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二252面向?qū)ο蠓椒ǖ慕９ぞ咦陨蟼€世紀(jì)90年代，各種支持面向?qū)ο笙到y(tǒng)開發(fā)過程的工具不斷涌現(xiàn)。統(tǒng)一建模語言(UnifiedModelingLanguage，UML)就是其中應(yīng)用最廣泛的工具之一。25第25頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二262面向?qū)ο蠓椒ǖ慕９ぞ弑竟?jié)內(nèi)容：2.1UML的產(chǎn)生及發(fā)展2.2UML的基本模型26第26頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二272.1UML的產(chǎn)生與發(fā)展面向?qū)ο蠼ＵZ言出現(xiàn)于70年代中期。至1994年，建模語言的種類激增至五十多種。最突出的問題是，缺乏支持分析、設(shè)計及實施各階段成果有效交流的公共平臺。GradyBooch、JamesRumbaugh和IvarJacabson三人共同推出了標(biāo)準(zhǔn)建模語言UML。27第27頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二282.1UML的產(chǎn)生與發(fā)展自1995年開始，許多公司紛紛支持UML標(biāo)準(zhǔn)，逐漸形成UML聯(lián)盟。包括DEC、Hewlett—Packard、Intellicorp、Microsoft、Oracle、TexasInstruments、Rationa1等公司98年OMG接手UML標(biāo)準(zhǔn)的維護(hù)工作，并且制訂了若干新的UML修訂版。28第28頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二292.1UML的產(chǎn)生與發(fā)展UML為開發(fā)人員提供了標(biāo)準(zhǔn)的、易于理解的表達(dá)方式用于構(gòu)建系統(tǒng)藍(lán)圖，便于不同的開發(fā)人員共享和交流工作結(jié)果。在UML提供的平臺上，系統(tǒng)分析員、客戶、程序員和其他系統(tǒng)開發(fā)人員能夠相互理解，并以一致的方式來組織系統(tǒng)分析與設(shè)計的過程。目前，UML已成為行業(yè)事實標(biāo)準(zhǔn)，廣泛地應(yīng)用在信息系統(tǒng)相關(guān)領(lǐng)域。29第29頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二302.2UML的基本模型UML提供一套相互組合的圖表元素，支持以圖形方式對系統(tǒng)需求、功能、結(jié)構(gòu)等內(nèi)容進(jìn)行建模，描述系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)、功能結(jié)構(gòu)及實現(xiàn)細(xì)節(jié)，為開發(fā)者或開發(fā)工具使用這些圖形符號和文本語法為系統(tǒng)建模提供了標(biāo)準(zhǔn)。從組成結(jié)構(gòu)角度看，UML包括九種基本圖。30第30頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二312.2UML的基本模型類圖類圖描述類和類之間的靜態(tài)關(guān)系，如關(guān)聯(lián)、聚類、組成和繼承等關(guān)系。類圖不僅顯示了信息的結(jié)構(gòu)，還描述了系統(tǒng)的行為。類圖是定義其它圖的基礎(chǔ)。矩形方框代表類的圖標(biāo)，分三個區(qū)域：最上面的區(qū)域標(biāo)識類名，中間區(qū)域是類的屬性，最下面區(qū)域里列的是類的操作。洗衣機(jī)（類名稱）型號（類屬性）漂洗（類方法）類圖示例31第31頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二322.2UML的基本模型對象圖對象(object)是類的實例，具有具體屬性值和行為。對象圖常用于表示復(fù)雜類圖的一個實例，對象之間的鏈(Link)是類之間的關(guān)聯(lián)的實例。與類的圖形表示相似，對象的圖標(biāo)也是個矩形，只是對象名下面要帶下劃線。具體實例的名字位于冒號的左邊而該實例所屬的類名位于冒號的右邊。比如，海爾：洗衣機(jī)。32第32頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二332.2UML的基本模型用例圖（usecasediagram）用例是從用戶的觀點對系統(tǒng)行為或系統(tǒng)使用場景的描述。可以幫助系統(tǒng)開發(fā)人員從用戶的觀察角度收集可靠的系統(tǒng)需求。一個用例是用戶與計算機(jī)之間的一次典型交互作用。這對于建立人機(jī)交互的信息系統(tǒng)（而非計算機(jī)設(shè)備使用的）尤為重要。33第33頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二342.2UML的基本模型用例圖（usecasediagram）下圖說明了如何通過用例圖來描述使用一臺洗衣機(jī)洗衣服。代表洗衣機(jī)用戶的直立小人形被稱為交互參與者（actor），橢圓形代表用例，值得注意的是，參與者（發(fā)起用例的實體）可以是人也可以是系統(tǒng)。34第34頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二352.2UML的基本模型用例圖需求分析階段的用例模型是系統(tǒng)開發(fā)者和用戶反復(fù)討論的結(jié)果，應(yīng)能夠充分表達(dá)開發(fā)者和用戶共同認(rèn)可的需求內(nèi)容。其特點包括：首先，用例模型可以描述待開發(fā)系統(tǒng)的功能需求；其次，用例模型將系統(tǒng)看作黑盒，從外部執(zhí)行者的角度來看待系統(tǒng)；第三，用例模型是需求分析之后各階段開發(fā)工作的主要驅(qū)動因素，是驗證和檢測目標(biāo)系統(tǒng)的依據(jù)。

35第35頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二362.2UML的基本模型活動圖用途既可用來描述操作（類的方法）的行為，也可以描述用例和對象內(nèi)部的工作過程。依據(jù)對象狀態(tài)的變化來捕獲動作（將要執(zhí)行的工作或活動）與動作的結(jié)果。36第36頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二372.2UML的基本模型活動圖活動圖中，一個活動結(jié)束后將立即進(jìn)入下一個活動。用例和對象行為的各個活動之間通常也具有時間順序。活動圖圖示37第37頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二382.2UML的基本模型順序圖表達(dá)對象之間的基于時間的動態(tài)交互關(guān)系，著重體現(xiàn)對象間消息傳遞的時間順序。順序圖存在兩個軸：水平軸表示不同的對象，垂直軸表示時間。38第38頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二392.2UML的基本模型圖中的對象用帶有垂直虛線的矩形框表示，標(biāo)有對象名和類名。垂直虛線是對象的生命線，表示某段時間內(nèi)對象處在活動狀態(tài)。對象間的通信則通過對象生命線間消息來表示。順序圖圖示39第39頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二402.2UML的基本模型協(xié)作圖表達(dá)系統(tǒng)中相互合作的對象為完成目標(biāo)之間的交互關(guān)系和鏈接關(guān)系。與順序圖著重體現(xiàn)交互的時間順序不同，協(xié)作圖強(qiáng)調(diào)交互對象間的靜態(tài)鏈接關(guān)系。協(xié)作圖示例圖中的序號代表命令消息的發(fā)送順序，計時器對象先向進(jìn)水管對象發(fā)送停止進(jìn)水的消息，再向洗滌缸對象發(fā)送旋轉(zhuǎn)洗滌的消息。40第40頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二412.2UML的基本模型狀態(tài)圖表述在任何給定的時刻，一個對象所處的某一特定狀態(tài)。比如，電梯可以處于上升、停止或下降狀態(tài)。洗衣機(jī)可以處于浸泡、洗滌、漂洗、脫水或關(guān)機(jī)等狀態(tài)。狀態(tài)圖包括一系列的狀態(tài)以及狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移。圖中最頂端的符號代表起始狀態(tài)，而底端的符號表示終止?fàn)顟B(tài)。狀態(tài)圖圖示41第41頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二422.2UML的基本模型組件圖用于明確系統(tǒng)各部分的功能，例如在圖書管理系統(tǒng)中可以包括“借／還書處理”、“信息查詢”等組件。配置圖則用于顯示信息系統(tǒng)的物理體系結(jié)構(gòu)，可以描述計算機(jī)和設(shè)備，展示其連接以及駐留在每臺機(jī)器中的軟件。42第42頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二433面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計過程本節(jié)內(nèi)容：3.1面向?qū)ο笙到y(tǒng)分析的過程3.2面向?qū)ο笙到y(tǒng)設(shè)計的一般步驟

43第43頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二443.1面向?qū)ο笙到y(tǒng)分析的過程面向?qū)ο笙到y(tǒng)分析的基本任務(wù):

找出并規(guī)定該問題域中根據(jù)系統(tǒng)各項要求而行動并相互作用的對象，并依據(jù)這些對象及其關(guān)系建立問題域模型。44第44頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二453.1面向?qū)ο笙到y(tǒng)分析的過程

面向?qū)ο蠓治龅幕静襟E：

1.問題域陳述

通過與用戶不斷交流，開發(fā)人員獲得對問題域詳盡的陳述.

2.識別對象/類

把對象分為以下三類:

實體對象指在問題領(lǐng)域中直接認(rèn)識到的對象，

接口對象是一種技術(shù)性對象，用于連接應(yīng)用（應(yīng)用問題/應(yīng)用軟件）和外界系統(tǒng)或用戶，

控制對象主要用來協(xié)調(diào)實體對象和接口對象的活動。

在分析階段識別的主要是實體對象。

45第45頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二463.1面向?qū)ο笙到y(tǒng)分析的過程識別對象的準(zhǔn)則：

搜尋準(zhǔn)則

依次考慮問題域中的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)設(shè)備、需要保存信息的事件、人員、物理位置、組織機(jī)構(gòu)等，從中挖掘系統(tǒng)潛在對象。

判別準(zhǔn)則

根據(jù)系統(tǒng)是否有必要保存該對象的信息、對象的屬性個數(shù)是否大于一等因素，確定模型對象。

檢驗準(zhǔn)則

檢驗其存在的合理性,有些對象需要合并,有些需要采用分類結(jié)構(gòu)．

46第46頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二473.1面向?qū)ο笙到y(tǒng)分析的過程3.確定對象的屬性4.確定對象的服務(wù)5.確定對象/類的關(guān)系

對象之間的關(guān)系分為以下三種：

概括（繼承）－－是類與其衍生體之間的關(guān)系；

聚集－－是對象間存在的一種整體與部分的關(guān)系，例如地址，其中可包括省名、縣(市)名、街名、門牌號及郵政編碼等部分；

消息連接－－是一種調(diào)用關(guān)系，表示一個對象在某種情況下依賴于另一對象提供某種或某些服務(wù)，類似于人機(jī)系統(tǒng)的交互方式。這部分放在設(shè)計階段完成。

47第47頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二483.2面向?qū)ο笙到y(tǒng)設(shè)計的一般步驟

面向?qū)ο笤O(shè)計階段要解決的問題

1.把分析階段確定出來的對象和類配置起來以實現(xiàn)系統(tǒng)功能

2.建立系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。面向?qū)ο笤O(shè)計階段具體任務(wù)

1.對實體對象進(jìn)行增、并、改，并識別接口對象和控制對象。

2.確定實體對象、接口對象和控制對象之間的各種關(guān)系。

3.完善對象類結(jié)構(gòu)圖，組織系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。48第48頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二493.2面向?qū)ο笙到y(tǒng)設(shè)計的一般步驟（一）識別和安排接口對象確認(rèn)接口對象/類的準(zhǔn)則：●為用戶、主要設(shè)備安排接口對象，稱之為中央接口對象?！駥τ谔刂频膱D形用戶接口（GUI），分別建立接口對象,它們可與中央接口對象通信聯(lián)系?！駥τ谄渌愋驮O(shè)備（如輸出處理設(shè)備）可增配接口對象。

例如:為遠(yuǎn)程通信配置中央接口對象，而遠(yuǎn)程通信的其他類型，如傳真、電子郵件或信件，可增配相應(yīng)的接口對象。49第49頁，共53頁，2023年，2月20日，星期二503.2面向?qū)ο笙到y(tǒng)設(shè)