高級軟件工程綜述報(bào)告

學(xué)號： 高級軟件工程綜述報(bào)告學(xué)院專業(yè)班級學(xué)生姓名性別任課教師李貴 職稱教授2014年月日

1.面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)的原理與方法1.1面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)基本思想面向?qū)ο蠓椒ǖ幕舅枷胧菑默F(xiàn)實(shí)世界中客觀存在的事物出發(fā)來構(gòu)造軟件系統(tǒng)，并在系統(tǒng)構(gòu)造中盡可能地運(yùn)用人類的自然思維方式。面向?qū)ο箝_發(fā)是現(xiàn)實(shí)世界中以抽象為基礎(chǔ)的軟件思維的一種嶄新方式?！伴_發(fā)”的含義延伸至軟件生命周期的前期部分：分析、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。本章介紹面向?qū)ο蠓椒ǖ闹饕拍睿▽ο?、類、屬性、方法、封裝等，并將介紹建立的對象之間、類之間以及對象和類之間的聯(lián)系，同時還將介紹概括和分組等相關(guān)知識。具體說，面向?qū)ο蠓椒ㄓ幸韵绿攸c(diǎn)：繼承分美消息圖1面向?qū)ο蠡驹韴D繼承分美消息圖1面向?qū)ο蠡驹韴D1） 從問題域中客觀存在的事物出發(fā)來構(gòu)造軟件系統(tǒng)，用對象作為對這些事物的抽象表示，并以此作為系統(tǒng)的基本構(gòu)成單位。2） 事物的靜態(tài)特征（即可能用一些數(shù)據(jù)來表達(dá)的特征）用對象的屬性表示，事物的動態(tài)特征（即事物的行為）用對象的服務(wù)表示。3） 對象的屬性與服務(wù)結(jié)合為一體，成為一個獨(dú)立的實(shí)體，對外屏蔽其內(nèi)部細(xì)節(jié)（稱作封裝）。4） 對事物進(jìn)行分類。把具有相同屬性和服務(wù)的對象歸為一類，類是這些對象的抽象描述，每個對象是它的類的一個實(shí)例。5） 通過在不同程度上運(yùn)用抽象的原則（較多或較少地忽略事物之間的差異），可以得到較一般的類和較特殊的類。特殊類繼承一般類的屬性與服務(wù)，面向?qū)ο蠓椒ㄖС謱@種繼承關(guān)系的描述與實(shí)現(xiàn)，從而簡化系統(tǒng)的構(gòu)造過程及其文檔。復(fù)雜的對象可以用簡單的對象作為其構(gòu)成部分(稱作聚合)。對象之間通過消息進(jìn)行通信，以實(shí)現(xiàn)對象之間的動態(tài)聯(lián)系。通過關(guān)聯(lián)表達(dá)對象之間的靜態(tài)關(guān)系。面向?qū)ο蟛糠衷韴D如圖1.1.2面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)方法綜述在面向?qū)ο蠓治鲞^程中，強(qiáng)調(diào)的是在問題領(lǐng)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)和描述對象或概念，在面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)過程中，強(qiáng)調(diào)的是定義軟件對象以及它們?nèi)绾螀f(xié)作以實(shí)現(xiàn)需求。面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)基本思想是：對問題空間進(jìn)行自然分割，以更接近人類思維的方式建立問題域模型，以便對客觀實(shí)體進(jìn)行結(jié)構(gòu)模擬和行為模擬，從而使設(shè)計(jì)出的軟件盡可能直接地描述現(xiàn)實(shí)世界，構(gòu)造出模塊化的、可重用的、維護(hù)性好的軟件，同時限制軟件的復(fù)雜性和降低開發(fā)維護(hù)費(fèi)用。面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)的方法有很多，比較有名的幾個有以下幾個。1)OMT/Rumbaugh:OMT(ObjectModelingTechnique)方法最早是由Loomis,Shan和Rumbaugh在1987年提出的。這個方法是在實(shí)體關(guān)系模型上擴(kuò)展了類、繼承和行為而得到的。OMT覆蓋了分析、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)三個階段，包含分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、對象設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)四個步驟，它定義了對象模型、動態(tài)模型和功能模型三種模型，這些模型貫穿于每個步驟，并在每個步驟中被不斷地精化和擴(kuò)充。OOD/Booch：OOD(ObjectOrientedDesign)方法是GradyBooch從1983年開始研究,1991年后走向成熟的一種方法。Booch方法在面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)中主要強(qiáng)調(diào)多次重復(fù)和開發(fā)者的創(chuàng)造性。方法本身是一組啟發(fā)性的過程式建議。3)RDD/Wirfs2Brock:RDD(Responsibility2DrivenDesign)方法是Wirfs2Brock在1990年提出的。這是一個按照類、責(zé)任以及合作關(guān)系對應(yīng)用進(jìn)行建模的方法。首先定義系統(tǒng)的類與對象，然后確定系統(tǒng)的責(zé)任并劃分給類，最后確定對象類之間的合作來完成類的責(zé)任。這些設(shè)計(jì)將進(jìn)一步按照類層次、子系統(tǒng)和協(xié)議來完善。RDD分探索階段和精化階段,按照類層次圖、合作圖、類規(guī)范、子系統(tǒng)規(guī)范、合同規(guī)范等設(shè)計(jì)規(guī)范來完成實(shí)現(xiàn)4)OOAD/Coad2Yourdon:OOAD(Object2OrientedAnalysisandDesign)方法是由PeterCoad和EdwardYourdon在1991年提出的。這是一種逐步進(jìn)階的面向?qū)ο蠼７椒?。在OOA中，分析模型用來描述系統(tǒng)的功能，它使用了基本的結(jié)構(gòu)化原則,并把它們同面向?qū)ο?。的觀點(diǎn)結(jié)合起來。OOA完成系統(tǒng)分析，包括以下五個步驟:確定類與對象，標(biāo)識結(jié)構(gòu)，定義主題，定義屬性和定義服務(wù)。OOA本質(zhì)上是一種面向?qū)ο蟮姆椒?，適用于小型系統(tǒng)的開發(fā)，OOD負(fù)責(zé)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。5）OOSE/Jacobson:OOSE（Object2OrientedSoftwareEngineering）是IvarJacobson在1992年提出的一種使用事例驅(qū)動的面向?qū)ο箝_發(fā)方法。OOSE開發(fā)過程是自然過渡和緊密耦合的醫(yī)院病房監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的面向?qū)ο蠓治鲈卺t(yī)院的病房里，將病癥監(jiān)視器安置在每個病床，對病人進(jìn)行監(jiān)護(hù)。監(jiān)視器將病人的病癥信號（組合）實(shí)時地傳送到中央監(jiān)護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行分析處理。在中心值班室里，值班護(hù)士使用中央監(jiān)護(hù)系統(tǒng)對病員的情況進(jìn)行監(jiān)控，監(jiān)護(hù)系統(tǒng)實(shí)時地將病人的病癥信號與標(biāo)準(zhǔn)的病診信號進(jìn)行比較分析，當(dāng)病癥出現(xiàn)異常時，系統(tǒng)會立即自動報(bào)警，并打印病情報(bào)告和更新病歷。系統(tǒng)根據(jù)醫(yī)生的要求隨時打印病人的病情報(bào)告，系統(tǒng)還定期自動更新病歷。2.1需求模型根據(jù)分析系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)以下功能:1） 病癥監(jiān)視器可以將采集到的病癥信號（組合），格式化后實(shí)時的傳送到中央監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。2） 中央監(jiān)護(hù)系統(tǒng)將病人的病癥信號與標(biāo)準(zhǔn)的病癥信號庫里的病癥信號的正常值進(jìn)行比較，當(dāng)病癥出現(xiàn)異常時系統(tǒng)自動報(bào)警。3） 當(dāng)病癥信號異常時，系統(tǒng)自動更新病歷并打印病情報(bào)告。4） 值班護(hù)士可以查看病情報(bào)告并進(jìn)行打印。5） 醫(yī)生可以查看病情報(bào)告，要求打印病情報(bào)告，也可查看或要求打印病歷。6） 系統(tǒng)定期自動更新病歷。再進(jìn)一步分析可以識別出本系統(tǒng)的四個角色：值班護(hù)士，醫(yī)生，病人，標(biāo)準(zhǔn)病癥信號庫。如表1.通過分析可以初步識別出系統(tǒng)的用例為：中央監(jiān)護(hù)，病癥監(jiān)護(hù)，提供標(biāo)準(zhǔn)病癥信號，病歷管理，病情報(bào)告管理。頂層用例圖如圖2.2.2基本模型

通過名詞識別法和系統(tǒng)實(shí)體識別法等方法可以識別出系統(tǒng)的十二個類，圖3用類圖分別表示出類的名稱，屬性，操作。角色角色職責(zé)角色職責(zé)識別病人提供病癥信號負(fù)責(zé)生成、實(shí)時提供各種病癥信號。醫(yī)生對病人負(fù)責(zé)，負(fù)責(zé)處理病情的變化(1)需要系統(tǒng)支持以完成其日常工作(2)對系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果感興趣值班護(hù)士負(fù)責(zé)監(jiān)視病人的病情變化(1)使用系統(tǒng)主要功能(2)對系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果感興趣標(biāo)準(zhǔn)病癥信號庫負(fù)責(zé)向系統(tǒng)提供病癥信號的正常值(1)負(fù)責(zé)保持系統(tǒng)正常運(yùn)行(2)與系統(tǒng)交互表1角色列表醫(yī)生圖2用例圖俏獨(dú)護(hù)士醫(yī)生中央監(jiān)護(hù)基維用戶名用戶客建碼性別年肪病亡病癥信號滴R描出聲音燈玳交字吉喬痛宿糧吉o打印畤情報(bào)吉”查看病情旅告。要戒打即捍■抿告"要涂打印痛丹()椎恨痛癥信號口格式旬信號戡掘(>采族佰號O1B號組音(>升鮮信號()比彼信號<)茹抿格式化<>報(bào)箸<)數(shù)稅轉(zhuǎn)化。標(biāo)準(zhǔn)病赤悟曇徑拘人病序信W儒歷底崔病丘信￡夷型大小類里大小容量皿任何溫格式痛人基本情友打印時間昕博皿壓1#供標(biāo)準(zhǔn)信號C)生成病防^吏新病而。<>打印倩氏()生成癌癥信號()生成陣情報(bào)告()查看辰情報(bào)吉()打印面情報(bào)吉C〉生威病歷(>C)打印病歷(>生成辱睬信號()圖3類名稱和屬性

各個類之間的基本模型如下圖4.圖4類圖2.3部分輔助圖首先監(jiān)視器采集信號并將信號發(fā)送給中央監(jiān)視系統(tǒng)，中央監(jiān)視系統(tǒng)進(jìn)行分析，如果信號異常就發(fā)送給病歷系統(tǒng)。病歷系統(tǒng)給中央監(jiān)視系統(tǒng)返回處理信號和把信號傳輸給報(bào)警系統(tǒng)，報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警。病歷系統(tǒng)還將更新病歷報(bào)。如圖5.

圖5順序圖醫(yī)院病房監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)3.1問題域設(shè)計(jì)醫(yī)院病房監(jiān)護(hù)系統(tǒng)分成五部分：監(jiān)視器、中央監(jiān)護(hù)、病歷、報(bào)警系統(tǒng)和病例報(bào)組成。監(jiān)視器負(fù)責(zé)病人信號采集并且將信號發(fā)送給中央監(jiān)視，采樣具有一定頻率。中央監(jiān)視將采集信號的進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將信號進(jìn)行分解，并將分解信號和標(biāo)準(zhǔn)病癥做比較，如果異常，則通過報(bào)警系統(tǒng)給護(hù)士報(bào)警。護(hù)士通過病歷系統(tǒng)打印病情報(bào)告給醫(yī)生。醫(yī)生通過病歷系統(tǒng)查看病情報(bào)告，查看病歷，并打印病歷和更新病歷報(bào)。細(xì)化圖如圖6.比較信號癥《Extend》《Exten《use》《use》報(bào)警打印病情報(bào)《Extend查看病歷打印病歷*醫(yī)生數(shù)據(jù)格式△《use》提供標(biāo)準(zhǔn)病標(biāo)準(zhǔn)病癥

信號庫值班護(hù)士顯示病情報(bào)告分解信號《use》比較信號癥《Extend》《Exten《use》《use》報(bào)警打印病情報(bào)《Extend查看病歷打印病歷*醫(yī)生數(shù)據(jù)格式△《use》提供標(biāo)準(zhǔn)病標(biāo)準(zhǔn)病癥

信號庫值班護(hù)士顯示病情報(bào)告分解信號《use》生成病歷采樣頻率use》信號數(shù)模數(shù)轉(zhuǎn)化更新病歷信號采集《use》 病人圖6細(xì)化圖3.2控制驅(qū)動設(shè)計(jì)3.3數(shù)據(jù)庫管理本系統(tǒng)要求能夠監(jiān)護(hù)系統(tǒng)要隨時接受每個病人的生理信號（脈搏、血壓、心跳、呼吸頻率等），定時采樣病人情況以形成患者日志，當(dāng)某個病人的生理信號超出醫(yī)生規(guī)定的安全范圍時向值班護(hù)士發(fā)出警告信息；此外，護(hù)士在需要時還可以要求系統(tǒng)打印出某個病人的病情報(bào)告。3.3.1確定實(shí)體和實(shí)體間聯(lián)系通過了解醫(yī)院監(jiān)護(hù)中需要用到的實(shí)體類型有病人，醫(yī)護(hù)人員，病歷，患者日志，生理信息等等。在這個系統(tǒng)中以下這些聯(lián)系是與監(jiān)護(hù)管理有關(guān)的：醫(yī)護(hù)人員與病人之間有個聯(lián)系是”診治“，它是一對多的；病人與病歷之間有個聯(lián)系是“持有“，它是一對一的；病人與生理信息之間有個聯(lián)系是“提取“，它是一對一的；生理信息與患者日志之間有個聯(lián)系是“采樣“，它是一對一的°E-R如圖8.

醫(yī)護(hù)人員J- m圖8E-R圖3.3.2確定屬性和邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)病人有病人ID號、姓名、病房號、病床號4個屬性。邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如表2?；颊呷罩居胁∪薎D號、時間2個屬性。邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如表3。病歷有病人ID號、性別、年齡、家屬、住址、安全范圍、主治醫(yī)生ID號7個屬性。邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如表4。生理信息有病人ID號、脈搏、心跳、血壓4個屬性。邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如表5。醫(yī)護(hù)人員有姓名、性別、電話、住址、職工ID號、職稱6個屬性。邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如表6。字段名數(shù)據(jù)類型主關(guān)鍵字外部關(guān)鍵字參照的表取值說明病人ID號Vchar2（10）yes不允許為空姓名Vchar2（30）病房號Vchar2（10）病床號Vchar2（10）表2病人表字段名數(shù)據(jù)類型主關(guān)鍵字外部關(guān)鍵字參照的表取值說明病人ID號Vchar2（10）yes不允許為空性別Vchar2（2）年齡Smallint家屬VarChar2（30）住址VarChar2（50）安全范圍VarChar2（10）主治醫(yī)生ID號Vchar2（10）表3病歷表

字段名數(shù)據(jù)類型主關(guān)鍵字外部關(guān)鍵字參照的表取值說明姓名Vchar2（30）性別Vchar2（2）電話Number（15）住址VarChar2（50）職工ID號Vchar2（10）yes不允許為空職稱Varchar2（10）表4醫(yī)護(hù)人員表字段名數(shù)據(jù)類型主關(guān)鍵字外部關(guān)鍵字參照的表取值說明病人ID號Vchar2（10）yes不允許為空時間DateTime表5患者日志表字段名數(shù)據(jù)類型主關(guān)鍵字外部關(guān)鍵字參照的表取值說明病人ID號Vchar2（10）yes不允許為空脈搏Smallint心跳Smallint血壓Smallint呼吸頻率Smallint表6生理信息表界面4.1生理信號信息采集模塊初始化*-數(shù)據(jù)采集A/D轉(zhuǎn)換A/D轉(zhuǎn)換N圖9傳感器信息采集程序流程圖模塊功能描述：傳感器要隨時接受每個病人的生理信號（脈搏、體溫、血

壓、心電圖等），而且要將其模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字型號后及時發(fā)送給監(jiān)護(hù)管理模塊。傳感器信息采集程序流程圖如圖9。界面設(shè)計(jì)如圖10。輸入病人病歷號，點(diǎn)取獲取信息，即可采集到病人的生理信息。獲取信息生理信號采集獲取信息病人炳歷號:’脈博體溫|血壓|心電圈圖10生理信號信息采集模塊界面■開始■圖11 監(jiān)護(hù)管理流程圖■開始■圖11 監(jiān)護(hù)管理流程圖4.2監(jiān)護(hù)管理模塊監(jiān)護(hù)管理模塊功能描述：根據(jù)傳感器信息采集而傳入監(jiān)護(hù)管理模塊的生理信息，對其傳入的信息進(jìn)行分析處理，并將其和生理安全控制范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比