軟件工程-第10章第1節(jié)

第10章面向?qū)ο蟮腃oad方法

面向?qū)ο蟮腃oad方法由面向?qū)ο蟮姆治龊兔嫦驅(qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)構(gòu)成。通過(guò)面向?qū)ο蟮姆治觯⑿畔⑿枨蠓治瞿Ｐ?，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出具有5個(gè)層次4個(gè)組元的模型。10.1Coad方法概述10.1.1術(shù)語(yǔ)1.分析

分析是一種研究問(wèn)題域的過(guò)程，該過(guò)程產(chǎn)生系統(tǒng)行為的需求說(shuō)明描述，它是關(guān)于要做的事情的一個(gè)完全、一致和可行的陳述。

系統(tǒng)分析是關(guān)于問(wèn)題空間的一種加工過(guò)程，它的輸入是目標(biāo)系統(tǒng)的問(wèn)題空間，輸出則是經(jīng)過(guò)抽象、理解之后產(chǎn)生的系統(tǒng)需求說(shuō)明。這一過(guò)程本質(zhì)上是人的一種思維過(guò)程，但需要工具輔助。10.1.1術(shù)語(yǔ)

分析關(guān)心的是用戶(hù)邊界、問(wèn)題應(yīng)用范圍及系統(tǒng)應(yīng)完成的任務(wù)。

分析方法是一種思維工具，用來(lái)幫助分析人員對(duì)需求進(jìn)行形式化，即用特定的標(biāo)記系統(tǒng)來(lái)表示和傳遞分析的結(jié)果。不同標(biāo)記系統(tǒng)在產(chǎn)生表示時(shí)有不同的著眼點(diǎn)，也就有不同角度的抽象，因而反映出不同分析方法的特征。

面向?qū)ο蟮姆治鍪怯妹嫦驅(qū)ο蟮姆椒▽?duì)目標(biāo)系統(tǒng)的問(wèn)題空間進(jìn)行理解、分析和反映。通過(guò)對(duì)象的認(rèn)定和類(lèi)層次的認(rèn)定，確定問(wèn)題空間中應(yīng)存在的類(lèi)和類(lèi)層次結(jié)構(gòu)。10.1.1術(shù)語(yǔ)2.設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)是建立在分析產(chǎn)生的需求說(shuō)明的基礎(chǔ)上，加入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)所需的細(xì)節(jié)的過(guò)程，包括人機(jī)行為、任務(wù)管理及數(shù)據(jù)管理等。設(shè)計(jì)所關(guān)心的是把分析的結(jié)果應(yīng)用于具體的硬件/軟件實(shí)現(xiàn)中。

面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)則是用面向?qū)ο蟮姆椒ǎ瑯?gòu)造目標(biāo)系統(tǒng)的解空間，通過(guò)類(lèi)的認(rèn)定和類(lèi)層次的結(jié)構(gòu)的組織，確定解空間中應(yīng)存在的類(lèi)和類(lèi)層次結(jié)構(gòu)，并確定外部和主要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。10.1.1術(shù)語(yǔ)

面向?qū)ο蟮姆治龊兔嫦驅(qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)之間并沒(méi)有像傳統(tǒng)開(kāi)發(fā)方法那樣有明顯的界限，但的確存在差別，存在抽象程度、先后順序及側(cè)重點(diǎn)的差別。這種特點(diǎn)與采用了一致的思維方式有關(guān)，也與面向?qū)ο竽Ｊ奖旧砭褪菭顟B(tài)交換和進(jìn)化的認(rèn)識(shí)有關(guān)。10.1.2控制復(fù)雜性原則1.抽象

抽象是為了集中研究問(wèn)題而忽略那些與問(wèn)題無(wú)關(guān)的部分的一種方法。抽象有過(guò)程抽象和數(shù)據(jù)抽象兩種。

過(guò)程抽象常表示為“功能/子功能”抽象，將處理過(guò)程分解成多個(gè)子步驟，是一種基本的處理復(fù)雜性的方法。但是使用這種分解來(lái)構(gòu)成一個(gè)設(shè)計(jì)多少有點(diǎn)隨意性和易變性，但可在一定范圍內(nèi)用來(lái)確定和描述服務(wù)。

數(shù)據(jù)抽象是構(gòu)造系統(tǒng)任務(wù)描述的基礎(chǔ)，使用數(shù)據(jù)抽象可以定義屬性和服務(wù)，獲得屬性的唯一方法是借助于服務(wù)。屬性及其服務(wù)可以看成一個(gè)固有載體。10.1.2控制復(fù)雜性原則2.封裝

封裝又稱(chēng)信息隱蔽，它是在開(kāi)發(fā)完整全面的程序結(jié)構(gòu)時(shí)使用的原則，程序中各組成部分都應(yīng)該封裝或隱蔽在某個(gè)單個(gè)設(shè)計(jì)策略中。

封裝使相關(guān)內(nèi)容放在一起，減少了不同內(nèi)容的通信，它將某些特殊需求與其他一些可能使用這些需求的描述分開(kāi)，可使對(duì)象的使用與對(duì)象的創(chuàng)建分離。

消息通信也是封裝的一種形式，要求執(zhí)行的動(dòng)作的細(xì)節(jié)封裝在消息接收的對(duì)象中。數(shù)據(jù)抽象是封裝中“相關(guān)事物聯(lián)系在一起”的一種形式。10.1.2控制復(fù)雜性原則3.繼承繼承是用來(lái)表示類(lèi)之間相似性的一種機(jī)制，它簡(jiǎn)化了與已定義過(guò)的相似類(lèi)的定義，描述了一般和具體化關(guān)系，在類(lèi)層次結(jié)構(gòu)和類(lèi)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中明確地說(shuō)明了共同的屬性和服務(wù)。這個(gè)原則構(gòu)成了顯式表達(dá)共同性的重要技術(shù)和基礎(chǔ)，繼承能使設(shè)計(jì)者一次確定共同的屬性和服務(wù)，同時(shí)將這些屬性和服務(wù)擴(kuò)展到或限制到具體的實(shí)例中，繼承也可用于表示共同性。

10.1.2控制復(fù)雜性原則4.組織方法在理解客觀世界組織與表示需求時(shí)，常采用以下三種方法：(1)識(shí)別具體對(duì)象及其屬性。(2)識(shí)別整體對(duì)象及部分對(duì)象。(3)識(shí)別不同的對(duì)象類(lèi)。10.1.2控制復(fù)雜性原則5.行為分類(lèi)最常用的三種行為分類(lèi)是：(1)建立在即時(shí)因果關(guān)系基礎(chǔ)上。(2)建立在歷史發(fā)展的相似性上。(3)建立在功能相似性上。10.1.3開(kāi)發(fā)多層次多組元的模型1.連續(xù)性表示長(zhǎng)期以來(lái)，軟件人員遇到的主要問(wèn)題如下：(1)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)處理的分離：即ER圖與DFD圖的分離。有人注意到DFD圖不適合于長(zhǎng)期保存數(shù)據(jù)，當(dāng)時(shí)解決的辦法是增加一級(jí)表示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的圖，即ER圖，這種方法使數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理分離。10.1.3開(kāi)發(fā)多層次多組元的模型(2)分析與設(shè)計(jì)的分離：即軟件分析用DFD圖、ER圖及數(shù)據(jù)詞典來(lái)表示，而軟件設(shè)計(jì)的表示是軟件結(jié)構(gòu)圖和軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)表示法。它們的表示截然不同，需要轉(zhuǎn)換。

面向?qū)ο蟮腃oad方法使用統(tǒng)一的基本表示方法來(lái)組織數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理。面向?qū)ο蟮姆治龆x問(wèn)題域的對(duì)象和類(lèi)，反映系統(tǒng)的任務(wù)；面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)定義附加的類(lèi)和對(duì)象，反映需求的實(shí)現(xiàn)，使得分析和設(shè)計(jì)符號(hào)表示無(wú)明顯差別。不存在從分析到設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)換。10.1.3開(kāi)發(fā)多層次多組元的模型2.分析模型Coad方法在面向?qū)ο蟮姆治鲋械奈宸N活動(dòng)如下：(1)識(shí)別對(duì)象和類(lèi)。(2)識(shí)別類(lèi)的結(jié)構(gòu)。(3)確定主題。(4)定義屬性。(5)定義服務(wù)。10.1.3開(kāi)發(fā)多層次多組元的模型按上述活動(dòng)建立信息需求分析模型，按下列五個(gè)層次整理提交文檔?！ぶ黝}層：控制一次分析所考慮的范圍，即對(duì)相關(guān)的類(lèi)進(jìn)行歸并?！?duì)象層：在分析范圍內(nèi)找出全部的對(duì)象?！そY(jié)構(gòu)層：分析類(lèi)的分類(lèi)結(jié)構(gòu)和組裝結(jié)構(gòu)?！傩詫樱好枋雒總€(gè)對(duì)象的狀態(tài)特征?！し?wù)層：描述每個(gè)對(duì)象所具有的操作。10.1.3開(kāi)發(fā)多層次多組元的模型3.設(shè)計(jì)模型Coad方法中，面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)模型在面向?qū)ο蟮姆治瞿Ｐ偷奈鍌€(gè)層次上由四個(gè)組元構(gòu)成，如圖10.1所示。圖10.1設(shè)計(jì)模型10.1.3開(kāi)發(fā)多層次多組元的模型

五個(gè)層次從縱向反映模型是透明重疊的，一級(jí)比一級(jí)更詳細(xì)，四個(gè)組元從橫向反映模型的組成。

四個(gè)組元對(duì)應(yīng)于面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的四個(gè)主要活動(dòng)步驟：(1)設(shè)計(jì)問(wèn)題域組元。(2)設(shè)計(jì)人機(jī)界面組元。(3)設(shè)計(jì)任務(wù)管理組元。(4)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理組元。10.1.4定義及符號(hào)表示1.對(duì)象和類(lèi)1)對(duì)象對(duì)象是問(wèn)題域中事物的抽象或者是問(wèn)題域中事物的實(shí)現(xiàn)的抽象，它是屬性值及其相應(yīng)服務(wù)的一種封裝，對(duì)象的同義詞是實(shí)例。2)類(lèi)類(lèi)是一個(gè)或多個(gè)對(duì)象的描述，對(duì)象可用統(tǒng)一的屬性和服務(wù)的集合來(lái)描述。另外，類(lèi)也可以描述如何創(chuàng)建該類(lèi)的新對(duì)象。10.1.4定義及符號(hào)表示3)類(lèi)對(duì)象類(lèi)對(duì)象指的是類(lèi)和類(lèi)中的對(duì)象，其符號(hào)表示如圖10.2所示，粗方框表示類(lèi)，類(lèi)分三個(gè)區(qū)域，對(duì)象用圍繞著粗框的細(xì)框來(lái)表示，在表示類(lèi)的三個(gè)區(qū)域內(nèi)，應(yīng)標(biāo)出類(lèi)對(duì)象的名稱(chēng)、屬性及服務(wù)，這是具有對(duì)象的類(lèi)，是一種具體類(lèi)。圖10.3給出了類(lèi)的符號(hào)表示，這種類(lèi)是一種抽象類(lèi)，它沒(méi)有對(duì)象。10.1.4定義及符號(hào)表示10.1.4定義及符號(hào)表示2.層次結(jié)構(gòu)1)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)是與系統(tǒng)任務(wù)有關(guān)的問(wèn)題域復(fù)雜性的一種表示，它是類(lèi)層次結(jié)構(gòu)的統(tǒng)稱(chēng)，既描述了一般具體結(jié)構(gòu)，也描述了整體部分結(jié)構(gòu)。10.1.4定義及符號(hào)表示2)分類(lèi)結(jié)構(gòu)分類(lèi)結(jié)構(gòu)是系統(tǒng)組織的三種方法之一，即區(qū)分不同類(lèi)的方法，是一種“isa”結(jié)構(gòu)。例如，臺(tái)燈是一種照明工具，其中照明工具是一般的，臺(tái)燈是具體的，照明工具與臺(tái)燈是一種分類(lèi)關(guān)系，也稱(chēng)分類(lèi)結(jié)構(gòu)。在分類(lèi)結(jié)構(gòu)中，使用繼承描述更一般的屬性和服務(wù)。分類(lèi)結(jié)構(gòu)的符號(hào)表示如圖10.4所示，一般類(lèi)放在頂端，具體類(lèi)放在下端，它們之間用線(xiàn)連起來(lái)，其中半圓弧說(shuō)明這是一個(gè)一般具體結(jié)構(gòu)的形式。10.1.4定義及符號(hào)表示圖10.4分類(lèi)結(jié)構(gòu)的符號(hào)表示10.1.4定義及符號(hào)表示3)組裝結(jié)構(gòu)組裝結(jié)構(gòu)也是三種系統(tǒng)組織方法之一，它是“hasa”結(jié)構(gòu)。例如，臺(tái)燈有一個(gè)電燈泡，則臺(tái)燈和電燈泡就是這種結(jié)構(gòu)的例子。臺(tái)燈是整體，而電燈泡則是臺(tái)燈的組成部分之一。組裝結(jié)構(gòu)的表示如圖10.5所示。整體類(lèi)放在圖的頂部，部分類(lèi)放在圖的下端，用線(xiàn)把它們連起來(lái)，用三角形表示這是一個(gè)組裝結(jié)構(gòu)的形式。連線(xiàn)上的數(shù)字和范圍表示了整體所包含的部分的數(shù)目。10.1.4定義及符號(hào)表示圖10.5組裝結(jié)構(gòu)的符號(hào)表示10.1.4定義及符號(hào)表示3.主題主題是指導(dǎo)人們了解復(fù)雜大模型的一種機(jī)制，主題有助于組織大項(xiàng)目的軟件包，主題是一種手段，用它來(lái)綜述較大的面向?qū)ο蠓治龊驮O(shè)計(jì)的模型，給出這些模型的概貌，是這些模型的抽象機(jī)制。主題的表示符號(hào)有兩種形式。圖10.6是主題的簡(jiǎn)單表示形式，它給出主題名和相應(yīng)編號(hào)，圖10.7是主題的擴(kuò)展表示形式，除了主題名和相應(yīng)編號(hào)，還給出該主題包含的類(lèi)。10.1.4定義及符號(hào)表示10.1.4定義及符號(hào)表示4.屬性及實(shí)例關(guān)聯(lián)1)屬性

屬性是類(lèi)的性質(zhì)，它是某種數(shù)據(jù)(狀態(tài)信息)。類(lèi)中對(duì)象有相應(yīng)的值(狀態(tài))，用來(lái)描述對(duì)象或分類(lèi)結(jié)構(gòu)的實(shí)例。這種概念的基礎(chǔ)來(lái)自信息建模方法。2)實(shí)例關(guān)聯(lián)

實(shí)例關(guān)聯(lián)是一個(gè)實(shí)例集合到另一個(gè)實(shí)例集合的映射。它是問(wèn)題域映射的一種模型，表示對(duì)象間的依賴(lài)關(guān)系及對(duì)象所需的一部分狀態(tài)信息。10.1.4定義及符號(hào)表示3)符號(hào)表示屬性表示符號(hào)如圖10.8所示，屬性在類(lèi)對(duì)象的第二個(gè)區(qū)域中表示，實(shí)例關(guān)聯(lián)表示符號(hào)如圖10.9所示，用兩個(gè)類(lèi)對(duì)象之間的連線(xiàn)表示，線(xiàn)上各對(duì)象都標(biāo)記數(shù)字或范圍(m,n)，說(shuō)明對(duì)象之間的約束關(guān)系，表明一個(gè)類(lèi)對(duì)象1對(duì)應(yīng)了0個(gè)或m個(gè)類(lèi)對(duì)象2。10.1.4定義及符號(hào)表示5.服務(wù)及消息關(guān)聯(lián)1)服務(wù)一個(gè)服務(wù)是在對(duì)象接收到一條消息后所要進(jìn)行的加工，它是對(duì)象表現(xiàn)的具體行為。服務(wù)的符號(hào)如圖10.10所示，放在類(lèi)對(duì)象的第三個(gè)區(qū)域中。圖10.10