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1、主讲人：XX邮 箱：第九章 面向对象的系统开发 本 章 内 容第一节 面向对象方法的基础理论第二节 面向对象方法的建模工具第三节 面向对象的分析与设计过程第四节 面向对象的系统实施2022-5-30第九章 面向对象的系统开发2面向对象开发的演进面向对象开发的演进第一代语言（以FORTRAN为例）主要用于科学和工程计算,应用系统的基本物理构成单元是子程序。第二代语言的重点是算法抽象。商业应用自动化是关注点，信息系统主要解决数据的读入、排序及打印等简单业务处理问题。第三代程序设计语言都支持模块化这一重要的结构机制。大规模编程项目意味着人数众多的大型开发团队，需要独立地开发同一个应用系统的不同部分，
2、因此需要能够独立编译数据和子程序的结构，即模块。基于对象和面向对象的程序设计语言从数据抽象考虑对复杂性的掌握与控制，为软件的分解提供了更好的依据。从本质上讲,“面向对象”是一种认识客观世界的认知方法学。这种认知方法将客观世界看成是由许许多多不同对象构成的,每一个对象都有自己的运动规律和内部状态,不同对象间的相互作用和通信构成了完整的客观世界。回顾信息系统开发的历史，不难发现会有如下两个趋势: 应用规模逐渐增大，程序设计语言迅速迭代更新。1.11.1面向对象的基本概念面向对象的基本概念面向对象是人类从客观事物组织结构的角度认识并模拟客观世界，将客观世界看成是由许许多多不同对象构成的，每一个对象都
3、有自己的运动规律和内部状态，不同对象间的相互作用和通讯构成了完整的客观世界。其基本组成如下：面向对象对象类消息继承2022-5-30第九章 面向对象的系统开发41.1.11.1.1对象对象对象泛指所要研究的具体事物、抽象概念等。不同应用领域中的对象称为问题对象。在面向对象的系统中，问题对象是基本的运行实体，由一组数据和施加于这些数据上的一组操作封装而成的。对象标识对象的名称，用于区分其他对象。数据也称状态，描述对象属性的贮存或数据结构。操作对象的行为，对象运动特性的描述。接口对象受理外部消息所指定的操作名称集合。2022-5-30第九章 面向对象的系统开发51.1.21.1.2类类类是相似对象
4、的集合。在现实世界中有许多内部状态和外部行为相似的对象，由这些对象构成的集合就是类。 类的名称，用于区分其他类。标识 描述子类承袭父类的名称，以及结构与功能。继承 对该类数据包含数据项的描述数据结构 该类通用功能的具体实现方法操作 面向其它类的统一的外部通讯协议。接口类2022-5-30第九章 面向对象的系统开发61.1.31.1.3消息消息消息是实现对象与对象间相互合作的通信载体,是连接对象的纽带。从实现的角度看，消息就是请求对象执行某个处理或提供某些信息的要求，既可以是数据流，又可以是控制流。 同一对象可以接收不同形式的多个消息，产生不同响应；1 一条消息可以发送给不同的对象，消息的解释完
5、全由接收对象完成；2 对于传来的消息，对象可以返回相应的回答信息，也可以不返回，即消息响应不是必须的。32022-5-30第九章 面向对象的系统开发71.1.41.1.4继承继承继承是指一个类（即称子类）因承袭而具有另一个类（或称父类）的能力和特征的机制或关系。继承是一种联结类的层次模型，允许并鼓励类的重用。继承是类之间的重要关系。依赖继承机制，可由类产生对象，或由已知类定义其他类。 类可以从它的祖先那里继承方法和属性，并且类可以修改或增加新的属性、方法使之更符合特殊的需要；1 有继承关系的类之间应具有如下特性： 1、共享性 2、差异性 3、层次性；2 继承可以避免由于对象封装而造成数据和操作
6、的冗余，其最重要的优点在于支持重用。32022-5-30第九章 面向对象的系统开发81.21.2基于面向对象方法的生命开发周期基于面向对象方法的生命开发周期面向对象方法将面向对象技术用于系统开发的全过程，包括分析、设计、编程、测试及集成等。面向对象的系统开发整个过程可从宏观和微观两个层面去理解。宏观层面 面向对象的系统开发方法包括分析、设计、实现以及运行与维护等四大阶段，遵循反复累增的生命周期。微观层面 面向对象方法是包含了每一宏观阶段中标识对象，确定对象的属性，定义对象的服务，以及确定对象间关系等若干步骤。2022-5-30第九章 面向对象的系统开发9 本 章 内 容第一节 面向对象方法的基
7、础理论第二节 面向对象方法的建模工具第三节 面向对象的分析与设计过程第四节 面向对象的系统实施2022-5-30第九章 面向对象的系统开发102.1 UML2.1 UML的产生和发展的产生和发展统一建模语言(Unified Modeling Language，UML)就是应用最广泛的工具之一。作为一种定义良好、易于表达、功能强大且普遍适用的建模语言，UML的作用域不仅局限于面向对象的分析与设计阶段，还支持系统开发的全过程。统一建模语言类图对象图用例图活动图顺序图协作图状态图组件图配置图2022-5-30第九章 面向对象的系统开发112.22.2 UMLUML的基本模型的基本模型类图 类图几乎是
8、所有OO方法的基本模型。类图描述类和类之间的静态关系，比如关联、聚类、组成和继承等关系。对象图 对象(object)是类的实例，具有具体属性值和行为。对象图常用于表示复杂类图的一个实例，对象之间的链(Link)是类之间的关联的实例。2022-5-30第九章 面向对象的系统开发12洗衣机 （类名称）型 号 （类属性）漂 洗 （类方法）用例图 用例（use case）是从用户的观点对系统行为或系统使用场景的描述。状态图 状态图包括一系列的状态以及状态之间的转移，在任何给定的时刻，一个对象总处于某一特定的状态。2022-5-30第九章 面向对象的系统开发132.22.2 UMLUML的基本模型的基本
9、模型顺序图 顺序图所表达的就是对象之间的基于时间的动态交互关系，并着重体现对象间消息传递的时间顺序。活动图 活动图的应用非常广泛，既可用来描述操作（类的方法）的行为，也可以描述用例和对象内部的工作过程。活动图依据对象状态的变化来捕获动作（将要执行的工作或活动）与动作的结果。2022-5-30第九章 面向对象的系统开发142.22.2 UMLUML的基本模型的基本模型协作图 协作图表达为完成目标，系统中相互合作的对象间的交互关系和链接关系。与顺序图着重体现交互的时间顺序不同，协作图强调交互对象间的静态连接关系。组件图与配置图 组件图与配置图与整个计算机系统密切相关。组件图用于明确系统各部分的功能
10、，配置图则用于显示信息系统的物理体系结构。2022-5-30第九章 面向对象的系统开发152.22.2 UMLUML的基本模型的基本模型 本 章 内 容第一节 面向对象方法的基础理论第二节 面向对象方法的建模工具第三节 面向对象的分析与设计过程第四节 面向对象的系统实施2022-5-30第九章 面向对象的系统开发163.13.1面向对象系统分析的过程面向对象系统分析的过程面向对象系统分析的基本任务是找出并规定一组根据系统的各项要求而行动和相互作用的问题领域的对象，并依据这些对象及其关系建立问题域模型。1、问题域陈述开发人员对问题域的陈述是系统分析的基础。2、识别对象/类构建分析模型的基础是对象
11、/类。3、确定对象属性定义属性是分析与选择的过程。4、确定对象的服务系统数据信息进行详尽研究后，要着手考虑服务。5、确定对象/类的关系从客观世界关系中，抽出共性而舍去差异，确定对象之间的关系。2022-5-30第九章 面向对象的系统开发173.23.2面向对象系统设计的一般步骤面向对象系统设计的一般步骤面向对象设计阶段要解决的问题是如何把分析阶段确定出来的对象和类配置起来以实现系统功能，并建立系统体系结构。具体任务有以下几项：1、识别接口对象和控制对象1）接口对象从系统外部获取信息，并为之提供信息；2）能否承担某项功能是控制对象存在的依据。2、确定实体对象、接口对象和控制对象之间的各种关系1）
12、静态联系。实体对象间的静态联系在分析阶段已经确定。2）消息连接。接口对象与实体对象、控制对象与实体对象、接口对象与控制对象间都只存在消息连接。3、系统结构设计系统的体系结构是一种组织机制，是一张蓝图。把系统分为若干个子系统，全面地反映系统各个层次的结构、功能及动态特征。2022-5-30第九章 面向对象的系统开发18 本 章 内 容第一节 面向对象方法的基础理论第二节 面向对象方法的建模工具第三节 面向对象的分析与设计过程第四节 面向对象的系统实施2022-5-30第九章 面向对象的系统开发194 4 面向对象的系统实施面向对象的系统实施版本管理 版本管理是顺利完成系统实施的基础。开发团队在集
13、成和测试功能模块时,必须对系统配置进行管理，而管理的核心问题就是版本控制。 集成与测试是新版本发布前必要的步骤。从系统最终用户的视角来看，宏观过程生成一系列可执行的发布版本,每一个都有新增的功能,最后演进成完整的产品系统。质量保证和测量指标 从产品使用适用性角度出发的软件质量保证对面向对象的实施意义重大。对软件系统的质量可从不同方面进行可量化的评价，最常用的软件质量度量标准有缺陷发现率和缺陷密度。 面向对象软件质量保证还可以从过程与产品两个不同方面确保开发质量。过程度量,也称作项目度量,可以帮助管理团队评价所用的面向对象开发过程的进展。 产品度量则是通过统计逻辑设计中的类或物理设计中已经完成及
14、正在工作的组件之数目,来帮助开发人员测量开发进度。4 4 面向对象的系统实施面向对象的系统实施从实现的角度，面向对象的系统设计已对最终系统作了详细定义，描述了实现各项系统功能的静态结构组成部分及其动态联系。在系统实施阶段主要进行编码语言的选择、面向对象应用程序框架的构建，面向对象应用程序编写等。前向工程 UML建模软件，比如，Rational Rose等，都会提供由设计模型生成代码的功能，即所谓的前向工程。 利用前向工程可从模型生成程序源代码和关系数据库中的表。逆向工程 使用反向生成器功能实现逆向工程，将程序源代码转换为UML模型的图。 为反复修改、采用迭代式系统开发过程和实现业务流程优化创造了条件，。2022-5-30第九章 面向对象的系统开发21 本 章 小 结 面向对象方法描述的现实世界模型贴切合理，符合人们认识世界的思维方法。 将相似或相近的一组对象聚合成类，在有继承关系的类之间具有共享特征，避免数据和操作的冗余现象。 对象功能的修改、完善等都局限于对象的内部，不会涉及外部对象，模块之间的依赖性小。2022-5-30第九章 面向对象的系统开发22