軟件工程第七章面向?qū)ο蟮姆治黾霸O(shè)計(jì)

1、1目錄頁(yè)面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)第7章本章本章要點(diǎn)要點(diǎn)n 理解面向?qū)ο蠓治龅闹饕蝿?wù)和一般過(guò)程；n 初步掌握對(duì)象模型的建立方法；n 了解動(dòng)態(tài)模型和功能模型的建立方法；n 理解面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的基本模型及主要內(nèi)容。2目錄頁(yè)7.1 面向?qū)ο蠓治龅?章面向?qū)ο蠓治觯嫦驅(qū)ο蠓治觯∣bject Oriented Analysis，OOA）是軟件開發(fā)過(guò)程中的問題定義和需求分析）是軟件開發(fā)過(guò)程中的問題定義和需求分析階段，這一階段最后得到的是對(duì)問題領(lǐng)域的清晰、精確的定義。階段，這一階段最后得到的是對(duì)問題領(lǐng)域的清晰、精確的定義。OOA的目標(biāo)是完成對(duì)所需求解的目標(biāo)是完成對(duì)所需求解問題的分析，確定目標(biāo)系統(tǒng)所要做的工作，定

2、義所有與待解決問題相關(guān)的類，并建立系統(tǒng)的模問題的分析，確定目標(biāo)系統(tǒng)所要做的工作，定義所有與待解決問題相關(guān)的類，并建立系統(tǒng)的模型。型。OOA的核心思想是利用面向?qū)ο蟮母拍詈头椒檐浖枨蠼ㄔ炷Ｐ?，以使用戶需求逐步精的核心思想是利用面向?qū)ο蟮母拍詈头椒檐浖枨蠼ㄔ炷Ｐ?，以使用戶需求逐步精確化、一致化、完全化。為了達(dá)到這一目標(biāo)，必須完成以下任務(wù)：確化、一致化、完全化。為了達(dá)到這一目標(biāo)，必須完成以下任務(wù)：（1）與用戶進(jìn)行充分溝通，全面理解和分析用戶需求，明確所開發(fā)的軟件系統(tǒng)的職責(zé)，）與用戶進(jìn)行充分溝通，全面理解和分析用戶需求，明確所開發(fā)的軟件系統(tǒng)的職責(zé)，形成文件并規(guī)范地加以表述；形成文件并規(guī)范地加以

3、表述；（2）識(shí)別解決問題的對(duì)象集合及對(duì)象間的關(guān)系；）識(shí)別解決問題的對(duì)象集合及對(duì)象間的關(guān)系；（3）定義類（包括定義其屬性和操作）并建立類間的層次關(guān)系；）定義類（包括定義其屬性和操作）并建立類間的層次關(guān)系；（4）通過(guò)建立模型來(lái)表示對(duì)象之間的關(guān)系及行為特性。）通過(guò)建立模型來(lái)表示對(duì)象之間的關(guān)系及行為特性。7.1.1 面向?qū)ο蠓治龅哪繕?biāo)和任務(wù)面向?qū)ο蠓治龅哪繕?biāo)和任務(wù)3目錄頁(yè)7.1 面向?qū)ο蠓治龅?章7.1.2 面向?qū)ο蠓治龅倪^(guò)程面向?qū)ο蠓治龅倪^(guò)程4目錄頁(yè)7.1 面向?qū)ο蠓治龅?章1.分析需求文檔分析需求文檔系統(tǒng)分析通常是從一個(gè)需求文檔系統(tǒng)分析通常是從一個(gè)需求文檔(或稱需求陳述或稱需求陳述)和用戶一系列的

4、討論開始的。大多數(shù)需和用戶一系列的討論開始的。大多數(shù)需求陳述都是有二義性的、不完整的甚至不一致的。通過(guò)分析可以發(fā)現(xiàn)和改正需求文檔中的歧求陳述都是有二義性的、不完整的甚至不一致的。通過(guò)分析可以發(fā)現(xiàn)和改正需求文檔中的歧義性、不一致性，剔除冗余的內(nèi)容，挖掘潛在的內(nèi)容，彌補(bǔ)不足，從而使需求文檔更完整、義性、不一致性，剔除冗余的內(nèi)容，挖掘潛在的內(nèi)容，彌補(bǔ)不足，從而使需求文檔更完整、更準(zhǔn)確。分析過(guò)程中，系統(tǒng)分析員除了要反復(fù)多次地與用戶討論溝通外，還應(yīng)調(diào)研、觀察和更準(zhǔn)確。分析過(guò)程中，系統(tǒng)分析員除了要反復(fù)多次地與用戶討論溝通外，還應(yīng)調(diào)研、觀察和了解現(xiàn)有的類似系統(tǒng)，從而快速地建立一個(gè)原型系統(tǒng)，通過(guò)在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行

5、原型系統(tǒng)，使得了解現(xiàn)有的類似系統(tǒng)，從而快速地建立一個(gè)原型系統(tǒng)，通過(guò)在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行原型系統(tǒng)，使得分析員和用戶盡快交流和相互理解，從而能更正確地、更完整地提取和確定用戶的需求。分析員和用戶盡快交流和相互理解，從而能更正確地、更完整地提取和確定用戶的需求。7.1.2 面向?qū)ο蠓治龅倪^(guò)程面向?qū)ο蠓治龅倪^(guò)程5目錄頁(yè)7.1 面向?qū)ο蠓治龅?章2.需求建模需求建模系統(tǒng)分析員根據(jù)所提取的用戶需求，深入地理解用戶需求，識(shí)別出問題域內(nèi)的對(duì)象，并系統(tǒng)分析員根據(jù)所提取的用戶需求，深入地理解用戶需求，識(shí)別出問題域內(nèi)的對(duì)象，并分析它們之間相互的關(guān)系，抽象出目標(biāo)系統(tǒng)應(yīng)該完成的任務(wù)，并用分析它們之間相互的關(guān)系，抽象出目標(biāo)系統(tǒng)

6、應(yīng)該完成的任務(wù)，并用OOA模型準(zhǔn)確地表示出來(lái)，模型準(zhǔn)確地表示出來(lái)，即用面向?qū)ο笥^點(diǎn)建立對(duì)象模型、動(dòng)態(tài)模型和功能模型。即用面向?qū)ο笥^點(diǎn)建立對(duì)象模型、動(dòng)態(tài)模型和功能模型。OOA模型是模型是OOD的基礎(chǔ)，它應(yīng)該準(zhǔn)的基礎(chǔ)，它應(yīng)該準(zhǔn)確、簡(jiǎn)潔地表示問題。通過(guò)建立模型，可以避免理解上的片面性，提高目標(biāo)系統(tǒng)的正確性和確、簡(jiǎn)潔地表示問題。通過(guò)建立模型，可以避免理解上的片面性，提高目標(biāo)系統(tǒng)的正確性和可靠性，在此基礎(chǔ)上，編寫出面向?qū)ο蟮男枨笠?guī)格說(shuō)明書。可靠性，在此基礎(chǔ)上，編寫出面向?qū)ο蟮男枨笠?guī)格說(shuō)明書。3.需求評(píng)審需求評(píng)審需求規(guī)格說(shuō)明文檔經(jīng)用戶、領(lǐng)域?qū)＜摇⑾到y(tǒng)分析員和系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員以及其他有關(guān)人員評(píng)需求規(guī)格說(shuō)明文檔經(jīng)

7、用戶、領(lǐng)域?qū)＜?、系統(tǒng)分析員和系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員以及其他有關(guān)人員評(píng)審、并進(jìn)行反復(fù)修改后形成定稿，該文檔將成為面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的依據(jù)。審、并進(jìn)行反復(fù)修改后形成定稿，該文檔將成為面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的依據(jù)。7.1.2 面向?qū)ο蠓治龅倪^(guò)程面向?qū)ο蠓治龅倪^(guò)程6目錄頁(yè)7.1 面向?qū)ο蠓治龅?章面向?qū)ο蠼Ｊ敲嫦驅(qū)ο蠼Ｊ荗OA的關(guān)鍵。的關(guān)鍵。OOA的模型要表示出系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、功能和行為三方面的基的模型要表示出系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、功能和行為三方面的基本特征，因此通常需要建立三種模型，分別是對(duì)象模型、動(dòng)態(tài)模型和功能模型。其中：本特征，因此通常需要建立三種模型，分別是對(duì)象模型、動(dòng)態(tài)模型和功能模型。其中：（1）對(duì)象模型描述系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它

8、是用來(lái)描述系統(tǒng)包含的對(duì)象及對(duì)象之間關(guān)系的）對(duì)象模型描述系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它是用來(lái)描述系統(tǒng)包含的對(duì)象及對(duì)象之間關(guān)系的模型；模型；（2）動(dòng)態(tài)模型描述系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)，它是用來(lái)確定各個(gè)對(duì)象之間交互及整體的控制結(jié)）動(dòng)態(tài)模型描述系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)，它是用來(lái)確定各個(gè)對(duì)象之間交互及整體的控制結(jié)構(gòu)的模型；構(gòu)的模型；（3）功能模型描述系統(tǒng)的功能，它是用來(lái)描述系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能的模型。）功能模型描述系統(tǒng)的功能，它是用來(lái)描述系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能的模型。7.1.3 面向?qū)ο蠓治龅娜N模型面向?qū)ο蠓治龅娜N模型7目錄頁(yè)7.1 面向?qū)ο蠓治龅?章1.對(duì)象模型的五個(gè)層次對(duì)象模型的五個(gè)層次復(fù)雜問題復(fù)雜問題(大型系統(tǒng)大型系統(tǒng))的對(duì)象模型由五

9、個(gè)層次組成，即主題層、類的對(duì)象模型由五個(gè)層次組成，即主題層、類|對(duì)象層、結(jié)構(gòu)層、對(duì)象層、結(jié)構(gòu)層、屬性層和服務(wù)層，如圖屬性層和服務(wù)層，如圖7-3所示。所示。 7.1.4 對(duì)象模型的層次對(duì)象模型的層次8目錄頁(yè)7.1 面向?qū)ο蠓治龅?章2.OOA的五項(xiàng)活動(dòng)的五項(xiàng)活動(dòng)OOA對(duì)象模型的五個(gè)層次對(duì)應(yīng)著對(duì)象模型的五個(gè)層次對(duì)應(yīng)著OOA過(guò)程中建立對(duì)象模型的五項(xiàng)活動(dòng)。這五項(xiàng)活動(dòng)是：過(guò)程中建立對(duì)象模型的五項(xiàng)活動(dòng)。這五項(xiàng)活動(dòng)是：確定類確定類|對(duì)象、識(shí)別結(jié)構(gòu)、識(shí)別主題、定義屬性、定義服務(wù)。對(duì)象、識(shí)別結(jié)構(gòu)、識(shí)別主題、定義屬性、定義服務(wù)。需要說(shuō)明的是，這五項(xiàng)工作完全沒有必要順序完成，也無(wú)需在徹底完成一項(xiàng)工作以后再需要說(shuō)明的

10、是，這五項(xiàng)工作完全沒有必要順序完成，也無(wú)需在徹底完成一項(xiàng)工作以后再開始另外一項(xiàng)工作，在分析過(guò)程中并不需要嚴(yán)格遵循自頂向下，逐步求精的原則。五項(xiàng)活動(dòng)開始另外一項(xiàng)工作，在分析過(guò)程中并不需要嚴(yán)格遵循自頂向下，逐步求精的原則。五項(xiàng)活動(dòng)可以同時(shí)可以同時(shí)(并行并行)處理，也可以從較高抽象層轉(zhuǎn)移到較低的具體層，然后再返回到較高抽象層繼處理，也可以從較高抽象層轉(zhuǎn)移到較低的具體層，然后再返回到較高抽象層繼續(xù)處理。例如，當(dāng)系統(tǒng)分析員在確定類續(xù)處理。例如，當(dāng)系統(tǒng)分析員在確定類|對(duì)象時(shí)，想到了該類應(yīng)該包含的一個(gè)服務(wù)，于對(duì)象時(shí)，想到了該類應(yīng)該包含的一個(gè)服務(wù)，于是把這個(gè)服務(wù)的名字寫在服務(wù)層，然后又返回到類是把這個(gè)服務(wù)的名

11、字寫在服務(wù)層，然后又返回到類|對(duì)象層，繼續(xù)尋找另外的類對(duì)象層，繼續(xù)尋找另外的類|對(duì)對(duì)象。象。 7.1.4 對(duì)象模型的層次對(duì)象模型的層次9目錄頁(yè)7.1 面向?qū)ο蠓治龅?章3.OOA的主要流程的主要流程面向?qū)ο蠓治龃篌w上按照如圖面向?qū)ο蠓治龃篌w上按照如圖7-4所示的順序進(jìn)行。所示的順序進(jìn)行。7.1.4 對(duì)象模型的層次對(duì)象模型的層次10目錄頁(yè)7.2 建立對(duì)象模型第7章OOA的核心是確定問題域中相關(guān)的對(duì)象，找出這些對(duì)象是個(gè)重要而復(fù)雜的過(guò)程。一般采的核心是確定問題域中相關(guān)的對(duì)象，找出這些對(duì)象是個(gè)重要而復(fù)雜的過(guò)程。一般采用基于詞匯分析的方法：從目標(biāo)系統(tǒng)的描述開始，找出其中的名詞作為候選對(duì)象類，此外，用基于

12、詞匯分析的方法：從目標(biāo)系統(tǒng)的描述開始，找出其中的名詞作為候選對(duì)象類，此外，還可找出其中的動(dòng)詞作為候選方法（即后面要介紹的服務(wù)），然后產(chǎn)生一個(gè)由對(duì)象（名詞）還可找出其中的動(dòng)詞作為候選方法（即后面要介紹的服務(wù)），然后產(chǎn)生一個(gè)由對(duì)象（名詞）和方法（動(dòng)詞）構(gòu)成的表格，作為詞匯分析的初步結(jié)果，最后從中選出確定的真正的對(duì)象類。和方法（動(dòng)詞）構(gòu)成的表格，作為詞匯分析的初步結(jié)果，最后從中選出確定的真正的對(duì)象類。如圖如圖7-5所示。所示。7.2.1 確定對(duì)象和類確定對(duì)象和類11目錄頁(yè)7.2 建立對(duì)象模型第7章采用系統(tǒng)詞匯法確定對(duì)象類，并進(jìn)行建模的具體做法如下：采用系統(tǒng)詞匯法確定對(duì)象類，并進(jìn)行建模的具體做法如下：

13、（1）確定對(duì)象類）確定對(duì)象類（2）準(zhǔn)備數(shù)據(jù)詞典）準(zhǔn)備數(shù)據(jù)詞典（3）確定關(guān)聯(lián)）確定關(guān)聯(lián)（4）確定屬性）確定屬性（5）使用繼承來(lái)細(xì)化對(duì)象類）使用繼承來(lái)細(xì)化對(duì)象類（6）完善對(duì)象模型）完善對(duì)象模型7.2.1 確定對(duì)象和類確定對(duì)象和類12目錄頁(yè)7.2 建立對(duì)象模型第7章主題是一種關(guān)于模型的抽象機(jī)制，起一種控制作用。引入主題有助于分解大型項(xiàng)目以便主題是一種關(guān)于模型的抽象機(jī)制，起一種控制作用。引入主題有助于分解大型項(xiàng)目以便成立工作小組來(lái)承擔(dān)不同的主題任務(wù)。主題有兩種表示形式，如圖成立工作小組來(lái)承擔(dān)不同的主題任務(wù)。主題有兩種表示形式，如圖7-7所示。所示。7.2.3 確定主題確定主題 13目錄頁(yè)7.2 建立對(duì)

14、象模型第7章所謂服務(wù)是在接收到一條消息后所要進(jìn)行的加工。定義服務(wù)時(shí)，首先定義行為，然后定所謂服務(wù)是在接收到一條消息后所要進(jìn)行的加工。定義服務(wù)時(shí)，首先定義行為，然后定義實(shí)例的通信。值得說(shuō)明的是，確定服務(wù)和消息，只有在建立了動(dòng)態(tài)模型和功能模型之后，義實(shí)例的通信。值得說(shuō)明的是，確定服務(wù)和消息，只有在建立了動(dòng)態(tài)模型和功能模型之后，才可能最后確定對(duì)象類的服務(wù)。本教材為保持案例的連續(xù)性，故將服務(wù)和消息在此介紹。才可能最后確定對(duì)象類的服務(wù)。本教材為保持案例的連續(xù)性，故將服務(wù)和消息在此介紹。確定一個(gè)類中的服務(wù)，主要取決于該類在問題中的實(shí)際作用以及求解過(guò)程中承擔(dān)的處理確定一個(gè)類中的服務(wù)，主要取決于該類在問題中的

15、實(shí)際作用以及求解過(guò)程中承擔(dān)的處理責(zé)任，確定的原則如下：責(zé)任，確定的原則如下：（1）基本的屬性操作服務(wù)。即類中應(yīng)提供的訪問、修改自身屬性值的基本操作。這類）基本的屬性操作服務(wù)。即類中應(yīng)提供的訪問、修改自身屬性值的基本操作。這類操作屬于類的內(nèi)部操作，可不必在對(duì)象模型中顯式表示。操作屬于類的內(nèi)部操作，可不必在對(duì)象模型中顯式表示。（2）事件的處理操作。動(dòng)態(tài)模型中狀態(tài)圖描述了對(duì)象應(yīng)接收的事件（消息），類和對(duì)）事件的處理操作。動(dòng)態(tài)模型中狀態(tài)圖描述了對(duì)象應(yīng)接收的事件（消息），類和對(duì)象中必須提供處理相應(yīng)消息的服務(wù)，這些服務(wù)用于修改對(duì)象的狀態(tài)（屬性值）并啟動(dòng)相應(yīng)的象中必須提供處理相應(yīng)消息的服務(wù)，這些服務(wù)用于修改

16、對(duì)象的狀態(tài)（屬性值）并啟動(dòng)相應(yīng)的服務(wù)。服務(wù)。7.2.4 確定服務(wù)和消息確定服務(wù)和消息 14目錄頁(yè)7.2 建立對(duì)象模型第7章（3）數(shù)據(jù)流圖中處理框?qū)?yīng)的操作。功能模型中的每個(gè)處理框代表了系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)的部）數(shù)據(jù)流圖中處理框?qū)?yīng)的操作。功能模型中的每個(gè)處理框代表了系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)的部分功能，而這些功能都與一個(gè)或幾個(gè)對(duì)象中提供的服務(wù)相對(duì)應(yīng)。因此，要仔細(xì)分析狀態(tài)圖和分功能，而這些功能都與一個(gè)或幾個(gè)對(duì)象中提供的服務(wù)相對(duì)應(yīng)。因此，要仔細(xì)分析狀態(tài)圖和數(shù)據(jù)流圖，以便正確地確定對(duì)象應(yīng)提供的服務(wù)。數(shù)據(jù)流圖，以便正確地確定對(duì)象應(yīng)提供的服務(wù)。（4）利用繼承機(jī)制優(yōu)化服務(wù)集合，減少冗余服務(wù)。應(yīng)盡量抽取相似的公共屬性和服務(wù)，）利用繼

17、承機(jī)制優(yōu)化服務(wù)集合，減少冗余服務(wù)。應(yīng)盡量抽取相似的公共屬性和服務(wù)，以建立這些相似類的新父類，并在類的不同層次中正確定義各個(gè)服務(wù)。以建立這些相似類的新父類，并在類的不同層次中正確定義各個(gè)服務(wù)。7.2.4 確定服務(wù)和消息確定服務(wù)和消息 15目錄頁(yè)7.3 建立動(dòng)態(tài)模型第7章動(dòng)態(tài)模型描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為，表現(xiàn)對(duì)象在系統(tǒng)運(yùn)行期間不同時(shí)刻的動(dòng)態(tài)交互。動(dòng)態(tài)模型描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為，表現(xiàn)對(duì)象在系統(tǒng)運(yùn)行期間不同時(shí)刻的動(dòng)態(tài)交互。下列三個(gè)因素有關(guān)：下列三個(gè)因素有關(guān)：（1）狀態(tài)。狀態(tài)是對(duì)象在其生存周期中的某個(gè)特定階段所具有的行為模式，它是對(duì)影）狀態(tài)。狀態(tài)是對(duì)象在其生存周期中的某個(gè)特定階段所具有的行為模式，它是對(duì)影響對(duì)象行

18、為的屬性值的一種抽象。狀態(tài)規(guī)定了對(duì)象對(duì)輸入事件的響應(yīng)方式。對(duì)象對(duì)輸入事件響對(duì)象行為的屬性值的一種抽象。狀態(tài)規(guī)定了對(duì)象對(duì)輸入事件的響應(yīng)方式。對(duì)象對(duì)輸入事件的響應(yīng)，既可以執(zhí)行一個(gè)或一系列動(dòng)作，也可以是僅僅改變對(duì)象本身的狀態(tài)。狀態(tài)有持續(xù)性，的響應(yīng)，既可以執(zhí)行一個(gè)或一系列動(dòng)作，也可以是僅僅改變對(duì)象本身的狀態(tài)。狀態(tài)有持續(xù)性，占用一段時(shí)間間隔。占用一段時(shí)間間隔。（2）事件。事件是一個(gè)觸發(fā)行為，是引起對(duì)象狀態(tài)轉(zhuǎn)換的控制信息，是引起對(duì)象從一）事件。事件是一個(gè)觸發(fā)行為，是引起對(duì)象狀態(tài)轉(zhuǎn)換的控制信息，是引起對(duì)象從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài)的事情的抽象。事件沒有持續(xù)的時(shí)間，是瞬間完成的。種狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài)的事情的

19、抽象。事件沒有持續(xù)的時(shí)間，是瞬間完成的。（3）行為。行為也稱服務(wù)，是指對(duì)象在某種狀態(tài)下所做的一系列處理操作，行為是需）行為。行為也稱服務(wù)，是指對(duì)象在某種狀態(tài)下所做的一系列處理操作，行為是需要消耗時(shí)間的要消耗時(shí)間的16目錄頁(yè)7.3 建立動(dòng)態(tài)模型第7章1.構(gòu)建事件追蹤圖構(gòu)建事件追蹤圖要建立一個(gè)事件追蹤圖，通常首先要編寫要建立一個(gè)事件追蹤圖，通常首先要編寫腳本。腳本是系統(tǒng)執(zhí)行某個(gè)功能的一系列事件。腳本。腳本是系統(tǒng)執(zhí)行某個(gè)功能的一系列事件。腳本通常起始于一個(gè)系統(tǒng)外部的輸入事件，結(jié)束腳本通常起始于一個(gè)系統(tǒng)外部的輸入事件，結(jié)束于一個(gè)系統(tǒng)外部的輸出事件，它可以包括發(fā)生在于一個(gè)系統(tǒng)外部的輸出事件，它可以包括發(fā)

20、生在此期間內(nèi)系統(tǒng)所有的內(nèi)部事件。此期間內(nèi)系統(tǒng)所有的內(nèi)部事件。17目錄頁(yè)7.3 建立動(dòng)態(tài)模型第7章18目錄頁(yè)7.4 建立功能模型第7章功能模型主要用來(lái)說(shuō)明系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)是如何傳送和處理的，表示變化的系統(tǒng)的功能模型主要用來(lái)說(shuō)明系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)是如何傳送和處理的，表示變化的系統(tǒng)的“功能功能”性質(zhì)。功能模型描述了系統(tǒng)性質(zhì)。功能模型描述了系統(tǒng)“做什么做什么”，它更直接、明確地反映了用戶對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)的需求。，它更直接、明確地反映了用戶對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)的需求。建立功能模型有助于軟件開發(fā)人員更深入地理解整個(gè)問題域，改進(jìn)和完善自己的設(shè)計(jì)。通常建立功能模型有助于軟件開發(fā)人員更深入地理解整個(gè)問題域，改進(jìn)和完善自己的設(shè)計(jì)。通常在建

21、立對(duì)象模型和動(dòng)態(tài)模型之后再建立功能模型。在建立對(duì)象模型和動(dòng)態(tài)模型之后再建立功能模型。在在UML中，用用例圖描述用例模型，用例圖包含系統(tǒng)、行為者、用例、用例之間的關(guān)系中，用用例圖描述用例模型，用例圖包含系統(tǒng)、行為者、用例、用例之間的關(guān)系等元素。其中：系統(tǒng)是一個(gè)提供用例的黑盒子，可用方框表示；行為者是與系統(tǒng)交互的角色等元素。其中：系統(tǒng)是一個(gè)提供用例的黑盒子，可用方框表示；行為者是與系統(tǒng)交互的角色或其他外部系統(tǒng)；用例是一個(gè)完整的功能，完成系統(tǒng)內(nèi)部的計(jì)算及與行為者的交互，它對(duì)應(yīng)或其他外部系統(tǒng)；用例是一個(gè)完整的功能，完成系統(tǒng)內(nèi)部的計(jì)算及與行為者的交互，它對(duì)應(yīng)于對(duì)象模型中的類所提供的服務(wù)；行為者與用例之間

22、的關(guān)系用直線連接，表示兩者之間有交于對(duì)象模型中的類所提供的服務(wù)；行為者與用例之間的關(guān)系用直線連接，表示兩者之間有交換信息，稱為通信聯(lián)系。換信息，稱為通信聯(lián)系。19目錄頁(yè)7.4 建立功能模型第7章用數(shù)據(jù)流圖建立功能模型的主要步驟如下：用數(shù)據(jù)流圖建立功能模型的主要步驟如下：(1)確定輸入和輸出值；確定輸入和輸出值；(2)用數(shù)據(jù)流圖表示功能的依賴性；用數(shù)據(jù)流圖表示功能的依賴性；(3)具體描述每個(gè)功能；具體描述每個(gè)功能；(4)確定對(duì)象的約束；確定對(duì)象的約束；(5)確定功能優(yōu)化的準(zhǔn)則。確定功能優(yōu)化的準(zhǔn)則。功能模型中的數(shù)據(jù)流圖往往形成一個(gè)層次結(jié)構(gòu)。在這個(gè)層次結(jié)構(gòu)中，一個(gè)數(shù)據(jù)流圖中的功能模型中的數(shù)據(jù)流圖往往

23、形成一個(gè)層次結(jié)構(gòu)。在這個(gè)層次結(jié)構(gòu)中，一個(gè)數(shù)據(jù)流圖中的過(guò)程（即處理）可以由下一層的數(shù)據(jù)流圖作進(jìn)一步說(shuō)明。過(guò)程（即處理）可以由下一層的數(shù)據(jù)流圖作進(jìn)一步說(shuō)明。20目錄頁(yè)7.4 建立功能模型第7章21目錄頁(yè)7.5 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)第7章1.面向?qū)ο蠓治雠c面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的關(guān)系面向?qū)ο蠓治雠c面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的關(guān)系面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)（面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)（Object Oriented Design，OOD）是根據(jù)面向?qū)ο蠓治鲋写_定的類和對(duì)象）是根據(jù)面向?qū)ο蠓治鲋写_定的類和對(duì)象設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)。從設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)。從OOA到到OOD是一個(gè)逐步建立和擴(kuò)充對(duì)象模型的過(guò)程。是一個(gè)逐步建立和擴(kuò)充對(duì)象模型的過(guò)程。OOA是分析用戶需求并建立問題域模型

24、的過(guò)程，是解決系統(tǒng)是分析用戶需求并建立問題域模型的過(guò)程，是解決系統(tǒng)“做什么做什么”問題的；問題的；OOD則則是根據(jù)是根據(jù)OOA得到的需求模型，建立求解域模型的過(guò)程，是解決系統(tǒng)得到的需求模型，建立求解域模型的過(guò)程，是解決系統(tǒng)“怎么做怎么做”問題的。問題的。OOA主要是模擬問題域和系統(tǒng)任務(wù)，而主要是模擬問題域和系統(tǒng)任務(wù)，而OOD則是對(duì)則是對(duì)OOA的擴(kuò)充，主要是增加各種組成部的擴(kuò)充，主要是增加各種組成部分。具體來(lái)說(shuō)，分。具體來(lái)說(shuō)，OOA識(shí)別和定義類和對(duì)象。這些類和對(duì)象直接反映問題域和系統(tǒng)任務(wù)。而識(shí)別和定義類和對(duì)象。這些類和對(duì)象直接反映問題域和系統(tǒng)任務(wù)。而OOD識(shí)別和定義其他附加類和對(duì)象，它們反映需求

25、的一種實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然，也可以交替進(jìn)行這兩識(shí)別和定義其他附加類和對(duì)象，它們反映需求的一種實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然，也可以交替進(jìn)行這兩個(gè)階段的工作。從個(gè)階段的工作。從OOA到到OOD是一個(gè)逐漸擴(kuò)充模型的過(guò)程，分析和設(shè)計(jì)活動(dòng)是一個(gè)多次反復(fù)是一個(gè)逐漸擴(kuò)充模型的過(guò)程，分析和設(shè)計(jì)活動(dòng)是一個(gè)多次反復(fù)迭代的過(guò)程。迭代的過(guò)程。7.5.1 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)概述面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)概述22目錄頁(yè)7.5 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)第7章2.面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的基本模型面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的基本模型OOD是在是在OOA模型的基礎(chǔ)上建立對(duì)象模型的過(guò)程，兩個(gè)階段同樣是建立對(duì)象模型，但側(cè)重模型的基礎(chǔ)上建立對(duì)象模型的過(guò)程，兩個(gè)階段同樣是建立對(duì)象模型，但側(cè)重點(diǎn)不同，點(diǎn)不同，OOA建立問

26、題域?qū)ο竽Ｐ?，而建立問題域?qū)ο竽Ｐ?，而OOD建立求解域的對(duì)象模型。因此建立求解域的對(duì)象模型。因此OOD模型同樣也由主題、模型同樣也由主題、類類|&|對(duì)象、結(jié)構(gòu)、屬性和服務(wù)等五個(gè)層次組成，并且每個(gè)透明層在邏輯上都劃分為四個(gè)子系對(duì)象、結(jié)構(gòu)、屬性和服務(wù)等五個(gè)層次組成，并且每個(gè)透明層在邏輯上都劃分為四個(gè)子系統(tǒng)統(tǒng): 問題域子系統(tǒng)（問題域子系統(tǒng)（PDC）、人機(jī)交互子）、人機(jī)交互子系統(tǒng)系統(tǒng)(HIC)、任務(wù)管理子系統(tǒng)、任務(wù)管理子系統(tǒng)(TMC)和數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)管理子系統(tǒng)(DMC)，具體面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的，具體面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的五個(gè)層次、四個(gè)組成部分構(gòu)成的典型的面五個(gè)層次、四個(gè)組成部分構(gòu)成的典型的面向?qū)ο笤O(shè)

27、計(jì)模型如圖向?qū)ο笤O(shè)計(jì)模型如圖7-12所示。所示。7.5.1 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)概述面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)概述23目錄頁(yè)7.5 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)第7章3.面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的主要工作面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的主要工作面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行問題解決方案的設(shè)計(jì)工作的大致做法是，它將問題的解決方案表述面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行問題解決方案的設(shè)計(jì)工作的大致做法是，它將問題的解決方案表述為：為：“類關(guān)聯(lián)類關(guān)聯(lián)”的形式，其中，類包括問題空間（域）類、用戶界面類（即人機(jī)交互類）、任的形式，其中，類包括問題空間（域）類、用戶界面類（即人機(jī)交互類）、任務(wù)管理類和數(shù)據(jù)管理類，是從設(shè)計(jì)的角度出發(fā)對(duì)問題解決方案中的對(duì)象的抽象和描述，關(guān)聯(lián)則用務(wù)管理類和數(shù)據(jù)管理類，是

28、從設(shè)計(jì)的角度出發(fā)對(duì)問題解決方案中的對(duì)象的抽象和描述，關(guān)聯(lián)則用于描述這些類和類之間的關(guān)系。于描述這些類和類之間的關(guān)系。7.5.1 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)概述面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)概述24目錄頁(yè)7.5 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)第7章1面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的準(zhǔn)則面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的準(zhǔn)則在進(jìn)行面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該遵循軟件設(shè)計(jì)的基本原理，此外，還要考慮面向?qū)ο笤谶M(jìn)行面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該遵循軟件設(shè)計(jì)的基本原理，此外，還要考慮面向?qū)ο蟮奶攸c(diǎn)。面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)準(zhǔn)則主要包括模塊化、抽象、信息隱藏、低耦合、高內(nèi)聚和復(fù)用性幾點(diǎn)。的特點(diǎn)。面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)準(zhǔn)則主要包括模塊化、抽象、信息隱藏、低耦合、高內(nèi)聚和復(fù)用性幾點(diǎn)。具體內(nèi)容如下：具體內(nèi)容如下：（1）模塊化）

29、模塊化（2）抽象）抽象（3）信息隱藏）信息隱藏（4）低耦合）低耦合（5）高內(nèi)聚）高內(nèi)聚（6）復(fù)用性）復(fù)用性7.5.2 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的準(zhǔn)則和啟發(fā)式規(guī)則面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的準(zhǔn)則和啟發(fā)式規(guī)則25目錄頁(yè)7.5 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)第7章2面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的啟發(fā)式規(guī)則面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的啟發(fā)式規(guī)則（1）設(shè)計(jì)結(jié)果應(yīng)該清晰易懂）設(shè)計(jì)結(jié)果應(yīng)該清晰易懂（2）一般）一般/特殊結(jié)構(gòu)的深度應(yīng)適當(dāng)特殊結(jié)構(gòu)的深度應(yīng)適當(dāng)（3）設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的類）設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的類（4）使用簡(jiǎn)單的協(xié)議）使用簡(jiǎn)單的協(xié)議（5）設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的服務(wù)）設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的服務(wù)（6）最小設(shè)計(jì)變動(dòng)）最小設(shè)計(jì)變動(dòng)7.5.2 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的準(zhǔn)則和啟發(fā)式規(guī)則面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的準(zhǔn)則和啟發(fā)式規(guī)則26目錄頁(yè)7.6 系統(tǒng)

30、設(shè)計(jì)第7章系統(tǒng)設(shè)計(jì)確定實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的策略和目標(biāo)系統(tǒng)的高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)是要將系統(tǒng)分解為若系統(tǒng)設(shè)計(jì)確定實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的策略和目標(biāo)系統(tǒng)的高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)是要將系統(tǒng)分解為若干個(gè)子系統(tǒng)，子系統(tǒng)和子系統(tǒng)之間通過(guò)接口進(jìn)行聯(lián)系。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟如圖干個(gè)子系統(tǒng)，子系統(tǒng)和子系統(tǒng)之間通過(guò)接口進(jìn)行聯(lián)系。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟如圖7-14所示：所示：7.5.2 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的準(zhǔn)則和啟發(fā)式規(guī)則面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的準(zhǔn)則和啟發(fā)式規(guī)則27目錄頁(yè)7.6 系統(tǒng)設(shè)計(jì)第7章1將系統(tǒng)分解為子系統(tǒng)將系統(tǒng)分解為子系統(tǒng) （1）子系統(tǒng)之間的交互方式）子系統(tǒng)之間的交互方式在應(yīng)用系統(tǒng)中，子系統(tǒng)之間的關(guān)系可分為客戶在應(yīng)用系統(tǒng)中，子系統(tǒng)之間的關(guān)系可分為客戶/

31、服務(wù)器（供應(yīng)商）關(guān)系和同等伙伴（端對(duì)端）服務(wù)器（供應(yīng)商）關(guān)系和同等伙伴（端對(duì)端）關(guān)系。關(guān)系。在客戶在客戶/服務(wù)器關(guān)系中，服務(wù)器關(guān)系中，“客戶客戶”的子系統(tǒng)調(diào)用作為的子系統(tǒng)調(diào)用作為“服務(wù)器服務(wù)器”的子系統(tǒng)，的子系統(tǒng)，“服務(wù)器服務(wù)器”完完成某些服務(wù)工作并返回結(jié)果。每個(gè)子系統(tǒng)只承擔(dān)一個(gè)角色，服務(wù)只是單向地從服務(wù)器流向客戶端。成某些服務(wù)工作并返回結(jié)果。每個(gè)子系統(tǒng)只承擔(dān)一個(gè)角色，服務(wù)只是單向地從服務(wù)器流向客戶端。在同等伙伴關(guān)系中，每個(gè)子系統(tǒng)都可能調(diào)用其他子系統(tǒng)，因此每個(gè)子系統(tǒng)都必須了解其在同等伙伴關(guān)系中，每個(gè)子系統(tǒng)都可能調(diào)用其他子系統(tǒng)，因此每個(gè)子系統(tǒng)都必須了解其他子系統(tǒng)的接口，該方案比客戶他子系統(tǒng)的接口

32、，該方案比客戶/服務(wù)器方案交互復(fù)雜，易發(fā)生設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。因此推薦盡量使用客服務(wù)器方案交互復(fù)雜，易發(fā)生設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。因此推薦盡量使用客戶戶/服務(wù)器關(guān)系服務(wù)器關(guān)系7.5.2 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的準(zhǔn)則和啟發(fā)式規(guī)則面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的準(zhǔn)則和啟發(fā)式規(guī)則28目錄頁(yè)7.6 系統(tǒng)設(shè)計(jì)第7章（2）系統(tǒng)組織）系統(tǒng)組織通常，系統(tǒng)中子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的組織有兩種方式：水平層次組織和垂直塊狀組織。通常，系統(tǒng)中子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的組織有兩種方式：水平層次組織和垂直塊狀組織。層次組織層次組織層次組織是將子系統(tǒng)按層組織成為一個(gè)層次軟件系統(tǒng)，每層是一個(gè)子系統(tǒng)。層次組織是將子系統(tǒng)按層組織成為一個(gè)層次軟件系統(tǒng)，每層是一個(gè)子系統(tǒng)。塊組織塊組織 塊組織將系統(tǒng)垂直地分解成

33、若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立的、弱耦合的子系統(tǒng)，一個(gè)子系統(tǒng)相當(dāng)于一塊，塊組織將系統(tǒng)垂直地分解成若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立的、弱耦合的子系統(tǒng)，一個(gè)子系統(tǒng)相當(dāng)于一塊，每塊提供一種類型的服務(wù)。每塊提供一種類型的服務(wù)。7.5.2 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的準(zhǔn)則和啟發(fā)式規(guī)則面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的準(zhǔn)則和啟發(fā)式規(guī)則29目錄頁(yè)7.6 系統(tǒng)設(shè)計(jì)第7章（3）設(shè)計(jì)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)）設(shè)計(jì)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由子系統(tǒng)組成完整的系統(tǒng)時(shí)，典型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有管道型、樹型、星型等。設(shè)計(jì)者應(yīng)該采用由子系統(tǒng)組成完整的系統(tǒng)時(shí)，典型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有管道型、樹型、星型等。設(shè)計(jì)者應(yīng)該采用與問題結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的、盡可能簡(jiǎn)單的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以減少子系統(tǒng)之間的交互數(shù)量。與問題結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的、盡可能簡(jiǎn)單的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，

34、以減少子系統(tǒng)之間的交互數(shù)量。7.5.2 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的準(zhǔn)則和啟發(fā)式規(guī)則面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的準(zhǔn)則和啟發(fā)式規(guī)則30目錄頁(yè)7.6 系統(tǒng)設(shè)計(jì)第7章2.設(shè)計(jì)問題域類子系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題域類子系統(tǒng) 問題域類是指那些直接從問題域類是指那些直接從OOA分析結(jié)果模型得到的類，它是讓軟件系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)應(yīng)用問分析結(jié)果模型得到的類，它是讓軟件系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)應(yīng)用問題求解的最基本的類，也是面向?qū)ο筌浖到y(tǒng)的核心類。對(duì)問題域子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，即定義這些類題求解的最基本的類，也是面向?qū)ο筌浖到y(tǒng)的核心類。對(duì)問題域子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，即定義這些類或?qū)ο蟮募?xì)節(jié)?；?qū)ο蟮募?xì)節(jié)。雖然在雖然在OOA階段已經(jīng)標(biāo)識(shí)和定義了系統(tǒng)的類與對(duì)象，以及它們之間的各種關(guān)系

35、，但是隨著階段已經(jīng)標(biāo)識(shí)和定義了系統(tǒng)的類與對(duì)象，以及它們之間的各種關(guān)系，但是隨著對(duì)需求理解的加深和對(duì)系統(tǒng)認(rèn)識(shí)程度的逐步提高，開發(fā)人員還需要在對(duì)需求理解的加深和對(duì)系統(tǒng)認(rèn)識(shí)程度的逐步提高，開發(fā)人員還需要在OOD階段對(duì)階段對(duì)OOA階段得到的階段得到的模型進(jìn)行改進(jìn)和增補(bǔ)，主要是對(duì)模型進(jìn)行改進(jìn)和增補(bǔ)，主要是對(duì)OOA模型增添、合并或分解類與對(duì)象、屬性及服務(wù)，調(diào)整繼承關(guān)模型增添、合并或分解類與對(duì)象、屬性及服務(wù)，調(diào)整繼承關(guān)系等。系等。7.5.2 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的準(zhǔn)則和啟發(fā)式規(guī)則面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的準(zhǔn)則和啟發(fā)式規(guī)則31目錄頁(yè)7.6 系統(tǒng)設(shè)計(jì)第7章3.設(shè)計(jì)用戶界面類子系統(tǒng)設(shè)計(jì)用戶界面類子系統(tǒng)用戶界面類是指那些為實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互

36、接口而設(shè)計(jì)的類，它是使軟件系統(tǒng)能夠接收用戶的命用戶界面類是指那些為實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互接口而設(shè)計(jì)的類，它是使軟件系統(tǒng)能夠接收用戶的命令，并能夠?yàn)橛脩籼峁┬畔⑺枰念悾砸步腥藱C(jī)交互類。該類用以確定人機(jī)交互的細(xì)節(jié)，令，并能夠?yàn)橛脩籼峁┬畔⑺枰念?，所以也叫人機(jī)交互類。該類用以確定人機(jī)交互的細(xì)節(jié)，對(duì)圖形用戶界面（對(duì)圖形用戶界面（GUI），則包括指定窗口和報(bào)表的形式、設(shè)計(jì)命令層次等。），則包括指定窗口和報(bào)表的形式、設(shè)計(jì)命令層次等。盡管在盡管在OOA過(guò)程中已經(jīng)對(duì)用戶界面方面進(jìn)行了分析，但是在過(guò)程中已經(jīng)對(duì)用戶界面方面進(jìn)行了分析，但是在OOD過(guò)程中仍需繼續(xù)完成這項(xiàng)過(guò)程中仍需繼續(xù)完成這項(xiàng)工作，必須具體設(shè)計(jì)確定交互作用的時(shí)間、交互的方式和交互的技術(shù)等。工作，必須具體設(shè)計(jì)確定交互作用的時(shí)間、交互的方式和交互的技術(shù)等。 7.5.2 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的準(zhǔn)則和啟發(fā)式規(guī)則面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的準(zhǔn)則和啟發(fā)式規(guī)則32目錄頁(yè)7.6 系統(tǒng)設(shè)計(jì)第7章4.設(shè)計(jì)任務(wù)管理類子系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)管理類子系統(tǒng) 任務(wù)（任務(wù)（Task）是一個(gè)處理過(guò)程或進(jìn)程，它可能包含不同類的多個(gè)操作的執(zhí)行。而任務(wù)管理）是一個(gè)處理過(guò)程或進(jìn)程，它可能包含不同類的多個(gè)操作的執(zhí)行。而任務(wù)管理類是指那些為實(shí)現(xiàn)對(duì)多操作并發(fā)執(zhí)行的管理任務(wù)而設(shè)計(jì)的類，它是使軟件系統(tǒng)能夠