面向对象的需求分析

1、 兰州大学信息科学与工程学院 面向对象的需求分析 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院2 主要内容 面向对象的基本概念 面向对象的需求分析 面向对象(Object-Oriented,简称OO)的需求 分析方法通过提供对象、对象间消息传递等语 言机制让分析人员在解空间中直接模拟问题空 间中的对象及其行为，从而削减了语义断层， 为需求建模活动提供了直观、自然的语言支持 和方法学指导。 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院3 1 基本概念 对象Object 类Class 封装Encapsulation 继承 Inheritance/聚集Aggregation 消息传递Messag

2、e Passing 多态 Polymorphism 面向对象=对象+类+继承+消息+多态 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院4 面向对象技术的发展 类（Class）和子类 （SubClass）的概念 inheritance，实现了一切皆对象 推广使用 强制使用类，并引入了 动态语言，如JavaScript Java和C Simula 67 Smalltak-80 C OOP的成熟 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院5 面向对象技术的发展（Co.） UML的发展 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院6 UML发展历史 123ES 2021-6-21兰州大学信息学

3、院7 UML概述 UML以各类面向对象技术为基础，统一了各 种视图图形符号、表达方法的语意，定义了 多种建模手段视图。 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院8 UML视图 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院9 面向对象中的主要视图 Actor A Use Case 1 Use Case 2 Actor B user : Clerk mainWnd : MainWnd fileMgr : FileMgr repository : Repository document : Document gFile : GrpFile 9: sortByName ( ) L1: Doc

4、view request ( ) 2: fetchDoc( ) 5: readDoc ( ) 7: readFile ( ) 3: create ( ) 6: fillDocument ( ) 4: create ( ) 8: fillFile ( ) Window95 .EXE Windows NT .EXE Windows NT Windows95 Solaris .EXE Alpha UNIX IBM Mainframe Windows95 Document FileManager GraphicFile File Repository DocumentList FileList use

5、r mainWndfileMgr : FileMgr repositorydocument : Document gFile 1: Doc view request ( ) 2: fetchDoc( ) 3: create ( ) 4: create ( ) 5: readDoc ( ) 6: fillDocument ( ) 7: readFile ( ) 8: fillFile ( ) 9: sortByName ( ) . . . Openning Writing Reading Closing add file numberOffile=MAX / flag OFF add file

6、close file close file Use Case 3 Use-Case Diagram Class Diagram Collaboration Diagram Sequence Diagram Component Diagram Statechart Diagram GrpFile read( ) open( ) create( ) fillFile( ) rep Repository name : char * = 0 readDoc( ) readFile( ) (from Persistence) FileMgr fetchDoc( ) sortByName( ) Docum

7、entList add( ) delete( ) Document name : int docid : int numField : int get( ) open( ) close( ) read( ) sortFileList( ) create( ) fillDocument( ) fList 1 FileList add( ) delete( ) 1 File read( ) read() fill the code. Deployment Diagram 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院10 视图案例用例图 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院11 视图案例

8、类-实例图 文章 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院12 类图 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院13 视图案例活动图、状态图 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院14 状态图 课程设置对象的状态图 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院15 视图案例顺序图 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院16 顺序图 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院17 视图案例协作图 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院18 协作图 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院19 视图案例构件图 123ES 2021-6-21兰州大学信息

9、学院20 视图案例部署图 DecNet TCP/IP TCP/IP ClientA: Compaq Pro PC Application Server; Silicon Graphics O2 Database Server: VAX ClientB: Compaq Pro PC 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院21 面向对象技术的优点 符合人类的思维习惯 稳定性好功能的变化不会引起软件架 构/结构的变化 可复用性好 可维护性好 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院22 基于UML的软件过程模型RUP 初启细化构造1 构造2 构造n移交 123ES 2021-6-21兰

10、州大学信息学院23 基于UML的软件开发过程 初启：软件项目的发起人确定项目的主 要目标和范围，并进行初步的可行性分 析和经济效益分析； 细化：项目的正式确立，完成详细的需 求分析，开展： 初步的需求分析(UML用例图、类图、活动图) 初步的高层设计(包图完成需求的切分) 部分的详细设计(用例交互图，类图方法的实现) 部分的原型构造(基于主要用例的原型) 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院24 基于UML的软件开发过程(Co.) 构造：通过一系列的迭代完成对所有用 例的软件实现工作，在每次迭代中实现 一部分用例 Time Req Design Impl Test Deploy It

11、eration 1 Iteration 2 Iteration 3 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院25 基于UML的软件开发过程(Co.) Use 6 3 iterations PhaseLowMediumHigh Inception011 Elaboration123 Construction123 Transition112 Total369 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院26 基于UML的软件开发过程(Co.) 移交：在用户实际工作环境（或接近实 际的模拟环境）中试运行，根据用户的 修改意见进行少量调整 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院27

12、2 面向对象分析基本过程 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院28 涉及的需求模型 Scenario-based models of requirements from the point of view of various system “actors” Data models that depict the information domain for the problem Class-oriented models that represent object-oriented classes (attributes and operations) and the manne

13、r in which classes collaborate to achieve system requirements 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院29 涉及的需求模型（Co.） Flow-oriented models that represent the functional elements of the system and how they transform data as it moves through the system Behavioral models that depict how the software behaves as a conseq

14、uence of external “events” 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院30 需求模型 System description Analysis model Design model As a bridge between the system description and the design model 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院31 需求模型 Throughout requirements modeling, our primary focus is on what, not how. What user interaction occur

15、s in a particular circumstance. What objects does the system Manipulate. What functions must the system perform. What behaviors does the system exhibit. What interfaces are defined. What constraints apply? 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院32 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院33 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院34 123ES 2021-6-21兰

16、州大学信息学院35 基于场景的用例建立 场景：从单个行为者的角度观察目标系 统的功能和外部行为。描述内容包括： 场景名称 行为者 前置条件 事件流 后置条件 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院36 场景案例 场景名称场景名称：门窗监测。：门窗监测。 行为者行为者：警报器，报警电话，显示器，门窗监视器。：警报器，报警电话，显示器，门窗监视器。 前置条件前置条件：系统已开机。：系统已开机。 事件流事件流： （1）门窗监视器发现门或窗户发生异动，向软件系统）门窗监视器发现门或窗户发生异动，向软件系统 报告异常事件。报告异常事件。 （2）软件系统启动警报器并拨报警电话号码。）软件系统启动警

17、报器并拨报警电话号码。 （3）报警电话接通后，软件系统播出语音，报告异常）报警电话接通后，软件系统播出语音，报告异常 事件发生的时间、地点和事件的性质（门窗异动）。事件发生的时间、地点和事件的性质（门窗异动）。 （4）系统在控制面板的显示器上显示报警时间及当前）系统在控制面板的显示器上显示报警时间及当前 状态（报警：门窗异动）。状态（报警：门窗异动）。 后置条件后置条件：系统处于：系统处于“报警报警”状态。状态。 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院37 场景获取 （1）目标软件系统有哪些执行者？ （2）执行者希望系统执行的任务有哪些？ （3）执行者希望获得哪些信息？这些信息由 谁生

18、成？由谁修改？ （4）执行者需要通知系统哪些事件？系统响 应这些事件时会表现出哪些外部行为？ （5）系统将通告执行者哪些事件？ 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院38 用例 用例是行为者(actor)与目标软件系统之间 一次典型的交互作用，一个用例代表着系统 执行的一系列动作，动作执行的结果能够被 外部的执行者所察觉。 对用例的完整描述包括用例名称、参与行为者、 前置条件、一个主事件流、0到多个辅事件流、 后置条件。 主事件流表示正常情况下执行者与系统之间的 信息交互及动作序列，辅事件流则表示特殊情 况或异常情况下的信息交互及动作序列。 123ES 2021-6-21兰州大学信息学

19、院39 用例(Co.) 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院40 用例(Co.) 场景的分类、抽象得到用例 开机、关机、复位抽象得到命令处理用例 门窗监测、烟雾监测抽象为传感器监测 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院41 用例(Co.) 用例名称：传感器监测 参与执行者：各类传感器，警报器，报警电话，显示器 前置条件：系统已开机。 主事件流： （1）传感器向目标软件系统上报其监测数据，系统判断监测数据正常。 （2）如果不正常，系统启动警报器，拨报警电话号码。 （3）报警电话接通后，软件系统播出语音，报告异常事件发生的时间、地 点和事件的性质。 （4）系统在控制面板的显示器

20、上显示报警时间及当前状态（报警）。 辅事件流： （1）如果报警电话无人接听，则按照重拨延迟反复拨号，直至电话接通， 再转入主事件流的步骤（3）。 （2）如果重拨次数达到系统预设的最大次数，电话仍无人接听，则跳过主 事件流的步骤（3），转入步骤（4）。 后置条件： 如果已发现异常的监测数据，系统处于“报警”状态；否则系统处于正常 的“监测”状态。 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院42 An example 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院43 Co. 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院44 用例表示-活动图 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院4

21、5 活动图-传感器监测 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院46 生成用例图 依据执行者与用例之间的关系（触发执行、信 息交换）确定用例图 用例之间的关系： 使用（use）关系，如果多个用例都有一个公共的 动作序列，为避免重复并使模型简洁，可以将公共 动作序列抽取出来，构成新的独立用例。 扩展（extend）关系。如果一个用例的动作序列完 全包含另一个用例的动作序列，且前者含有后者所 不具备的一些特殊情况下的处理动作，则称前者扩 展后者。 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院47 生成用例图(Co.) 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院48 生成用例图(Co.)

22、 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院49 分析过程中的划分机制 主题 包：将某些关联密切的类划为一个包 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院50 包示例 “领域”包由“订 单”和“客户”两 个子包构成，“订 单”包依赖于“客 户”包。 数据库接口类仅定 义抽象数据访问， 数据操作。Oracle 接口包和DB2接口 包基于具体的数据 库管理系统实现通 用接口定义的抽象 接口函数。 Faade模式 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院51 软件顶层架构的设计 方法：结合实际需求，选取架构模式， 再进行局部调整。 主要架构模式： 流程处理模式 客户/服务器模式 模型视

23、图控制器模式 分层模式 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院52 流程处理模式 流程处理系统以算法和数据结构为中心，其系统功能 由一系列的处理步骤构成，相邻处理步骤用数据流通 管道连接。 流程处理模式适用于批处理方式的软件系统，不适合 交互式系统。 处理步骤使用公共的系统服务（例如数据库访问服 务），命令处理和命令处理的进度、结果都通过用户 界面。 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院53 流程处理模式（Co） 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院54 客户/服务器模式 客户端负责用户输入和 处理结果的呈现，服务 端负责后台业务处理。 123ES 2021-6-2

24、1兰州大学信息学院55 模型/视图/控制器（MVC）模式 软件系统由模型、视图和控制器三部分 组成: 模型负责维护并保存具有持久性的业务数据， 实现业务处理功能，并将业务数据的变化情 况及时通知视图。 视图负责呈现模型中包含的业务数据，响应 模型变化通知，更新呈现形式，向控制器传 递用户的界面动作。 控制器负责将用户的界面动作映射为模型中 的业务处理功能并实际调用之，然后根据模 型返回的业务处理结果选择新的视图。 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院56 MVC（Co.） 123ES 2021-6-21兰州大学信息学院57 分层模式 将整个软件系统分为若干层次，最顶层 直接面向用户提供软件系统的操作界面， 其余各层为紧邻其上的层次提供服务。 分层模式可以