高级软件工程se研第4章

1、4.2 面向对象分析 无论何种开发方法，其分析的过程都是提取系统需求的过程。主要包括三项内容：理解、表达和验证。 面向对象分析的关键是识别出问题域内的对象，并分析它们相互间的关系，最终建立问题域的简洁、精确、可理解的正确模型。第四章 软件开发的面向对象方法 4.1 面向对象方法概述4.2 面向对象分析 4.2.1 00A方法概述 4.2.2 确定对象 4.2.3 建立结构 4.2.4 建立主题 4.2.5 确定属性 4.2.6 确定消息和服务 4.2.7 实例连接实用面向对象软件工程教程Edward Yourdon & Carl Argila殷人昆等译电子工业出版社高级软件工程南京邮电大学软件

2、学院陈春玲第四章 软件开发的面向对象方法一、OOA的基本任务 基本任务是运用OO方法，对问题域进行分析和理解，找出描述问题域所需的对象及类，定义这些对象和类的属性与服务，以及它们之间所形成的结构、静态联系和动态联系。最终目的是产生一个符合用户需求，并能够直接反映问题域的OOA模型及其软件需求规格说明。第四章 软件开发的面向对象方法 4.1 面向对象方法概述4.2 面向对象分析 4.2.1 00A方法概述 4.2.2 确定对象 4.2.3 建立结构 4.2.4 建立主题 4.2.5 确定属性 4.2.6 确定消息和服务 4.2.7 实例连接4.2.1 OOA方法概述(1)主题(Subject)是

3、指把一些具有较强联系的类组织在一起而得到的类的集合。 对于类较多的大系统，会增加阅读和理解的难度。运用主题划分原则，把众多类组合成较少的几个主题，通过控制可见性，使人们可以从更高的宏观角度观察这些主题，有助于理解总体模型。(2)问题域(Problem Domain)是指被开发系统的应用领域，即在客观世界中由该系统处理的业务范围。(3)关联(Association)是指对象之间的静态联系。如果这种联系是系统责任所需要的，则要求在OOA模型中通过连接明确地表示出来。二、OOA的有关术语(4)聚合（Aggregation）又称组装，是指把一个复杂的事物看成若干个简单的事物的组装体，用于简化对复杂事物

4、的描述。(5)主动对象是指至少有一个服务不需要接受消息就能主动执行的对象。(6)OOA模型是一种用OOA方法建立的系统模型。 信息建模是OOA过程中最基本和最关键的活动之一。就是从现实世界的应用领域中捕捉出应用领域的基本结构的过程。表示待开发系统的基本构造块。对象都是现实世界中应用领域的概念的抽象。OOA对象模型主要包括五个层次：对象的属性和实例连接共同构成。对象的服务加上对象间的消息通信构成。应用领域中的特定结构构成。当OOA模型的结构庞大复杂时，众多的对象有时便难以处理，可以将对象归结到一定的主题中，这样，可以将相关的对象归结到一个主题，使得模型的结构清晰。 OOA有许多不同的方法，但是这

5、些方法中有一点是共同的，那就是定义对象。 定义对象的主要活动包括： 确定对象 确定属性 定义服务 建立结构 确定关联 上述过程的执行次序是可以改变的，某些活动可能会重复地发生。 三、OOA的基本过程四、电梯控制系统简介 1、问题描述 设计和实现一个系统，用于控制一个高层建筑中电梯的运行。要求必须高效合理地调度电梯。 2、问题讨论 在电梯外某楼层，按上或下的召唤按钮，可使电梯在该层停下。进入电梯内，按目的楼层的按钮，可使电梯到达目的楼层或停下。 涉及的概念：(1)电梯具有实际运行状态和状态方向（“计划中的方向”）。(2)调度楼层：对某电梯而言，必须要停的楼层。(3)电梯停到调度楼层的原因： (a

6、)该层是电梯的目的楼层，电梯正在向该楼层运行。 (b)电梯停留在一层，有人在该楼层按了召唤按钮。(4)确定某楼层是否是调度楼层的条件： (a)电梯即将到达的目的地（对电梯）。 (b)没有处理的请求（对楼层）。 (c)电梯的实际运行方向。 (d)电梯的状态运行方向。4.2.2 确定对象 对象是问题域中有意义的事物的抽象，它们或者是物理实体，或者是抽象的概念。第四章 软件开发的面向对象方法 4.1 面向对象方法概述4.2 面向对象分析 4.2.1 00A方法概述 4.2.2 确定对象 4.2.3 建立结构 4.2.4 建立主题 4.2.5 确定属性 4.2.6 确定消息和服务 4.2.7 实例连接

7、对象可以是：(1)外部实体。如其它系统、设备、人。它们生成或者消耗本系统所用的信息。(2)物。如报告、信件、信号，是问题的信息域的一部分。(3)发生或事件。如一次传输或一系列动作的完成，在系统操作的有关时刻发生。(4)角色。如管理者、系统分析员、程序员、销售人员。(5)组织单位。如部门、团队、组。(6)场所。如总台、编辑部、酒吧。(7)结构。如程控交换机、采访车或计算机，定义一个对象类或对象的相关类。(1)基于语言的信息分析方法（LIA） 主要思想：先对要建立的系统及其需求用自然语言描述，然后对这些描述进行语法分析。 名词对象，形容词属性，动词服务 填进一张OOA/OOD工作表格。最后对表中的

8、项进行分析，从中确定问题域中的对象。找出问题域有关对象的两种方法：(2)三视图模型法（3VM） 观察一个事物的角度不同，将得到不同的视图。从多个角度观察得到的同一个事物的多个视图更能完整地、全面地反映该事物。 LIA方法要求分析员从众多的侯选对象中识别出目标系统的对象，这依赖于分析员的抽象和分析能力，随意性大，可操作性不强。 LIA方法提供了一个发现对象的出发点，一般将该方法用于对象模型建立的初始阶段。 3VM法也依赖于分析人员的抽象和分析能力，但运用建立3VM的方法，确实提供了分析对象的入口点和细化的方法，具有相对较好的操作性。 该方法一般用于对象模型的细化。(1)实体-关系模型（ER）：常

9、用于分析和设计数据库系统，被认为是信息视图。(2)数据流模型（DFD）：用于功能分析，被认为是功能模型。 (3)状态-迁移模型：事件-响应模型或状态-迁移模型，被认为是动态视图。 三视图模型法支持从信息、功能和动态三个视图来分析问题领域。3VM法用到的三个视图： 下面对电梯控制系统分析，先采用LIA法给出侯选对象的清单，然后用3VM法逐步细化。一、识别对象 用LIA方法，从电梯控制系统描述中识别出原始对象：电梯相关条目(27条)：电梯、无乘客的电梯、电梯到达、电梯容量、电梯线路、电梯控制系统、电梯控制器、电梯门、电梯中断、电梯生产厂商、电梯机制、电梯马达等等。按钮相关条目：(19条)按钮列、按

10、钮、按钮发光、按钮号码、目的地按钮、下行按钮、下行按钮向量中断、下行召唤按钮、楼层召唤按钮、按钮面板、召唤按钮中断、召唤按钮等等。 并不是所有对象都属于系统，对不属于系统的对象必须剔除。 找出候选对象的依据：(1)包含的信息。只有该对象的信息对于系统运转是必不可少的。(2)需要的服务。对象必须具有一组能以某种方式改变其属性值的操作。二、筛选对象超载传感器电梯：向上、向下、停止等服务(3)多重属性。在需求分析中，重点应放在主要的信息上，一个只有一个属性的对象也许确实有用，但把它表示成另一个对象属性可能会更好。(4)公共属性。适用于对象出现的所有场合。(5)公共操作。适用于对象出现的所有场合。(6

11、)基本需求。出现在问题域中，生成或消耗对系统操作很关键的信息的外部实体，几乎总是被定义为分析模型中的对象。 如上述候选对象中的电梯内部、电梯内部锁、电梯中断、电梯生产厂商等，不满足选择对象的依据，可以剔除掉。 对于一些难以判定的对象，可以通过三视图的方法来判定。 建立三视图的过程中，有可能又有新的对象出现。也要筛选。三、电梯控制系统的三视图 电梯控制系统的三视图模型的三个视图： 实体-关系模型 数据流模型(也用上下文图表示) 状态-迁移模型(也用事件响应模型表示)电梯控制系统的上下文图（数据流模型）： 它确定了全局的系统边界。外部实体表示了数据流的源点和汇点。 没有存储数据的对象不适合用ER图

12、表达。 比如，识别事件发生的对象，执行一个控制功能的对象，等。 电梯控制系统主要是要对上述信息产生反应，事件响应模型更为重要。 实体联系图是信息模型。在电梯控制系统中，只需要存储电梯所到达的楼层、当前的召唤、所要去的目的楼层等信息，而并不需要存储过多和复杂的数据。电梯控制系统的事件响应模型：事件响应1、召唤电梯1、修改召唤按钮面板2、按电梯调度策略调度2、目的地按钮1、修改目的按钮面板2、按电梯调度策略调度3、电梯到达目的楼层1、修改到达按钮面板2、修改目的按钮面板3、修改召唤按钮面板4、电梯停留在楼层上4、电梯到达非调度楼层1、修改到达面板5、电梯就绪1、按电梯调度策略分派电梯6、电梯超载1

13、、停止电梯分派工作7、电梯未超载1、继续开始电梯分派工作电梯控制系统的状态迁移图：电梯始终处于四个状态之一：空闲状态：电梯未运行，也不打算运行。其运行方向和状态方向为NO。停止状态：电梯没有运行，但不处于“就绪”状态，电梯的门是开的。其运行方向为NO，状态方向可以为UP、DN、NO。忙状态：电梯处于运行状态。运行方向为UP或DN，其状态方向可以为NO。超载状态：电梯不能运行。空闲停止：当电梯所停留的楼层有召唤事件时(表3-1中的事件1)，电梯就打开门。空闲忙：当电梯非所停留的楼层有召唤事件时(事件1)或电梯中目的地被按下(事件2)，电梯就向目的楼层或有召唤请求的楼层运行。停止超载:电梯超载时(

14、事件6)。状态的迁移：(1)若其状态方向是NO，电梯状态就从停止空闲，(2)若其状态方向是UP或DN，电梯状态就从停止忙。忙停止:当电梯到达调度楼层时(事件3)。当电梯到达非调度楼层时(事件4)，其状态仍处于忙状态。超载停止:当不在超载时(事件7)当电梯就绪事件时(事件5):四、最后确定的对象 三视图是从三个不同的角度描述同一个系统。 不同应用系统侧重点不同。 对于图书管理、人事管理等事务系统，主要是存储信息。在对这样的问题域分析中，实体联系视图(即信息视图)更为重要。 对于电梯控制等事件响应的控制系统而言，动态模型即事件响应模型就比较重要。 在电梯控制系统中，对事件响应模型中出现的对象应给予

15、足够的重视。最后确定的电梯控制系统对象和确定原因：到达事件（Arrival Event） 直接从事件-响应模型中得到。它封装了电梯到达某一楼层(无论是否是计划要去的楼层)时必须要执行的各种任务。到达面板（Arrival Panel） 由到达指示灯得到。到达指示灯位于到达面板上。各个指示灯表示的信息实际上是由面板传递到控制系统的。目的地事件（Destination Event） 是直接从事件-响应模型中得到的。它封装了电梯如何知道目的地请求的秘密。目的面板（Destination Panel） 从目的按钮得到。按钮是与实现有关的技术，是人-机界面的一部分。电梯（Elevator） 封装了电梯管理和控制所需要的数据和各种用于报告电梯当前状态的服务。电梯马达（Elevator Motor） 包含了各种控制服务。这些服务也可以包含在电梯对象中，从而省略掉电梯马达对象。 但把电梯马达作为一个单独的对象是为了更好的扩充性和简洁性。如果电梯更换一个新型的马达，那么电梯马达这个对象可以隐藏马达技术特性的改变，即只需要修改马达这个对象。楼层（Floor） 实现如何派送电梯的功能。如