软件工程——6.面向对象分析

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1、软件工程Software Engineering(An Introduction)软件工程软件工程第6-10章 面向对象方法可行性 研究需求导出 和分析软件原型可行性报告系统模型系统模型系统描 述和文 档编写需求有 效性验 证需求规格说明文档需求规格说明文档相关概念回顾 需求分析的核心：建模需求分析的核心：建模相关概念回顾 建立软件模型是分析活动的焦点。 建立软件模型是分析活动的关键。 需求分析的核心在于建立分析模型。 软件工程中，软件整个开发过程需要建模 ，软件开发过程的各个阶段也需要建模。 不同的软件开发方法，即软件开发范型， 最集中表现在它们模型的区别。所以，软 件开发过程的一系列模型的

2、建立标准、描 述形式、应用规范等，是一种软件开发方 法（范型）最核心的研究内容。相关概念回顾 分析阶段中常用的模型（逻辑模型）分析阶段中常用的模型（逻辑模型） 实体关系图 数据流图、数据流定义、数据字典 、 结构化英语、事件列表、状态转换 图、 用例图、时序图、协作图、类图、 状态图、 Jackson实体结构图、SSD图、 Jackson进程模型、 层次方框图、Warnier图、IPO/HIPO 、等相关概念回顾 使用的方法不同，建立的模型也不相 同。 但是，一般必须建立以下几类模型： 数据模型、功能模型、行为模型 静态模型、动态模型 所建立的模型必须是从抽象到精化的 一个逐层分解 在需求分析

3、阶段，创建的模型，要着 重于描述系统要做什么，而不是如何 去做（不应涉及软件实现细节）相关概念回顾Data ModelBehavioralModelFunctionalModelAnalysis modeling and ModelAnalysis modeling and Model相关概念回顾 常用的分析常用的分析/ /建模方法建模方法 面向数据流的结构化分析方法面向数据流的结构化分析方法 (SA)(SA) 面向数据结构的面向数据结构的JacksonJackson方法方法 (JSD)(JSD) 面向数据结构的结构化数据系统开发方法 (DSSD) 面向对象的分析方法面向对象的分析方法 (OO

4、A)(OOA) 建立动态模型的状态迁移图或Petri网 等 形式化方法 面向构件的 其它 E-R方法面向对象方法开发软件 通常建立的三种形式的模型 描述系统数据结构的对象模 型 描述系统控制结构的动态模 型 描述系统功能的功能模型面向对象(的软件开发)方法第6-10章 面向对象方法面向对象模型属性、操作、协作者类对象 对象-关模型 系模型对象-行为模型使用 实例功能模型行为模型数据模型（静态）（静态）（动态）CRC 索引卡片面向对象方法开发软件 通常建立的三种形式的模型三种模型从三个不同但由密切 相关的角度模拟目标系统。对象模型是最重要、最基本、最核心 的。对模拟客观世界实体的对象以及对象 彼

5、此之间的关系的映射，描述了系统的静 态结构。面向对象(的软件开发)方法第6-10章 面向对象方法第六章 面向对象的需求分析 面向对象的需求分析方法的核心是利用面 向对象的概念和方法为软件需求建造模型 。它包含面向对象风格的图形语言机制以 及用于指导需求分析的面向对象方法学。 面向对象的思想最初起源于1960年代中期 的仿真程序设计语言Simula67。1980年代 初出现的Smalltalk语言及其程序设计环境 对面向对象技术的推广应用起到了显著的 促进作用。第六章 面向对象的需求分析 1990年代中后期诞生并迅速成熟的UML（ 统一建模语言，Unified Modeling Language

6、 ）是面向对象技术发展的一个重要里程碑 。UML统一了面向对象建模的基本概念、 术语和表示方法，不仅为面向对象的软件 开发过程提供了能力丰富的表达手段，而 且也为软件开发人员提供了互相交流、分 享经验的共用语言。第六章 面向对象的需求分析 OO方法。OMT/J、Rumbaugh；OOAD/Peter Coad OOTC (面向对象技术中心)/IBM，基于 经验的OO。 UML0.91, 96.10, 在使用中得到良好反映，于是倡 议成立了UML协会。当时的会员有DEC，HP， IBM，Microsoft，Oracle，Rational Software, TI, Unisys. 1997.1发

7、布了UML1.0，1997.11.17发布了 UML1.1 并被OMG接纳为标准。据统计，在1996 年底，UML已隐占OO技术市场的85%。面向对象方法开发软件 通常建立的三种形式的模型 描述系统数据结构的对象模 型 描述系统控制结构的动态模 型 描述系统功能的功能模型第六章 面向对象的需求分析第6-10章 面向对象方法第六章 面向对象的需求分析属性、操作、协作者类对象 对象-关模型 系模型对象-行为模型使用 实例功能模型行为模型数据模型（静态）（静态）（动态）CRC 索引卡片面向对象方法开发软件 通常建立的三种形式的模型三种模型从三个不同但由密切 相关的角度模拟目标系统。对象模型是最重要、

8、最基本、最核心 的。对模拟客观世界实体的对象以及对象 彼此之间的关系的映射，描述了系统的静 态结构。面向对象(的软件开发)方法第6-10章 面向对象方法第六章 面向对象的需求分析 面向对象的概念与思想 UML概述 基于UML的需求分析 以“家庭保安系统”等为实例，介绍 与需求分析相关的部分UML语言机制 以及基于UML的面向对象的需求分析 方法和过程。现实世界OOAOODOOPSASDSP机器世界结构化生命周期 方法 面 向 对 象 方 法面向对象方法和面向 过程方法的对比6.1 面向对象的概念与思想6.1 面向对象的概念与思想 从事物的过程侧面来描述事物的方法被称之为面向过程的方 法。该方法

9、在认识现实事物的整个过程中是把事物内部的处 理过程作为核心来描述的。 从事物的组成部件及每个部件的属性、功能来认识事物。比 如，汽车由发动机，底盘，变速箱等组成，发动机有排量， 有冲程数等属性，同时发动机还具有启动，加大油门等操作 。这就是将现实世界的事物的属性和及其过程一并进行描述 的方法，这种方法被称为面向对象的方法。 从事物的属性侧面来描述事物的方法就是面向数据的方法， 该方法在认识事物的过程中始终把事物的属性作为描述的核 心。小结： 面向对象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， 从而消减运用其他分析方法带来的语义断 层

10、，为需求建模活动提供直观、自然的语 言支持和方法学指导。 面向对象对象类继承聚集消息 。6.1 面向对象的概念与思想Elements of the OO model面向对象模型面向对象模型属性、操作、协作者类对象 对象-关模型 系模型对象-行为模型使用 实例功能模型行为模型数据模型（静态）（静态）（动态）CRC 索引卡片6.2 UML概述 6.2.1 UML的语言机制 UML主要以Booch方法、OMT方法 71和OOSE方法为基础，同时也吸收 了其他面向对象建模方法的优点，形成 了一种概念清晰、表达能力丰富、适用 范围广泛的面向对象的标准建模语言。UML通过图形化的表示机制从多个侧面对系统的

11、分 析和设计模型进行刻画，共有5类10种视图如下所 示：静态模型 动态模型逻辑模型 类图 用例图 对象图 顺序图包图 协作图 状态图 活动图物理模型 构件图 配置图6.2 UML 概述 6.2.1 UML 语言机制6.2.1 UML 语言机制1、用例图（Usecase Diagram）：用于表示系统的功能，并指 出各功能的操作者； 2、静态图：包括类图（Class Diagram）、对象图（Object Diagram）及包图（Package Diagram），表示系统的静态结 构； 3、行为图：包括状态图（State Diagram）及活动图（ Activity Diagram），用于描述系

12、统的动态行为和对象之间 的交互关系；4、交互图：包括顺序图（Sequence Diagram）和协作图（ Collaboration Diagram），用于描述系统对象之间的动态 合作关系； 5、实现图：包括构件图（Compoment Diagram）和配置图（ Deployment Diagram），用于描述系统的物理实现。6.2 UML 概述6.2.1 UML 语言机制 UML通过图形化的表示机制从多个侧面刻 画系统的分析和设计模型。 UML共定义十种视图，可分四类： (1) 用例图（use case diagram） 从外部用户的角度描述系统的功能， 并指出功能的执行者。6.2 UML

13、概述例: 课程注册管理系统的用例图 教务管理人员使用“课表 维护”用例，设置或修改 课程属性（课程的时间、 地点、上课老师等），增 删课程； 学生使用“个人课程规划” 用例选课、修改自己的个 人课表，收费管理系统根 据每个学生的选课情况计 算其应缴费用； 老师使用“选课学生花名 册查询”用例获取选定其 所开课程的学生花名册。6.2 UML 概述6.2.1 UML的语言机制 (2)静态图 q类图(class diagram)、 类图描述系统的静态结构，类图的结点表示系统 中的类及其属性和操作，类图的边表示类之间的 联系，包括继承、关联、依赖、聚合等。 q对象图(object diagram) 对

14、象图是类图的一个实例。它描述在某种状态下 ，或者在某一时间段系统中活跃的对象及其关系 。在对象图中，一个类可以拥有多个活跃的对象 实例。6.2 UML 概述课程注册管理系统的类图 图6.2表示课程注册管理系统包括：“教务管理人员”、“学生”、“老师”、“课程”、“ 课程设置”、“课程注册表”、“课程注册管理器”、“ 课程管理器”八个类。前三个类为一般化的“用户”类的子类。一门“课程”可由一到多个“课程设置”构成，例如 ，对于全校性的公共基础课，由于选修的学生太多 ，必须安排不同的老师、不同的教室或者不同的时 间段。 “学生”、“老师”与“课程设置”之间，“课程注册 表”与“课程注册管理器”之间

15、，以及“课程注册管理 器”与“课程”之间存在着关联关系。6.2 UML 概述课程注册管理系统的类图6.2 UML 概述6.2.1 UML的语言机制(2)静态图 包图(package diagram) 包图描述系统的分解，表示包(package)以 及包之间的关系。 包由子包及类组成。 包之间的关系包括继承、构成与依赖关系 。6.2 UML 概述6.2.1 UML的语言机制 (3)行为图 交互图(interactive diagram) 状态图(statechart diagram ) 活动图(activity diagram) 它们从不同的侧面刻画系统的动态行为。 交互图描述对象之间的消息传递。它又可分为顺 序图(sequence diagram)与(协)合作图 (collaboration diagram)两种形式。顺序图强调对 象之间消息发送的时间序。合作图更强调对象间 的动态协作关系。 合作图也可通过消息序号来 表示消息传递的时间序，只不过这种表示不如顺 序图那样直观。6.2 UML 概述用UML顺序图表示“个人课程”用例中学生选课过程6.2 UML 概述用UML协作图表示“个人课程”