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1、,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,*,/237,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,軟件工程,第7章 面向?qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計,,1,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,軟件工程第7章 面向?qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計1復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工,內(nèi)容摘要,面向?qū)ο蟮幕靖拍?面向?qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計過程,UML概述,用況建模,靜態(tài)建模,動態(tài)建模,物理體系結(jié)構(gòu)建模,,2,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,內(nèi)容摘要面向?qū)ο蟮幕靖拍?復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)

2、與工程系,內(nèi)容摘要,面向?qū)ο蟮幕靖拍?面向?qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計過程,UML概述,用況建模,靜態(tài)建模,動態(tài)建模,物理體系結(jié)構(gòu)建模,,3,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,內(nèi)容摘要面向?qū)ο蟮幕靖拍?復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系,Peter Coad和Edward Yourdon提出用下列等式識認面向?qū)ο蠓椒ǎ?面向?qū)ο?=,對象,（object）,+,分類,（classification）,+,繼承,（inheritance）,+,通過消息的通信,（communication with messages）,可以說，采用這四個概念開發(fā)的軟件系統(tǒng)是面向?qū)ο蟮?,4,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工

3、程系 軟件工程課程,Peter Coad和Edward Yourdon提出用下列,面向?qū)ο蠓椒ǖ某霈F(xiàn)很快受到計算機軟件界的青睞，并成為20世紀90年代的主流開發(fā)方法。我們可以從下列幾個方面來分析其原因：,從認知學(xué)的角度來看，面向?qū)ο蠓椒ǚ先藗儗陀^世界的認識規(guī)律。,面向?qū)ο蠓椒ㄩ_發(fā)的軟件系統(tǒng)易于維護，其體系結(jié)構(gòu)易于理解、擴充和修改。,面向?qū)ο蠓椒ㄖ械睦^承機制有力支持軟件的復(fù)用。,,5,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,面向?qū)ο蠓椒ǖ某霈F(xiàn)很快受到計算機軟件界的青睞，并成,面向?qū)ο蟮幕靖拍?1.,對象,（object）,,對象是指一組屬性以及這組屬性上的專用操作的封裝體

4、。,,屬性,（attribute）通常是一些數(shù)據(jù)，有時它也可以是另一個對象。每個對象都有它自己的屬性值，表示該對象的狀態(tài)。對象中的屬性只能通過該對象所提供的操作來存取或修改。,,操作,（operation）（也稱方法或服務(wù)）規(guī)定了對象的行為，表示對象所能提供的服務(wù)。,,,6,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,面向?qū)ο蟮幕靖拍?1. 對象（object）6復(fù)旦大學(xué)計,封裝,（encapsulation）是一種信息隱蔽技術(shù)，用戶只能看見對象封裝界面上的信息，對象的內(nèi)部實現(xiàn)對用戶是隱蔽的。封裝的目的是使對象的使用者和生產(chǎn)者分離，使對象的定義和實現(xiàn)分開。,,一個對象通常可由對象名、

5、屬性和操作三部分組成。,,7,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,封裝（encapsulation）是一種信息隱蔽技術(shù)，用戶只,2.,類,（class）,類是一組具有相同屬性和相同操作的對象的集合。一個類中的每個對象都是這個類的一個實例（instance）。,類是創(chuàng)建對象的模板，從同一個類實例化的每個對象都具有相同的結(jié)構(gòu)和行為。,,8,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,2. 類（class）8復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系,轎 車,,型號：字符串,顏色：字符串,牌照號：字符串,．．．．,張經(jīng)理的轎車,,型號=桑塔納,顏色=紅色,牌照號=滬AN2037,．．．．,類,

6、實例對象,,9,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,轎 車張經(jīng)理的轎車類實例對象9復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系,3.,繼承,（inheritance）,繼承是類間的基本關(guān)系，它是基于層次關(guān)系的不同類共享數(shù)據(jù)和操作的一種機制。父類中定義了其所有子類的公共屬性和操作，在子類中除了定義自己特有的屬性和操作外，可以繼承其父類（或祖先類）的屬性和操作，還可以對父類（或祖先類）中的操作重新定義其實現(xiàn)方法。,,10,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,3. 繼承（inheritance）10復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與,矩形,長,寬,對角線,計算面積,計算對角線,多邊形,頂點數(shù),頂點坐標

7、,計算面積,旋轉(zhuǎn),,,11,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,矩形 多邊形11復(fù)旦大學(xué)計算機科,有時，我們定義一個類，它把一些類組織起來，提供一些公共的行為，但并不需要使用這個類的實例，而僅使用其子類的實例。我們把這種沒有實例的類稱為,抽象類,（abstract class）。在抽象類中可以定義,抽象操作,，抽象操作指：只定義這個類的操作接口，不定義它的實現(xiàn)，其實現(xiàn)部分由其子類定義。抽象操作操作名用斜體字表示，也可以在操作特征（signature）后面加上特征字符串{abstract}。,,12,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,有時，我們定義一個類，

8、它把一些類組織起來，提供一些公共的行為,交通工具,飛行器,汽 車,船,轎 車,貨 車,,,,一般,-特殊關(guān)系,,13,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,交通工具飛行器汽 車 船轎 車貨 車 一般-特殊關(guān)系13復(fù)旦,如果一個子類只有唯一一個父類，這個繼承稱為,單一繼承,。如果一個子類有一個以上的父類，這種繼承稱為,多重繼承,。,水上交通工具,陸上交通工具,水陸兩棲交通工具,,,,,多重繼承,,14,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,如果一個子類只有唯一一個父類，這個繼承稱為單一繼承,4.,消息,（message）,消息傳遞是對象間通信的手段，一個對象通過向另一個對

9、象發(fā)送消息來請求其服務(wù)。一個消息通常包括接收對象名、調(diào)用的操作名和適當(dāng)?shù)膮?shù)（如果有必要的話）。消息只告訴接收對象需要完成什么操作，但并不指示接收者怎樣完成操作。消息完全由接收者解釋，接收者獨立決定采用什么方法完成所需的操作。,,15,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,4. 消息（message）15復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系,5.,多態(tài)性,（polymorphism）,多態(tài)性是指同一個操作作用于不同的對象上可以有不同的解釋，并產(chǎn)生不同的執(zhí)行結(jié)果。例如“畫”操作，作用在“矩形”對象上，則在屏幕上畫一個矩形，作用在“圓”對象上，則在屏幕上畫一個圓。也就是說，相同操作的消息發(fā)送給不

10、同的對象時，每個對象將根據(jù)自己所屬類中定義的這個操作去執(zhí)行，從而產(chǎn)生不同的結(jié)果。,,16,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,5. 多態(tài)性（polymorphism）16復(fù)旦大學(xué)計算機科,6.,動態(tài)綁定,（dynamic binding）,動態(tài)綁定是指在程序運行時才將消息所請求的操作與實現(xiàn)該操作的方法連接起來。,傳統(tǒng)的程序設(shè)計語言的過程調(diào)用與目標代碼的連接（即調(diào)用哪個過程）放在程序運行前（即編譯時）進行（稱為靜態(tài)綁定），而動態(tài)綁定則是把這種連接推遲到運行時才進行。,動態(tài)綁定是一種在運行時確定被執(zhí)行代碼的技術(shù)。,,17,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,6. 動態(tài)

11、綁定（dynamic binding）17復(fù)旦大,在一般與特殊關(guān)系中，子類是父類的一個特例，所以父類對象可以出現(xiàn)的地方，也允許其子類對象出現(xiàn)。因此在運行過程中，當(dāng)一個對象發(fā)送消息請求服務(wù)時，要根據(jù)接收對象的具體情況將請求的操作與實現(xiàn)的方法進行連接，即動態(tài)綁定。,,,18,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,在一般與特殊關(guān)系中，子類是父類的一個特例，所以父類對象可以出,if 條件 then p := t ;,else p := r ;,area := p.getarea ;,getArea {abstract},,polygon,area,,hexagon,getArea,

12、,,rectangle,getArea,length,width,,triangle,getArea,,,Var p : polygon ;,Var t : triangle :=,triangle.new ;,Var r : rectangle :=,rectangle.new ;,,19,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,if 條件 then p := t ;getArea,內(nèi)容摘要,面向?qū)ο蟮幕靖拍?面向?qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計過程,UML概述,用況建模,靜態(tài)建模,動態(tài)建模,物理體系結(jié)構(gòu)建模,,20,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,內(nèi)容摘要面向?qū)ο蟮幕?/p>

13、概念20復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系,面向?qū)ο蠓治?Object-Oriented Analysis,,面向?qū)ο蠓治龅囊话悴襟E,如下：,獲取客戶對系統(tǒng)的需求：包括標識場景（scenario）和用況（use case，也稱用例），以及建造需求模型,用基本的需求為指南，來選擇類和對象（包括屬性和操作）。,定義類的結(jié)構(gòu)和層次。,建造對象—關(guān)系模型。,建造對象—行為模型。,利用用況/場景來復(fù)審分析模型。,,21,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,面向?qū)ο蠓治?Object-Oriented Analysi,1.,獲取客戶對系統(tǒng)的需求,需求獲取必須讓客戶與開發(fā)者充分地交流，這里介紹一種采用

14、用況來收集客戶需求的技術(shù)。分析員首先標識使用該系統(tǒng)的不同的執(zhí)行者（actor），這些執(zhí)行者代表使用該系統(tǒng)的不同的角色。每個執(zhí)行者可以敘述他如何使用系統(tǒng)，或者說他需要系統(tǒng)提供什么功能。執(zhí)行者提出的每一個使用場景（或功能）都是系統(tǒng)的一個用況的實例，一個用況描述了系統(tǒng)的一種用法（或一個功能），所有執(zhí)行者提出的所有用況構(gòu)成系統(tǒng)的完整的需求。,,分析過程,,22,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,1.?? 獲取客戶對系統(tǒng)的需求分析過程22復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué),注意，執(zhí)行者與用戶是不同的兩個概念，一個用戶可以扮演幾個角色（執(zhí)行者），一個執(zhí)行者可以是用戶，也可以是其他系統(tǒng)（應(yīng)用程序或設(shè)備）。得

15、到的用況必須進行復(fù)審，以使需求完整。,,23,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,注意，執(zhí)行者與用戶是不同的兩個概念，一個用戶可以扮演幾個角色,2.,標識類和對象,類和對象來自問題領(lǐng)域。,可以先標識候選類，然后進行篩選,,24,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,2.???標識類和對象24復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系,3.,定義類的結(jié)構(gòu)和層次,類的結(jié)構(gòu)主要有兩種：一般—特殊（generalization—specialization）結(jié)構(gòu)和整體—部分（whole—part）結(jié)構(gòu)。,,一般—特殊結(jié)構(gòu),是一種分類結(jié)構(gòu)，反映了類間的一般與特殊的關(guān)系。一般類與特殊類之間是一種

16、“is a”的關(guān)系，如：汽車是一種交通工具。同樣，特殊類還可以分為更特殊的類，這樣可形成類的層次結(jié)構(gòu)。,,整體—部分結(jié)構(gòu),反映了類間的整體與部分關(guān)系。值得注意的是，整體—部分關(guān)系是對對象而言的，而不是對類的。整體—部分關(guān)系是一種“has a ”的關(guān)系，如“汽車”有“發(fā)動機”。同樣，整體—部分結(jié)構(gòu)也具有層次結(jié)構(gòu)。,,25,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,3. 定義類的結(jié)構(gòu)和層次25復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系,有的面向?qū)ο蠓椒ㄖ?，把互相協(xié)作以完成一組緊密結(jié)合在一起的責(zé)任的類的集合定義為,主題,(subject)或,子系統(tǒng),（subsystem）。主題和子系統(tǒng)都是一種抽象，從外界

17、觀察系統(tǒng)時，主題或子系統(tǒng)可看作黑盒，它有自己的一組責(zé)任和協(xié)作者，觀察者不必關(guān)心其細節(jié)。觀察一個主題或子系統(tǒng)的內(nèi)部時，觀察者可以把注意力集中在系統(tǒng)的某一個方面。因此，主題或子系統(tǒng)實際上是系統(tǒng)更高抽象層次上的一種描述。,,26,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,有的面向?qū)ο蠓椒ㄖ?，把互相協(xié)作以完成一組緊密結(jié)合在一起的責(zé)任,4.,建造對象——關(guān)系模型,對象--關(guān)系模型描述了系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，它指出了類間的關(guān)系（relationship）。,類之間的關(guān)系有關(guān)聯(lián)、依賴、泛化、實現(xiàn)等。,,27,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,4.?? 建造對象——關(guān)系模型27復(fù)旦大學(xué)計算機

18、科學(xué)與工程系,5.,建立對象——行為模型,對象--行為模型描述了系統(tǒng)的動態(tài)行為，它們指明系統(tǒng)如何響應(yīng)外部的事件或激勵（stimulus）。,建模的步驟如下：,評估所有的用況，以完全理解系統(tǒng)中交互的序列。,標識驅(qū)動交互序列的事件，理解這些事件如何和特定的對象相關(guān)聯(lián)。,為每個用況創(chuàng)建事件軌跡（event trace）。,為系統(tǒng)建造狀態(tài)機圖。,復(fù)審對象--行為模型，以驗證準確性和一致性。,,,28,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,5.?? 建立對象——行為模型28復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系,面向?qū)ο笤O(shè)計（Object_Oriented Design）,,面向?qū)ο笤O(shè)計的一般步驟,如

19、下：,系統(tǒng)設(shè)計,將子系統(tǒng)分配到處理器,選擇實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理、界面支持和任務(wù)管理的設(shè)計策略,為系統(tǒng)設(shè)計合適的控制機制,復(fù)審并考慮權(quán)衡（折衷）,,29,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,面向?qū)ο笤O(shè)計（Object_Oriented Design,對象設(shè)計,在過程級別（procedural lavel）設(shè)計每個操作，即設(shè)計每個操作的實現(xiàn)細節(jié),定義內(nèi)部類,為類屬性設(shè)計內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),消息設(shè)計,使用對象間的協(xié)作和對象--關(guān)系模型，設(shè)計消息模型,復(fù)審,復(fù)審設(shè)計模型并在需要時迭代。,,30,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,對象設(shè)計30復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程

20、課程,1.,系統(tǒng)設(shè)計,1),將分析模型劃分成子系統(tǒng),在OO系統(tǒng)設(shè)計中，我們把分析模型中緊密相關(guān)的類、關(guān)系等設(shè)計元素包裝成子系統(tǒng)。,通常，子系統(tǒng)的所有元素共享某些公共的性質(zhì)，它們可能都涉及完成相同的功能；它們可能駐留在相同的產(chǎn)品硬件中；或者它們可能管理相同的類和資源。子系統(tǒng)由它們的責(zé)任所刻畫，即，一個子系統(tǒng)可以通過它提供的服務(wù)來標識。在OOD中，這種服務(wù)是完成特定功能的一組操作。,,,31,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,1. 系統(tǒng)設(shè)計31復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件,,子系統(tǒng)的設(shè)計準則是：,(1) 子系統(tǒng)應(yīng)具有定義良好的接口，通過接口和系統(tǒng)的其它部分通信；,(2

21、) 除了少數(shù)的“通信類” 外，子系統(tǒng)中的類應(yīng)只和該子系統(tǒng)中的其它類協(xié)作；,(3) 子系統(tǒng)的數(shù)量不宜太多；,(4) 可以在子系統(tǒng)內(nèi)部再次劃分，以降低復(fù)雜性。,,32,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,子系統(tǒng)的設(shè)計準則是：32復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué),2),標識問題本身的并發(fā)性，并為子系統(tǒng)分配處理器,通過對對象--行為模型的分析，可發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的并發(fā)性。如果對象（或子系統(tǒng)）不是同時活動的，則它們不需并發(fā)處理，此時這些對象（或子系統(tǒng)）可以在同一個處理器上實現(xiàn)。反之，如果對象（或子系統(tǒng)）必須對一些事件同時異步地動作，則它們被視為并發(fā)的，此時，可以將并發(fā)的子系統(tǒng)分別分配到不同的處理器，或者分配在

22、同一個處理器，而由操作系統(tǒng)提供并發(fā)支持。,,33,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,2) 標識問題本身的并發(fā)性，并為子系統(tǒng)分配處理器33復(fù)旦大學(xué),3),任務(wù)管理設(shè)計,Coad和Yourdon提出如下管理并發(fā)任務(wù)對象的設(shè)計策略：,(1) 確定任務(wù)的類型；,(2) 必要時，定義協(xié)調(diào)者任務(wù)和關(guān)聯(lián)的對象；,(3) 將協(xié)調(diào)者任務(wù)和其它任務(wù)集成。,通?？赏ㄟ^了解任務(wù)是如何被啟動的來確定任務(wù)的類型，如事件驅(qū)動任務(wù)，時鐘驅(qū)動任務(wù)。每個任務(wù)應(yīng)該定義其優(yōu)先級，并識別關(guān)鍵任務(wù)。當(dāng)有多個任務(wù)時還可以考慮增加一個協(xié)調(diào)者任務(wù)，以控制這些任務(wù)協(xié)同工作。,,34,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課

23、程,3) 任務(wù)管理設(shè)計34復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系,4),數(shù)據(jù)管理設(shè)計,通常數(shù)據(jù)管理設(shè)計成層次模式，其目的是將數(shù)據(jù)的物理存儲及操縱與系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯加以分離。,數(shù)據(jù)管理的設(shè)計包括設(shè)計系統(tǒng)中各種數(shù)據(jù)對象的存儲方式（如內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、文件、數(shù)據(jù)庫），以及設(shè)計相應(yīng)的服務(wù)，即為要儲存的對象增加所需的屬性和操作。,,35,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,4) 數(shù)據(jù)管理設(shè)計35復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系,5),資源管理設(shè)計,OO系統(tǒng)可利用一系列不同的資源（如磁盤驅(qū)動器、處理器、通信線路等外部實體或數(shù)據(jù)庫、對象等抽象資源），很多情況下，子系統(tǒng)同時競爭這些資源，因此要設(shè)計一套控制機制和安全

24、機制，以控制對資源的訪問，避免對資源使用的沖突。,,6）,人機界面設(shè)計,對大多數(shù)應(yīng)用系統(tǒng)而言，人機界面本身是一個非常重要的子系統(tǒng)。人機界面主要強調(diào)人如何命令系統(tǒng)，以及系統(tǒng)如何向人提交信息。它包括窗口、菜單、報告的設(shè)計。,,,36,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,5) 資源管理設(shè)計36復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系,7),子系統(tǒng)間的通信,子系統(tǒng)之間可以通過建立客戶/服務(wù)器連接進行通信，也可以通過端對端（peer to peer）連接進行通信。我們必須確定子系統(tǒng)間通信的合約（contract），合約提供了一個子系統(tǒng)和另一個子系統(tǒng)交互的方式。,,,37,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系

25、 軟件工程課程,7) 子系統(tǒng)間的通信37復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系,2.,對象設(shè)計,對象設(shè)計是為每個類的屬性和操作作出詳細的設(shè)計，并設(shè)計連接類與它的協(xié)作者之間的消息規(guī)約。,1)?? 對象描述,對象的設(shè)計描述可以采取以下形式之一：,（1） 協(xié)議描述：描述對象的接口，即定義對象可以接收的消息以及當(dāng)對象接收到消息后完成的相關(guān)操作；,（2） 實現(xiàn)描述：描述傳送給對象的消息所蘊含的每個操作的實現(xiàn)細節(jié)，實現(xiàn)細節(jié)包括有關(guān)對象私有部分的信息，即關(guān)于描述對象屬性的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部細節(jié)和描述操作的過程細節(jié)。,對對象的使用者來說，只需要協(xié)議描述就夠了。,,38,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,

26、2. ? 對象設(shè)計38復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟,2）設(shè)計算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),為對象中的屬性和操作設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)算法。,,3.,設(shè)計模式,（design patterns）,在許多面向?qū)ο笙到y(tǒng)中，存在一些類和通信對象的重復(fù)出現(xiàn)的模式。這些模式求解特定的設(shè)計問題，使面向?qū)ο笤O(shè)計更靈活，并最終可復(fù)用。這些模式幫助設(shè)計者復(fù)用以前成功的設(shè)計，設(shè)計者可以把這些模式應(yīng)用到新的設(shè)計中。,,39,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,2）設(shè)計算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)39復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系,一個設(shè)計模式通?？捎盟膫€信息來描述：,1）模式名,設(shè)計模式名應(yīng)具有實際的含義，它能反映模式的適用性和

27、意圖。,2）使模式可被應(yīng)用所必須存在的環(huán)境和條件。,3）設(shè)計模式的特征,模式特征指出一些設(shè)計的屬性，調(diào)整這些屬性使該模式能適應(yīng)各種不同的問題。這些屬性表示設(shè)計的特征，這些特征能被用于檢索（通過數(shù)據(jù)庫）以找到合適的模式。,4）應(yīng)用設(shè)計模式的結(jié)果（consequences）,對于一個設(shè)計模式的使用結(jié)果表明設(shè)計決策的走向。,,40,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,一個設(shè)計模式通?？捎盟膫€信息來描述：40復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與,典型的面向?qū)ο蠓椒?Coad & Yourdon 方法,OMT方法,Booch方法,OOSE方法,,41,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,典型

28、的面向?qū)ο蠓椒–oad & Yourdon 方法41復(fù)旦,內(nèi)容摘要,面向?qū)ο蟮幕靖拍?面向?qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計過程,UML概述,用況建模,靜態(tài)建模,動態(tài)建模,物理體系結(jié)構(gòu)建模,,42,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,內(nèi)容摘要面向?qū)ο蟮幕靖拍?2復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系,統(tǒng)一建模語言UML,Unified Modeling Language,,43,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,統(tǒng)一建模語言UMLUnified Modeling Lang,UML概述,為何研究UML—結(jié)束方法大戰(zhàn),發(fā)展歷史,,1994年Booch和Rumbaugh在Rational Sof

29、tware Corporation開始了UML的工作，其目標是創(chuàng)建一個“統(tǒng)一的方法”，,1995年OOSE的創(chuàng)始人Jacobson加盟到這項工作中，工作重點轉(zhuǎn)移到創(chuàng)建一種統(tǒng)一的建模語言UML,1996年6月、10月、1997年1月、11月分別推出了UML0.9、 UML0.91、 UML1.0、 UML1.1,,44,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,UML概述 為何研究UML—結(jié)束方法大戰(zhàn)44復(fù)旦大學(xué)計算機科,UML概述,1997年11月，OMG(Object Management Group)批準把UML1.1作為基于面向?qū)ο蠹夹g(shù)的標準建模語言,之后，UML進行了持續(xù)的修訂

30、和改進，先后產(chǎn)生了UML1.2、1.3、1.4、1.5版本,2004年推出了UML2.0，UML2.0對UML1.x作了重大的修改。,,45,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,UML概述 1997年11月，OMG(Obj,模型元素,,模型元素指模型中的實體以及實體間相互連接的關(guān)系,,部分模型元素,注解,類,屬性,操作,對象：類,屬性,操作,狀態(tài),用況,結(jié)點,,供應(yīng)接口,包,,依賴,關(guān)聯(lián),泛化,,主動類,屬性,操作,,,,請求接口,,,構(gòu)件,,,,實現(xiàn),,,46,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,模型元素部分模型元素注解類屬性操作對象：類屬性操作狀

31、態(tài)用況,視圖與圖,主題域,視圖 （view）,圖（diagram）,結(jié)構(gòu)化,靜態(tài)視圖,類圖（class）,設(shè)計視圖,內(nèi)部結(jié)構(gòu)（internal structure）,協(xié)作圖（collaboration）,構(gòu)件圖（component）,用況視圖,用況圖（use case）,動態(tài)的,狀態(tài)機視圖,狀態(tài)機圖（state machine）,活動視圖,活動圖（activity）,交互視圖,順序圖（sequence）,通信圖（communication）,物理的,部署視圖,部署圖（deployment）,模型管理,模型管理視圖,包圖（package）,,47,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程

32、,視圖與圖主題域視圖 （view）圖（diagram）結(jié)構(gòu)化靜,靜態(tài)視圖,靜態(tài)視圖對應(yīng)用領(lǐng)域中的概念以及與系統(tǒng)實現(xiàn)有關(guān)的內(nèi)部概念建模，主要由類以及類之間的相互關(guān)系組成，在靜態(tài)視圖中不描述依賴于時間的系統(tǒng)行為。靜態(tài)視圖用類圖來展示。,設(shè)計視圖,設(shè)計視圖對應(yīng)用自身的設(shè)計結(jié)構(gòu)建模，例如，將設(shè)計結(jié)構(gòu)擴展成：結(jié)構(gòu)化類元，為實現(xiàn)功能所需的協(xié)作和良定義接口的構(gòu)件的組裝。設(shè)計視圖由內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖、協(xié)作圖和構(gòu)件圖實現(xiàn)。,,48,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,靜態(tài)視圖48復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,用況視圖,用況視圖對被稱為執(zhí)行者的外部代理（他與特定視點的主題交互）所感受到的

33、主題（如系統(tǒng)）功能建模。用況視圖的意圖是列出系統(tǒng)中的用況和執(zhí)行者，并顯示哪個執(zhí)行者參與了哪個用況的執(zhí)行。用況的行為用動態(tài)視圖，特別是交互視圖來表示。用況視圖用用況圖來展示。,,49,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,用況視圖49復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,狀態(tài)機視圖,狀態(tài)機視圖對一個類的對象的可能生命歷程建模。一個狀態(tài)機包括用遷移連接的狀態(tài)，每個狀態(tài)對一個對象在其生命期中滿足某種條件的一個時間段建模。當(dāng)一個事件發(fā)生時，它會導(dǎo)致觸發(fā)對象的一個狀態(tài)向另一個新狀態(tài)的遷移，附加在遷移上的動作或活動也同時被執(zhí)行。狀態(tài)機視圖用狀態(tài)機圖來展示。,,50,復(fù)旦大學(xué)計算機科

34、學(xué)與工程系 軟件工程課程,狀態(tài)機視圖50復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課,活動視圖,活動展示了包含在執(zhí)行計算或工作流中的計算活動的控制流。一個動作是一個基本的計算步，一個活動結(jié)點是一組動作或子活動，一個活動可描述順序的和并發(fā)的計算。活動視圖用活動圖來展示。,交互視圖,交互視圖描述系統(tǒng)各部分中消息交換的順序。交互視圖提供了系統(tǒng)中行為的整體視圖，也就是說，它展示了多個對象間交叉的控制流。交互視圖用順序圖和通信圖來展示。,,51,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,活動視圖51復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,部署視圖,部署視圖描述了運行時結(jié)點上制

35、品的分布。制品是一個物理實現(xiàn)單元，如一個文件，它也可以表示一或多個構(gòu)件的實現(xiàn)（一種表現(xiàn)形式）。結(jié)點是運行時表示計算資源的物理對象，如，計算機、設(shè)備或內(nèi)存。部署視圖允許對分配的結(jié)果和資源分配進行評估。部署視圖用部署圖來展示。,,52,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,部署視圖52復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,模型管理視圖,模型管理視圖對模型自身的組織建模。一個模型由一組保存模型元素（如類、狀態(tài)機、用況）的包組成。包還可以包含其它的包，因此，一個模型從一個間接包含所有模型內(nèi)容的根包（root package）開始。包是操縱模型內(nèi)容的單元，還是訪問控制和配置控制的

36、單元。每個模型元素可以被一個包或另一個元素擁有。模型管理信息通常展示在包圖中，它是類圖的變種。,,53,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,模型管理視圖53復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程,剖面（profile）,UML是用一個元模型（metamodel）定義的，元模型是指描述建模語言自身的模型。通常元模型的改變是復(fù)雜的，也是危險的。剖面機制允許在不修改基礎(chǔ)元模型的前提下對UML作有限的變化。UML包含三個主要的可擴展結(jié)構(gòu)：約束（constraints）、版型（stereotypes）和標簽值（tagged values）。,約束是以自然語言或特定形式語言的正文表示的

37、語義條件或限制，約束寫在花括號中（｛｝），如｛value≥0｝，｛or｝。版型是在基于現(xiàn)有各類模型元素的外形中定義模型元素的新類型，它本質(zhì)上是一種新元類（metaclass）。版型可以擴展語義，但不能擴展原元模型類的結(jié)構(gòu)。用《　》標記版型，如《signal》。標簽值是貼在任何模型元素上的被命名的信息片。下圖給出了版型和標簽值的應(yīng)用實例。,,54,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,剖面（profile）54復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系,版型和標簽值,《authorship》,Scheduling,tagged values,,《authorship》,author=“Frank M

38、artin”,due=Dec.31,2009,,55,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,版型和標簽值《authorship》tagged value,類圖,類圖展示了系統(tǒng)中類的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，即類與類之間的相互聯(lián)系。類之間有多種聯(lián)系方式，如關(guān)聯(lián)（相互連接）、依賴（一個類依賴或使用另一個類）、泛化（一個類是另一個類的特殊情況）等?？梢园讶舾蓚€相關(guān)的類包裝在一起作為一個單元（包）,相當(dāng)于一個子系統(tǒng)。一個系統(tǒng)可以有多張類圖，一個類也可以出現(xiàn)在幾張類圖中。,對象圖,對象圖是類圖的實例，它展示了系統(tǒng)執(zhí)行在某一時間點上的一個可能的快照。對象圖使用與類圖相同的符號，只是在對象名下面加上下劃線，同時

39、它還顯示了對象間的所有實例鏈接（,link,）關(guān)系。,,56,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,類圖56復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖,內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖展示了類的分解，給出了組成一個結(jié)構(gòu)化類元的相互連接的部分、端口和連接器。,手冊：演出手冊,數(shù)據(jù)庫：演出數(shù)據(jù)庫,售票員：售票員,,,,,售票處,,售票,,,,內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖,,57,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖手冊：演出手冊數(shù)據(jù)庫：演出數(shù)據(jù)庫售票員：售票員售票,協(xié)作圖,協(xié)作圖展示了協(xié)作的定義，是一種合成的結(jié)構(gòu)圖。協(xié)作是為了完成某一目的而一起工作的一組對象間的上下文關(guān)系。,劇院售票

40、,* 　1,售票亭：售票亭［＊］,：售票處,1　 *,終端：售票終端［＊］,,協(xié)作圖,,58,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,協(xié)作圖劇院售票* 　1售票亭：售票亭［＊］：售票處1　 *,構(gòu)件圖,構(gòu)件圖展示了系統(tǒng)中的構(gòu)件（即來自應(yīng)用的軟件單元），構(gòu)件間通過接口的連接，以及構(gòu)件之間的依賴關(guān)系。構(gòu)件是一種結(jié)構(gòu)化類元，可以用內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖來定義它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。,,59,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,構(gòu)件圖59復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,用況圖,用況圖展示了各類外部執(zhí)行者與系統(tǒng)所提供的用況之間的連接。一個用況是系統(tǒng)所提供的一個功能（也可以說是系統(tǒng)

41、提供的某一特定用法）的描述，執(zhí)行者是指那些可能使用這些用況的人或外部系統(tǒng)，執(zhí)行者與用況的連接表示該執(zhí)行者使用了那個用況。用況圖給出了用戶所感受到的系統(tǒng)行為，但不描述系統(tǒng)如何實現(xiàn)該功能。用況通常用普通正文描述，也可以用活動圖來描述。,,60,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,用況圖60復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,狀態(tài)機圖,狀態(tài)機圖通常是對類描述的補充，它說明該類的對象所有可能的狀態(tài)以及哪些事件將導(dǎo)致狀態(tài)的改變。一個事件可以是另一個對象向它發(fā)送的一條消息，或者是滿足了某些條件。狀態(tài)的改變稱為遷移（,transition,）。一個狀態(tài)遷移還可以有與之相關(guān)的動作，

42、該動作指出狀態(tài)遷移時應(yīng)做什么。,并不是所有的類都要畫狀態(tài)機圖，有些類有一些意義明確的狀態(tài)，并且其行為受不同的狀態(tài)所影響和改變，這些類才需要畫狀態(tài)機圖。,,61,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,狀態(tài)機圖61復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,活動圖,活動圖展示了連續(xù)的活動流?；顒訄D通常用來描述完成一個操作所需要的活動。當(dāng)然它還能用于描述其它活動流，如描述用況?；顒訄D由動作狀態(tài)組成，它包含完成一個動作的活動的規(guī)約(即規(guī)格說明)。當(dāng)一個動作完成時，將離開該動作狀態(tài)?；顒訄D中的動作部分還可包括消息發(fā)送和接收的規(guī)約。,,62,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課

43、程,活動圖62復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,順序圖,順序圖展示了幾個對象之間的動態(tài)交互關(guān)系。它主要是用來顯示對象之間發(fā)送消息的順序，它還顯示了對象之間的交互，即系統(tǒng)執(zhí)行的某一特定點所發(fā)生的事。,通信圖,通信圖用幾何排列來表示交互作用中的角色，它顯示了有協(xié)作關(guān)系的復(fù)合結(jié)構(gòu)組成部分或角色范圍內(nèi)的交互。它明確地顯示元素之間的協(xié)作關(guān)系，而不顯示作為獨立維的時間，消息的順序和并發(fā)線程必須由順序號確定。,,63,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,順序圖63復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,部署圖,部署圖展示了運行時處理結(jié)點和在結(jié)點上生存的制品的配置。結(jié)點

44、是運行時的計算資源，制品是物理實體，如構(gòu)件、文件。,部署圖中顯示部署在結(jié)點上的制品和它們之間的關(guān)系，以及結(jié)點之間的連接和通信方式。,,64,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,部署圖64復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,包圖,包圖是由包和它們間的關(guān)系組成的結(jié)構(gòu)圖,模型是在某一視點給定的精度上對系統(tǒng)的完整描述，一個系統(tǒng)可以從不同的視點（如分析模型、設(shè)計模型）存在多個模型。一個模型可看作一個特定類型的包，通常僅顯示包就足夠了（不必顯示包內(nèi)部的細節(jié)）。,下圖給出了劇院系統(tǒng)所細分成的包以及它們之間的依賴關(guān)系。,,65,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,包圖

45、65復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,,售票處,,計劃,廣告,,時間表,,客戶記錄,,票記錄,,,運作,售票,,工資單,,計算,,購買,,包圖,,66,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,售票處計劃廣告時間表客戶記錄票記錄運作售票工資單計算購買包圖,內(nèi)容摘要,面向?qū)ο蟮幕靖拍?面向?qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計過程,UML概述,用況建模,靜態(tài)建模,動態(tài)建模,物理體系結(jié)構(gòu)建模,,67,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,內(nèi)容摘要面向?qū)ο蟮幕靖拍?7復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系,用況建模,用況建模是用于描述一個系統(tǒng)應(yīng)該做什么的建模技術(shù)，用況建模不僅用于新系統(tǒng)的需求獲

46、取，還可用于已有系統(tǒng)的升級。用況模型用用況圖來描述。,用況圖展示了各類外部執(zhí)行者與系統(tǒng)所提供的用況之間的連接。一個用況是系統(tǒng)所提供的一個功能（也可以說是系統(tǒng)提供的某一特定用法）的描述，執(zhí)行者是指那些可能使用這些用況的人或外部系統(tǒng)，執(zhí)行者與用況的連接表示該執(zhí)行者使用了那個用況。用況圖給出了用戶所感受到的系統(tǒng)行為，但不描述系統(tǒng)如何實現(xiàn)該功能。,,用況通常用普通正文描述，也可以用活動圖來描述。,,,68,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,用況建模 用況建模是用于描述一個系統(tǒng)應(yīng)該做什么的建模技,任何一個涉及到系統(tǒng)功能活動的人都會用到用況模型。,客戶：用況模型指明了系統(tǒng)的功能，描述

47、了系統(tǒng)能如何使用。用況建模時客戶的積極參與是十分重要的。,開發(fā)者：用況模型幫助他們理解系統(tǒng)要做什么，同時為以后的其它模型建模、結(jié)構(gòu)設(shè)計、實現(xiàn)等提供依據(jù)。,集成測試和系統(tǒng)測試人員：根據(jù)用況來測試系統(tǒng)，以驗證系統(tǒng)是否完成了用況指定的功能。,,69,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,任何一個涉及到系統(tǒng)功能活動的人都會用到用況模型。69,用況建模步驟,創(chuàng)建用況模型的步驟包括：,1．定義系統(tǒng),2．確定執(zhí)行者,3．確定用況,4．描述用況,5．定義用況間的關(guān)系，,6．確認模型,,70,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,用況建模步驟創(chuàng)建用況模型的步驟包括：70復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)

48、與,用況模型由用況圖組成，用況圖展示了執(zhí)行者、用況以及它們之間的關(guān)系。用況通常用正文形式來描述。,一個用況模型可由若干幅用況圖組成。一幅用況圖包含的模型元素有系統(tǒng)、執(zhí)行者、用況，以及表示它們間的不同關(guān)系，如關(guān)聯(lián)、擴展、包含、泛化等。,,71,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,用況模型由用況圖組成，用況圖展示了執(zhí)行者、用況以及它們之間的,用況圖,電話訂購系統(tǒng)用況圖,Telephone Catalog,,,Customer,Salespersonn,Shipping Clerk,supervisor,establish,credit,Fill order,Arrange,Paym

49、ent,Supply,Customer,Data,order,product,Arrange,Credit,Pay,cash,place,order,Request,Catalog,《include》,《include》,《include》,《extend》,check,status,,,,,,,72,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,用況圖電話訂購系統(tǒng)用況圖Telephone Catalog,一.,,確定執(zhí)行者,執(zhí)行者是指與系統(tǒng)交互的人或其它系統(tǒng),執(zhí)行者代表一種角色，而不是具體的某個人,執(zhí)行者可分成主執(zhí)行者和副執(zhí)行者：,主執(zhí)行者使用系統(tǒng)的主要功能,例如，保險系統(tǒng)中主執(zhí)行者處

50、理保險的注冊和管理,副執(zhí)行者處理系統(tǒng)的輔助功能,例如，管理數(shù)據(jù)庫、通信、備份以及其它管理等系統(tǒng)維護,,73,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,一. 確定執(zhí)行者73復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟,執(zhí)行者還可分為主動執(zhí)行者和被動執(zhí)行者：,主動執(zhí)行者開始一個用況,被動執(zhí)行者從不開始用況，只是參與一個或多個用況,,74,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,執(zhí)行者還可分為主動執(zhí)行者和被動執(zhí)行者：74復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué),我們可以通過回答下列問題來確定執(zhí)行者：,誰使用系統(tǒng)的主要功能（主執(zhí)行者）？,誰需要從系統(tǒng)中得到對他們?nèi)粘９ぷ鞯闹С郑?誰需要維護、管理和維持系統(tǒng)的日

51、常運行（副執(zhí)行者）？,系統(tǒng)需要控制哪些硬件設(shè)備？,系統(tǒng)需要與哪些其它系統(tǒng)交互？,哪些人或哪些系統(tǒng)對系統(tǒng)產(chǎn)生的結(jié)果（值）感興趣？,,75,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,我們可以通過回答下列問題來確定執(zhí)行者：75復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué),確定用況,1.,用況的特征,用況總是被執(zhí)行者啟動的（initiated），執(zhí)行者必須直接或間接地指示系統(tǒng)去執(zhí)行用況,用況向執(zhí)行者提供值，這些值必須是可識別的,用況是完整的，一個用況必須是一個完整的描述,,用況是一個類，而不是實例，用況的實例稱為場景（scenario）,,76,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,確定用況76復(fù)旦大學(xué)計算

52、機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,2.,尋找用況,可以通過讓每個執(zhí)行者回答以下問題來尋找用況：,執(zhí)行者需要系統(tǒng)提供哪些功能？執(zhí)行者需要做什么？,執(zhí)行者是否需要讀、創(chuàng)建、刪除、修改或儲存系統(tǒng)中的某類信息？,執(zhí)行者是否要被系統(tǒng)中的事件提醒，或者執(zhí)行者是否要提醒系統(tǒng)中某些事情？從功能觀點看，這些事件表示什么？,執(zhí)行者的日常工作是否因為系統(tǒng)的新功能（尤其是目前尚未自動化的功能）而被簡化或提高了效率？,,77,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,2. 尋找用況77復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件,另外還有一些不是目前的執(zhí)行者回答的問題：,系統(tǒng)需要哪些輸入/輸出？誰從系統(tǒng)獲取信

53、息？誰為系統(tǒng)提供信息？,與當(dāng)前系統(tǒng)（可能是人工系統(tǒng)而不是自動化系統(tǒng)）的實現(xiàn)有關(guān)的主要問題是什么？,,對同一個項目，不同的開發(fā)者選取的用況數(shù)是不一樣的。例如一個10個人年規(guī)模的項目，有人選取了20個用況，而在一個類似的項目中，有人選用了100個用況。,似乎20個太少，而100個太多，希望在項目規(guī)模和用況數(shù)之間保持均衡。,,,78,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,另外還有一些不是目前的執(zhí)行者回答的問題：78復(fù)旦大學(xué)計算機科,3.,用況的描述,用況通常用正文（text）來描述,也可用活動圖來描述 。,用況的正文描述應(yīng)包括以下內(nèi)容：,用況的目的：用況的最終目的是什么？它試圖達到什么？

54、,用況是如何啟動（initiate）的：哪個執(zhí)行者在什么情況下啟動用況的執(zhí)行？,執(zhí)行者和用況之間的消息流：用況與執(zhí)行者之間交換什么消息或事件來通知對方改變或恢復(fù)信息？描述系統(tǒng)與執(zhí)行者之間的主消息流是什么？以及系統(tǒng)中哪些實體被使用或修改？,,79,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,3. 用況的描述79復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟,用況中可供選擇的流：用況中的活動可根據(jù)條件或異常（exception）有選擇地執(zhí)行。,如何通過給執(zhí)行者一個值來結(jié)束用況：描述何時可認為用況已結(jié)束.,,80,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,用況中可供選擇的流：用況中的活動可根

55、據(jù)條件或異常（excep,執(zhí)行者的簡要描述,如,客戶,：向公司訂購商品的人,,客戶代表,：公司處理客戶請求的雇員,,庫存系統(tǒng),：記錄公司庫存的軟件,用況的簡要描述,如,訂購貨物,：客戶創(chuàng)建一個新的請求商品的訂單，并為那些商品付費,,取消訂單,：客戶取消一個已經(jīng)存在的訂單,,81,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,執(zhí)行者的簡要描述81復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件,用況的詳細描述,前置條件和后置條件,前置條件和后置條件表示用況開始和結(jié)束的條件,事件流,（flow of events）,事件流是一系列陳述句，它是從執(zhí)行者的角度看，列出用況的各個步驟,用況描述中可以包含條件

56、、分支和循環(huán)。,例如：訂購貨物用況的描述如下,,82,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,用況的詳細描述82復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件,用況名稱,：訂購貨物,參與的執(zhí)行者,：客戶、客戶代表,前置條件,：一個合法的客戶已經(jīng)登錄到這個系統(tǒng),事件流,：,當(dāng)客戶選擇訂購貨物時，用況開始,客戶輸入他的姓名和地址,如果客戶只輸入郵編，系統(tǒng)將給出州和城市名,當(dāng)客戶輸入產(chǎn)品代碼,a. 系統(tǒng)給出產(chǎn)品描述和價格,b. 系統(tǒng)往客戶訂單中添加該物品的價格,循環(huán)結(jié)束,5. 客戶輸入信用卡支付信息,,83,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,用況名稱：訂購貨物83復(fù)旦大學(xué)計算機科

57、學(xué)與工程系 軟,6. 客戶選擇提交,7. 系統(tǒng)檢驗輸入的信息，把該訂單作為未完成的交易保存，同時向記賬系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)支付信息。如果客戶提交的信息不正確，系統(tǒng)將提示客戶修改。,8. 當(dāng)支付確認后，訂單就被標記上已經(jīng)確認，同時返回給客戶一個訂單ID，用況也就結(jié)束了。如果支付沒有被確認，系統(tǒng)將提示客戶改正支付信息或者取消。如果客戶選擇修改信息，就回到第5步；如果選擇取消，用況結(jié)束。,后置條件,：如果訂單沒有被取消，它將保存在系統(tǒng)中，并做上標記,,84,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,6. 客戶選擇提交84復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟,其他需求,在用況中還可描述一些特殊的

58、需求，這些需求常常是非功能性需求，如可用性、安全性、可維護性、負載、性能、自動防故障、數(shù)據(jù)需求等。,如訂購貨物用況的其他需求：,前置條件,：,（略）,事件流,：,（略）,特殊需求,：,系統(tǒng)必須在一秒內(nèi)響應(yīng)客戶的輸入,后置條件,：,（略）,,85,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,其他需求85復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,事件流可分為兩部分：,基本路徑,基本路徑是運轉(zhuǎn)正常時的路徑，是一系列沒有分支和選擇的簡單陳述句,可選路徑,可選路徑是指不同于基本路徑而允許不同的事件序列的路徑。,對于明顯有可能隨時發(fā)生的事情來說，可選路徑非常有效。,,86,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)

59、與工程系 軟件工程課程,事件流可分為兩部分：86復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系,如訂購貨物用況的基本路徑：,事件流,：,基本路徑,當(dāng)客戶選擇訂購貨物時，用況開始,客戶輸入他的姓名和地址,當(dāng)客戶輸入產(chǎn)品代碼時,a. 系統(tǒng)給出產(chǎn)品描述和價格,b. 系統(tǒng)往客戶訂單中添加該物品的價格,循環(huán)結(jié)束,4. 客戶輸入信用卡支付信息,5. 客戶選擇提交,6. 系統(tǒng)檢驗輸入的信息，把該訂單作為未完成的交易保存，同時向記賬系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)支付信息,7. 當(dāng)支付確認后，訂單就被標記上已經(jīng)確認，同時返回給客戶一個訂單ID，用況結(jié)束,,87,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,如訂購貨物用況的基本路徑：87復(fù)旦

60、大學(xué)計算機科學(xué)與工程系,如果在訂購貨物用況中，客戶可以在提交訂單前隨時取消訂單，其可選路徑如下：,可選路徑,：,在選擇提交前的任何時候，客戶都可以選擇cancel。這次訂購沒有被保存，用況結(jié)束。,在基本路徑第6步，如果有任何不正確的信息，系統(tǒng)提示客戶去修改這些信息。,在基本路徑第7步，如果支付沒有被確認，系統(tǒng)將提示客戶改正支付信息或者取消。如果客戶選擇修改信息，就回到基本路徑第4步；如果選擇取消，用況結(jié)束。,,,,88,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,如果在訂購貨物用況中，客戶可以在提交訂單前隨時取消訂,確定用況之間的關(guān)系,,關(guān)系,說明,記號,關(guān)聯(lián),執(zhí)行者與他所參與的一個用況

61、之間的通信路徑,,擴展,擴展的用況到基本用況的一種關(guān)系，它指出擴展的用況所定義的行為如何插入到基本用況所定義的行為中。擴展的用況通過模塊化方式增量地修改基本用況,,《extend》,,89,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,確定用況之間的關(guān)系關(guān)系說明記號關(guān)聯(lián)執(zhí)行者與他所參與的一個用況,關(guān)系,說明,記號,包含,從基本用況到另一個用況（稱為包含用況，inclusion use case）的一種關(guān)系，它指出包含用況定義的行為被包含在基本用況所定義的行為中。基本用況能看到包含用況，并依賴于執(zhí)行包含用況后的結(jié)果，但兩者相互間不能訪問其它屬性,,用況泛化,一個一般用況與一個更特殊的用況之間

62、的關(guān)系，特殊用況可繼承一般用況的特征,,,《include》,,90,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,關(guān)系說明記號包含從基本用況到另一個用況（稱為包含用況，inc,實例,本實例實現(xiàn)一個簡化了的銀行儲蓄賬戶管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)是在銀行的柜臺上對客戶辦理活期儲蓄業(yè)務(wù)。系統(tǒng)的需求陳述如下：,一個客戶可以在多個銀行中開設(shè)賬戶，一個客戶也可在同一銀行中開設(shè)多個不同的賬戶?？蛻艨梢酝ㄟ^銀行職員進行開戶、存款、取款、轉(zhuǎn)賬、注銷賬戶等活動。其中轉(zhuǎn)賬指客戶將自己的某個賬戶上的錢款轉(zhuǎn)入同一銀行的不同賬戶（稱為銀行內(nèi)轉(zhuǎn)賬）或轉(zhuǎn)入不同銀行的賬戶（稱為銀行間轉(zhuǎn)賬）。系統(tǒng)管理員負責(zé)系統(tǒng)的賬戶管理及業(yè)務(wù)報表的

63、生成。,,91,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,實例本實例實現(xiàn)一個簡化了的銀行儲蓄賬戶管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)是在銀,識別執(zhí)行者,客戶：到銀行辦理儲蓄業(yè)務(wù)的人，負責(zé)輸入密碼,銀行職員（客戶代理）：銀行工作人員，代表客戶進行儲蓄業(yè)務(wù)的操作,銀行職員（管理人員）：銀行工作人員，根據(jù)客戶的儲蓄業(yè)務(wù)更新賬戶,管理員：銀行計算機的管理人員，負責(zé)賬戶的管理和業(yè)務(wù)報表的生成,,92,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,識別執(zhí)行者92復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課,識別用況,從系統(tǒng)的需求陳述可知，銀行職員（客戶代理）需要系統(tǒng)提供開戶、存款、取款、轉(zhuǎn)賬、注銷賬戶等功能，這

64、些功能都包含了校驗密碼的功能。系統(tǒng)管理員需要系統(tǒng)提供賬戶管理和報表生成功能。銀行職員（管理人員）則參與了賬戶管理中的更新賬戶的功能。此外，轉(zhuǎn)賬功能可分為銀行內(nèi)轉(zhuǎn)賬和銀行間轉(zhuǎn)賬，我們可將它們設(shè)計成三個用況，其中銀行內(nèi)轉(zhuǎn)賬用況和銀行間轉(zhuǎn)賬用況都繼承了基本轉(zhuǎn)賬用況。據(jù)此分析，得到該系統(tǒng)的用況圖如下圖所示。,,93,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,識別用況93復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,銀行儲蓄賬戶管理系統(tǒng),《包含》,《包含》,《包含》,,銀行職員,（用戶代理）,,賬戶管理,銀行間轉(zhuǎn)賬,開戶,取款,銀行內(nèi)轉(zhuǎn)賬,注銷,存款,校驗密碼,轉(zhuǎn)賬,報表生成,,,,,,其它

65、銀行,賬戶管理系統(tǒng),客戶,系統(tǒng)管理員,銀行職員,（管理人員）,,,94,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,銀行儲蓄賬戶管理系統(tǒng)《包含》《包含》《包含》銀行職員賬戶管理,開戶用況描述,用況名稱：開戶,參與的執(zhí)行者：銀行職員（客戶代理），客戶,前置條件：一個合法的銀行職員（客戶代理）已登錄到該系統(tǒng),事件流：,1.當(dāng)選擇開戶功能時用況開始,2.輸入客戶信息（姓名、地址、身份證號等）,3.從賬戶管理系統(tǒng)獲取新的賬號,4.請客戶輸入密碼,5.請客戶再次輸入密碼,6.如果兩次密碼不一致則回到第4步，否則繼續(xù),7.在賬戶庫中添加新賬戶,8.打印存折，用況結(jié)束,后置條件：在賬戶庫中增加了一個新

66、賬戶，得到一張新存折,,95,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,開戶用況描述95復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程,取款用況描述,用況名稱：取款,參與的執(zhí)行者：銀行職員（客戶代理）,前置條件：一個合法的銀行職員（客戶代理）已登錄到該系統(tǒng),事件流：,基本路徑：,1.當(dāng)選擇取款功能時用況開始,2.當(dāng)輸入客戶信息（姓名、賬號等）后,a）如果客戶信息與賬戶不一致，顯示錯誤信息，可以重新輸入或結(jié)束用況,b）如果該賬戶被凍結(jié)（如因掛失而凍結(jié)），顯示凍結(jié)信息并結(jié)束用況,3.輸入并校驗密碼,,96,復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程課程,取款用況描述96復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)與工程系 軟件工程,4.輸入取款金額，如果該賬戶的余款小于取款金額，顯示錯誤信息，要求重新輸入,5.打印取款單，交客戶簽字,6.建立取款事件記錄，更新賬戶信息,7. 打印存折，用況結(jié)束,可選路徑：,1.在第5步客戶簽字之前的任何時刻，客戶可以取消本次取款，用況結(jié)束,2.第3步校驗密碼時，如發(fā)現(xiàn)密碼不一致，則重新輸入密碼，或用況結(jié)束,后置條件：如果取款成功，客戶賬戶中的余額被更新（減少），否則