Введение в объектноориентированный анализ и проектирование. Лекция 13

Г. Буч, Р.А. Максимчук, М.У. Энгл, Б.Дж. Янг, Дж. Коналлен, К.А. Хьюстон. Объектно-ориенти-рованный анализ и проектирование с примерами приложений. - М.: Вильямс, 2008. - 720 с.
2) К. Ларман. Применение UML и шаблонов проектирования. - М.: Вильямс, 2004. - 624 с.
Литература

Разработка программного обеспечения (англ. software engineering, software development) — род деятельности, направленный на создание и поддержание работоспособности, качества и надежности ПО, используя технологии из информатики, управления, математики, инженерии и других областей.

Выбор парадигмы программирования
Анализ требований
Планирование
Разработка архитектуры
Кодирование
Тестирование и отладка
Документирование
Внедрение
Сопровождение
Этапы разработки ПО

каскадная (небольшие проекты),
итеративная (крупные проекты).
Модели процесса разработки

Сравнима со сложностью современных технических средств.
Сложность, присущая ПО:
Сложность предметной области (множество различных понятий и характер взаимодействий между ними)
Трудности управления проектированием (большой объем кода)
Необходимость обеспечения гибкости (изменяющиеся требования)
Сложность ПО

Иерархическая структура (компоненты + связи)
Относительность выбора элементарных компонентов
Разделение функций между компонентами (связи внутри компонентов сильнее связей между ними)
Общая структура (повторное использование компонентов)
Устойчивые промежуточные формы (залог быстрого и успешного развития системы)
Признаки сложной структуры

Декомпозиция как основная стратегия борьбы со сложностью ПО.
Метод борьбы — построение иерархий
Пример:
опытный летчик и новый самолет.
Декомпозиция

Иерархия "является частью..." ("part of ...") — самолет, двигатель, фюзеляж, крыло и т.д.
Иерархия "является..." ("is a ...") — двигатель самолета → турбореактивный двигатель → разновидность реактивного двигателя и т.д.
"целое/
часть"
"общее/
частное"
Иерархии "целое/часть" и "общее/частное" иногда называют структурой классов и структурой объектов.
Виды иерархий

Структура классов и структура объектов вместе определяют архитектуру системы

Успешными являются программные системы, включающие признаки сложности и основанные на хорошо продуманных структурах классов и объектов.

Объектно-ориентированное программирование (англ. ООP, object-oriented programming) — метод программирования, основанный на представлении программы в виде совокупности взаимодействующих объектов. Объекты являются экземплярами определенного класса, а классы — членами иерархии наследования.
Объектная модель
ООА – ООD – ООP

Объектно-ориентированное проектирование (англ. OOD, object-oriented design) — метод проектирования, сочетающий процесс объектно-ориентированной декомпозиции и систему обозначений для представления модели.
Объектно-ориентированный анализ (англ. OOA, object-oriented analysis) — метод анализа, исследующий требования к системе с точки зрения классов и объектов, относящихся к словарю предметной области.

Метод борьбы со сложностью.
Абстракция выделяет существенные характеристики объекта, отличающие его от всех других видов объектов. Таким образом, четко описываются границы объекта с точки зрения наблюдателя.
Принцип "наименьшего удивления"
("least astonishment")
Абстрагирование

• Абстракция сущности
Объект, представляющий собой полезную модель некой сущности в предметной области
• Абстракция действия
Объект, состоящий из обобщенного множества операций, каждая из которых выполняет однотипные функции

Пример абстракции: температурный датчик

Природа объекта
Объектом может быть
• Материальный и (или) видимый предмет.
• Сущность, поддающаяся осмыслению.
• Сущность, на которую направлена мысль или действие.
основные характеристики объекта

Природа класса
Класс — множество объектов, обладающих общей структурой и поведением. Отдельный объект является экземпляром класса.
Интерфейс класса:
1) Открытый раздел (public) — объявления, доступные всем клиентам.
2) Защищенный раздел (protected) — объявления, доступные самому классу и его подклассам.
3) Закрытый раздел (private) — объявления, доступные только самому классу.
4) Пакет (package) — объявления, доступные только классам, входящим в один и тот же пакет.

Объектно-ориентированный анализ
На этапе анализа осуществляется первичное исследование задачи и моделирование реальности с помощью классов и объектов, образующих словарь предметной области. На этапе проектирования изобретаются абстракции и механизмы реализации принятого решения.
Классический подход к идентификации
классов и объектов
• Материальные предметы Автомобили, телеметрические данные, датчики давления.
• Роли Мать, учитель, политик.
• События Посадка, прерывание, запрос.
• Взаимодействие Заем, встреча, пересечение.

От понятия предметной области к программному классу.

Анализ предметной области
Анализ предметной области как "попытка идентифицировать объекты, операции и отношения, которые эксперты считают наиболее важными".
Этапы анализа предметной области:
• Построение модели предметной области в ходе консультаций с экспертами в этой области.
• Изучение систем, существующих в данной предметной области, и представление результатов в стандартном виде.
• Идентификация сходства и различий между системами при участии экспертов предметной области.

Короткий пример ООА/П: игра в кости.
Описание игры. Игрок бросает две кости. Если сумма очков равна 7, то игрок побеждает, в противном случае - проигрывает.
1) Анализ прецедентов
Прецедент: "Игра в кости". Описание: Игрок берет и бросает кости. Вычисляется сумма выпавших очков. Если сумма равна 7, то игрок считается победителем, иначе - проигравшим.

2) Определение модели предметной области (domain model)

3) Построение диаграмм взаимодействий (collaboration diagram)