軟件工程面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)

1、軟件工程,1,軟件工程第五章 面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì),5.1 需求獲取5.2 面向?qū)ο蠓治?.3 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)5.4 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5.5 對(duì)象設(shè)計(jì),軟件工程,2,5.1 需求獲取,需求獲取的目標(biāo)是確定用戶“需要”什么樣的軟件產(chǎn)品，就是說，新的軟件必須能夠做什么。沒有專業(yè)的系統(tǒng)分析人員，用戶很難了解到需要開發(fā)什么相關(guān)信息和功能；另一方面，沒有與用戶的交流，系統(tǒng)分析人員也很難弄清客戶真正需要什么。發(fā)現(xiàn)用戶需求的過程稱為需求獲取。一

2、旦提出了最初的需求，進(jìn)一步推敲、細(xì)化和擴(kuò)充的過程稱為分析。,軟件工程,3,需求獲取的第一步是理解應(yīng)用領(lǐng)域，即目標(biāo)軟件的應(yīng)用環(huán)境。如銀行、電信公司、書店等。一旦系統(tǒng)分析人員對(duì)該領(lǐng)域有了充分了解，就可以建立一個(gè)業(yè)務(wù)模型，描述用戶的業(yè)務(wù)過程，確定用戶的初始需求。然后通過迭代，更深入了解應(yīng)用領(lǐng)域，回過頭來推敲業(yè)務(wù)模型。這種迭代過程直到雙方對(duì)需求的理解達(dá)到共識(shí)。需求獲取的結(jié)果是導(dǎo)出用戶可理解的系統(tǒng)規(guī)格說明。,軟件工程,4,開發(fā)用戶需求的典型

3、過程,軟件工程,5,5.1.1 與用戶交互,1) 需求的來源不同類型應(yīng)用能從人員處獲取需求的比例:,軟件工程,6,所謂限制，是指受客觀物理規(guī)律的限制。如導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)更多地受物理運(yùn)動(dòng)定律的限制，而非人的決策。視頻游戲的大部分需求依賴人，因?yàn)樗且粋€(gè)相像出來的產(chǎn)品。應(yīng)用受到的限制越少，能從人們那里獲得的需求比例越大。2) 識(shí)別利益相關(guān)者（stakeholder）對(duì)項(xiàng)目承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)和享有利益的人即為利益相關(guān)者。他們是應(yīng)用的“客戶”。如公司

4、高層、項(xiàng)目經(jīng)理、最終用戶、系統(tǒng)開發(fā)人員等。,軟件工程,7,不同利益相關(guān)者之間的利益沖突會(huì)導(dǎo)致需求不一致。如果需求沖突不能調(diào)和，項(xiàng)目就會(huì)陷入困境，最后往往會(huì)被取消。即使所有利益相關(guān)者的需求一致，也可能由于實(shí)現(xiàn)代價(jià)高昂，需求不能得到完全滿足。3) 了解客戶的需求一般客戶希望得到一個(gè)產(chǎn)品，他們需要系統(tǒng)開發(fā)人員幫助，明確自己的需要。例如，有一個(gè)客戶愿望框架：“Encounter是一個(gè)角色扮演游戲，它能模擬被扮演人物的全部或部分活動(dòng)，應(yīng)對(duì)

5、人們具有相當(dāng)吸引力?！?軟件工程,8,完整的客戶要求應(yīng)當(dāng)記錄在需求文檔的“概述”部分。但需求中還有一些問題需要由系統(tǒng)分析人員與客戶商量，以明確這些需求。例如游戲是否只允許玩家扮演一個(gè)角色還是可以同時(shí)控制多個(gè)人物？當(dāng)兩個(gè)人相遇時(shí)會(huì)發(fā)生什么事情？游戲是否可以聯(lián)網(wǎng)對(duì)戰(zhàn)等。4) 訪談和文檔記錄大部分需求獲取是人與人溝通的活動(dòng)，這些活動(dòng)經(jīng)過精心組織，以準(zhǔn)確獲得最好的效果。準(zhǔn)備和訪談客戶的過程如下：,軟件工程,9,訪談之前列出訪談的“客戶

6、”對(duì)象，并劃分客戶優(yōu)先級(jí)最有可能決定項(xiàng)目成敗的人安排訪談日程，設(shè)定開始和結(jié)束時(shí)間系統(tǒng)開發(fā)人員至少有兩人參加訪談準(zhǔn)備錄音設(shè)備訪談中注意傾聽不要處于被動(dòng)狀態(tài)：啟發(fā)和鼓勵(lì)理解客戶的需要并探索要求采用用例？或數(shù)據(jù)流圖？狀態(tài)圖？,軟件工程,10,記錄全部訪談內(nèi)容安排補(bǔ)充會(huì)議訪談之后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模版撰寫軟件需求規(guī)格說明（SRS），打客戶需求草稿通過電子郵件征求客戶意見對(duì)于不同類型的應(yīng)用，用例方法是一種獲取和表達(dá)需求的有效方

7、法。某些需求需要通過數(shù)據(jù)流圖或狀態(tài)圖與用戶溝通。,軟件工程,11,5.1.2 描述客戶需求,需求可以看成是應(yīng)用與應(yīng)用的外部代理（如用戶）之間的交互?？衫糜美鳛楸磉_(dá)工具。用例描述了系統(tǒng)外的參與者（Actor）與應(yīng)用之間的交互情況。主要注重用戶對(duì)系統(tǒng)的看法。描述客戶需求的過程如下：1) 標(biāo)識(shí)參與者 標(biāo)識(shí)目標(biāo)系統(tǒng)將支持的不同類型的用戶，可以是人、事件或其他系統(tǒng)。2) 標(biāo)識(shí)場(chǎng)景 用場(chǎng)景描述目標(biāo)系統(tǒng)典型功能的活動(dòng)細(xì)節(jié)

8、，并與用戶溝通，加深開發(fā)人員對(duì)應(yīng)用領(lǐng)域的理解。,軟件工程,12,3) 標(biāo)識(shí)用例 當(dāng)雙方確定了一組場(chǎng)景后，開發(fā)人員從該場(chǎng)景抽象出一組用例，描述所有可能的情況。用力表達(dá)了系統(tǒng)的范圍。4) 求精用例 細(xì)化每一個(gè)用例。引入帶有出錯(cuò)處理或帶有異常處理的用例，描述系統(tǒng)的行為，保證需求的描述是完全的。5) 標(biāo)識(shí)用例之間的關(guān)系 描述用例之間的依賴關(guān)系，提取相同功能，建立用例模型。6) 標(biāo)識(shí)非功能需求 包括系統(tǒng)性能上

9、的約束、文檔、使用資源、安全性和質(zhì)量等需求。,軟件工程,13,需求獲取期間，開發(fā)人員需要訪問一些不同的信息資源：客戶提供的與應(yīng)用領(lǐng)域相關(guān)的文檔和手冊(cè)。將被目標(biāo)系統(tǒng)替代的遺留系統(tǒng)的技術(shù)文檔。最終用戶和客戶本人。以“圖書管理系統(tǒng)”為例，首先標(biāo)識(shí)參與者：Librarian 圖書管理員：創(chuàng)建、修改、刪除借閱者信息；添加、編輯、刪除館藏圖書信息；添加、編輯、刪除流通圖書信息。Borrower 借閱者：借閱、預(yù)約、歸還流通圖書，以及取消

10、圖書預(yù)約。,軟件工程,14,流通圖書（Book）是指某種館藏圖書（Title）的某一流通中的復(fù)本。例如“數(shù)學(xué)分析教程第二冊(cè)”的 5 本館藏復(fù)本中的第 3 本。識(shí)別用例：BorrowBook：借閱流通圖書ReturnBook：返還流通圖書RecerveTitle：預(yù)約某種館藏圖書CancelReservation：取消預(yù)約MaintainBorrowerInfo：維護(hù)借閱者信息，包括創(chuàng)建、修改、取消借閱者賬戶Maintain

11、TitleInfo：維護(hù)館藏圖書信息，包,軟件工程,15,括添加、修改、刪除館藏圖書信息MaintainBookInfo：維護(hù)流通圖書信息，包括添加、修改、刪除流通圖書信息Login：登錄識(shí)別參與者與用例之間的關(guān)系（場(chǎng)景）Borrower執(zhí)行BorrowBook、ReturnBook、ReserveTitle、CancelReservation等用例。Borrower是通過Librarian完成上述用例的工作。則Borrowe

12、r與Librarian存在依賴關(guān)系。Librarian還與MaintainBorrowerInfo、Main- tainTitleInfo、 MaintainBookInfo交互。,軟件工程,16,Librarian還需要與用例Login交互。畫出用例圖,軟件工程,17,用例BorrowBook的規(guī)格說明1.1 前置條件：在此用例開始之前，Librarian必須登錄到系統(tǒng)中。,Librarian,Login,MaintainTit

13、leInfo,,,,,MaintainBookInfo,MaintainBorrowerInfo,,,,,軟件工程,18,1.2 后置條件：如果此用例執(zhí)行成功，在系統(tǒng)中建立并存儲(chǔ)一條借閱記錄，必須時(shí)需要?jiǎng)h除預(yù)約記錄。如果執(zhí)行不成功，系統(tǒng)狀態(tài)不變。1.3 事件流基本流當(dāng)Borrower借閱館藏圖書，且Librarian選擇“借書”，則此用例啟動(dòng)。提供館藏圖書和借閱者信息。檢索館藏圖書（E-1）。確定該館藏圖書的物理復(fù)本（流通圖

14、書）是否在架（E-2）。,軟件工程,19,檢索借閱者（E-3）。將流通圖書交給借閱者。創(chuàng)建并存儲(chǔ)借閱記錄。刪除預(yù)約記錄。候補(bǔ)流E-1：若該種圖書不存在，系統(tǒng)顯示提示信息，用例終止。E-2：若該種圖書都已解出，系統(tǒng)顯示提示信息，用例終止。E-3：系統(tǒng)中不存在該借閱者，系統(tǒng)顯示提示信息，用例終止。,軟件工程,20,5.1.3 與用戶溝通的其他工具,1) 數(shù)據(jù)流圖某些需求可以很自然地表述為處理元素之間的數(shù)據(jù)流。頂層圖即為系統(tǒng)

15、與外部實(shí)體的交互。2) 狀態(tài)圖有時(shí)把應(yīng)用看作是幾個(gè)狀態(tài)下的應(yīng)用，而在某一確定時(shí)刻的應(yīng)用始終明確地處于某個(gè)狀態(tài)中。這種狀態(tài)劃分對(duì)理解系統(tǒng)比較有益。狀態(tài)的具體內(nèi)容到實(shí)現(xiàn)階段會(huì)有確切的定義。,軟件工程,21,借書過程的數(shù)據(jù)流圖,外部實(shí)體、數(shù)據(jù)流和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)都為候選對(duì)象,軟件工程,22,還書過程的數(shù)據(jù)流圖,系統(tǒng)與外部實(shí)體、系統(tǒng)與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的交互，構(gòu)成系統(tǒng)的接口。相應(yīng)數(shù)據(jù)流構(gòu)成接口數(shù)據(jù)。,,,,,,檢驗(yàn)錯(cuò)誤,還書信息,,,圖書,軟件工程,23,

16、館藏圖書（對(duì)象）的狀態(tài)圖,軟件工程,24,圖書管理員借書操作的狀態(tài)圖,軟件工程,25,5.1.4 草擬用戶界面和其他接口,建立初始用戶界面，是原型方法的一種，目的是快速與客戶溝通?？蛻敉ǔＴ诳吹綉?yīng)用的圖形用戶界面（GUI）才能相像到這個(gè)應(yīng)用未來的樣子。開發(fā)用戶界面的步驟如下：1) 了解客戶 深入了解最終用戶的想法。根據(jù)用戶的層次，提供多種用戶界面。知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)層次：計(jì)算機(jī)素養(yǎng)、系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)、使用類似應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)、教育水平、閱讀水

17、平、打字技能等。,軟件工程,26,用戶的生理特征：年齡、性別、左右手習(xí)慣、生理障礙等。2) 理解業(yè)務(wù)功能 根據(jù)應(yīng)用的整體意圖來理解特定用戶界面的目的。功能界面出現(xiàn)的順序通?？梢苑从秤脩籼幚砣粘I(yè)務(wù)的方式。用戶的任務(wù)和工作特征：應(yīng)用的使用方式、使用頻率、雇員的流動(dòng)率、任務(wù)的重要性、任務(wù)的重復(fù)性、對(duì)培訓(xùn)的期望、工作類型等。用戶的心理特征：工作態(tài)度、能動(dòng)性、認(rèn)知方式等。,軟件工程,27,3) 理解優(yōu)秀界面設(shè)計(jì)的原則 目的

18、是加強(qiáng)視覺效果。確保應(yīng)用的各個(gè)界面之間風(fēng)格的一致性：習(xí)慣、步驟、視覺和感覺、位置等。揣測(cè)用戶通常開始操作的地點(diǎn)導(dǎo)航系統(tǒng)盡量簡捷使用分組和分層來強(qiáng)調(diào)重要性級(jí)別4) 選擇合適的窗口類型 五類窗口：屬性窗口：展示實(shí)體的屬性對(duì)話窗口：完成特定任務(wù)或命令的信息,軟件工程,28,消息窗口：提供信息面板窗口：展示一組控件彈出窗口：突出顯示信息5) 制作系統(tǒng)菜單 為用戶提供一個(gè)穩(wěn)定的、易于理解的使用環(huán)境，可以方便地搜

19、尋需要的選項(xiàng)。提供一個(gè)主菜單顯示所有相關(guān)選擇（僅局限于此）將菜單結(jié)構(gòu)與應(yīng)用要完成的任務(wù)對(duì)應(yīng)起來盡量減少菜單的級(jí)數(shù),軟件工程,29,6) 選擇合適的基于設(shè)備的控件 提供給用戶，向系統(tǒng)發(fā)送指示的實(shí)際手段，包括鼠標(biāo)、鍵盤、觸摸屏、繪圖板、軌跡球、麥克風(fēng)等。7) 選擇合適的基于界面的控件 即出現(xiàn)在屏幕上的符號(hào)。用戶通過這些符號(hào)向系統(tǒng)提出他的輸入和操作意圖，包括圖標(biāo)、按鈕、復(fù)選框、單選框等。8) 組織和安排窗口布局

20、 多窗口的排列規(guī)則，如平鋪、層疊等。9) 選擇合適的顏色 盡量保持簡捷和低調(diào)。顏色需要和諧。,,軟件工程,30,5.2 面向?qū)ο蠓治?分析建模的目的是對(duì)來自客戶的需求形式化。形式化可以導(dǎo)致新的洞察和發(fā)現(xiàn)需求錯(cuò)誤。1999年NASA損失了一顆價(jià)值數(shù)億美元的氣象衛(wèi)星，據(jù)調(diào)查是因?yàn)榱性诙攘勘碇械目刂茢?shù)據(jù)出了問題。不巧的是這個(gè)缺陷在災(zāi)難發(fā)生幾天之前才剛發(fā)現(xiàn)，如果在需求分析階段就被識(shí)別出來就可避免損失了。避免需求錯(cuò)誤或遺漏的第

21、一道防線就是把所有的需求細(xì)化，建立分析模型。,軟件工程,31,分析模型由三個(gè)獨(dú)立的模型構(gòu)成：由用例和場(chǎng)景表示的功能模型；用類和對(duì)象表示的分析對(duì)象模型；由狀態(tài)圖和順序圖表示的動(dòng)態(tài)模型。在需求獲取階段得到的用例模型就是功能模型。據(jù)此可導(dǎo)出分析對(duì)象模型和動(dòng)態(tài)模型。需要注意，這些模型代表的是來自客戶的概念，而非實(shí)際軟件類或?qū)嶋H構(gòu)件。如數(shù)據(jù)庫、子系統(tǒng)、會(huì)話管理器、網(wǎng)絡(luò)等，不應(yīng)出現(xiàn)在分析模型中，因?yàn)檫@些概念僅與實(shí)現(xiàn)相關(guān)。分析中的類可以看作是高

22、層抽象，在后續(xù)階段將使用更多的細(xì)節(jié)實(shí)現(xiàn)。,軟件工程,32,在分析對(duì)象模型中有實(shí)體對(duì)象、邊界對(duì)象和控制對(duì)象等三種類型。實(shí)體對(duì)象表示系統(tǒng)將跟蹤的持久信息；邊界對(duì)象表示參與者與系統(tǒng)之間的交互（接口）；控制對(duì)象負(fù)責(zé)用例的實(shí)現(xiàn) 。可用UML提供的衍型機(jī)制，區(qū)分不同類型對(duì)象。,軟件工程,33,具有兩個(gè)按鈕的手表的分析類,使用實(shí)體對(duì)象、邊界對(duì)象和控制對(duì)象等概念對(duì)系統(tǒng)建模時(shí)，常常需要提供一些簡單的啟發(fā)式規(guī)則來指導(dǎo)開發(fā)人員使用這些概念，可以使

23、用相應(yīng)的類來跟蹤。,軟件工程,34,分析建模活動(dòng)包括以下步驟。標(biāo)識(shí)實(shí)體對(duì)象自然語言分析法 利用Abbott啟發(fā)式準(zhǔn)則，將語言成分映射為模型成分。,軟件工程,35,自然語言分析法主要關(guān)注用戶術(shù)語。限制有識(shí)別質(zhì)量高度依賴人們的書寫風(fēng)格；可能會(huì)出現(xiàn)許多無關(guān)詞匯，或同義詞。檢查每一個(gè)用例，標(biāo)識(shí)候選對(duì)象用例中的連續(xù)名詞（如借閱事件）；系統(tǒng)需要跟蹤的現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體（如借閱記錄、館藏圖書信息）；系統(tǒng)需要跟蹤的現(xiàn)實(shí)世界中的活動(dòng)（

24、如緊急情況操作預(yù)案）；數(shù)據(jù)源或數(shù)據(jù)潭（如借閱者、管理員）。,軟件工程,36,2)標(biāo)識(shí)邊界對(duì)象在用例圖中，每一個(gè)參與者至少要與一個(gè)邊界對(duì)象交互。邊界對(duì)象收集來自參與者的信息，將它們轉(zhuǎn)換為可用于實(shí)體對(duì)象和控制對(duì)象的表示形式。邊界對(duì)象對(duì)用戶界面進(jìn)行粗略的建模，不涉及如菜單項(xiàng)、滾動(dòng)條等可視方面的細(xì)節(jié)。標(biāo)識(shí)邊界對(duì)象的啟發(fā)式準(zhǔn)則如下：標(biāo)識(shí)用戶所需初始用例的用戶界面控制;標(biāo)識(shí)用戶需要鍵入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)表格;標(biāo)識(shí)通知和系統(tǒng)用于響應(yīng)用戶的消息

25、;,軟件工程,37,當(dāng)用例中有多個(gè)參與者時(shí)，根據(jù)構(gòu)想的用戶界面來標(biāo)識(shí)參與者的行為;不要使用邊界對(duì)象對(duì)接口的可視方面建模，應(yīng)使用用戶原型對(duì)可視用戶界面建模;使用用戶的術(shù)語來描述接口，不要使用來自設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的術(shù)語。3)標(biāo)識(shí)控制對(duì)象控制對(duì)象負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)實(shí)體對(duì)象和邊界對(duì)象?？刂茖?duì)象沒有在現(xiàn)實(shí)世界中具體的對(duì)應(yīng)物，它通常從邊界對(duì)象處收集信息，并把這些信息分配給實(shí)體對(duì)象。,軟件工程,38,圖書管理系統(tǒng)中的對(duì)象,Borrower：借閱者。他們可

26、以借閱、返還、預(yù)約和取消預(yù)約。因?yàn)槊挚赡苤貜?fù)，可用借閱證號(hào)碼識(shí)別。Title：館藏圖書。它表明某一種書，通過館藏號(hào)碼識(shí)別。Book：流通圖書。它表明某一種書的具體復(fù)本，通過館藏號(hào)碼識(shí)別。Loan：借閱記錄。同一個(gè)人關(guān)于不同圖書的借閱記錄是不同的。Reservation：預(yù)約記錄。,軟件工程,39,圖書管理系統(tǒng)中的邊界對(duì)象,mainWindow：主窗口。有借書、還書、預(yù)約、取消預(yù)約、添加書種、修改書種、刪除書種、添加借閱者、修改

27、借閱者、刪除借閱者、添加圖書復(fù)本、刪除圖書復(fù)本等操作。BorrowerDialog：借閱者對(duì)話框。有添加借閱者、修改借閱者、刪除借閱者等操作。FindBwrDialog：彈出對(duì)話框。有根據(jù)借閱者ID號(hào)碼查找借閱者的操作。TitleDialog：館藏圖書對(duì)話框。有添加書種、修改書種、刪除書種等操作。,軟件工程,40,FindTDialog：彈出對(duì)話框。根據(jù)圖書的館藏號(hào)查找館藏圖書。BorrowDialog：借書對(duì)話框。根據(jù)館藏圖書

28、的館藏號(hào)和借閱者信息，執(zhí)行借閱動(dòng)作，創(chuàng)建和保存借閱記錄。ReturnDialog：還書對(duì)話框．根據(jù)流通圖書的館藏號(hào)和復(fù)本號(hào)，執(zhí)行還書動(dòng)作，刪除借閱記錄。ReserveDialog：預(yù)約對(duì)話框。根據(jù)館藏圖書的館藏號(hào)和借閱者信息，執(zhí)行預(yù)約、取消預(yù)約動(dòng)作。MessageWindow：顯示提示信息窗口。LoginDialog：輸入用戶名和密碼的窗口。,軟件工程,41,4)使用順序圖將用例映射為對(duì)象順序圖將用例與對(duì)象聯(lián)系起來，直觀地描

29、述了用例（場(chǎng)景）行為在其參與對(duì)象之間是如何實(shí)施的。順序圖對(duì)用例中各參與對(duì)象之間的交互序列進(jìn)行建模。每一個(gè)消息從一個(gè)對(duì)象（或參與者）發(fā)送給另一個(gè)對(duì)象（或參與者）。消息的接受就觸發(fā)了一個(gè)操作。通過順序圖，將責(zé)任以操作集合的形式分配給每一個(gè)對(duì)象。如果一個(gè)對(duì)象參與到多個(gè)用例，則其操作應(yīng)為這些用例共享。,軟件工程,42,畫順序圖的啟發(fā)式準(zhǔn)則如下：順序圖第一欄對(duì)應(yīng)激活該用例的參與者;順序圖第二欄是邊界對(duì)象;順序圖第三欄是管理用例中其他參與

30、對(duì)象的控制對(duì)象;通過邊界對(duì)象來初始化用例，并創(chuàng)建控制對(duì)象;通過控制對(duì)象可創(chuàng)建其他邊界對(duì)象;實(shí)體對(duì)象允許邊界對(duì)象和控制對(duì)象訪問;試題對(duì)象不能訪問邊界對(duì)象和控制對(duì)象;,軟件工程,43,借書用例的順序圖,軟件工程,44,還書用例的順序圖,軟件工程,45,5) 使用CRC卡片對(duì)對(duì)象之間的交互建模CRC是類、職責(zé)和協(xié)作的縮寫。每一個(gè)類可用一張CRC卡片表示。建立CRC卡片有以下幾個(gè)步驟：識(shí)別類和職責(zé)： 首先識(shí)別類或?qū)ο?，然后從客?/p>

31、需求說明中尋找有關(guān)行為的描述，以發(fā)現(xiàn)職責(zé)。將職責(zé)分配到類 ：記錄在相應(yīng)的卡片上。 找尋協(xié)作者：依次檢查每一類承擔(dān)的責(zé)任，看是否需要其他類的幫助，找尋與每個(gè)類協(xié)作的伙伴，并記錄在相應(yīng)卡片上。,軟件工程,46,,,軟件工程,47,細(xì)化：模擬在執(zhí)行每個(gè)基本功能時(shí)系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)的場(chǎng)景，以此推動(dòng)細(xì)化工作的進(jìn)行。在模擬一個(gè)場(chǎng)景的過程中，每當(dāng)一個(gè)類開始“執(zhí)行”時(shí)，它的卡片就被拿出來討論，當(dāng)“控制”傳送到另一個(gè)類時(shí)，注意力就從前一張卡片轉(zhuǎn)移到另一張

32、上去了。不同的場(chǎng)景，包括例外和出錯(cuò)狀況，都應(yīng)逐一加以模擬。在這個(gè)過程中可以驗(yàn)證已有的定義，不斷發(fā)現(xiàn)新的類、職責(zé)以及伙伴。在模擬不同的場(chǎng)景中會(huì)發(fā)現(xiàn)某些職責(zé)需要重新加以分配。這些都導(dǎo)致進(jìn)一步的開發(fā)工作。,軟件工程,48,6)標(biāo)識(shí)關(guān)系（結(jié)構(gòu)）使用類圖，能夠表示對(duì)象之間的關(guān)系。關(guān)聯(lián)表示了兩個(gè)或多個(gè)類之間的關(guān)系。標(biāo)識(shí)關(guān)聯(lián)的啟發(fā)式準(zhǔn)則如下：檢查指示狀態(tài)的動(dòng)詞或動(dòng)詞短語；準(zhǔn)確地命名關(guān)聯(lián)和角色；盡量使用常用的修飾詞標(biāo)識(shí)出名字空間和關(guān)鍵屬

33、性；消除可導(dǎo)出其他關(guān)聯(lián)的關(guān)聯(lián)；在關(guān)聯(lián)集合穩(wěn)定之前不必關(guān)心重復(fù)性；過多的關(guān)聯(lián)使得一個(gè)模型不可讀；,軟件工程,49,建立系統(tǒng)的包圖（主題）建立包圖是為了降低復(fù)雜性，目的是控制可見度及指引讀者的思路。對(duì)于面向?qū)ο蠓治瞿Ｐ?，主題表示此模型的整體框架?？梢允且粋€(gè)層次結(jié)構(gòu)。通過對(duì)主題的識(shí)別，可以讓人們能夠比較清晰地了解大而復(fù)雜的模型。,軟件工程,50,建立邊界類的類圖標(biāo)明類之間的關(guān)系，包括關(guān)聯(lián)、泛化等。,軟件工程,51,建立實(shí)體類的類

34、圖這些類與數(shù)據(jù)庫相關(guān)，為了操作方便，以它們?yōu)樽宇?，建立一個(gè)持久類（Persistent）作為它們的父類，共享與數(shù)據(jù)庫相關(guān)的操作。,軟件工程,52,建立邊界類與實(shí)體類之間關(guān)系的類圖,軟件工程,53,,,,,,,,,,,1,1,0..1,*,1,,,1,軟件工程,54,標(biāo)識(shí)屬性對(duì)象所保存的信息稱為它的屬性。類的屬性所描述的是狀態(tài)信息，每個(gè)實(shí)例的屬性值表達(dá)了該實(shí)例的狀態(tài)值。標(biāo)識(shí)屬性的啟發(fā)性準(zhǔn)則如下：每個(gè)對(duì)象至少需包含一個(gè)屬性；屬性取

35、值必需適合對(duì)象類的所有實(shí)例；出現(xiàn)在泛化關(guān)系中的對(duì)象所繼承的屬性必須與泛化關(guān)系一致；系統(tǒng)的所有存儲(chǔ)數(shù)據(jù)必須定義為屬性；,軟件工程,55,對(duì)象的導(dǎo)出屬性應(yīng)當(dāng)略去。例如，“年齡”是由屬性“出生年月”導(dǎo)出，它不能作為基本屬性存在。8) 對(duì)每一對(duì)象的與狀態(tài)有關(guān)的行為建模對(duì)象收到消息后所能執(zhí)行的操作稱為它可提供的服務(wù)。對(duì)每個(gè)類的增加、修改、刪除、選擇等服務(wù)有時(shí)是隱含的，在圖中不標(biāo)出，但實(shí)現(xiàn)類和對(duì)象時(shí)有定義。其它服務(wù)則必須顯式地在圖中畫出

36、。首先標(biāo)識(shí)在每個(gè)類中封裝的服務(wù);,軟件工程,56,再比較服務(wù)與類的屬性，驗(yàn)證其一致性。所標(biāo)識(shí)的類屬性，它必然關(guān)聯(lián)到某個(gè)服務(wù)，否則該屬性就形同虛設(shè)，永遠(yuǎn)不可能被訪問;畫出對(duì)象之間的消息通信路徑，協(xié)調(diào)系統(tǒng)的行為。自底向上方法：找出每一對(duì)象在其生存周期中的所有狀態(tài)。每一狀態(tài)的改變都關(guān)聯(lián)到對(duì)象之間消息的傳遞。從對(duì)象著手，逐漸向上分析。自頂向下方法：一個(gè)對(duì)象必須識(shí)別系統(tǒng)中發(fā)生或出現(xiàn)的事件，產(chǎn)生發(fā)送給其他對(duì)象,軟件工程,57,的消息，由那些

37、對(duì)象作出響應(yīng)。所以對(duì)象應(yīng)具有能夠接收、處理、產(chǎn)生每個(gè)消息的服務(wù)。它是從系統(tǒng)行為著手，然后逐漸分析到對(duì)象。使用順序圖或協(xié)作圖，標(biāo)識(shí)和描述對(duì)象之間的相互通信，并進(jìn)行運(yùn)行走查。10) 分析模型評(píng)審有關(guān)模型正確性的問題：對(duì)實(shí)體對(duì)象的分類，用戶是否能夠理解?抽象類是否對(duì)應(yīng)到用戶層的定義?是否所有的描述均符合用戶的定義?,軟件工程,58,是否所有的實(shí)體對(duì)象和邊界對(duì)象都使用了有實(shí)際含義的名詞短語進(jìn)行了命名?是否所有的用例和控制對(duì)象都使用

38、了有意義的動(dòng)詞短語進(jìn)行了命名?是否所有的錯(cuò)誤用例都已經(jīng)描述和處理?有關(guān)模型完備性的問題：每一個(gè)對(duì)象是否有用例用到它？創(chuàng)建、修改或刪除該對(duì)象的用例是哪些？每一個(gè)屬性的類型是什么？它應(yīng)進(jìn)行修飾嗎？每一個(gè)關(guān)聯(lián)何時(shí)被用到？其重復(fù)性的選擇原則是什么？該關(guān)聯(lián)使用那一種連接？,軟件工程,59,每一個(gè)控制對(duì)象是否具有必要的關(guān)聯(lián)，以連接到用例中相關(guān)的其他對(duì)象？有關(guān)模型一致性的問題：是否有多個(gè)類或多個(gè)用例同名？名字相近的實(shí)體（如類、對(duì)象、屬

39、性）能夠相互區(qū)別嗎？在同一泛化層次是否存在相似屬性和關(guān)聯(lián)的對(duì)象？有關(guān)模型可實(shí)現(xiàn)性的問題：在該系統(tǒng)中性能需求和可靠性需求是否滿足？在選定硬件上運(yùn)行原型是否可以確定需求？,,軟件工程,60,5.3 面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì),面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)分兩個(gè)階段進(jìn)行：系統(tǒng)設(shè)計(jì)和對(duì)象設(shè)計(jì)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要活動(dòng)是：標(biāo)識(shí)系統(tǒng)目標(biāo)：標(biāo)識(shí)并區(qū)分各種質(zhì)量屬性的優(yōu)先實(shí)現(xiàn)次序。子系統(tǒng)分解：根據(jù)用例和分析模型，將系統(tǒng)分解為一系列子系統(tǒng)。子系統(tǒng)細(xì)化：對(duì)各子系統(tǒng)不斷分解求精

40、，直到所有的設(shè)計(jì)目標(biāo)都能滿足為止。,軟件工程,61,對(duì)象設(shè)計(jì)主要是追加一些與實(shí)現(xiàn)有關(guān)的對(duì)象，以及對(duì)已有對(duì)象進(jìn)行細(xì)化。設(shè)計(jì)原則1：分治軟件系統(tǒng)分解為子系統(tǒng)分布式系統(tǒng)可以分解為客戶機(jī)和服務(wù)器；系統(tǒng)可以分解為一系列子系統(tǒng)；子系統(tǒng)可以分解為一個(gè)或多個(gè)包；包可以分解為類；,創(chuàng)建良好設(shè)計(jì)的原則,軟件工程,62,類可以分解為方法。設(shè)計(jì)原則2：盡可能增加內(nèi)聚不同內(nèi)聚類型：優(yōu)先級(jí)從高到低排序1)功能內(nèi)聚：構(gòu)件只執(zhí)行單一計(jì)算并返回結(jié)

41、果，沒有副作用。如函數(shù)過程。2)層內(nèi)聚：相關(guān)服務(wù)放在一起，并有嚴(yán)格的層次結(jié)構(gòu)，高層服務(wù)可訪問低層服務(wù)，反之不可。如分層結(jié)構(gòu)。3)通信內(nèi)聚：訪問或操作同一數(shù)據(jù)的過程放在一個(gè)類中，這些過程可以互相通信。如某個(gè),軟件工程,63,類設(shè)計(jì)。順序內(nèi)聚：存在一系列過程，其中一個(gè)過程向另一個(gè)過程提供輸入，這些過程放在一起，形成順序內(nèi)聚。如消息序列。5)過程內(nèi)聚：幾個(gè)一次調(diào)用的過程放在一起，形成過程內(nèi)聚。如調(diào)用結(jié)構(gòu)。時(shí)間內(nèi)聚：程序執(zhí)行過程

42、中同一階段內(nèi)完成的操作放在一起，達(dá)到時(shí)間內(nèi)聚。實(shí)用程序內(nèi)聚：邏輯上不能納入其他內(nèi)聚類型的相關(guān)實(shí)用程序放在一起，形成實(shí)用程序內(nèi)聚。如可復(fù)用的過程或類。,軟件工程,64,設(shè)計(jì)原則3：盡可能降低耦合模塊間存在相互依賴關(guān)系即為耦合。不同耦合類型從高向低排列有：內(nèi)容耦合：一個(gè)構(gòu)件修改另一個(gè)構(gòu)件內(nèi)部的數(shù)據(jù)，應(yīng)始終避免。公共耦合：一組構(gòu)件使用全局?jǐn)?shù)據(jù)，就產(chǎn)生公共耦合。應(yīng)通過封裝降低公共耦合。控制耦合：一個(gè)過程通過標(biāo)志、開關(guān)或命令顯式地控制另

43、一個(gè)過程的動(dòng)作，就產(chǎn)生控制耦合。降低的方法是采用多態(tài)操作。,軟件工程,65,標(biāo)記耦合：在一個(gè)操作的參數(shù)表中將類作為參數(shù)，就產(chǎn)生標(biāo)記耦合?？梢愿挠脗鬟f簡單變量或使用接口做參數(shù)降低耦合。數(shù)據(jù)耦合：在一個(gè)操作的參數(shù)表中用簡單變量或簡單的類（如string）作為參數(shù)，就產(chǎn)生數(shù)據(jù)耦合。應(yīng)通過減少參數(shù)個(gè)數(shù)降低耦合。例程調(diào)用耦合：一個(gè)例程（或類操作）調(diào)用另一個(gè)例程，就產(chǎn)生例程調(diào)用耦合。如果出現(xiàn)例程調(diào)用序列，降低的方法是編寫一個(gè)例程將這個(gè)調(diào)用序列封

44、裝起來。,軟件工程,66,類型使用耦合：類將實(shí)例變量或本地變量聲明為另一個(gè)類的實(shí)例，就產(chǎn)生類型（嵌套）使用耦合?？蓪⒆兞康念愋吐暶鳛榘璨僮鞯淖钔ㄓ玫念惢蚪涌?。包含/引入耦合：一個(gè)構(gòu)件引入（import）一個(gè)包時(shí)就產(chǎn)生引入耦合，一個(gè)構(gòu)件包含（include）另一個(gè)構(gòu)件時(shí)，就產(chǎn)生包含耦合。外部耦合：模塊對(duì)外部系統(tǒng)，如操作系統(tǒng)、共享庫或硬件有依賴關(guān)系時(shí)就產(chǎn)生外部耦合?？赏ㄟ^信息隱蔽減少這種依賴關(guān)系。,軟件工程,67,設(shè)計(jì)原則4：盡可

45、能提高抽象層次設(shè)計(jì)應(yīng)隱藏或推遲考慮細(xì)節(jié)以降低復(fù)雜性。類是包含過程抽象的數(shù)據(jù)抽象。使用泛化關(guān)系（父類）和接口，可進(jìn)一步提高抽象層次。類中公有操作越少，抽象程度越高。類中所有變量都是私有的，抽象程度達(dá)到最高。抽象可確保在設(shè)計(jì)時(shí)不必關(guān)心不必要的細(xì)節(jié)，能把握問題的本質(zhì)并做出重要的決策。,軟件工程,68,設(shè)計(jì)原則5：盡可能提高可復(fù)用性可以在算法、類、過程、框架和完整應(yīng)用程序的級(jí)別上創(chuàng)建可復(fù)用性。復(fù)用構(gòu)件的機(jī)制包括過程調(diào)用和繼承父類

46、。設(shè)計(jì)原則6：盡可能復(fù)用已有的設(shè)計(jì)和代碼復(fù)用已有的設(shè)計(jì)是對(duì)可復(fù)用性設(shè)計(jì)的補(bǔ)充。通過復(fù)用可從以往對(duì)可復(fù)用構(gòu)件的投資中獲益。設(shè)計(jì)原則7：靈活性設(shè)計(jì)積極預(yù)測(cè)將來可能在實(shí)現(xiàn)和功能上的變化，并,軟件工程,69,采取相應(yīng)措施。在設(shè)計(jì)中引入靈活性的方法有：降低耦合并提高內(nèi)聚（易于提高替換能力）建立抽象（創(chuàng)建有多態(tài)操作的接口和父類）不要將代碼寫死（消除代碼中的常數(shù)）拋出異常（由操作的調(diào)用者處理異常）使用并創(chuàng)建可復(fù)用的代碼設(shè)計(jì)

47、原則8：預(yù)計(jì)過期積極預(yù)測(cè)將來可能在技術(shù)和運(yùn)行環(huán)境上的變化，并為此采取相應(yīng)措施。,軟件工程,70,在設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循的預(yù)計(jì)過期的規(guī)則有：避免使用早期發(fā)布的技術(shù)避免使用針對(duì)特定環(huán)境的軟件庫避免使用軟件庫中未編檔的或很少使用的功能避免使用小公司或可能不提供長期支持的公司提供的可復(fù)用構(gòu)件或特殊硬件使用眾多廠商支持的標(biāo)準(zhǔn)語言和技術(shù)設(shè)計(jì)原則9：可移植性設(shè)計(jì)可移植性設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是讓軟件在盡可能多,軟件工程,71,的平臺(tái)上運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)可移

48、植性的規(guī)則有：避免使用特定環(huán)境的專有功能使用不依賴特定平臺(tái)的程序設(shè)計(jì)語言小心使用可能依賴某一平臺(tái)的類庫了解其他語言可能依賴特殊硬件結(jié)構(gòu)的功能和文本文件的差異設(shè)計(jì)原則10：可測(cè)試性設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)時(shí)采取措施使得測(cè)試易于進(jìn)行。可測(cè)試性設(shè)計(jì)的最重要的方法是保證代碼的所有功能都能脫離圖形用戶界面執(zhí)行。,軟件工程,72,設(shè)計(jì)原則11：防御性設(shè)計(jì)為提高可靠性，應(yīng)確保不引入任何缺陷，能夠處理其他代碼不適當(dāng)使用構(gòu)件引起的問題。按契約設(shè)計(jì)是防

49、御性設(shè)計(jì)技術(shù)，其核心思想：被調(diào)用操作為正常執(zhí)行必須滿足的前置條件(precondition)：調(diào)用操作在調(diào)用一個(gè)操作時(shí)有責(zé)任確保該操作的前置條件成立。被調(diào)用操作正常執(zhí)行所得到的結(jié)果即為后置條件 (postcongdition)：要求被調(diào)用操作在返回前有責(zé)任保證這些后置條件成立。,軟件工程,73,被調(diào)用操作在執(zhí)行時(shí)確保不會(huì)被修改的不變量(invariant)。前置條件、后置條件和不變式都是布爾表達(dá)式，其計(jì)算結(jié)果為假，表示有錯(cuò)誤發(fā)生。

50、可以使用斷言機(jī)制。在重要構(gòu)件的邊界（如層）應(yīng)始終保留嚴(yán)格的斷言檢測(cè)。,,軟件工程,74,系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要活動(dòng)是進(jìn)行子系統(tǒng)分解，并在此基礎(chǔ)上定義子系統(tǒng)／構(gòu)件之間的接口。為此，首先根據(jù)子系統(tǒng)可提供的服務(wù)來定義子系統(tǒng)（以后在對(duì)象設(shè)計(jì)中再根據(jù)子系統(tǒng)能提供的操作來定義子系統(tǒng)的接口），然后對(duì)子系統(tǒng)細(xì)化，建立層次結(jié)構(gòu)。要求對(duì)子系統(tǒng)的分解盡可能做到高內(nèi)聚、低耦合。5.4.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的概念,5.4 系統(tǒng)設(shè)計(jì),軟件工程,75,1)子系統(tǒng)和類在應(yīng)

51、用領(lǐng)域，為降低其復(fù)雜性，用類進(jìn)行標(biāo)識(shí)。在解答空間，為降低其復(fù)雜性，將系統(tǒng)分解為多個(gè)子系統(tǒng)，這些子系統(tǒng)又由若干表示解答空間的類構(gòu)成。還可以把子系統(tǒng)分解為更小的子系統(tǒng)。,軟件工程,76,在Java和Module 2中顯式地提供了子系統(tǒng)的構(gòu)造。在Java中采用了“包”，在Modula 2中采用了“模塊”。C++沒有顯式地提供子系統(tǒng)的構(gòu)造，可按問題需要對(duì)類分組。2)服務(wù)和子系統(tǒng)接口一個(gè)服務(wù)是一組有公共目的的相關(guān)操作。而子系統(tǒng)的特征是由該

52、子系統(tǒng)提供給其他子系統(tǒng)的服務(wù)來刻畫。供其他子系統(tǒng)調(diào)用的某個(gè)子系統(tǒng)的操作集合就是子系統(tǒng)的接口。子系統(tǒng)的接口包括操作名、操作參數(shù)類型及返回值。,軟件工程,77,系統(tǒng)設(shè)計(jì)注重每個(gè)子系統(tǒng)提供服務(wù)的定義，即枚舉所有的操作、操作參數(shù)和行為。當(dāng)編寫子系統(tǒng)接口的文檔時(shí)，不應(yīng)涉及子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)，其目的是減少子系統(tǒng)之間的依賴性，希望一旦需要修改子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)時(shí)，降低由于子系統(tǒng)變更而造成的影響。3)子系統(tǒng)分層和劃分子系統(tǒng)分層的目的是建立系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)

53、。每一層僅依賴于它下一層提供的服務(wù)，而對(duì)它的上一層可以一無所知。如圖，是一個(gè)三層的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。,軟件工程,78,在層次結(jié)構(gòu)中，子系統(tǒng)A、B、E構(gòu)成了一個(gè)稱之為垂直切片的系統(tǒng)分解子集。而D、G則不能。如果每一層只能訪問與其相鄰的下一層，則稱之為封閉體系結(jié)構(gòu)；如果每一層還可訪問,軟件工程,79,比其相鄰下一層更低的層次，則稱之為開放體系結(jié)構(gòu)。封閉體系結(jié)構(gòu)的例子就是開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型（OSI模型），它由七層構(gòu)成。每一層負(fù)責(zé)執(zhí)行一個(gè)已預(yù)先

54、定義好的協(xié)議功能。每一層都為其上一層提供服務(wù)，使用其低層的服務(wù)。,軟件工程,80,封閉體系結(jié)構(gòu)的子系統(tǒng)之間滿足低耦合，但產(chǎn)生速度和存儲(chǔ)管理的問題，會(huì)導(dǎo)致某些非功能屬性難以滿足。開放體系結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子是Java的Swing用戶接口包。它允許人們繞過高層直接訪問低層接口以克服性能瓶頸。,軟件工程,81,劃分是將系統(tǒng)分解為獨(dú)立的子系統(tǒng)，每個(gè)子系統(tǒng)負(fù)責(zé)某一類服務(wù)。例如，一個(gè)車輛管理所的管理信息系統(tǒng)分為車管所組織機(jī)構(gòu)管理、車輛管理、車主管理和

55、法律事件管理等 4 個(gè)子系統(tǒng)。每一個(gè)子系統(tǒng)對(duì)其他子系統(tǒng)的依賴度很低。分解子系統(tǒng)時(shí)，首先進(jìn)行劃分，將一個(gè)系統(tǒng)分成幾個(gè)高層的子系統(tǒng)，每個(gè)子系統(tǒng)負(fù)責(zé)一種功能，或運(yùn)行在某特定的硬件節(jié)點(diǎn)上。再將各子系統(tǒng)分層處理，分解成層次更低的小子系統(tǒng)。過度分解會(huì)導(dǎo)致子系統(tǒng)之間接口的復(fù)雜化。,軟件工程,82,5.4.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo),明確設(shè)計(jì)目標(biāo)，是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的第一步。有一些設(shè)計(jì)目標(biāo)是從用戶那里得到，更多的設(shè)計(jì)目標(biāo)是從非功能需求或應(yīng)用領(lǐng)域中抽取出來。設(shè)計(jì)

56、目標(biāo)可以從以下 5 組設(shè)計(jì)準(zhǔn)則中選擇。其中性能、可靠性和最終用戶準(zhǔn)則往往從需求中明確地獲取，也可以從應(yīng)用領(lǐng)域中獲取；而成本和維護(hù)準(zhǔn)則由客戶和供應(yīng)商提出。將設(shè)計(jì)目標(biāo)清楚地陳述，可以根據(jù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，做出重要的設(shè)計(jì)決策。,軟件工程,83,性能準(zhǔn)則,可靠性準(zhǔn)則,軟件工程,84,成本準(zhǔn)則,最終用戶準(zhǔn)則,軟件工程,85,維護(hù)準(zhǔn)則,,軟件工程,86,在定義設(shè)計(jì)目標(biāo)時(shí)，希望開發(fā)一個(gè)既安全可靠，又廉價(jià)的系統(tǒng)是不現(xiàn)實(shí)的，因此開發(fā)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)所有可能的設(shè)計(jì)目標(biāo)

57、進(jìn)行權(quán)衡，對(duì)必須的設(shè)計(jì)目標(biāo)賦予優(yōu)先級(jí)別。一旦有了清晰的設(shè)計(jì)目標(biāo)，就可以開始系統(tǒng)的初始分解。,軟件工程,87,軟件工程,88,5.4.3 子系統(tǒng)分解,軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的第一步是做子系統(tǒng)分解，從而搭建軟件體系結(jié)構(gòu)的架構(gòu)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中尋找子系統(tǒng)，與在分析過程中尋找對(duì)象的情況類似。在面向?qū)ο蠓治鲋薪榻B的Abbotts啟發(fā)式準(zhǔn)則，同樣適合于子系統(tǒng)的識(shí)別。初始子系統(tǒng)應(yīng)該從需求的功能模型（用例模型）中導(dǎo)出。這方面有多種分解方案。例如，Coad

58、 & Yourdon基于MVC模型，將系統(tǒng)大致分為問題領(lǐng)域、人機(jī)交互、任務(wù)管理、數(shù)據(jù)管理等 4 個(gè)子系統(tǒng)。,軟件工程,89,5.4.4 問題領(lǐng)域子系統(tǒng),首先復(fù)制分析模型為設(shè)計(jì)模型中的問題領(lǐng)域部分，然后根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)，對(duì)該部分進(jìn)行修改?？蓮?fù)用的設(shè)計(jì)／編程方面的類 根據(jù)需要，從類庫選擇可復(fù)用類、商業(yè)外購構(gòu)件和遺留構(gòu)件，把它們?cè)黾拥絾栴}解決方案中去。標(biāo)明復(fù)用類或構(gòu)件中不需要的屬性和操作。增加從復(fù)用類（構(gòu)件）到分析類之間的泛化關(guān)系

59、，繼承復(fù)用類（構(gòu)件）的屬性和方法。,軟件工程,90,把分析類中因繼承復(fù)用類（構(gòu)件）而成為多余的屬性和操作標(biāo)出。修改分析類的結(jié)構(gòu)和連接。加入泛化類以建立類間協(xié)議有時(shí)某些分析類要求一組類似的服務(wù)。此時(shí)，以這些分析類作為子類，定義一個(gè)父類。該父類定義為所有這些子類共用的一組服務(wù)名，作為公共的協(xié)議，用來與數(shù)據(jù)管理或其他外部系統(tǒng)部件通信。這些服務(wù)都是虛函數(shù)。在各個(gè)子類中定義其實(shí)現(xiàn)。對(duì)泛化關(guān)系進(jìn)行調(diào)整,軟件工程,91,在分析模型中可能包括有

60、多繼承關(guān)系，但實(shí)現(xiàn)時(shí)使用的程序設(shè)計(jì)語言可能只有單繼承，甚至沒有繼承機(jī)制，這樣就需變更問題領(lǐng)域部分中類的層次結(jié)構(gòu)。針對(duì)單繼承語言的調(diào)整 把子類對(duì)象看做是父類對(duì)象所扮演的角色，通過關(guān)聯(lián)關(guān)系把多繼承的層次結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為單繼承的層次結(jié)構(gòu)。把多繼承的層次結(jié)構(gòu)平鋪，成為單繼承的層次結(jié)構(gòu)。在這種情況下，有些屬性或操作在同層的子類中會(huì)重復(fù)出現(xiàn)。,軟件工程,92,針對(duì)無繼承語言的調(diào)整當(dāng)使用無繼承的編程語言時(shí)，必須把具有泛化關(guān)系的類層次平鋪開，成為一組

61、對(duì)象。,多繼承關(guān)系,通過關(guān)聯(lián)關(guān)系分解多繼承,平鋪為單繼承,軟件工程,93,修改設(shè)計(jì)以提高性能提高執(zhí)行效率是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)之一。有時(shí)必須改變問題領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)以提高效率。如果類之間經(jīng)常需要傳送大量消息，可合并相關(guān)的類，使得通信成為對(duì)象內(nèi)的通信，而不是對(duì)象之間的通信，或者使用全局?jǐn)?shù)據(jù)作用域，打破封裝的原則，以減少消息傳遞引起的速度損失。增加某些屬性到原來的類中，或增加低層的類，以保存暫時(shí)結(jié)果，避免每次都要重復(fù)計(jì)算造成速度損失。,軟件

62、工程,94,為提高性能，在對(duì)分析模型進(jìn)行大規(guī)模的改動(dòng)之前，應(yīng)考慮下面一些問題：不要認(rèn)為象C++之類的OOPL就一定效率不高。事實(shí)表明，非OOPL的緊湊代碼的效率比OOPL的效率高近10倍，但用非OOPL編程會(huì)令程序員非常疲勞，容易出錯(cuò)。提高一個(gè)現(xiàn)存系統(tǒng)的工作效率比重新設(shè)計(jì)一個(gè)高效的系統(tǒng)要容易。一開始應(yīng)當(dāng)建立一個(gè)原始的簡單的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)和調(diào)試不會(huì)太困難。如果對(duì)設(shè)計(jì)有性能要求，只需加入少量的工作就可以了。,軟件工程,95,通常系統(tǒng)80%的

63、開銷都集中在20%的代碼段上。與其為了盡量處處節(jié)省系統(tǒng)開銷而破壞完善的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，還不如找出系統(tǒng)開銷最集中的地方，只對(duì)那部分做優(yōu)化。預(yù)測(cè)軟件開銷集中在什么地 方是困難的。 進(jìn)行優(yōu)化最有效的方法是在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)使用性能監(jiān)測(cè)工具對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行觀測(cè)。一些像繼承、動(dòng)態(tài)綁定、消息傳遞等處理雖然看起來簡單，但需要大量的系統(tǒng)開銷。在代碼復(fù)雜性與運(yùn)行的低效之間沒有相關(guān)性。提高性能最好的方法是采用好的解決方案，而不是拼命地去節(jié)省幾個(gè)微秒、幾個(gè)字節(jié)。,軟件工程

64、,96,電梯控制系統(tǒng)ECS的問題領(lǐng)域子系統(tǒng),決定使用一個(gè)中央控制器（電梯控制器）控制和協(xié)調(diào)電梯的所有動(dòng)作，包括解決電梯每到一個(gè)樓層減速問題。增加“電梯監(jiān)視器”，用一個(gè)獨(dú)立的對(duì)象來執(zhí)行監(jiān)測(cè)功能（性能、安全性等）。在提交給實(shí)現(xiàn)者的規(guī)格說明中，將這個(gè)類放在一個(gè) 與ECS的主處理器分離的處理器上. 每個(gè)類增加服務(wù)Self Test來增強(qiáng)每個(gè)類的性能。在運(yùn)行時(shí)執(zhí)行有必要驗(yàn)證其功能的操作，并向電梯監(jiān)視器報(bào)告。,軟件工程,97,軟件工程,98,

65、5.4.5 人機(jī)交互子系統(tǒng),設(shè)計(jì)一個(gè)良好的用戶界面是成功地實(shí)現(xiàn)一個(gè)軟件系統(tǒng)的關(guān)鍵。在開發(fā)分析模型時(shí)，有意避開了如窗口、屏幕等依賴于實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)，目的是讓系統(tǒng)規(guī)格說明獨(dú)立于實(shí)現(xiàn)。而人機(jī)交互子系統(tǒng)在系統(tǒng)行為和用戶交互的實(shí)現(xiàn)之間架起了一座橋梁。 例如，可用 GUI 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的用戶界面。但當(dāng)用戶提出來改用語音對(duì)答式交互時(shí)，應(yīng)當(dāng)使這種改變盡可能容易。為此，只需將 GUI 式人機(jī)交互子系統(tǒng)替換成語音對(duì)答式人機(jī)交互子系統(tǒng)即可，系統(tǒng)其它部分都應(yīng)保持不

66、變。,*,軟件工程,99,例如，某雜志發(fā)行系統(tǒng)SBSS的人機(jī)接口,設(shè)計(jì)用戶界面SBSS的用戶界面是一個(gè)傳統(tǒng)的GUI。其中有許多窗口對(duì)象。但在用戶與系統(tǒng)進(jìn)行交互期間，只能有一個(gè)窗口呈現(xiàn)在用戶面前。 通過使用聚合關(guān)系，窗口對(duì)象可以進(jìn)一步分解為各種文本域、選擇按鈕、圖符等。如果使用某種 GUI 構(gòu)筑軟件包，只需對(duì)軟件包輸入合適的參數(shù)，該軟件包就能提供所有的文本域、選擇按鈕、圖符等，將這些細(xì)節(jié)作為窗口的屬性就可以了。,軟件工程,100,軟

67、件工程,101,只要描述清楚所需要的窗口，這些窗口的導(dǎo)航細(xì)節(jié)，詳細(xì)的窗口成分，我們就可以用現(xiàn)有的技術(shù)和工具來實(shí)現(xiàn)它們。其他描述人機(jī)交互模型的工具在描述復(fù)雜的菜單系統(tǒng)（GUI窗口）的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時(shí)，常使用狀態(tài)圖或菜單樹。用于SBSS的單層狀態(tài)圖：每一個(gè)狀態(tài)是GUI的一個(gè)窗口每一個(gè)遷移代表了窗口之間的切換與每個(gè)遷移相關(guān)聯(lián)的是一個(gè)條件 / 動(dòng)作對(duì)條件代表了用戶選擇，它導(dǎo)致遷移的發(fā)生動(dòng)作代表了遷移發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的請(qǐng)求,軟件工程,102,

68、軟件工程,103,菜單樹可以讓用戶直觀地看到如何在界面上巡航。用菜單樹表示人機(jī)交互的基本結(jié)構(gòu)，有助于全局用戶界面的可視化。例如，可以了解有多少種不同的方式能夠訪問“地址”的窗口。用戶界面可盡量采用清真寺式的結(jié)構(gòu)：在界面的上層，希望扇出大于扇入，表明用戶可以有多個(gè)可供選擇的選項(xiàng)。在界面的低層，希望扇入大于扇出，表明一個(gè)單獨(dú)的界面可以被多個(gè)雙親使用。,軟件工程,104,軟件工程,105,人機(jī)交互子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程