Файл: Применение объектно-ориентированного подхода при проектировании информационной системы (Методы и средства создания информационной системы).pdf
Добавлен: 26.06.2023
Просмотров: 86
Скачиваний: 3
5) процесс разделения сущностей на классы и построение общей классификации осуществляются с помощью механизма наследования и полиморфизма;
6) наследование - это отношение, определяет уровень иерархии конкретного класса в дереве классов, и говорит о том, что потомки конкретного класса является разновидностью класса-родителя;
7) полиморфизм - касается переопределения поведения объектов. В UML для описания полиморфизма вводятся понятия операции и метода.
8) для удобства иерархического представления больших систем класса можно объединять в группы или использовать модульный подход при проектировании.
В процессе разработки система представляется в виде объединения нескольких проекций, каждая из которых описывает определенный аспект разрабатываемой системы, а вместе они определяют систему во всей ее полноте.
Эти проекции представляются в UML следующими диаграммами:
1) диаграммы классов;
2) диаграммы вариантов использования. Диаграммы взаимодействия делятся на диаграммы последовательности и кооперативные диаграммы.
3).диаграммы последовательности;
4) кооперативные диаграммы;
5) диаграммы состояний;
6) диаграммы деятельностей;
7) диаграммы реализации;
8) компонентные диаграммы;
9) диаграммы размещения.
Диаграммы вариантов использования является графическим представлением взаимодействия пользователя и компьютерной системы, в нашем случае компьютерной модели.
В диаграмме вариантов использования значимыми являются следующие связи:
1) коммуникация;
2) расширения;
3) использования.
При объектном проектировании все объекты разбиваются на классы в зависимости от их особенностей: отношение к материальному производству, структуры управления, типа и характера производства и тому подобное.
Затем для каждого класса создается типичная ИС, которая без значительных изменений внедряется на всех объектах этого класса.
Однако каждый объект имеет свои специфические особенности, обусловленные рядом объективных и субъективных факторов, которые невозможно учесть при первичной классификации объекта.
Поэтому чаще всего создается проект ИС для базового эталонного объекта, где осуществляются мероприятия по улучшению документооборота, организационной и функциональной структуры, системы классификации и кодирования информации, методик расчета экономических показателей и тому подобное. Экономические информационные системы других объектов приводятся в соответствие к системам эталонного объекта. Для эталонного объекта, а затем для других объектов разрабатывается и внедряется проект ИС.
Основной сферой применения этого метода стали непромышленные объекты: банки, склады, торговля, медицина и т. д., То есть те объекты, где организация информационной среды типична и постоянна.
Объектно-ориентированное проектирование – это методология проектирования, соединяющая в себе процесс объектной декомпозиции и приемы представление как логической и физической, так и статической и динамической моделей системы, проецируется [2]. В этом определении содержатся две важные части:
1) объектно-ориентированное проектирование ведет к объектно-ориентированной декомпозиции;
2) используется многообразие приемов представления моделей, отражающих логическую (Структуры классов и объектов) и физическую (архитектура модулей и процессов) структуру системы.
Именно поддержка объектно-ориентированной декомпозиции отличает объектно-ориентированное проектирование от структурного проектирования.
Объектно-ориентированное программирование. Объектно-ориентированное программирование – это методология программирования, основанная на представлении программы в виде совокупности объектов, каждый из которых является реализацией определенного класса, а классы образуют иерархию на принципах наследования [3].
В этом определении можно выделить три части:
1) объектно-ориентированное программирование использует в качестве элементов конструкции объекта, а не алгоритмы;
2) каждый объект является реализацией определенного класса;
3) классы организованы иерархически.
Принципы объектного подхода. Объектная модель, которая является концептуальной базой объектно ориентированной методологии, имеет четыре главных элемента: абстрагирование; ограничения доступа или инкапсуляция; модульность; иерархия.
Без любого из этих элементов модель не будет объектно-ориентированной. Кроме главных являются три дополнительных элемента: типизация; параллелизм; хранения или устойчивость (сохранение).
Называя их дополнительными мы имеем в виду, что они полезны в объектной модели, но не обязательны.
Аппарат абстракции - удобный инструмент для борьбы со сложностью реальных систем. Создавая понятие в интересах любой задачи, мы отвлекаемся (абстрагируемся от несущественных характеристик конкретных объектов, определяя только существенные характеристики.
Абстракция выделяет существенные характеристики некоторого объекта, отличающие его от всех других видов объектов и, таким образом, четко определяет его концептуальные границы.
Инкапсуляция - это процесс отделения друг от друга элементов объекта, определяющих его строение и поведение. Инкапсуляция служит для того, чтобы изолировать контрактные обязательства абстракции от их реализации.
Абстракция и инкапсуляция дополняют друг друга: абстрагирование направлено на наблюдаемое поведение объекта, а инкапсуляция занимается внутренним строением.
Чаще всего инкапсуляция выполняется с помощью сокрытия информации, то есть маскировкой всех внутренних деталей, не влияющих на внешнее поведение. Обычно скрываются и внутренняя структура объекта, и реализация его методов. Инкапсуляция скрывает детали реализации объекта.
Модульность - это свойство системы, связанная с возможностью декомпозиции на ряд внутренне, но слабо связанных между собой модулей.
В традиционном структурном проектировании модульность - это искусство раскладывать подпрограммы по группам так, чтобы в одну группу попадали подпрограммы, которые используют друг друга или переменные вместе. В объектно-ориентированном программировании ситуация несколько иная: необходимо физически разделить классы и объекты, которые составляют логическую структуру проекта.
4. Объектно-ориентированное проектирование ИС
Отличительной чертой современных ИС является их сложность, что растет. Это условлено развитием технических средств, которые позволяют реализовать все большее количество информационных функций в составе одной ИС. Организация ИС на сетях ЭВМ, распределенные базы данных, интерактивный графический интерфейс пользователя, безбумажный документооборот - эти и многие другие аспекты реализации ИС значительно усложнят процесс ее проектирования. Второй недостаток связан с тем, что проект, сведен к стадии внедрения, уже начинает стареть и требует модификации. Это неизбежное следствие изменения инструментария ИС и изменений в самом объекте управления или окружающей его среде. Итак, задача адаптации программного обеспечения и технологических процессов обработки информации в ИС. Модификация сложных программных комплексов, реализованных на основе процедурных языков программирования, представляет собой трудно решаемую проблему задачи адаптации ИС.
Ответом на проблему растущей сложности в ИС стало появление объектно-ориентированного подхода. В сетях объектного подхода выделяют:
- объектно-ориентированное программирование (ООР),
- объектно-ориентированное проектирование (00П),
- объектно-ориентированный анализ (ООА).
Теоретической основой этих методов и их концептуальным базисом является теория систем и системный анализ. Объектная технология принципиально отличается от всех ранее существовавших технологий проектирования. Рассмотрим основные понятия и положения объектно-ориентированной технологии проектирования.
С некоторой долей упрощения можно считать, что конечной целью проектирования ИС является создание комплекса программ, реализующих заданные функции системы. Основной целью разработки программы является перевод задачи с языка проблемной сферы на язык компьютера.
Традиционный подход к проектированию состоит в последовательном построении ряда моделей (информационная модель, описание структур файлов справочник документов, экономико-математическая модель, схема алгоритму), последней из которых является модель языке реализации (программа).
Особенностью этого подхода является то, что предметная область отображается в заранее определенные управляющие структуры и структуры данных.
Язык проблемной сферы - это набор понятий, с помощью которых мо гут быть описана исходная задача. В то же время любой язык компьютера подает исходную задачу в виде совокупности данных и процедур их преобразования.
Таким образом, идеальная гипотетическая язык программирования должна представлять алгоритм решения задачи на основе понятийного аппарата заданной проблемной сферы. Выход видится в использовании универсальной метаязыка для всех предметных областей - языка теории систем и системного анализа. Основные понятия этого языка: объект, класс объектов, атрибут (свойство), процесс, функция, метод, структура и т. д. На этом и базируется ключевая идея ООР - создание языковых средств, которые на основе абстрактных типов данных позволяют специфицировать новые классы программных объектов, адекватных объектам конкретной проблемной сферы.
Объектные программы состоят из готовых компонентов-объектов. ЭТИ объекты могут отвечать:
- объектам или процессам реального мира (деталь, документ, клиент)
- абстрактное понятие (экран, таблица, графический элемент и т. д.).
В традиционных программах данные отделены от процедур и методов, в объектных - данные и процедуры объединяются в объекте.
Пример. Объект - «клиент». Все, что известно пользователю о клиенте, включается в этот объект. Действия с клиентом реализуются как методы (функции) для данного объекта также входят в описание объекта.
Таким образом, основа ООП - формирование из простых объектов, состоящих из данных и набора функций, более сложных, способных моделировать объекты проблемной сферы.
Проведенный обзор позволяет сделать интересный вывод: объектно-ориентированная технология стирает границу между «чистым» проектировщиком (системным аналитиком) и «чистым» программистом. Появляется новый тип разработчика - проектировщик-программист, способный самостоятельно поставить, спроектировать задачу и реализовать ее в виде объектно - ориентированной программы.
Принципиальное отличие методов программирования и методов проектирования заключается в том, что методы программирования ориентированы на эффективное использование механизмов языка программирования, а методы проектирования направлены на эффективное и правильное структурирование сложных систем.
Объектно-ориентированное проектирование - это методология проектирования, которая сочетает в себе процесс объектной декомпозиции и приемы представления как логической и физической, так и динамической моделей системы проектируемого.
Модели, на которых базируется объектно-ориентированное проектирование, формируются в результате объектно-ориентированного анализа.
Объектно-ориентированный анализ - это методология, направленная на создание моделей с использованием объектно-ориентированного подхода на основе понятий классов и объектов, составляющих словарь проблемной сферы.
Первым и главным приемом решения сложных задач в ООП является абстрагирование. Абстрагирования концентрирует внимание на внешние особенности объекта и позволяет отделить существенные особенности поведения от деталей их осуществления.
Абстракция - это такие существенные характеристики некоторого объекта, которые отличают его от всех других видов объектов и таким образом, четко отделяют особенности данного объекта с позиции дальнейшего рассмотрения и анализа.
Абстракции сущности объектов соответствуют словаре проблемной сферы. Описание поведения объекта связано с понятиями операции и протокола. Объект может осуществлять действия над другим объектом. Протокол отображает все действия, которыми объект может подлежать сам и которыми может влиять на другие объекты.
Структура локальной памяти объекта и реализация методов может быть (должно быть) скрыта от внешнего наблюдателя, то есть любого Другого объекта. Это свойство классов объектов имеет названия "скрытые данные", "ограничение доступа», «инкапсуляция свойств».