Файл: "Применение объектно-ориентированного подхода для информационной системы".pdf
Добавлен: 26.06.2023
Просмотров: 62
Скачиваний: 3
СОДЕРЖАНИЕ
Информационная система как необходимая составляющая предприятия
1.1 Классификация информационных систем
1.2 Этапы проектирования информационных систем
Применение объектно-ориентированного подхода в проектировании систем
2.1 Анализ возможностей объектно-ориентированного подхода в проектировании системы
2.2 Основные возможности среды проектирования Rational Rose
Пример проектирования конкретной информационной системы библиотеки
3.1 Создание диаграммы вариантов использования
3.2 Создание диаграмм последовательности
3.3 Создание кооперативных диаграмм
3.4 Создание диаграммы классов
3.5 Создание компонентов информационной системы
Применение объектно-ориентированного подхода в проектировании систем
2.1 Анализ возможностей объектно-ориентированного подхода в проектировании системы
В проектировании информационных систем существует два основных подхода: структурный и объектно-ориентированный. В основе структурного подхода лежит принцип декомпозиции, заключающийся в разбиении информационной системы на модули по функциональной принадлежности, то есть каждый модуль выполняет определенную задачу. Главный недостаток такого подхода заключается в движении информации в одном направлении. Если при проектировании или эксплуатации возникает проблема, то она решается только на данной стадии проекта, не затрагивая предыдущих стадий. Недостаточная обратная связь приводит к ограниченным исправлениям, что, в свою очередь, приводит к деформированным реализациям. Ориентация на функционально-модульный подход увеличивает вероятность потери контроля над решением возникающих проблем.
Объектно-ориентированная технология проектирования информационных систем предоставляет мощную, гибкую, универсальную концептуальную основу для конструирования информационно-управляющих систем в различных областях хозяйственной деятельности и управления, сочетающую использование моделей современной логистики, объектного подхода к компонентам предметной области, современных инструментальных средств визуального программирования и СУБД с SQL-интерфейсом. Объектно-ориентированная технология проектирования информационной системы включает в себя следующие компоненты:
- технологию конструирования концептуальной объектно- ориентированной модели предметной области;
- инструментальные средства спецификации проектных решений;
- библиотеки типовых компонент модели предметной области;
- типовые проектные решения для ряда функциональных областей.
В основу объектно-ориентированной технологии проектирования информационной системы положены разработка, анализ и спецификация концептуальной объектно-ориентированной модели предметной области.
Концептуальная объектно-ориентированная модель предметной области является основой проекта и реализации системы и обеспечивает:
- необходимый уровень формализации описания проектных решений;
- высокий уровень абстрагирования, типизации и параметризации проектных решений;
- компактность описания;
- удобство сопровождения готовой системы.
Отличительными чертами данной методологии являются следующие:
- наличие единого методологически обоснованного ядра, обеспечивающего открытость технологии для модификации, расширения и создания новых моделей представления проектных решений;
- наличие единого формального аппарата анализа проектных решений для используемых моделей представления.
Отличительными чертами данной технологии являются:
- совместное рассмотрение информационных, материальных и финансовых потоков;
- первичная и вторичная классификация объектов предметной области с обязательным указанием оснований классификации;
- наличие конструктивных методик декомпозиции и агрегирования компонентов проекта, использующих результаты классификации;
- наличие формальных методов оценки связности и сцепления компонентов проекта;
- использование функциональной модели данных с атрибутами – функциями доступа и атрибутами – категориями в качестве основы концептуальной модели данных.
Объект – это сущность предметной области, имеющая четко определяемое поведение. Любой объект обладает состоянием, поведением и индивидуальностью. Состояние объекта определяется значениями его свойств (атрибутов) и связями с другими объектами, оно может меняться со временем. Поведение определяет действия объекта и его реакцию на запросы от других объектов. Поведение представляется с помощью набора сообщений, воспринимаемых объектом (операций, которые может выполнять объект). Индивидуальность – это свойства объекта, отличающие его от всех других объектов.
Структура и поведение схожих объектов определяют общий для них класс. Класс – это множество объектов, связанных общностью свойств, поведения, связей и семантики. Любой объект является экземпляром класса. Определение классов и объектов – одна из самых сложных задач объектно-ориентированного проектирования.
Атрибут – поименованное свойство класса, определяющее диапазон допустимых значений, которые могут принимать экземпляры данного свойства. Атрибуты могут быть скрыты от других классов, это определяет видимость атрибута: рublic (общий, открытый); private (закрытый, секретный); protected (защищенный).
Определенное воздействие одного объекта на другой с целью вызвать соответствующую реакцию называется операцией или посылкой сообщения. Операция – это реализация услуги, которую можно запросить у любого объекта данного класса. Операции реализуют связанное с классом поведение, его обязанности. Описание операции включает четыре части: имя; список параметров; тип возвращаемого значения; видимость.
Основными характеристиками объекта являются полиморфизм, наследование и инкапсуляция. Полиморфизм позволяет изменять существующий объект, для приспособления к требуемым задачам. Наследование позволяет создавать новые объекты, называемые дочерними, на основе уже существующих объектов, называемых родительскими. Инкапсуляция позволяет вкладывать объекты друг в друга.
2.2 Основные возможности среды проектирования Rational Rose
Для реализации объектно-ориентированного проектирования используются современные CASE-средства. Rational Rose — мощный инструмент анализа и проектирования объектно-ориентированных программных систем. Он позволяет моделировать системы до написания кода, так что вы можете с самого начала быть уверены в адекватности их архитектуры. С помощью готовой модели недостатки проекта легко обнаружить на стадии, когда их исправление не требует еще значительных затрат.
Среда Rational Rose позволяет проектировать варианты использования и их диаграммы для визуализации функциональных возможностей системы. Диаграммы Взаимодействия показывают, как объекты работают совместно, обеспечивая требуемые функциональные возможности. Для отображения объектов системы и их отношений используются диаграммы Классов. Диаграммы Компонентов иллюстрируют, как классы соотносятся с готовыми физическими компонентами системы. Наконец диаграммы Размещения применяют для визуализации проекта распределенных систем.
Модель Rose — это картина системы. Она содержит все диаграммы UML, действующих лиц, варианты использования, объекты, классы, компоненты и узлы системы. Она детально описывает, что система содержит и как функционирует, поэтому разработчики могут использовать ее в качестве эскиза или чертежа создаваемой системы.
Итак, в проектировании информационных систем существует два подхода: структурный и объектно-ориентированный. Структурный подход является традиционным, позволяет разбивать систему на подсистемы и контролировать работу каждой подсистемы в отдельности, что эффективно на уровне разработки системы, но негативно сказывается на работе системы при сбоях. Объектно-ориентированный подход рассматривает информационную систему как совокупность объектов, которые принадлежат различным классам и над которыми можно инициировать разные действия. Объект – это основное понятие объектно-ориентированного подхода, которое характеризуется такими технологиями, как полиморфизм, наследование и инкапсуляция. Эффективной объектно-ориентированной средой проектирования является Rational Rose.
Пример проектирования конкретной информационной системы библиотеки
Для создания модели в Rational Rose необходимо выбрать следующие команды меню: File – New.
3.1 Создание диаграммы вариантов использования
Диаграмма вариантов использования является важной частью проектирования системы, поскольку позволяет увидеть функционирование системы в целом. В данной работе для проектирования информационной системы библиотеки используется Rational Rose. Главные компоненты диаграммы использования – это варианты использования (действия, короты можно производить в системе) и действующие лица (актеры - сущности, взаимодействующие с системой), а также связи между ними. Для добавления варианта использования надо выбрать следующие команды меню: Tools-Create-Use Case. Для добавления актера необходимо выбрать следующие команды меню: Tools-Create-New Actor. Диаграмма вариантов использования библиотеки приведена ниже (рис.3).
Рисунок 3 – Диаграмма вариантов использования библиотеки.
3.2 Создание диаграмм последовательности
Диаграмма вариантов использования описывает, что можно делать в системе в целом, не описывая, как это можно делать. Для более детального описания каждого из вариантов использования создается диаграмма последовательности.
В данной информационной системе есть несколько вариантов использования. Ниже приведены диаграммы последовательности для действий «Зарегистрироваться», «Взять книгу», «Вернуть книгу».
- В процессе регистрации участвуют 4 объекта: Читатель, Работник библиотеки, учётная запись, БД. Стрелками показаны взаимодействия этих объектов, а именно пересылка сообщениями между этими объектами, необходимых для выполнения поставленной задачи (рис.4).
Рисунок 4 – Диаграмма последовательности для варианта использования «Зарегистрироваться»
- В варианте использования «Взять книгу» используются 5 объектов: Читатель, Работник библиотеки, Поисковая система, БД и Книга. Стрелками показаны взаимодействия этих объектов, а именно пересылка сообщениями между этими объектами, необходимых для выполнения поставленной задачи (рис.5).
Рисунок 5 – Диаграмма последовательности варианта использования «Взять книгу»
- В варианте использования «Вернуть книгу» используются пять объектов: Читатель, Работник библиотеки, учётная запись, БД и Книга. Так же, как и в предыдущих случаях, взаимодействие показано стрелками (рис.6).
Рисунок 6 – Диаграмма последовательности для варианта использования «Взять книгу»
3.3 Создание кооперативных диаграмм
Диаграмма последовательности описывает хронологические действия в варианте использования, но не позволяет увидеть, как соотносятся объекты диаграммы друг с другом. Для этого можно создать кооперативную диаграмму. В данном проекте созданы диаграммы для вышеописанных вариантов использования (рис.7-9).
Рисунок 7 – Кооперативная диаграмма «Регистрация читателя»
Рисунок 8 – Кооперативная диаграмма «Взять книгу»
Рис.9. Кооперативная диаграмма «Вернуть книгу»
3.4 Создание диаграммы классов
Класс – это совокупность свойств данных (атрибутов) и описания поведения объектов (методов), которые этот класс описывает. Диаграмма классов описывает связи между классами системы. Линии на диаграмме обозначают связь между классами. В информационной системе библиотеки существуют следующие классы: книга, читатель, работник, поисковая система, база данных и учетная запись. Класс Книга имеет следующие атрибуты: ID, Название, Автор, Издательство. Класс Читатель обладает следующими атрибутами и методами: ФИО, Адрес, Телефон, Взять_книгу, Купить_книгу, Вернуть_книгу, Зарегистрироваться. Класс Работник имеет следующие свойства и методы: ФИО, Должность, Оклад, Принять_заказ, Регистрация, Принятие_книги, Выдача_книги. Класс Поисковая система обладает методами: Принять_запрос, Обработать_запрос, Ответить_на_запрос. Класс БД имеет следующие методы: Создать_уч, Изменить_уч, Удалить_уч, Добавить_в_уч, Удалить_из_уч. Класс Учетная запись имеет следующие свойства: ID, Информация_о_читателе, Информация_о_выданных_книгах (рис.10).