Файл: Применение объектно-ориентированного подхода при проектировании информационной системы (подробно).pdf

Введение

Объектно-ориентированная технология развивается в различных

областях вычислительной техники как средство решения проблем связанных со сложностью создаваемых систем. Объектный подход применяется не только в программировании, но также в проектировании интерфейса пользователя, баз данных, баз знаний и даже компьютерной архитектуры.

Смысл такого широкого подхода состоит в том, что он позволяет применить объектную ориентацию для решения всего круга проблем, связанных со сложными системами. В основе объектно-ориентированного проектирования лежит представление о том, что программную систему необходимо проектировать как совокупность взаимодействующих друг с другом объектов, рассматривая каждый объект как экземпляр определенного класса, причем классы образуют иерархию.

Повышение интереса разработчиков к этой методологии обусловлено тем, что методы структурного анализа и проектирования не обеспечивают дальнейшего снижения трудоемкости разработки. Объектно- ориентированный подход наиболее естественно соответствует реальному процессу разработки систем и не только программных, который является итеративным и может потребовать внести изменения в уже разработанные и отлаженные компоненты системы.

1.Объектно-ориентированные методы анализа и проектирования

В объектно-ориентированном подходе основное внимание уделяется структуре и приведения информационных систем в небольшие модули, которые объединяют как данные, так и процесс. Основная цель объектно-ориентированного проектирования (ООП) - улучшить качество и производительность системного анализа и конструированию, сделав его более удобным.

На этапе анализа модели OOП используются для заполнения пробелов между проблемой и решением. Он хорошо работает в ситуации, когда системы подвергаются непрерывному проектированию, адаптации и обслуживанию. Он идентифицирует объекты в проблемной области, классифицируя их в терминах данных и поведения.

Модель OOП имеет следующие плюсы:

• Легкость внедрения новых решений.
• Это способствует повторному использованию компонентов.
• Это упрощает задачу интеграции компонентов для настройки большой системы.
• Это упрощает проектирование распределенных систем.

В таблице объясняется, как объектно-ориентированный подход отличается от традиционного структурированного подхода.

Таблица 1

1.1. Элементы объектно-ориентированной системы

Рассмотрим характеристики системы OOП:

• Объекты. Объект - это то, что существует в пределах проблемной области и может быть идентифицировано данными (атрибутом) или поведением. Все материальные сущности (ученик, пациент) и некоторые нематериальные субъекты (банковский счет) моделируются как объект.
• Атрибуты. Они описывают информацию об объекте.
• Поведение. Он указывает, что может сделать объект. Он определяет операцию, выполняемую над объектами.
• Класс - класс инкапсулирует данные и их поведение. Объекты со сходным смыслом и целью сгруппированы вместе как класс.
• Методы. Методы определяют поведение класса. Это не что иное, как действие, которое может выполнять объект.
• Сообщение. Сообщение - вызов функции или процедуры от одного объекта к другому. Это информация, отправленная объектам для запуска методов. По сути, сообщение представляет собой вызов функции или процедуры от одного объекта к другому.

1.2.Особенности объектно-ориентированной системы

Объектно-ориентированная система поставляется с несколькими важными функциями.

Инкапсуляция - это процесс скрытия информации. Это просто комбинация процесса и данных в единый объект. Данные объекта скрыты от остальной части системы и доступны только через службы класса. Это позволяет улучшить или модифицировать методы, используемые объектами, не затрагивая другие части системы.

Абстракция - это процесс принятия или выбора необходимого метода и атрибутов для указания объекта. Он фокусируется на существенных характеристиках объекта относительно перспективы пользователя.

Отношения - все классы в системе связаны друг с другом. Объекты не существуют изолированно, они существуют в отношениях с другими объектами.

Существует три типа объектных отношений:

• Агрегация - указывает связь между целым и его частями.
• Ассоциация. В этом случае два класса связаны или связаны каким-то образом, например, один класс работает с другим для выполнения задачи или один класс действует на другой класс.
• Обобщение - дочерний класс основан на родительском классе. Это указывает на то, что два класса похожи, но имеют некоторые отличия.

Наследование - отличная функция, которая позволяет создавать подклассы из существующего класса путем наследования атрибутов и / или операций существующих классов.

Полиморфизм - это способность принимать различные формы. Он применяется как к объектам, так и к операциям. Полиморфным объектом является тот, который истинный тип скрывается в супер или родительском классе.

При полиморфной операции операция может выполняться по-разному различными классами объектов. Это позволяет нам манипулировать объектами разных классов, зная только их общие свойства.

1.3. Недостатки и преимущества

1.3.1.Преимущества объектно-ориентированного подхода

Объектно-ориентированные системы обещают сократить обслуживание, повторное использование кода, моделирование в реальном мире, а также повышают надежность и гибкость. Однако это всего лишь обещания, и в реальном мире некоторые пользователи считают, что объектно-ориентированные преимущества не столь убедительны, как они изначально предполагали.

Например, что такое повторное использование кода? Некоторые скажут, что они могут повторно использовать большую часть объектно-ориентированного кода, созданного для системы, но многие говорят, что в объектно-ориентированных системах больше нет повторного использования кода, чем в традиционных системах.

Повторное использование кода является субъективной вещью и в значительной степени зависит от того, как определяется система. Объектно-ориентированный подход дает возможность сократить некоторые из основных расходов, связанных с системами, таких как обслуживание и разработка кода программирования.

Сокращение технического обслуживания: основной целью объектно-ориентированного развития является уверенность в том, что система будет пользоваться более длительным сроком службы, имея значительно меньшие затраты на техническое обслуживание. Поскольку большинство процессов внутри системы инкапсулированы, поведение может быть повторно использовано и включено в новое поведение.

Моделирование в реальном мире: объектно-ориентированная система имеет тенденцию моделировать реальный мир более совершенным образом, чем традиционные методы. Объекты организованы в классы объектов, а объекты связаны с поведением. Модель основана на объектах, а не на данных и обработке.

Улучшенная надежность и гибкость: объектно-ориентированная система обещает быть намного более надежной, чем традиционные системы, в первую очередь потому, что новое поведение может быть «построено» из существующих объектов. Поскольку объекты могут быть динамически вызваны и доступны, новые объекты могут быть созданы в любое время. Новые объекты могут наследовать атрибуты данных из одного или многих других объектов. Поведение может быть унаследовано от суперклассов, и новое поведение может быть добавлено без использования существующих системных функций.

Высокая повторяемость кода. Когда создается новый объект, он автоматически наследует атрибуты данных и характеристики класса, из которого он был создан. Новый объект также наследует данные и поведение всех суперклассов, в которых он участвует.

1.3.2. Недостаток технологии объектов

Существует несколько серьезных заблуждений, которые необходимо учитывать при рассмотрении использования объектно-ориентированного метода:

Объектно-ориентированное развитие не является панацеей. Объектно-ориентированное развитие лучше всего подходит для динамических интерактивных сред, о чем свидетельствует его широкое признание в CAD / CAM и системах проектирования. Широкомасштабные объектно-ориентированные корпоративные системы до сих пор не используют данный метод.

Объектно-ориентированное развитие не является технологией. Хотя многие сторонники религиозны в своем стремлении к объектно-ориентированным системам, что все направлены на объектно-ориентированный подход к решению проблем, а не по какой-либо конкретной технологии.

Объектно-ориентированное развитие получило некоторую рыночную респектабельность. Тем не менее, есть большие оговорки в отношении того, станет ли объектно-ориентированное развитие одной из основных сил или исчезнет в истории, как в 1980-х годах, когда системы поддержки принятия решений дали большие обещания, только чтобы исчезнуть в неясности.

Невозможно найти квалифицированных программистов и администраторов баз данных. Большинство менеджеров хотели бы получить объектно-технологический подход, но у них нет времени для обучения своих сотрудников объектно-ориентированным методам. Другие скажут, что объектно-ориентированный метод предназначен только для графических систем рабочих станций и что нет неотложной необходимости объектно-ориентированной системы в основных бизнес-системах.

Несмотря на то, что коммерческие объектно-ориентированные языки программирования уже несколько лет находятся на рынке, системы, написанные на объектно-ориентированных языках, составляют сегодня менее 1% систем.

2. Разработка объектно-ориентированной системы

2.1. Жизненный цикл разработки объектно-ориентированной системы

Он состоит из трех макропроцессов:

• Объектно-ориентированный анализ;
• Объектно-ориентированный дизайн;
• Объектно-ориентированная реализация;
• Объектно-ориентированный жизненный цикл;

Разработка объектно-ориентированных систем включает в себя следующие этапы:

• Объектно-ориентированный анализ;
• Объектно-ориентированное проектирование;
• макетирования;
• Реализация;
• Инкрементное тестирование;
• Объектно-ориентированный анализ.

Объектно-ориентированный анализ – этот этап связан с определением системных требований и пониманием требований к системе, создающих модель использования. Вариант использования - сценарий для описания взаимодействия между пользовательской и компьютерной системой. Эта модель представляет собой пользовательские потребности или пользовательский вид системы.