Объективно-ориентированный подход: принципы, отличия объектноориентированного подхода от структурного. Анализ требований и предварительное проектирование системы. Объектноориентированное моделирование. Объектноориентированные CASE-средства. Объектноориентированные методики. Тенденции развития и состояния рынка ОО CASE.
Введение. Систематическое применение объектноориентированного подхода позволяет разрабатывать хорошо структурированные, надежные в эксплуатации, достаточно просто модифицируемые программные системы. Этим объясняется интерес программистов к объектно-ориентированному подходу и объектно-ориентированным языкам программирования. Он является одним из наиболее интенсивно развивающихся направлений теоретического и прикладного программирования.
Принципы, отличия объектно-ориентированного подхода от структурного. Объектно-ориентированный подход - разрабатывает программное обеспечение, основанное на моделировании объектов реального мира и фокусирующее внимание на объекте, представляет собой целостную модель и естественную имитацию деятельности некоторого элемента реального мира. Три основных принципа языков объективно-ориентированного программирования. Язык может называться объектно-ориентированным, если в нем реализованы три концепции: объекты, классы, наследование. Однако теперь принято считать, что такие языки должны держаться на других трех китах: инкапсуляции, наследовании , полиморфизме. Этот философский сдвиг произошел из-за того, что со временем стали понимать, что построить объектно-ориентированные системы без инкапсуляции и полиморфизма так же невозможно, как без классов и наследования.
Отличия объектно-ориентированного подхода от структурного: Первое отличие этих подходов друг от друга заключается в принципах декомпозиции и структурной организации элементов (компонентов, модулей) системы. Согласно этим принципам система представляет собой структуру, состоящую из четко выраженных модулей, связанных между собой определенными отношениями. При использовании структурного подхода (первый вид декомпозиции), выполняется функциональная (процедурная, алгоритмическая) декомпозиция системы. Т. е. она представляется в виде иерархии (дерева) взаимосвязанных функций. На высшем уровне система представляется единым целым с наивысшей степенью абстракции и по мере детализации (добавления уровней) разбивается на функциональные компоненты с более конкретным содержанием. Второй вид декомпозиции – объектно-ориентированный. В рамках этого подхода система разбивается на набор объектов, соответствующих объектам реального мира, взаимодействующих между собой путем посылки сообщений.
Вторым отличием является объединение в объекте как атрибутивных данных (характеристики, свойства), так и поведения (функции, методы). В функциональноориентированных системах функции и данные хранятся (существуют) отдельно. Третье отличие двух подходов заключается в структурной организации внутри модулей системы. В структурном подходе модуль состоит из функций, иерархически связанных между собой отношением композиции (англ. part-of – часть-целое), т. е. функция состоит из подфункций, подфункция из подподфункций и т. д. В объектно-ориентированном подходе иерархия выстраивается с использованием двух отношений: композиции и наследования (англ. is-a – это есть). При этом в объектноориентированном подходе «объект-часть» может включаться сразу в несколько «объектов-целое» . Таким образом, модуль в структурном подходе представляется в виде дерева, а в объектно-ориентированном подходе – в виде ориентированного графа, т. е. с помощью более общей структуры.
Анализ требований и предварительное проектирование системы. Проектирование прикладной программной системы начинается с анализа требований, которым она должна будет удовлетворять. Такой анализ проводится с целью понять назначение и условия эксплуатации системы настолько, чтобы суметь составить ее предварительный проект. При объектно-ориентированном подходе анализ требований к системе сводится к разработке моделей этой системы. Моделью системы называется формальное описание системы, в котором выделены основные объекты, составляющие систему, и отношения между этими объектами. Модели помогают: § проверить работоспособность разрабатываемой системы на ранних этапах ее разработки; § общаться с заказчиком системы, уточняя его требования к системе; § вносить (в случае необходимости) изменения в проект системы (как в начале ее проектирования, так и на других фазах ее жизненного цикла).
Объектно-ориентированное моделирование. В настоящее время существует несколько технологий объектноориентированной разработки прикладных программных систем, в основе которых лежит построение и интерпретация на компьютере моделей этих систем. Мы подробно ознакомимся с одной из таких технологий - OMT (Object Modeling Techniques). . В технологии OMT проектируемая программная система представляется в виде трех взаимосвязанных моделей: ü объектной модели, которая представляет статические, структурные аспекты системы, в основном связанные с данными; ü динамической модели, которая описывает работу отдельных частей системы; ü функциональной модели, в которой рассматривается взаимодействие отдельных частей системы (как по данным, так и по управлению) в процессе ее работы.
Эти три вида моделей позволяют получить три взаимноортогональных представления системы в одной системе обозначений. Совокупность моделей системы может быть проинтерпретирована на компьютере (с помощью инструментального программного обеспечения), что позволяет продемонстрировать заказчику характер работы с будущей системой и существенно упрощает согласование предварительного проекта системы. Модели, разработанные и отлаженные на первой фазе жизненного цикла системы, продолжают использоваться на всех последующих его фазах, облегчая программирование системы, ее отладку и тестирование, сопровождение и дальнейшую модификацию.
Объектно-ориентированные CASE-средства (Rational Rose) Rational Rose - CASE-средство фирмы Rational Software Corporation (США) - предназначено для автоматизации этапов анализа и проектирования ПО, а также для генерации кодов на различных языках и выпуска проектной документации. Rational Rose использует синтезметодологию объектно-ориентированного анализа и проектирования. В основе работы Rational Rose лежит построение различного рода диаграмм и спецификаций, определяющих логическую и физическую структуры модели, ее статические и динамические аспекты. В их число входят диаграммы классов, состояний, сценариев, модулей, процессов. В составе Rational Rose можно выделить 6 основных структурных компонент: репозиторий, графический интерфейс пользователя, средства просмотра проекта (browser), средства контроля проекта, средства сбора статистики и генератор документов
В результате разработки проекта с помощью CASE -средства Rational Rose формируются следующие документы: § диаграммы классов; § диаграммы состояний; § диаграммы сценариев; § диаграммы модулей; § диаграммы процессов; § спецификации классов, объектов, атрибутов и операций § заготовки текстов программ; § модель разрабатываемой программной системы.
Объектно-ориентированные методики. При всякой возможности для доступа к полям данных должны использоваться методы объекта. Метод является процедурой или функцией, описанной внутри объекта и жестко ограниченной этим объектом. Методы являются одними из наиболее примечательных атрибутов объектно-ориентированного программирования и требуют некоторой практики перед использованием. Метод - это процедура или функция, объединенная с данным типом столь тесно, что метод является как бы окруженным невидимым оператором with, что делает экземпляр данного типа доступными изнутри для метода. Определение типа включает заголовок метода. Полное определение метода квалифицируется в имени типа. Тип объекта и метод объекта являются двумя лицами этой новой разновидности структуры, именуемой методом.
Тенденции развития и состояния рынка ОО CASE. Сложилось так, что ОО CASE начали создаваться в условиях, когда доминировала структурная методология разработки программных систем, а в рамках ОО подхода было предложено достаточно много различных методов разработки, которые отличаются как базовой нотацией, так и типами создаваемых моделей. В настоящее время рынок ОО CASE включает средства, которые поддерживают несколько различных методов, и средства, ориентированные только на один метод. Средства первой группы предоставляют пользователю возможность выбора удобной для него нотации и преобразования из одной нотации в другую (хотя обычно с рядом ограничений). Некоторые из них позволяют создавать собственные нотации, представляя собой мета-CASE. Существенным моментом является переход от простых клиентсерверных систем к распределенным (CORBA, DCOM). Это вынуждает поставщиков улучшать свои продукты. Сюда входят вопросы повторного использования, стандартных библиотек, Internet, языков типа Java, форматов типа HTML.
Заключение. Сравнительный анализ CASE-систем показывает, что на сегодняшний день одним из наиболее приближенных к идеальному варианту CASE-средств является семейство Rational Rose фирмы Rational Software Corporation. Следует полагать, что лидерство этой фирмы сохранится и в будущем. Подводя итог, следует заметить, что, хотя CASE-средства поставляются с полной документацией и имеются теоретические разработки ОО методов, изложенные в литературе, решающее значение для судьбы проектов сложных программных систем имеет знание методик их разработки на основе конкретных CASE-средств, в которых отражается опыт разработки таких систем и которые не приводятся в документации.
Скачать презентацию Объективно-ориентированный подход принципы отличия объектноориентированного подхода от структурного
Prezentatsia_Microsoft_Office_PowerPoint.pptx