精品PPT课件--第一章软件建模概论.ppt

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1、精品PPT课件-第一章软件建模概论 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望2第第0章章 Introduction0.1 课程名称0.2 教学目的0.3 教学内容0.4 参考书目30.1 课程名称课程名称UML语言设计面向对象技术与UML教程软件建模技术40.2 教学目的教学目的在掌握面向对象技术的基础上，学习如何采用统一建模语言(UML)来对系统进行分析、设计和开发。掌握Rose工具。(实践能力)50.3 教学内容教学内容软件建模概述UML概述用例图类图和

2、对象图顺序和协作图状态图和活动图构件图和部署图UML与统一开发过程RUP使用UML分析设计应用系统60.4 参考书目参考书目(1/2)UML与软件建模徐宝文 清华大学出版社面向对象技术UML教程 王少锋 清华大学出版社70.4 参考书目参考书目(2/2)UML 用户指南Grady Booch.Rational Rose 2003教程考核方式考核方式项目所占成绩比例考试40%大作业30%上机实验20%平时表现、作业、考勤10%总评100%课程资源、课时安排课程资源、课时安排课件：http:/本课程相关网站：http:/课时安排：授课+上机：24+16 学时+n自学如何学好如何学好11/336第第

3、1章章 软件建模概论软件建模概论东北大学信息科学与工程学院东北大学信息科学与工程学院 杨雷杨雷E-Mail:E-Mail:12主要内容主要内容1.1 模型1.2 软件过程 1.3 软件模型1.4 面向对象方法基础1.5 面向对象的软件建模方法1.1 模型模型地图模型地图模型1.1 模型模型建筑模型建筑模型1.1 模型模型规划模型规划模型绘画模型绘画模型1.1 模型模型定积分的含义：定积分的含义：欧姆定律：欧姆定律：数学、物理模型数学、物理模型1.1 模型模型软件生存周期的瀑布模型软件生存周期的瀑布模型1.1 模型模型1.1 模型模型模型定义:模型是对某一系统完整的抽象，是对现实的简化。模型是对

4、现实系统的简化或模拟,是对现实系统本质特征的一种简化、直观、类比和抽象的描述。建模的目的是为了解决客观世界中存在的问题，而不仅仅是为了描述客观事物模型的表示包括文字或图形。1.1 模型模型 （模型的作用）（模型的作用）n便于理解和交流模型可以促进项目的有关人员对系统的理解和交流。n优选方案通过模型帮助人们从多个方案中挑选出优选的方案。n缩短开发周期通过建模形象化系统开发内容和开发过程，提高开发效率，缩短开发周期。1.1 模型模型 （建模的原因）（建模的原因）n人对复杂问题的理解能力有限，通过建模对现实世界进行一定程度的抽象，可以简化所研究问题的难度。n对大型复杂系统建模时，可以采用“各个击破”

5、的手段，将要解决的问题分解为一系列小问题，即在建模过程中一次只注重研究它的一个方面，这样通过对小问题的解决从而得到整个问题的解。1.1 模型模型 （模型的特征）（模型的特征）n反映性模型用来反映客观实体n简化性以简化的方式来反映客观事物n直观性方便、直观的方式反映客观n抽象性以抽象的方式描述客观事物及其规律。1.1.从学科分：从学科分：从学科分：从学科分：可以从不同方面对模型进行分类：可以从不同方面对模型进行分类：思维模型社会模型工程模型建筑模型软件模型1.1 模型模型 （模型的类型）（模型的类型）逻辑模型实体模型2.2.从形物化角度分：从形物化角度分：从形物化角度分：从形物化角度分：3.3.

6、从抽象程度分：从抽象程度分：从抽象程度分：从抽象程度分：n概念模型系统的雏形，对系统的概括性描述。n逻辑模型原理上合理可行的系统，是对现实系统的逻辑化、设计性描述。n物理模型逻辑模型的基础上，考虑设计细节，实现的实在系统。建立模型的过程被称为建模。建立模型的过程被称为建模。建立模型的过程是一个抽象、反复和逐步建立模型的过程是一个抽象、反复和逐步求精的过程。求精的过程。需求理解需求理解模型模型模型分析模型分析建立模型建立模型现实系统现实系统1.1 模型模型 （建模）（建模）建模的原则1.选择建立什么样的模型对如何发现和解决问题具有重要的影响。2.每个模型可以有多种表达方式。使用者的身份和使用的原

7、因是评判模型好坏的关键3.最好的模型总是能够切合实际。模型是现实的简化，必须保证简化过程不会掩盖任何重要的细节。4.孤立的模型是不完整的。建模的原则建模的原则过程过程表示法表示法工具工具1.1 模型模型 （模型的三要素）（模型的三要素）n过程 建立模型的过程,只有确切知道建模的过程才能够成功建立一个模型。n表示法 模型的表示，也就是建模语言，是建立模型的关键，例如UML就是软件的建模语言。n工具 通过建模工具来方便建立模型。30主要内容主要内容1.1 模型1.2 软件过程 1.3 软件模型1.4 面向对象方法基础1.5 面向对象的软件建模方法1.生命周期与过程生命周期与过程 生命周期生命周期:

8、指事物衍生存在的时间历程。指事物衍生存在的时间历程。人的生命周期人的生命周期1.2 软件过程软件过程幼幼年年少少年年中中年年青青年年老老年年 过程过程:是事物在其生命周期中是事物在其生命周期中,按照某种特按照某种特征征,一系列相关活动按照确定的次序演绎变化的一系列相关活动按照确定的次序演绎变化的进程。进程。人的生命周期身体发育过程身体发育过程心理成熟过程心理成熟过程性格形成过程性格形成过程接受教育过程接受教育过程2.软件过程的概念软件过程的概念 软软件件过过程程（software software processprocess）是是指指软软件件在在其其生生命命周周期期中中，一一系系列列相相关关

9、活活动动按按照照确确定定的的次次序序演演绎绎变变化化的的进进程程。象象获获取取过过程程、管管理理过过程程、开发过程、维护过程等。开发过程、维护过程等。3.3.软件过程的提出软件过程的提出 软软件件年年代代中中期期以以前前，软软件件过过程程没没有有受受到到重重视视，软软件件过过程程分分含含在在不不同同的的软软件件开开发发方方法法之中，软件过程十分混乱；之中，软件过程十分混乱；年年代代软软件件过过程程开开始始受受到到重重视视，年年国际正式颁布软件过程标准；国际正式颁布软件过程标准；年年正正式式接接受受RationalRational提提出出的的：统一软件开发过程：统一软件开发过程。4.软件工程过程

10、的基本内容 按照国标按照国标GB-8566-1995GB-8566-1995（信息技术软件生（信息技术软件生存期过程）规定，软件过程共包括存期过程）规定，软件过程共包括 获取过程获取过程 运作过程运作过程 供应过程供应过程 维护过程维护过程 管理过程管理过程 支持过程支持过程 开发过程开发过程 裁剪过程裁剪过程 支持支持合同合同获取过程获取过程供应过程供应过程供需观点供需观点需方、供需方、供方方管理观点管理观点管理者管理者管理管理管理过程管理过程维护过程维护过程运行过程运行过程开发过程开发过程支持支持支持过程支持过程：文档过程文档过程 质量保证过程质量保证过程配置管理过程配置管理过程 验证过程

11、验证过程培训过程培训过程 评审与审计过程评审与审计过程环境建立过程环境建立过程工程观点工程观点操作者操作者开发者开发者维护者维护者介入支持过程的人员介入支持过程的人员支持观点支持观点图图1 软件过程软件过程 美美国国RationalRational公公司司，于于19981998年年6 6月月公公布布了了统统一一 软软 件件 开开 发发 过过 程程 RUPRUP（Rational Rational Unified Unified ProcessProcess）。）。结结束束软软件件开开发发过过程程的的混混乱乱局局面面，使使软软件件开开发发过程得到了统一。过程得到了统一。5.统一软件开发过程RUP

12、 1)RUP的提出的提出 时间维时间维:初始、细化、构建、移交初始、细化、构建、移交4 4个阶段。个阶段。工工作作维维：领领域域分分析析、需需求求分分析析、系系统统设设计计、实实现和测试等核心工作。现和测试等核心工作。2)RUP的结构图2 统一软件开发过程的二维结构图3 软件各开发阶段工作的比例 领域分析领域分析(Business Analysis)对软件所服务的业务领域进行深入分析。对管对软件所服务的业务领域进行深入分析。对管理型软件来说，领域分析的工作有：理型软件来说，领域分析的工作有：现行企业系统调查；现行企业系统调查；企业目标分析；企业目标分析；机构和职能分析；机构和职能分析；业务流程

13、分析；业务流程分析；企业实体分析；企业实体分析；建立领域模型等。建立领域模型等。3)软件的主要开发工作 需求分析需求分析(Requirements Analysis)需求分析是对所开发的软件系统应该需求分析是对所开发的软件系统应该具有的功能、性能和作用的分析。需求分具有的功能、性能和作用的分析。需求分析主要工作：析主要工作：需求调查；需求调查；需求分析；需求分析；需求建模；需求建模；需求审核。需求审核。系统设计系统设计(System Design)系统设计的任务是确定软件系统的设计方案。系统设计的任务是确定软件系统的设计方案。系统设计包括：系统设计包括：1 1）软件结构设计）软件结构设计 系统

14、平台设计系统平台设计 软件体系结构设计软件体系结构设计 软件结构设计软件结构设计 2 2）详细设计）详细设计 子系统设计子系统设计 数据库设计数据库设计 界面设计界面设计 系统实现系统实现(System Implemention)系统实现的任务是把软件系统的设计方案系统实现的任务是把软件系统的设计方案转变成为可以交付测试的软件系统实物。系统转变成为可以交付测试的软件系统实物。系统实现的工作包括实现的工作包括 编程编程;单元测试单元测试;系统集成。系统集成。.测试测试(Test)测试是对所实现的软件系统进行的测测试是对所实现的软件系统进行的测试。测试的工作包括：试。测试的工作包括：编制测试计划编

15、制测试计划 构造测试用例构造测试用例 实施测试实施测试46主要内容主要内容1.1 模型1.2 软件过程 1.3 软件模型1.3 面向对象方法基础1.4 面向对象的软件建模方法 软软件件模模型型:对对软软件件系系统统在在各各个个开开发发阶阶段段本本质质特特性性的的描描述述，它它要要反反映映软软件件系系统统的的形成过程形成过程。领域模型领域模型需求模型需求模型设计模型设计模型实现模型实现模型测试模型测试模型软件模型的概念软件模型的概念1.3 软件模型软件模型用户需求用户需求业务领域业务领域软件产品软件产品软件模型软件模型1)1)软件模型是软件的中间形态软件模型是软件的中间形态软件模型的作用软件模型

16、软件产品软件开发过程软件开发过程业务领域用户需求实现环境设计意图2)2)软件模型是对业务领域、用户需求、设计意图、软件模型是对业务领域、用户需求、设计意图、实现环境的反映实现环境的反映软件模型3)3)软件模型是人员交流的媒介软件模型是人员交流的媒介用户用户开发人员开发人员中介机构中介机构软件模型4)4)软件模型是软件升级、维护的依据软件模型是软件升级、维护的依据软件建模的要素建模过程建模过程建模方法建模方法建模语言建模语言建模工具建模工具软件开发之喻建造房子(旅行、指挥作战)学习软件建模：如何从建筑工人成长为建筑师音乐建模的表示载体：五线谱建筑建模的表示载体：图纸软件建模的表示载体：？教学进程

17、教学进程教学进程教学进程业务模型业务模型业务模型业务模型也叫领域模型，描述软件所要服也叫领域模型，描述软件所要服也叫领域模型，描述软件所要服也叫领域模型，描述软件所要服务的业务领域的业务状况和业务务的业务领域的业务状况和业务务的业务领域的业务状况和业务务的业务领域的业务状况和业务关系。关系。关系。关系。1.2 软件建模（内容）软件建模（内容）教学进程教学进程教学进程教学进程业务模型业务模型业务模型业务模型需求模型需求模型需求模型需求模型描述软件向用户所能够提供的描述软件向用户所能够提供的描述软件向用户所能够提供的描述软件向用户所能够提供的外在特性，包括软件的目标、外在特性，包括软件的目标、外在

18、特性，包括软件的目标、外在特性，包括软件的目标、功能、性能等。功能、性能等。功能、性能等。功能、性能等。1.2 软件建模（内容）软件建模（内容）教学进程教学进程教学进程教学进程业务模型业务模型业务模型业务模型逻辑模型逻辑模型逻辑模型逻辑模型为了实现需求模型所规定的软件为了实现需求模型所规定的软件为了实现需求模型所规定的软件为了实现需求模型所规定的软件需求，软件内部的逻辑构成及逻需求，软件内部的逻辑构成及逻需求，软件内部的逻辑构成及逻需求，软件内部的逻辑构成及逻辑要素和逻辑关系。辑要素和逻辑关系。辑要素和逻辑关系。辑要素和逻辑关系。需求模型需求模型需求模型需求模型软件建模（内容）软件建模（内容）

19、教学进程教学进程教学进程教学进程业务模型业务模型业务模型业务模型设计模型设计模型设计模型设计模型软件的设计方案。软件的设计方案。软件的设计方案。软件的设计方案。包括软件的结构，详细设计，包括软件的结构，详细设计，包括软件的结构，详细设计，包括软件的结构，详细设计，界面，数据库等设计方案。界面，数据库等设计方案。界面，数据库等设计方案。界面，数据库等设计方案。需求模型需求模型需求模型需求模型逻辑模型逻辑模型逻辑模型逻辑模型软件建模（内容）软件建模（内容）教学进程教学进程教学进程教学进程业务模型业务模型业务模型业务模型实现模型实现模型实现模型实现模型软件的实现方案。软件的实现方案。软件的实现方案。

20、软件的实现方案。包括软件的实现结构，构件，包括软件的实现结构，构件，包括软件的实现结构，构件，包括软件的实现结构，构件，文件等。文件等。文件等。文件等。需求模型需求模型需求模型需求模型逻辑模型逻辑模型逻辑模型逻辑模型设计模型设计模型设计模型设计模型软件建模（内容）软件建模（内容）教学进程教学进程教学进程教学进程业务模型业务模型业务模型业务模型测试模型测试模型测试模型测试模型测试软件的方案描述。测试软件的方案描述。测试软件的方案描述。测试软件的方案描述。需求模型需求模型需求模型需求模型逻辑模型逻辑模型逻辑模型逻辑模型设计模型设计模型设计模型设计模型实现模型实现模型实现模型实现模型软件建模（内容）

21、软件建模（内容）60主要内容主要内容1.1 模型1.2 软件过程 1.3 软件模型1.4 面向对象方法基础1.5 面向对象的软件建模方法611.4 面向对象方法基础面向对象方法基础软件危机及软件工程对软件开发的认识 复杂性及控制复杂性的基本方法面向对象技术面向对象领域中的基本概念62软件危机及软件工程软件危机及软件工程软件危机软件危机：落后的软件生产方式无法满足迅速增长的软件需求，从而导致软件(大型)开发与维护过程中出现一系列严重问题的现象。主要表现：软件开发费用和进度失控软件的可靠性差生产出来的软件难以维护软件成本在计算机系统总成本中所占的比例居高不下，且逐年上升软件开发生产率提高的速度远远

22、跟不上计算机应用迅速普及深入的需要Crisis！63软件危机例证IBM公司的 OS/360，共约100万条指令，花费了5000个人年；经费达数亿美圆，而结果却令人沮丧，错误多达2000个以上，系统根本无法正常运行。OS/360系统的负责人Brooks这样描述开发过程的困难和混乱：“像巨兽在泥潭中作垂死挣扎，挣扎得越猛，泥浆就沾得越多，最后没有一个野兽能够逃脱淹没在泥潭中的命运。”1963年美国飞往火星的火箭爆炸，造成1000万美元的损失。原因是FORTRAN程序：DO 5 I=1，3 误写为：DO 5 I=1.31967年苏联“联盟一号”载人宇宙飞船在返航时，由于软件忽略一个小数点，在进入大气

23、层时因打不开降落伞而烧毁。64硬件硬件/软件成本变化趋势软件成本变化趋势硬件软件100%0%19551970198565软件技术进步落后于需求增长软件技术进步落后于需求增长66软件危机软件危机原因客观：软件本身特点逻辑部件规模庞大主观：不正确的开发方法忽视需求分析错误认为：软件开发=程序编写轻视软件维护67软件危机及软件工程软件危机及软件工程软件工程提出：1968年北大西洋公约 软件可靠性会议(NATO)定义软件工程软件工程(Software Engineering，简称为SE)是一门研究用工程化方法构建和维护有效的、实用的和高质量的软件的学科。它涉及到程序设计语言，数据库，软件开发工具，系统

24、平台，标准，设计模式等方面。目的就是在规定的时间、规定的开发费用内开发出满足用户需求的高质量的软件系统。(高质量不只是指错误率低，还包括好用、易用、可移植、易维护等。)68软件工程的发展 软件工程的发展已经历了软件工程的发展已经历了三三三三个重要阶段：个重要阶段：3 3 3 3、第三代第三代第三代第三代软件工程软件工程软件工程软件工程 构件工程（软件复用）构件工程（软件复用）构件工程（软件复用）构件工程（软件复用）2 2 2 2、第二代第二代第二代第二代软件工程软件工程软件工程软件工程 对象工程对象工程对象工程对象工程1 1 1 1、第一代第一代第一代第一代软件工程软件工程软件工程软件工程 传

25、统传统传统传统的软件工程的软件工程的软件工程的软件工程注：软件工程发展阶段论没有统一定论注：软件工程发展阶段论没有统一定论注：软件工程发展阶段论没有统一定论注：软件工程发展阶段论没有统一定论 6060年年 代代 末末 到到 7070年年 代代 为为 了了 克克 服服“软软 件件 危危 机机”(Software(Software crisis)crisis)提提出出“软软件件工工程程”的的名名词词,将将软软件件开开发发纳纳入入工工程程化化的的轨轨道道，基基本本形形成成软软件件工工程程的的概概念念、框架、技术和方法。称为框架、技术和方法。称为传统传统的软件工程的软件工程。69软件工程的发展软件工程

26、的发展已经历了软件工程的发展已经历了三三三三个重要阶段：个重要阶段：3 3 3 3、第三代第三代第三代第三代软件工程软件工程软件工程软件工程 构件工程（软件复用）构件工程（软件复用）构件工程（软件复用）构件工程（软件复用）2 2 2 2、第二代第二代第二代第二代软件工程软件工程软件工程软件工程 对象工程对象工程对象工程对象工程1 1 1 1、第一代第一代第一代第一代软件工程软件工程软件工程软件工程 传统传统传统传统的软件工程的软件工程的软件工程的软件工程注：软件工程发展阶段论没有统一定论注：软件工程发展阶段论没有统一定论注：软件工程发展阶段论没有统一定论注：软件工程发展阶段论没有统一定论 80

27、 80年代中到年代中到9090年代，面向对象年代，面向对象的方法与技术得到发展，研究的重的方法与技术得到发展，研究的重点转移到面向对象的分析与设计，点转移到面向对象的分析与设计，演化为一种完整的软件开发方法和演化为一种完整的软件开发方法和系统的技术体系，称为系统的技术体系，称为对象工程。对象工程。70软件工程的发展软件工程的发展已经历了软件工程的发展已经历了三三三三个重要阶段：个重要阶段：3 3 3 3、第三代第三代第三代第三代软件工程软件工程软件工程软件工程 构件工程（软件复用）构件工程（软件复用）构件工程（软件复用）构件工程（软件复用）2 2 2 2、第二代第二代第二代第二代软件工程软件工

28、程软件工程软件工程 对象工程对象工程对象工程对象工程1 1 1 1、第一代第一代第一代第一代软件工程软件工程软件工程软件工程 传统传统传统传统的软件工程的软件工程的软件工程的软件工程注：软件工程发展阶段论没有统一定论注：软件工程发展阶段论没有统一定论注：软件工程发展阶段论没有统一定论注：软件工程发展阶段论没有统一定论 90起年代，基于构件（起年代，基于构件（Component）的开发方法取得重要进展，软件系统的的开发方法取得重要进展，软件系统的开发可通过使用现成的可复用构件组装开发可通过使用现成的可复用构件组装完成，而无需从头开始构造，以此达到完成，而无需从头开始构造，以此达到提高效率和质量，

29、降低成本的目的。称提高效率和质量，降低成本的目的。称为构件工程。为构件工程。71软件软件软件就是程序？一一一一定定定定要要要要纠纠纠纠正正正正软软软软件件件件就就就就是是是是程程程程序序序序，开开开开发发发发软软软软件件件件就就就就是是是是编编编编写写写写程程程程序序序序的的的的错误观念！错误观念！错误观念！错误观念！软件定义：软件是能够完成预定功能和性软件定义：软件是能够完成预定功能和性能的可执行的计算机程序和使程序正常执行所能的可执行的计算机程序和使程序正常执行所需要的数据，加上描述软件开发过程及其管理、需要的数据，加上描述软件开发过程及其管理、程序的操作和使用的有关文档。程序的操作和使用

30、的有关文档。程序的构成：面向过程的程序=算法+数据结构 面向对象的程序=对象+消息 面向构件的程序=构件+框架 72软件软件软件的简要定义：软件的简要定义：软件软件=程序程序+数据数据+文档文档程序：按事先设计的功能和性能需求执行的指令序列数据：是程序能正常操纵信息的数据结构文档：与程序开发及过程管理、维护和使用有关的图 文材料程序、软件与软件产品：程序、软件与软件产品：独唱独唱小合唱小合唱合唱合唱万人大合唱万人大合唱|简单程序简单程序 较复杂程序较复杂程序 软件软件73软件规模越来越大软件规模越来越大 Windows9595有有10001000万行代码万行代码 Windows20002000

31、有有50005000万行代码万行代码Exchange2000和和 Windows20002000开发人员结构开发人员结构Exchange2000Windows20002000项目经理项目经理25人人约约250人人开发人员开发人员140人人约约1700人人测试人员测试人员350人人约约3200人人74复杂性及控制复杂性的基本方法复杂性及控制复杂性的基本方法软件的固有复杂性：著名的计算机专家、被称之为IBM 360系列计算机之父的F.Brooks认为软件的复杂性是固有的，软件可能是人类所能制造出来的最复杂的实体。(F.Brooks,No Silver Bullet:Essence and Acci

32、dents of Software Engineering,Computer,April 1987,pp.10-19)导致软件复杂性的原因与计算机的体系结构有关软件开发是人的一种智力活动各元素之间的相互作用关系的不确定性随硬件变化而变化75复杂性及控制复杂性的基本方法复杂性及控制复杂性的基本方法软件固有复杂性使得开发成员之间的通讯变得困难，开发费用超支、开发时间延期等；也导致产品有缺陷、不易理解、不可靠、难以使用、功能难以扩充等。软件的复杂性是固有的，即不能采用某种方法彻底消除软件的复杂性，因此软件危机只能是通过控制复杂性的方法解决。76复杂性及控制复杂性的基本方法复杂性及控制复杂性的基本方法

33、控制软件复杂性的基本方法分解对复杂系统采用“各个击破”的策略抽象抽取系统中的基本特性而忽略非基本的部分模块化高内聚(cohesion)，低耦合(coupling)高内聚指的是在一个模块中应尽量多地汇集逻辑上相关的计算资源；低耦合指的是模块之间的相互作用应尽量少。信息隐蔽 也称封装。模块内部的实现细节与外界隔离，提高了软件的可维护性。结构化开发方法结构化开发方法何谓“结构化”？结构化程序设计设计过程 程序组织 语句构造 结构化 结构化分析设计数据流图 数据字典 模块结构图结构化的好处科学化 可读性 模块化模块化 信息隐蔽.结构化开发方法结构化开发方法（1）结构化模型设计方法的实现 传统的面向过程

34、的软件开发是从-算法的角度和业务流程进行建模。（2）模型的核心是数据词典它描述了所有的在目标系统中使用的和生成的数据对象。围绕着这个核心的有三种图：p实体-关系图(ERD)描述数据对象及数据对象之间的关系，用于数据建模；p数据流图(DFD)描述数据在系统中如何被传送或变换，以及描述如何对数据流进行变换的功能（子功能），用于功能建模；p使用系统结构图来表达功能间的关系（3 3）使）使用系统用系统结构图结构图来表达来表达功能间功能间的关系的关系（4 4）使用数据流图表达功能）使用数据流图表达功能与数据间关系，同时使用与数据间关系，同时使用ERER图表达数据间关系图表达数据间关系 q传统的结构化模型

35、的设计所建立的模型（数传统的结构化模型的设计所建立的模型（数据）不能反应源代码（操作），忽略了模型据）不能反应源代码（操作），忽略了模型与代码之间不可分割的内在联系与代码之间不可分割的内在联系 模型与代码几乎没什么关系。同时根据模型与代码几乎没什么关系。同时根据模型不能生成代码，反之根据代码更不能模型不能生成代码，反之根据代码更不能生成模型。生成模型。q不能保证软件的质量，更不易软件的维护不能保证软件的质量，更不易软件的维护-没什么约束力也没有检测的标准。没什么约束力也没有检测的标准。结构化模型设计方法主要的缺点结构化模型设计方法主要的缺点q传统的软件开发是从算法的角度进行建模传统的软件开发是

36、从算法的角度进行建模-所有的软件都用函数作为构造块，这种建模所有的软件都用函数作为构造块，这种建模方法使设计人员把精力放在控制流程和对应方法使设计人员把精力放在控制流程和对应的算法进行分析上，这种方法建立的模型是的算法进行分析上，这种方法建立的模型是脆弱的，因为当需求发生变化的时候，将难脆弱的，因为当需求发生变化的时候，将难以维护。以维护。q没有体现出数据所表示的业务含义，并且对没有体现出数据所表示的业务含义，并且对客观世界的描述不够准确客观世界的描述不够准确 q过程式设计对于比较复杂的问题，或是在开过程式设计对于比较复杂的问题，或是在开发中需求变化比较多的时候，往往显得力不发中需求变化比较多

37、的时候，往往显得力不从心从心结构化模型设计方法主要的缺点结构化模型设计方法主要的缺点82面向对象技术面向对象技术什么是面向对象英文：Object-oriented,OOOO是控制软件复杂性的有效途径，充分体现了分解、抽象、模块化、信息隐蔽传统结构化方法以过程为中心，对问题进行功能分解面向对象方法对问题域进行自然分割，尽可能直接地描述现实世界面向对象基本思想面向对象基本思想在软件开发中在软件开发中,采用与人的思维过程相一致的采用与人的思维过程相一致的,直直接面向客观事物接面向客观事物,面向所要解决的需求问题面向所要解决的需求问题,并用并用一套对象、类、继承、消息等机制开发软件的系一套对象、类、继

38、承、消息等机制开发软件的系统性方法。统性方法。要点要点1 1：任何事物都是对象，对象有属性和方法。复：任何事物都是对象，对象有属性和方法。复杂对象可以由相对简单的对象以某种方式构成。杂对象可以由相对简单的对象以某种方式构成。要点要点2 2：通过类比发现对象间的相似性，即对象间的：通过类比发现对象间的相似性，即对象间的共同属性，是构成对象类的依据。共同属性，是构成对象类的依据。要点要点3 3：对象间的相互联系是通过传递：对象间的相互联系是通过传递“消息消息”来完来完成的。通过对象之间的消息通信驱动对象执行一系列成的。通过对象之间的消息通信驱动对象执行一系列的操作从而完成某一任务。的操作从而完成某

39、一任务。2、面向对象方法的特点面向对象方法的特点 1 1）直直接接面面向向客客观观事事物物与与人人类类思思维维方方法法一致一致 客观对象客观对象 2 2）采用一致连贯的软件模型）采用一致连贯的软件模型领域模型领域模型需求模型需求模型设计模型设计模型实现模型实现模型测试模型测试模型3 3）提高软件可重用性和效率）提高软件可重用性和效率老软件：老软件：新软件：新软件：框架框架 方案方案 程序程序 类类 文档文档继继 承承87面向对象技术面向对象技术面向对象技术充分体现了分解，抽象，模块化，信息隐蔽等思想，可以有效地提高软件生产率缩短软件开发时间提高质量历史历史PL发展机器语言汇编语言高级语言表达式

40、(Fortran)控制(COBOL)过程和函数(Pascal)模块和数据(Modula)对象(Smalltalk)抽象层次二进制串变量、运算、表达式、语句面向过程（PO）面向对象（OO）面向？（XO）低高软件工程发展的历史就是人们不断追求更高的抽象、封装和模块化的历史。面向对象技术新进展面向对象技术新进展面向对象数据库分布组件技术DCOMCORBAEJB和J2EE面向对象操作系统面向对象软件工程UMLDesign Pattern基于构件的软件工程并行面向对象技术90面向对象技术面向对象技术面向对象技术充分体现了分解，抽象，模块化，信息隐蔽等思想，可以有效地提高软件生产率缩短软件开发时间提高质量

41、91面向对象技术的优势稳定稳定:较小的需求变化不会导致系统结构大的改变。易于理解：易于理解：面向对象的模型更加贴切地反映了现实世界，尤其对于使用者。面向对象的方法Functions功能分解法92面向对象的方法有助于开发大型软件大型软件系统系统。具有更高的可靠性可靠性和灵活性灵活性。符合人们通常的思维方式；从分析到设计再到编码采用一致的模型表示具有高度连续性；软件重用性好。面向对象技术的优势93面向对象领域中的一些常用术语Object 对象对象(Instance 实例实例)Class 类类Attribute 属性属性Operation 操作操作(Method 方法方法)Encapsulation

42、 封装封装Inheritance 继承继承Polymorphism 多态多态Message 消息消息OOA 面向对象分析面向对象分析OOD 面向对象设计面向对象设计 一、对象对象 1、对象的概念、对象的概念 对对象象是是系系统统中中用用来来描描述述客客观观事事物物的的一一个个实实体体，它是构成系统的一个基本单位。它是构成系统的一个基本单位。对对象象既既可可以以描描述述客客观观存存在在的的事事物物，也也可可以以表表示示由由人人主主观观构构造造的的抽抽象象观观念念。对对象象可可以以是是具具体体的的、有有形形的的物物，也也可可以以是是无无形形的的事事物物或概念。或概念。汽车汽车灯泡灯泡扳手扳手农村农

43、村共产主义共产主义对象对象汽车汽车灯泡灯泡扳手扳手农村农村汽车汽车客观世界：客观世界：（客观事物）（客观事物）主观世界：主观世界：（概念）（概念）软件世界：软件世界：（对象）（对象）灯泡灯泡扳手扳手农村农村共产共产主义主义共产共产主义主义2、对象在三个世界中的含义客观空间客观空间软件空间软件空间主观空间主观空间扳手软盘吊车显微镜图片汽车事物事物概念概念对象对象 软件中对象由一组属性和操作组成。软件中对象由一组属性和操作组成。3、软件中的对象及性质对象名属性操作对象名称对象的静态性质对象的动态性质 例如例如:3、软件中的对象及性质雇员雇员姓名雇员出生日期雇佣日期雇员()Public class

44、Employee private String name;private EmployeeDate birthDate;private EmployeeDate hireDate;public Employee(Sting name,int bYYYY,int bMM,int bDD,int hYYYY,int hMM,int hDD)this.name=name;birthDate=new EmployeeDate(bYYYY,bMM,bDD);hireDate=new EmployeeDate(hYYYY,hMM,hDD);public String to String()return n

45、ame+”birthday:”+birthDate.toString()+“hired:”+hireDate.toString();雇员对象Java编写的“雇员对象”程序收音机收音机一个对象的实例图解一个对象的实例图解内部状态内部状态Turn onTurn offAdjust volumeChange channelother101类（Class）类类是具有相同属性和方法的一组对象的集合，它为属于该类的全部对象提供了统一的抽象描述，其内部包括属性和方法两个主要部分。汽车汽车灯泡灯泡扳手扳手农村农村共产主义共产主义类类 2、类的表示、类的表示 简化表示：例：规范表示：例：缩略表示：类名增加学生(

46、)删除学生()学校校名：Name地址：String电话：Number学校传感器类名属性操作实体类边界类控制类103说明同类对象具有相同的属性和方法，是指它们的定义形式相同，而不是说每个对象的属性值都相同。类是静态静态的；类的存在、语义和关系在程序执行前就已经定义好了。对象是动态动态的;对象在程序执行时可以被创建和删除。类（Class）104类的示例类类:Employee类名属性方法105封装（Encapsulation）封装封装就是把对象的属性和方法结合成一个独立的系统单位，并尽可能隐蔽对象的内部细节。封装就是使一个对象形成两个部分:接口接口和实现实现，对于用户来说，接口是可见的，实现是不可见

47、的。封装提供两种保护 1.保护对象保护对象：防止被用户误用。2.保护客户端保护客户端：封装能减小实现过程改变的副作用，即实现过程的的改变不会影响到相应客户端的改变。一辆银灰色的汽车一辆银灰色的汽车一辆银灰色的汽车一辆银灰色的汽车属性：颜色、型号、重量、排气量、服务：启动、停、加速、接口：方向盘、车钥匙108继承（Inheritance）特殊类的对象拥有其一般类的全部属性与方法，称作特殊类对一般类的继承继承。（一般类/特殊类；父类/子类；超类/子类；基类/派生类等是相同的概念。）109说明：继承保证类之间的一致性父类可以为所有子类定制规则;（许多OOP语言提供了这种实现机制，如C+中的虚函数，J

48、ava中的接口等）。利用继承可以开发更贴近现实的模型继承增加软件重用的机会降低开发和维护费用继承（Inheritance）110子类可以继承父类的属性，也可以增加或重新定义继承的属性。子类可以继承父类的操作，也可以增加或重新定义继承的操作。（重新定义称为override)override(覆盖)和overload(重载)的区别。继承（Inheritance）111覆盖override的例子public class A String name;public String getValues()return“Value is:”+name;public class B extends A Stri

49、ng address;public String getValues()return“Value is:”+address;112重载overload的例子public class A int age;String name;public void setValue(int i)age=i;public void setValue(String s)name=s;指一个类中有多个同名的方法，但在操作数个数或类型上有区别。113继承可分为单继承单继承和多继承多继承单继承：子类只从一个父类继承多继承：子类从多于一个的父类继承继承（Inheritance）114单继承例子例：交通工具是一个父类，地面

50、交通工具和空中交通工具是子类115多继承例子一个两栖交通工具同时继承地面交通工具和水上交通工具。116多继承可能引起的问题：“命名冲突”问题C+中采用成员名限定解决Eiffel中采用方法再命名机制Java中不支持多继承117多态(Polymorphism)多态多态是指在一般类中定义的属性或方法被特殊类继承之后，可以具有不同的数据类型或表现出不同的行为。118多态多态AnimalObjectElephantCatMouseBehaviorEat GrassEat MouseEat CheeseMethodEat()Eat()Eat()119多态多态 Case of animaltype:If a