3.4面向對象系統分析與設計

●面向對象的基本概念

基本概念：對象、類、抽象、封裝、繼承、多態、接口、消息、組件、模式、復用。

對象3要素：對象標識、對象狀態、對象行為。

類的數據(屬性)表現類靜態方面;類的函數(功能)表現類動態方面。

類和對象的關系：每個對象都是某一個類的實例;每個類有零或多個實例;類是生成對象的模板;類是靜態的，它的存在、語義和關系在程序執行前就已經定義好了，對象是動態的，它在程序執行時可以被創建和刪除。

繼承表示類之間的關系，可分為單繼承和多繼承。Java是單繼承語言，C++是多繼承語言。

多態是一種方法，使得多個類中可以定義同一個操作或屬性名，并在每個類中都有不同的實現。

接口是對操作規范的說明，定義操作應該做什么，沒有定義操作如何做，即沒有定義實現細節。

消息是對象間的交互手段。

組件是軟件系統可替換的、物理的組成部分，它封裝了實現體(實現某個功能)，并提供了一組接口的實現方法。組件應利于復用，同時提供公共特性和可變特性。

模式是一條由3部分組成的規則，表示了一個特定環境、一個問題、一個解決方案之間的關系。每個模式描述了一個重復發生的問題，以及該問題的解決方案。

●統一建模語言UML與可視化建模

統一建模語言(UML，UnifiedModelingLanguage)是一個通用的可視化建模語言，它是面向對象分析和設計的一種標準化表示，用于對軟件進行描述、可視化處理、構造和建立軟件系統的文檔。

UML描述了系統的靜態結構和動態行為，它將系統描述為一些獨立的相互作用的對象，構成為外界提供一定功能的模型結構。靜態結構定義了系統中重要對象的屬性和服務;動態行為定義了對象的時間特性和對象為完成目標而進行相互間通訊的機制。

UML不是一種可視化的程序設計語言，是一種可視化的建模語言。UML沒有定義一種標準的開發過程，但它比較適用于迭代式的開發過程，是為支持面向對象的開發過程設計的。

●面向對象系統分析

面向對象的系統分析指運用面向對象的方法分析問題域，建立基于對象、消息的業務模型，形成對客觀世界和業務本身的正確認識。

面向對象的分析模型由用例模型、類-對象模型、對象-關系模型、對象-行為模型組成。

(1)用例模型描述用戶和系統間的交互;

(2)類-對象模型描述系統涉及的全部對象和類;

(3)對象-關系模型描述對象間的靜態關系;

(4)對象-行為模型描述系統的動態行為。

●面向對象系統設計

面向對象的系統設計指用分析階段給出的問題域模型，用面向對象的方法設計出軟件基礎架構(概要設計)和完整的類結構(詳細設計)，以實現業務功能。

面向對象設計階段：用例設計、類設計、子系統設計。

3.5軟件系統結構(軟件架構)

●軟件體系結構定義

軟件架構定義：將軟件系統劃分為多個模塊，明確各模塊間的相互作用，組合起來實現系統的全部特性。

軟件架構不僅確定了系統的組織結構和拓撲結構，還顯示了系統需求和構成系統各要素間的對應關系，提供了一些設計決策的基本原則。

●典型體系結構

軟件架構設計的一個核心問題是能夠使用重復的架構模式，能否達到架構級的軟件復用。

常見的架構模式：

管道/過濾器模式;面向對象模式;事件驅動模式;分層模式;知識庫模式;C/S模式;

●軟件體系結構設計方法

軟件架構設計是動態的，初期的設計并不能完全確定下來，和建筑設計不同。

架構設計的目標：最大化復用;復雜問題簡單化(這也是中間件和多層技術的根本目標);靈活的擴展性;

●軟件體系結構分析與評估

軟件架構設計注意事項：關系數據庫優于對象數據庫，前者成熟，多廠商支持，后者技術先進;用戶界面選擇使用HTML(HTTP);靈活性與性能考慮，即考慮獨立于廠家方案還是單廠家方案;選擇成熟的技術可以規避項目風險;聘請經驗豐富的架構設計師。

●軟件中間件

中間件(Middleware)用來解決分布系統的異構問題。中間件是位于硬件、操作系統等平臺和應用之間的通用服務，這些服務有標準的程序接口(API)和協議。

中間件的分類：

數據庫訪問中間件(ODBC-Windows;JDBC-Java);遠程過程調用中間件(RPC);面向消息的中間件(MOM);分布式對象中間件(CORBA;EJB;DCOM);事務中間件(TPM);