概述系统设计过程度不同设计用例实现方案.ppt
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1、7.1 概述 7.2 系统设计过程度 7.3 不同设计用例实现方案 7.3 精华设计模型,第 7 章 面向对象的设计方法,7.1 概述,面象对向的设计目标 设计分类 面向对象设计与分析 面向对象设计的基本原理 面向对象设计层次图,面象对向的设计目标: 对面象对向的需求分析的无缝过度 设计模型包含以包图表示的软件体系结构图,以交互图表示的用例实现图、完整精确的类图、针对复杂对象的状态图及用以描述流程化处理过程的活动图。,面象对向的设计分类:产品设计和类设计,产品设计: 产品设计的目标是建立系统与外部实体,包括和用户、进程之间的有效交互。注重过程的体系结构、进程间的通信、用户界面及类/对象的存储。
2、,类设计: 系统内部类的定义和它们间的关系。包括类的架构、属性、方法特征标记和语义。不直接与外部系统交互。如图,远程进程,用户界面,类,类,类,DBMS,远程文件,内部结构,外部结构,数据处理软件的内部和外部结构图,面向对象分析(OOA)与面向对象设计(OOD)有如下关系: 1) OOA识别和定义的类和对象,是一些直接反映问题空间和系统任务的,而OOD识别和定义对象则是附加,反映需求一种实现(对话层、任务管理层、数据管理层)。 2) OOA与OOD分别在不同的抽象层次上进行。OOA是独立于程序设计语言的,属于较高层次的抽象。初步的OOD同样在很大程度上与语言无关,但详细OOD则依赖于程序设计语
3、言。 从非面向对象分析到面向对象设计,应将一个非面向对象的需求说明快速转变为面向对象分析模型。,面向对象设计与分析,抽象(过程,数据) 封装 继承 消息 组织方法(对象和属性、类及成员、整体与部分) 功能分类 组装结构 实例连接 消息连接,面向对象设计的基础 OOA得出的概念和关系,面向对象设计的基本原理,1) 指出对象及其属性 2) 指出可能适用于对象的服务 3) 说明对象及服务 4) 确定将为对象提供实现描述的详细设计问题 5) 细化面向对象分析的工作,找出子类、消息 特性和其它详尽的细节 6) 表示与对象属性关联的数据结构 7) 表示与每个服务关联的过程细节,划分子系统 并发性设计 任务
4、管理设计 设计用例实现方案 用户界面设计 数据管理设计 系统间通信设计 使用设计模式,7.2 系统设计,系统设计活动:,划分子系统,所有元素共享某些公共性质 可能协同完成一个功能 可能驻留在一个硬件产品中 它们可能由相同的类管理资源,子系统构成的是一种责任或服务,划分子系统依据的基本概念原则:,服务提供一组可标识的操作,服务完成特定的功能,例如: 字处理文件管理 生成三维识图 压缩数字图像 等等,服务是分层提供的,层次与处理的外界可视性相关,层次划分示意图例子,表示层,服务A,服务B,服务C,应用层,服务X,服务Y,服务n,服务Z,数据准备层,服务I,服务J,服务m,服务K,数据存储层,.,.
5、,.,.,外界可视性,C/S形式 P2P形式,C/S形式 P2P形式,C/S形式 P2P形式,层的接口,层的接口,层的接口,划分子系统,C/S形式(Client/Server) P2P形式(Peer-to-Peer),客户/服务器(Client/Server)方式: 客户请求服务,服务器承接服务并完成服务,返回服务结果。服务是被动的,客户是主动的。服务器不需要知道客户是谁,客户必须知道对应的服务器,呈现主从方式。,对等服务(Peer-to-Peer)方式: 每一方既是请求服务方也是接受服务方,都可以承接服务并可以请求服务,不分主从随需要扮演必要的角色,服务是双向流动的。,两种服务方式:,划分子
6、系统,分层设计步骤:,1)建立分层标准-怎样的层次组合方式 2)确定层次数量-层次总的数量要适中 3)层次命名-封装具有一致运行和管理模式的服务并命名 4)建立各层的内部结构-组织层内的服务访问方式 5)定义层接口-定义各层的交互方式和消息模式 6)评审设计-保证层之间的低耦合 7)迭代精化以上过程,并发性设计,并发的概念: 各事务独立运作,执行顺序无依赖关系。,同步的概念: 各事务独立运作,但执行顺序相互制约。,对象都是并发存在的: 对象是在系统中各自独立的进程,是并发存在的,它们可以在同一个机器空间,也可以被分配到不同的机器空间,例如:,SafeHome系统中的:,传感器对象,电话对象,是
7、相互独立的并发对象,它们的动作无依赖顺序,可同时活跃在系统中,控制面板对象,并发性设计,一个控制线程中的并发对象操作: 在实际应用中,一组顺序执行的序列有可能是由若干对象的操作构成的,而这些对象有可能被分配到不同的机器空间。,关于控制线程概念:一组顺序执行的序列,对象A 操作ai,对象B 操作bj,对象C 操作ck,. 操作ai 操作bj 操作ck .,机器X,机器Y,并发设计必须考虑:机器X与Y之间的通讯处理开销及带来的成本,控制线程,营业部计算机,营业部计算机,营业部计算机,ATM机器,并发性设计,ATM机器,一个控制线程中的并发对象操作例子,ATM机器,业务对象 读密码操作,联营计算机,
8、业务对象 分理对应 营业部操作,营业部计算机,业务对象 密码验证操作,控制线程: 读密码 分理对应营业部 密码验证,密码验证事务为非同步方式,密码验证事务为同步方式,.,.,任务管理设计,设计系统中分散的对象,组成为独立并发的任务(大粒度对象),任务管理设计步骤: 确定任务的特征 定义任务中所关联的对象 集成任务中所关联的对象,任务初始化方式 任务优先级 任务关键度,任务名-任务对象名称 描述-任务目的叙述 优先级-低级、中级和高级 服务-任务的一组操作 协调-调用方式 通信-I/O方式,技术支撑方案的设计: (1)取决于目标软件系统对公共技术服务的需求; (2)取决于设计人员对软件技术手段的
9、把握和选取。,设计技术支撑设施:包括在系统中,需要考虑的数据存储、安全性、远程登陆等内容。,技术支撑方案应该为多个用例的软实现提供技术服务。所以,它应该成为整个目标软件系统中全局性的公共技术平台。当用户需求发生改变时,技术支撑平台应具有良好的稳定性。,设计技术支撑方案,数据持久存储服务,设计数据持久存储服务的目的,是将目标软件系统中依赖于系统运行环境的数据存取部分于其它部分相分离。这样,既有利于软件的扩充、移植和维护,又简化了软件设计、编码和测试的过程。,数据持久存储服务的设计包括: (1)定义数据格式。根据目标软件系统对数据存储的要求,考虑持久存储介质的特性,设计数据的存储格式。 (2)定义
10、数据存取操作。数据持久存储服务至少包含数据的存储和读取两种操作。,并发与同步控制服务,设计并发与同步控制服务的目的,是将目标软件系统中依赖于子系统运行环境的并发于同步控制部分和其它部分相分离,其它部分中有关并发与同步控制功能的实现均通过该服务来完成。,数据管理设计,数据库系统的利用: 通常,数据库系统可作为对象实体的管理工具。对象实体可以被数据库管理系统直接查询、插入、删除和修改。但对应属性的复杂操作需要方法的实现。,数据管理包括:管理对象属性和对应的属性操作,分离,数据结构的操纵,数据属性的操纵,高层需求,低层需求,数据库系统,对应,类方法的实现,数据管理设计方法:,数据管理设计,例如:,传
11、感器文件 编号 类型 性能 . ac-0013 ACPK 光敏感应 . dc-0028 DCKH8 触点传导 . . . . .,传感器属性的操纵,传感器结构的操纵,编号方法 类型方法 性能方法 功能方法 .,各传感器实例 实现集,传感器类,对应,对应,某数据库 管理系统,合约,系统间通信设计,定义系统中服务之间的协作关系,系统中服务之间的协作关系:也叫做 “合约” 包括:消息格式、访问的登记、注册权限,合约的形式和内容: 列出可被请求的服务 制订合约履行的责任和操作 建立合约表(协作表) 协作图描述,客户 子系统,服务器 子系统,合约,服务器 子系统,合约,服务器 子系统,请求,请求,请求,
12、服务子系统之间协作模型,建立合约表(协作表):,系统间通信设计,协作图描述例子:,约合 类型 协作者 类 操作 消息格式,控制面板 子系统,传感器 子系统,中心通信 子系统,状态请求 赋值区域 测试状态,系统状态请求 警告周期状态检查的类型说明,请求警告通知 根据需求周期检查配置修改,在交互操作中,激活合约处理,查找协作表的合约来确定操作,设计算法和数据结构,类的属性和操作是对应的,所有的操作都会作用于属性,操作的类型: 1)对属性数据的直接操作。例如:加入、去除、格式化、判断选择 2)完成某算法步骤的操作 3)监控某对象,等待某控制事件出现的操作,例如: 传感器类的“赋值”操作,将编号和类型
13、赋给传感器的两个属性 系统类的“编程”操作,将电话号码、警告延迟、主人密码装入系统 系统类有“启动”和“关闭”系统的操作,将系统状态设为arm/disarm 发消息给相关的设备对象,使用设计模式,在现代软件工程学中,设计要求尽量使用现有的设计模式,设计模式的刻画包括: 模式名字 模式意图 模式使用的条件、应对的问题和解决方案 模式的类、责任和协作 有效设计的原则 例子和模板 模式的交叉引用,设计模式的两种机制: 继承-通过继承现存的设计模式,产生新的设计,原模式中的属性和操作也成为新模式中的一部分 复合-通过聚合现存对象,以及现存的聚合模式,形成新的设计模式(黑盒方式),黑盒方式是较好的模式复
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- 关 键 词:
- 概述 系统 设计 程度 不同 实现 方案
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