面向对象系统的分析与设计
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基于UML的面向对象的系统分析与设计基于UML的面向对象的系统分析与设计引言:在当今信息社会中,随着科技的不断进步和应用的不断扩展,各行各业都离不开计算机系统的支持。
为了满足用户的需求,开发出高质量、高效率的系统就显得尤为重要。
而面向对象的系统分析与设计作为一个重要的环节,可以帮助我们更好地理解用户需求并将其转化为实现系统的蓝图。
本文将介绍基于UML的面向对象的系统分析与设计方法,并通过一个实例来演示其应用过程。
一、基于UML的系统分析与设计基础1.1 面向对象的概念面向对象是一种思想方式和编程方法,它将问题领域的实体抽象为类,通过类的组织和交互来描述系统的行为。
面向对象的设计方法使得系统更易于理解、维护和扩展。
1.2 UML的介绍UML(Unified Modeling Language)是一种用于面向对象系统建模的标准化语言,它提供了丰富的符号和图形表示方法,可以帮助分析和设计人员更好地表达复杂的系统结构和行为。
二、基于UML的系统分析与设计方法2.1 需求分析系统的需求分析是整个分析与设计过程的起始点,通过与用户的交流和讨论,了解用户的需求并进行准确定义。
在这一阶段,分析人员可以运用UML中的用例图、活动图等工具来分析和描述用户需求。
2.2 类建模在需求分析阶段的基础上,分析人员将用户需求转化为类模型。
通过识别和分析系统中的实体、属性和行为,可以确定类的结构和关系。
在这一阶段,可以运用UML中的类图来进行类的建模。
2.3 行为建模在类建模完成后,需要进一步分析和设计系统的行为。
行为建模通常包括状态图、顺序图和活动图等。
通过这些图形化表示,可以描述系统中各个类之间的交互和信息流动,保证系统的正确性和健壮性。
2.4 设计模式的应用设计模式是一种被广泛应用的解决问题的模板,它提供了一些经验性的指导原则和设计思路。
在系统分析与设计过程中,分析人员可以借鉴各种设计模式,通过复用已有的解决方案来提高系统的可靠性和效率。
面向对象分析与设计在软件开发过程中,面向对象分析与设计(Object-Oriented Analysis and Design,简称OOAD)是一种重要的方法论。
通过OOAD,开发者可以将现实世界中的概念和问题转化为软件系统的结构和行为。
一、什么是面向对象分析与设计?面向对象分析与设计是一种以对象为核心的开发方法。
它强调将问题领域的实体、关系和行为抽象为对象、类和方法。
面向对象的分析阶段主要关注问题领域的需求和约束,而设计阶段则更关注如何将需求转化为可执行的软件系统。
二、面向对象分析与设计的优势1. 模块化:面向对象的方法将复杂的系统拆分为多个独立的对象,每个对象都有清晰的职责和接口。
这种模块化可以提高代码的可维护性和可复用性。
2. 继承与多态:继承是面向对象编程中的重要特性,它允许新的类继承已有类的属性和方法。
多态则允许对象在不同上下文中表现出不同的行为。
这些特性使得代码更加灵活和易于扩展。
3. 封装与信息隐藏:面向对象的方法将数据和操作封装在对象内部,外界只能通过对象的接口进行交互。
这种封装和信息隐藏可以保护数据的完整性和安全性。
4. 规范化的开发流程:面向对象的分析与设计有一套规范的开发流程,包括需求分析、概念设计、详细设计和实现等阶段。
这种流程可以提高开发效率,并减少错误和重复工作。
三、面向对象分析与设计的过程1. 需求收集与分析:在这个阶段,开发者与用户密切合作,收集和分析系统的业务需求。
通过访谈、文档分析等方法,确定系统的功能、性能和约束等方面的要求。
2. 概念设计:在概念设计阶段,开发者将业务需求转化为概念模型。
通过绘制用例图、类图、状态图等工具,描述系统的结构和行为。
3. 详细设计:在详细设计阶段,开发者将概念模型进一步细化,确定具体的类和接口。
同时,还需要考虑系统的性能、安全和可维护性等方面的问题。
4. 编码与测试:在编码阶段,开发者根据详细设计的要求,使用具体的编程语言实现系统。
面向对象系统分析和设计综合实验报告4综合实验报告:面向对象系统分析和设计一、引言面向对象系统分析和设计(Object-Oriented System Analysis and Design,简称OOSAD)是软件工程中的重要环节,它涉及到软件系统的需求分析、设计和建模等过程。
本实验旨在通过一个综合案例,加深对面向对象系统分析和设计的理解,并能够熟练运用相关的建模工具和方法。
二、实验背景本次实验的案例为一个在线购物系统,该系统允许用户浏览商品、添加到购物车、下定单并完成支付等功能。
通过对该系统进行分析和设计,可以掌握面向对象的建模技巧,包括用例图、类图、时序图等。
三、系统需求分析1. 功能需求根据用户的需求,我们确定了以下功能需求:- 用户注册和登录:用户可以通过注册账号并登录系统。
- 浏览商品:用户可以查看系统中的商品列表,包括商品的名称、价格、库存等信息。
- 添加到购物车:用户可以将感兴趣的商品添加到购物车中,以便后续下单。
- 下定单:用户可以选择购物车中的商品,并生成定单。
- 支付定单:用户可以选择支付方式,完成定单的支付。
2. 非功能需求除了功能需求外,我们还需要考虑以下非功能需求:- 性能要求:系统需要能够处理大量的用户请求,并保证响应时间在合理范围内。
- 安全要求:用户的个人信息和支付信息需要进行加密和保护,确保不被恶意攻击者获取。
- 可靠性要求:系统需要具备一定的容错能力,能够在浮现故障时自动恢复,并保证数据的完整性。
四、系统设计1. 用例图根据需求分析,我们可以绘制出以下用例图,用于描述系统的功能和用户之间的交互关系。
(用例图示例)2. 类图在进行系统设计时,我们需要确定系统中的各个类及其之间的关系。
以下是一个简化的类图示例:(类图示例)在类图中,我们可以看到系统中的各个类以及它们之间的关系,如商品类、用户类、购物车类、定单类等。
通过类图,我们可以清晰地看到系统的结构和模块之间的依赖关系。
第一章测试1.下面关于功能分解法的优点描述错误的是A:与模块化编程结合使用后,使开发效率有很大提高B:以系统需要提供的功能为中心组织系统C:删除了GoTo语句,使软件能得到有效维护D:具有较强的应对需求变化的能力答案:D2.下面的开发方法能够兼顾功能和数据的是A:面向对象方法B:信息建模法C:结构化方法D:功能分解法答案:A3.结构化方法采用数据流、加工进行建模,需求变化极易引起两者的变动,进而引起其他数据流和加工的变化A:错B:对答案:B4.功能分解法以功能作为系统的构造块,数据组织能力强。
A:错B:对答案:A5.面向对象方法学的出发点和基本原则是尽可能模拟人类习惯的思维方式,分析、设计和实现一个软件系统的方法和过程,尽可能接近于人类认识世界解决问题的方法和过程。
因此面向对象方法有许多特征,如软件系统是由对象组成的;();对象彼此之间仅能通过传递消息互相联系;层次结构的继承。
A:强调需求分析重要性B:把对象划分成类,每个对象类都定义一组数据和方法C:对既存类进行调整D:开发过程基于功能分析和功能分解答案:B第二章测试1.下列关于UML叙述正确的是()。
A: UML仅是一组图形的集合B: UML仅适用于系统的分析与设计阶段C: UML是一种语言,也是系统设计的方法D:在信息系统开发过程方面,UML是一种建模语言,不是对开发过程的细节进行描述的工具答案:D2.UML的最终产物就是最后提交的可执行的软件系统和()。
A: 类图B: 动态图C: 用户手册D: 相应的软件文档资料答案:D3.UML提供了4种静态图用于对系统的静态方面进行可视化、详述、构造和文档化。
其中()是面向对象系统建模中最常用的图,用于说明系统的静态设计视图。
A: 部署图B: 组件图C: 对象图D: 类图答案:D4.UML提供了4种结构图用于对系统的静态方面进行可视化、详述、构造和文档化。
其当需要显示代码物理结构,并用于实际的编程时,应该选择()。
面向对象的系统分析与设计方法在信息化时代,各种软件系统已经深入到人们日常生活的方方面面。
如何将软件设计得更加高效、安全、易用成为设计人员不断探索的问题。
其中,面向对象的系统分析与设计方法被广泛应用于软件领域,成为当前软件研发中的流行趋势。
一、面向对象思想面向对象思想是一种软件分析、设计和编程思路。
它将现实世界中的实体抽象为对象,通过对象之间的交互和信息处理来实现系统的功能。
对象的行为和属性都与现实世界中的事物相对应,因此可以更加符合人类的思维方式,易于理解和维护。
同时,面向对象的设计还具有可重用性好、扩展性强、易维护等优点,因此被广泛应用于软件开发中。
二、面向对象的系统分析与设计面向对象的系统分析与设计方法采用面向对象思想,以系统的对象为中心,对系统所涉及到的实体进行抽象分析和设计。
其主要步骤包括系统需求分析、面向对象的分析和面向对象的设计。
1.系统需求分析系统需求分析是整个软件开发的关键,需要通过对用户需求、客户需求和用户交互接口需求等方面进行深入分析和调研,明确软件的功能、性能、可靠性和安全性等需求要求,为后续的设计和编码打下基础。
2.面向对象的分析面向对象的分析将系统需求分析的结果转化为面向对象的模型,具体包括对象、类、关系、约束条件等方面的分析。
其中,最重要的是通过实体之间的关系和交互来建立对象模型,理清对象之间的依赖关系和功能流程,同时将软件的功能划分为一个个模块,为后续的设计提供可靠的基础。
3.面向对象的设计面向对象的设计是指基于面向对象的分析结果,对系统进行更加详细的设计。
在设计过程中,需要运用各种通用的面向对象设计模式,如单例模式、工厂模式、观察者模式等,从而提高系统的可维护性、可扩展性和可重用性,同时还需考虑系统安全性、性能等方面的设计。
三、面向对象设计方法的优势1.提高系统的可维护性面向对象设计方法可以将系统中的实体进行模块化的设计,每个模块都可以自行管理本身功能的维护和更新,同时多个模块之间的协调和合作也容易实现,从而提高了系统的可维护性。
面向对象的系统分析与设计课程设计1. 课程设计背景随着信息时代的到来,计算机科学技术在各个领域得到了广泛的应用和发展。
作为计算机科学技术中的重要分支之一,面向对象的系统分析与设计已经成为了计算机科学技术中的一个重要组成部分。
在现代软件开发中,面向对象的系统分析与设计已经成为了不可或缺的一部分。
2. 课程设计目的本课程设计的主要目的是培养学生的面向对象的系统分析与设计能力。
通过学习本课程,学生应该掌握面向对象的基本概念、面向对象的系统分析与设计基本方法和技能。
此外,本课程还应该通过实践使学生能够独立完成一个实际的面向对象的系统分析与设计项目。
3. 课程设计大纲本课程设计的主要内容包括:3.1 面向对象的基本概念本课程将首先介绍面向对象的基本概念。
包括类、对象、继承、多态等。
这些基本概念是理解面向对象编程的基础。
3.2 面向对象的系统分析和设计方法本课程将介绍面向对象的系统分析和设计方法。
包括需求分析、可行性分析、领域模型分析、数据模型设计、物理模型设计等。
3.3 根据需求设计面向对象的系统根据一个实际的需求将学生分组进行设计。
这将会需要学生使用UML建立需求分析模型,并在其基础上进行具体的软件开发。
其设计应该包括:领域建模、游戏界面设计、状态和策略设计等。
4. 课程设计要求4.1 团队合作学生应该分组,每组人数4-5人。
每个小组都会需要自己来完成一个面向对象的系统分析与设计项目。
因此,学生之间需要进行紧密的合作。
4.2 设计文档学生应该撰写设计文档,包括需求分析、设计理念和实现细节三个方面。
4.3 实现系统学生需要使用面向对象的编程语言来实现所设计的系统。
4.4 系统演示在课程结束后的演示环节,每个小组需要进行系统演示。
这是整个课程设计的一个重要环节。
5. 课程设计评分本课程设计将会按照如下标准进行评分:5.1 设计文档评分在设计文档评分中,评分标准包括需求分析、设计理念和实现细节。
其中,需求分析和设计理念各占30分,实现细节占40分。
实验报告面向对象分析设计1. 引言面向对象分析与设计(Object-Oriented Analysis and Design,简称OOAD)是一种软件开发方法论,它以对象为中心,将软件系统看作是一组互相协作的对象集合。
本实验旨在通过一个具体的案例,通过分析和设计实践,掌握面向对象分析与设计的基本原则和方法。
2. 实验目的通过本实验,我们将学习和掌握以下内容:- 了解面向对象分析与设计的概念和基本原则- 学习使用UML(Unified Modeling Language)进行面向对象分析和设计- 掌握面向对象分析与设计的基本流程和方法- 熟悉常用的面向对象分析与设计工具和技术3. 实验内容及步骤3.1 实验环境本实验使用以下工具和环境:- UML工具:如Visual Paradigm、StarUML等- 编辑器:如Visual Studio Code、Eclipse等- 编程语言:Java、C++等3.2 实验步骤本实验主要分为以下几个步骤:1. 了解案例需求:首先,我们需要明确一个具体的案例,如图书馆管理系统、学生选课系统等。
本实验以图书馆管理系统为例。
2. 创建用例图:使用UML工具,根据需求,创建图书馆管理系统的用例图。
用例图描述系统的功能需求,包括用户角色、用户的需求和系统的功能。
3. 创建类图:基于用例图和需求分析,使用UML工具创建类图。
类图描述系统的静态结构,包括类和类之间的关系。
4. 创建时序图:基于用例图和类图,使用UML工具创建时序图。
时序图描述系统的动态行为,展示对象之间的交互关系和顺序。
5. 完善设计:基于用例图、类图和时序图,进一步完善系统设计。
包括类的属性和方法的设计、系统的架构设计等。
4. 实验结果与分析通过本实验,我们完成了图书馆管理系统的面向对象分析与设计。
通过用例图、类图和时序图的创建,我们清晰地描述了系统的功能需求、静态结构和动态行为。
通过系统设计的完善,我们定义了系统的架构和各个类的属性和方法。
面向对象的需求分析与设计方法研究随着计算机技术的不断发展,软件的开发变得越来越重要。
在软件开发过程中,需求分析和设计是两个关键的环节。
随着软件系统规模的扩大,软件系统的复杂性逐渐增加,传统的软件开发模式面临着很大的挑战。
面向对象的需求分析和设计方法则成为了一种解决复杂性问题的有效途径。
本文将介绍面向对象的需求分析和设计方法,并分析其优点。
一、面向对象的需求分析方法面向对象的需求分析方法是一种基于面向对象的思想来进行系统需求分析的方法。
面向对象的思想是指将系统看作是由一系列对象组成的,每个对象都有自己的属性和行为,对象之间通过消息进行交互,从而完成系统功能。
面向对象的需求分析方法是基于这样一种思想进行的。
在面向对象的需求分析方法中,首先需要确定系统的用例。
用例是指系统中需要实现的功能,用例通常以场景来描述,描述清楚了用例中涉及到的角色、对象、操作等信息。
在用例的基础上,就可以进行对象建模。
对象建模主要包括四个步骤:识别类、识别属性、分析关系、识别行为。
在这个过程中,需要通过对象图、类图、活动图等UML图形建模工具来辅助分析建模。
面向对象的需求分析方法具有很多优点。
首先,它可以有效地控制系统的复杂性。
每个对象都有自己的职责,而对象之间协同完成整个系统的功能。
在这个过程中,每个对象承担的责任都会比较明确,系统的流程也会更为清晰。
其次,面向对象的需求分析方法可以提高系统的复用性。
在面向对象的设计中,每个对象都是可以被重复利用的模块。
在后面的设计和实现中,可以直接引用这些对象。
这样一来,可以有效地提高系统的可维护性、可重用性和可扩展性。
此外,面向对象的需求分析方法也有良好的可视化特性,可以辅助开发人员更清晰地了解整个系统的结构和功能。
二、面向对象的设计方法面向对象的设计方法是一种基于面向对象的思想来进行软件系统设计的方法。
在面向对象的设计方法中,需要完成三个阶段的工作:逻辑设计、物理设计和实现。
其中,逻辑设计阶段主要是通过建立类层次结构和类之间的关系来定义系统架构;物理设计阶段主要是通过选择数据存储结构、物理组成和外部接口等来概述系统实现;实现阶段则是通过编写程序代码,构建整个系统的实际功能。
面向对象的分析与设计——用例图实验实验目的1、熟悉UML用例图的功能和元素2、学会识别参与者和用例3、掌握用例图的绘制方法4、学会编写用例描述实验内容:任务一:分析图书管理系统的登录模块,且绘制用例图用例图主要在系统需求分析阶段和系统设计阶段使用。
在系统需求分析阶段,用例图用来获取系统的需求,理解系统应当如何工作;在系统设计阶段,用例图用来规定系统要实现的行为。
1、分析用户登录模块的功能需求提供输入“用户名“和“密码“的文本框,验证用户身份的合法性。
2、识别参与者在用户登录模块中,根据工作内容和操作权限的不同,可细分为4类参与者:图书借阅员、图书管理员、系统管理员、图书借阅者。
图书借阅员必须先进行登录,然后才可以执行借出或归还图书的操作;图书管理员必须先进行登录,然后才可以执行编制书目、图书入库等操作;系统管理员必须先进行登录,然后才可以进行系统的维护操作;图书借阅者也必须先进行登录,然后才能查询图书借阅情况或查询图书馆藏书信息。
3、识别用例用户登录模块的主要功能是:输入“用户名“和“密码“,验证用户身份的合法性,故主要用例有两个:输入用户名和密码、验证用户身份。
4、绘制用例图操作步骤:1)运行Microsoft Office Visio 20072)选择“软件和数据库”中的“UML模型图”模板3)鼠标点击选择“UML用例”,展开UML用例图的图标4)用鼠标选拉图标进行绘图5、描述用例用例名称验证用户身份用例编号简要说明验证用户所输入的“用户名“和“密码“是否有效参与者图书管理员、系统管理员、图书借阅员、图书借阅者当前状态等待审查使用频率较高前置条件已输入有效的“用户名“和“密码“后置条件登录进入系统基本操作流到“用户信息“数据表中检索是否存在相应的“用户名“和“密码“备选操作流如果“用户名“和“密码“有误,显示提示信息。
任务二分析网上书店的业务需求,且绘制用例图站在客户的角度分析,网上书店要实现的基本功能主要有以下几种:(1)用户注册(2)用户登录(3)图书查询与浏览(4)用户订购图书(5)用户购物车管理(6)订单维护(7)个人信息维护当客户打开网上书店后,无需登录即可查询图书,还可查看图书的详细信息。
面向对象分析与设计面向对象分析与设计(Object-oriented analysis and design)是软件工程领域中的一种方法论,用于解决软件系统开发过程中的问题和需求。
本文将对面向对象分析与设计的基本概念、流程和常用方法进行介绍,并附带答案和解析。
第一部分:面向对象分析(Object-oriented analysis)面向对象分析是软件开发过程中的第一步,旨在理解问题域并建立领域模型。
面向对象分析有以下几个重要概念:1. 对象(Object):对象是系统中的一个实体,包含数据和方法。
对象可以是具体的实物、虚拟的概念或一组相关的数据和行为。
2. 类(Class):类是一种抽象的定义,描述了一组具有相同特征和行为的对象。
3. 属性(Attribute):属性是对象的特征,用于描述对象的状态。
4. 方法(Method):方法是对象的行为,用于描述对象可以执行的操作。
面向对象分析的主要流程包括以下步骤:1. 需求收集:收集系统的需求,与利益相关者沟通,了解系统的功能和性能要求。
2. 领域建模:对现实世界的问题域进行抽象和建模,识别出系统中的对象和它们之间的关系。
3. 需求分析与规约:通过使用用例、活动图和状态图等工具对需求进行分析和规约,明确功能和交互细节。
4. 领域模型验证:与利益相关者验证领域模型的准确性和实用性,确保模型能够满足系统需求。
第二部分:面向对象设计(Object-oriented design)面向对象设计是在面向对象分析的基础上,进一步细化领域模型,为系统的实现提供指导。
面向对象设计有以下几个常用方法:1. 类图(Class diagram):类图用于展示类、属性和方法之间的关系。
类图包括类的名称、属性和方法,并通过关联、继承和聚合等关系展示类之间的联系。
2. 对象图(Object diagram):对象图用于展示类的实例和对象之间的关系。
对象图是类图的实例化表示,展示了系统在某一时刻的对象及其特定的属性值。
面向对象的分析与设计课程设计1. 课程概述面向对象的分析与设计是计算机科学和软件工程领域中非常重要的课程之一。
这门课程主要介绍了面向对象的编程思想以及面向对象的分析与设计方法。
学生将学习面向对象的基本概念、面向对象的分析及设计方法和工具、使用面向对象的设计模式等。
本课程旨在让学生掌握如下内容:1.熟悉面向对象的编程思想,并能使用Java语言进行面向对象的编程;2.掌握面向对象的分析方法和对象设计原则;3.熟悉UML建模语言,并能使用UML进行面向对象的分析和设计;4.学会如何使用设计模式来解决软件开发中的常见问题。
2. 课程目标本课程的主要目标是让学生掌握面向对象的基本概念、分析方法和设计原则。
具体来说,课程目标包括以下几个方面:1.理解面向对象的程序设计基本思想,包括封装、继承、多态等;2.掌握面向对象分析的基本方法,包括对象建模、用例建模、动态建模等;3.掌握面向对象设计的基本原则,包括单一职责原则、开放封闭原则、里氏替换原则、依赖倒置原则等;4.熟悉UML建模语言,包括类图、用例图、时序图、活动图等;5.学会如何使用设计模式,加速软件开发过程,提高软件的质量和可维护性。
3. 课程内容本课程分为四个部分:3.1 Java编程基础本部分主要阐述Java编程语言的基础知识,如数据类型,类与对象,继承与多态,异常处理和I/O等常用的基础概念和技术。
3.2 面向对象分析本部分以面向对象的分析方法为主线,介绍了用例建模、场景建模、类建模及设计原则等基本内容。
3.3 面向对象设计本部分以面向对象的设计原则为主线,介绍了设计原则的基本概念和实用的场景,例如单一职责原则、开放封闭原则、里氏替换原则、依赖倒置原则等。
3.4 设计模式本部分介绍了常用的23种设计模式,并着重介绍了创建型,结构型和行为型设计模式的使用方法及场景。
4. 课程设计课程设计主要以一个案例为基础,让学生在参考慕课网站上的知识点,从需求分析到构建整个项目,逐步实践并体验课程的主要知识点。
面向对象分析与设计方法面向对象分析与设计方法(Object-oriented Analysis and Design,简称OOAD)是一种用于系统开发的方法论,它倡导通过抽象和模块化的方式来分析和设计系统。
在软件开发领域,面向对象的方法已经成为主流,它具有良好的可维护性、可扩展性和可重用性。
一、面向对象分析(Object-oriented Analysis)面向对象分析是软件开发过程的第一步,它主要涉及到研究问题域并确定需求。
在面向对象分析阶段,开发团队与用户和领域专家进行密切合作,以确保对问题域的深入理解。
这一阶段的重要任务包括:1. 需求收集与分析:通过与客户和用户的交流,明确系统的功能需求和业务流程。
分析师可以使用各种技术(如访谈、问卷调查、观察等)来获取准确的需求。
2. 领域建模:通过对问题域的建模,深入理解业务领域的概念、业务规则和相关过程。
建模工具如UML(统一建模语言)可以被用来表示领域模型。
3. 构建用例模型:用例模型是对系统功能需求的描述,它描述了系统与外部参与者之间的交互。
用例模型可以帮助开发团队明确系统的边界和关键功能。
二、面向对象设计(Object-oriented Design)在面向对象设计阶段,分析师通过对需求的深入理解和领域模型的基础上,开始设计系统的结构和组织。
设计的目标是构建一个高效、灵活和可扩展的系统。
以下是面向对象设计的主要任务:1. 构建类模型:类是面向对象系统中最基本的构建块。
在设计阶段,分析师需要根据领域模型和需求,识别出系统中的类,并定义它们的属性和行为。
2. 定义类之间的关系:在面向对象系统中,类之间的关系非常重要。
通过定义关联、继承、聚合和依赖等关系,可以更好地组织系统的结构,使系统具有更好的灵活性和可扩展性。
3. 定义接口和协议:接口和协议定义了类之间的合作方式,它们定义了类的公共方法和行为。
通过良好的接口设计,可以实现系统模块的解耦合,提高系统的可维护性和可重用性。
面向对象分析与设计面向对象分析与设计(Object-Oriented Analysis and Design,OOAD)是一种在软件工程中常用的方法论,它以面向对象的思维方式来进行软件系统的分析和设计。
本文将对面向对象分析与设计的概念、主要步骤和设计原则进行详细介绍。
一、概念面向对象分析与设计是一种将实际问题抽象为对象和类的方法。
它将问题空间中的实体、行为和关系转化为软件系统中的对象、方法和类,并且通过封装、继承和多态等机制来实现软件系统的模块化和可维护性。
二、主要步骤1. 需求分析:通过与用户沟通,获取系统需求,并将需求转化为用例模型或用户故事。
在需求分析阶段,可以使用用例图、活动图等工具来描述系统的功能和用户的交互过程。
2. 领域建模:通过分析问题领域中的实体、行为和关系,构建领域模型。
领域模型可使用类图、状态图等工具来表示,它可以帮助开发团队更好地理解和把握系统的核心概念。
3. 概念架构设计:根据需求和领域模型,设计概念架构,也称为系统架构。
概念架构是一个逻辑上的模型,它描述了系统的整体结构和各个模块之间的关系。
常见的概念架构模式有层次结构、客户-服务器和发布-订阅等。
4. 详细设计:在概念架构的基础上,对系统进行详细设计。
详细设计包括定义类的具体属性和方法、设计模块之间的接口和通信方式等。
可以使用类图、时序图等工具来进行详细设计。
5. 编码和测试:根据详细设计文档进行编码,并编写对应的单元测试和集成测试。
编码应遵循面向对象的编程原则,例如封装、继承和多态等。
测试阶段需要验证代码的正确性和功能完整性。
三、设计原则1. 单一职责原则(Single Responsibility Principle,SRP):一个类应该只有一个引起它变化的原因。
这样可以降低类的复杂度,提高代码的可维护性。
2. 开闭原则(Open-Closed Principle,OCP):软件实体应该对扩展开放,对修改封闭。
通过使用抽象和接口,可以实现系统的可扩展性,而不需要修改已有的代码。
面向对象分析与设计一、引言面向对象分析与设计(Object-Oriented Analysis and Design,简称OOAD)是软件工程中的一种方法论,用于解决复杂系统的设计与开发问题。
本文将介绍面向对象分析与设计的概念、原则和过程,并结合实际案例说明其重要性和应用。
二、概念解析1. 面向对象分析(Object-Oriented Analysis,简称OOA):通过识别和描述系统所涉及的对象及其相互关系,以及对象的属性和行为,从而确定系统需求和问题领域的分析方法。
2. 面向对象设计(Object-Oriented Design,简称OOD):基于面向对象分析的结果,通过定义类、抽象数据类型、方法、接口等概念,设计出系统的结构和组织,以及类之间的关系和交互方式。
三、面向对象分析与设计的原则1. 单一职责原则(Single Responsibility Principle,简称SRP):一个类只负责一项职责,保证类的内聚性和高内聚性。
2. 开放封闭原则(Open-Closed Principle,简称OCP):系统中的类、模块等应该对拓展开放,对修改封闭,通过继承、接口等方式实现。
3. 里氏替换原则(Liskov Substitution Principle,简称LSP):所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象,即子类必须能够替换基类。
4. 依赖倒置原则(Dependency Inversion Principle,简称DIP):高层模块不应该依赖于底层模块,二者都应该依赖于抽象;抽象不应该依赖于具体,具体应该依赖于抽象。
5. 接口隔离原则(Interface Segregation Principle,简称ISP):客户端不应该依赖于它不需要的接口,接口应该进行细化拆分以适应不同的场景和客户端需求。
6. 迪米特法则(Law of Demeter,简称LoD):一个对象应该对其他对象有尽可能少的了解,减少耦合性,降低系统的复杂度。
《面向对象系统的分析与设计》学习报告面向对象系统的分析与设计课程是本专业的一门重要的专业课。
通过本课程的学习,使我在已有的计算机软硬件基础知识、程序设计知识、数据库和网络通信知识的基础上系统掌握了面向对象系统的分析与设计方法和技术,并初步具备了针对特定环境下的应用问题进行信息系统开发(包括系统分析、设计与实现)的能力。
现将学习情况作以下汇报。
一、面向对象概述在20世纪60年代以前,软件开发者构造的软件系统大多都是较小的,且相对简单。
编程语言与编程环境也相对简单,随着软件复杂性的增长,为了更好地维护代码,软件开发也需要方法来进行约束。
传统的方法中,结构化方法和基于建模方法是典型的软件开发方法。
结构化方法是结构化分析、结构化设计和结构化编程的总称。
结构化方法的思想萌发于20世纪60年代,是在70年代由和等人被系统地进出来。
其目的在于,提供一个有序的机制,通过抽象来理解待开发的系统,试图产生结构良好的软件系统。
但对于较复杂的系统而言,容易导致模块的低内聚和模块间的高耦合,从面使得系统缺乏灵活性和可维护性。
基于建模方法在20世纪70年代末提出,即的实体——关系法与的关系数据库理论相结合提出的一种新的软件开发方法。
其强调对信息实体建模,而不是对象建模。
结构化方法和基于建模方法都没有较强地描述系统的动态行为的能力。
随着计算机技术的飞速发展,计算机管理系统应用的普与,企业信息化势在必行。
传统开发方法结构化开发的软件存在很多问题,其有稳定性、可修改性和可重用性都比较差,生产效率低等缺陷,这是因为传统的软件开发是面向过程的。
然而,用户需求的变化大部分是针对功能的,采用面向对象方法开发可以满足用户的需求,因为面向对象有以下优点:能够比较自然地反映现实事物,可重用性、可维护性和可扩展性比较强。
什么是面向对象呢?“面向对象”本身没有任何意义。
“对象”大概是英语中最普通的一个单词。
它在字典中的定义是这样的。
对象:能感觉到或能够被感觉到的东西。
面向对象系统的分析与设计》学习报告面向对象系统的分析与设计课程是本专业的一门重要的专业课。
通过本课程的学习,使我在已有的计算机软硬件基础知识、程序设计知识、数据库和网络通信知识的基础上系统掌握了面向对象系统的分析与设计方法和技术,并初步具备了针对特定环境下的应用问题进行信息系统开发(包括系统分析、设计与实现)的能力。
现将学习情况作以下汇报。
一、面向对象概述在 20 世纪 60 年代以前,软件开发者构造的软件系统大多都是较小的,且相对简单。
编程语言及编程环境也相对简单,随着软件复杂性的增长,为了更好地维护代码,软件开发也需要方法来进行约束。
传统的方法中,结构化方法和基于建模方法是典型的软件开发方法。
结构化方法是结构化分析、结构化设计和结构化编程的总称。
结构化方法的思想萌发于20世纪60年代,是在70年代由TomDe Macro和 Ed Yourdon 等人被系统地进出来。
其目的在于,提供一个有序的机制,通过抽象来理解待开发的系统,试图产生结构良好的软件系统。
但对于较复杂的系统而言,容易导致模块的低内聚和模块间的高耦合,从面使得系统缺乏灵活性和可维护性。
基于建模方法在 20 世纪 70年代末提出,即Peter Chen的实体一一关系法与Ed Codd的关系数据库理论相结合提出的一种新的软件开发方法。
其强调对信息实体建模,而不是对象建模。
结构化方法和基于建模方法都没有较强地描述系统的动态行为的能力。
随着计算机技术的飞速发展,计算机管理系统应用的普及,企业信息化势在必行。
传统开发方法结构化开发的软件存在很多问题,其有稳定性、可修改性和可重用性都比较差,生产效率低等缺陷,这是因为传统的软件开发是面向过程的。
然而,用户需求的变化大部分是针对功能的,采用面向对象方法开发可以满足用户的需求,因为面向对象有以下优点:能够比较自然地反映现实事物,可重用性、可维护性和可扩展性比较强。
什么是面向对象呢?“面向对象”本身没有任何意义。
“对象” 大概是英语中最普通的一个单词。
它在字典中的定义是这样的。
对象:能感觉到或能够被感觉到的东西。
换句话说,对象可以是任何东西!“面向”也没有任何特别的含义,它的定义是“指向” 。
在这种定义下,“面向对象”被理解为形容词。
因此,面向对象可以定义成这样,面向对象:指向你可以想到的任何东西。
毫无疑问,软件工业无法为“面向对象”下一个统一的定义。
这种模糊性使得任何一个软件零售商都声称他们的商品是“面向对象” 的。
1 面向对象的基本概念尽管权威人士对面向对象的概念没有达成一致的意见,但从程序设计方法的角度来看,面向对象是一种新的程序设计范型。
其基本思想是使用对象、类、封装、继承、关联、聚合、消息、多态性等基本概念来进行程序设计。
1.1 对象 (Object)对象是人们要进行研究的任何事物,它可以是有形的( 比如一辆汽车) ,也可以是无形的 ( 比如一项计划 ) 。
对象是构成世界的一个独立单位,它具有自己的静态特征和动态特征。
对象是系统中用来描述客观事物的一个实体,它是构成系统的一个基本单位。
一个对象由一组属性和对这组属性进行操作的一组服务构成。
1.2 类 (Class)具有相同或相似性质的对象的抽象就是类。
因此,对象的抽象是类,类的具体化就是对象,也可以说类的实例是对象。
类的确定主要是确定该类的所有对象有哪些属性和哪些行为。
这些属性和行为必须覆盖该类中的所有对象。
例如在一个学生类中,它的属性有姓名、学号、性别、所在院系,它的行为有选课、注册等。
抽象是指忽略事物的非本质特征,只注意那些与当前目标有拳本质特征,从而找出事物的共性; 而分类是把具有共同性质的事物划分为一类,得出一个抽象的概念。
另外,每一个属性与行为都被封装后,只能在类的内部起作用。
1.3 封装( Encapsulation )为了实现信息的隐蔽,又提出了封装,就是把对象的属性和行为结合成一个独立的单位,并尽可能隐蔽对象的内部细节。
1.4 继承( Inheritance )任何一个子类都具有其父类所有的属性、方法、事件。
这一特性叫做类的继承。
如果父类的特性发生变化,其子类也相应改变。
面向对象的编程技术强调了代码的重用性,而可重用性即是能过继承来实现的。
简化了人们对事物的认识和描述,也简化了系统的构造强度及其文档,非常有益于软件复用。
1.5 关联类之间的静态联系称为关联。
关联表示了类与类之间的关系,在实现这种关系时,可以通过对象的属性表达出来。
例如“,学生”与“课程”类之间存在着关联“选课” ,用类“学生”的对象的属性来记录该对象具体选课的课程对象(由“课程”类创建)。
1.6 聚合是关联的一种,只是关联的语义没有聚合那么明显。
聚合是具有整体一部分关系语义的关联。
1.7 消息( Message)在面向对象方法中,把向对象发出的操作请求称为消息。
对象之间通过消息进行通信,实现了对象之间的动态联系。
1.8 多态性面向对象设计借鉴了客观世界的多态性,体现在不同的对象收到相同的消息时产生多种不同的行为方式。
例如,在一般类“几何图形” 中定义了一个行为“绘图”,但并不确定执行时到底画一个什么图形。
特殊类“椭圆”和“多边形”都继承了几何图形类的绘图行为,但其功能却不同,一个是要画出一个椭圆,另一个是要画出一个多边形。
这样一个绘图的消息发出后,椭圆、多边形等类的对象接收到这个消息后各自执行不同的绘图函数。
面向对象方法是一种运用对象、类、封装、继承、关联、聚合、消息、多态性等概念来构造系统的软件开发方法。
2 面向对象的特征面向对象技术强调在软件开发过程中面向客观世界或问题域中的事物,采用人类在认识客观世界的过程中普遍运用的思维方法,直观、自然地描述客观世界中的有关事物。
面向对象技术的基本特征主要有对象唯一性、分类性、继承性和多态性。
2.1 对象唯一性每个对象都有自身唯一的标识,通过这种标识,可找到相应的对象。
在对象的整个生命期中,它的标识都不改变,不同的对象不能有相同的标识2.2 分类性分类性是指将具有一致的数据结构(属性)和行为(操作)的对象抽象成类。
一个类就是这样一种抽象,它反映了与应用有关的重要性质,而忽略其他一些无关内容。
任何类的划分都是主观的,但必须与具体的应用有关。
2.3 继承性继承性是子类自动共享父类数据结构和方法的机制,这是类之间的一种关系。
在定义和实现一个类的时候,可以在一个已经存在的类的基础之上来进行,把这个已经存在的类所定义的内容作为自己的内容,并加入若干新的内容。
继承性是面向对象程序设计语言不同于其它语言的最重要的特点,是其他语言所没有的。
采用继承性,提供了类的规范的等级结构。
通过类的继承关系,使公共的特性能够共享,提高了软件的重用性。
2.4 多态性(多形性)多态性使指相同的操作或函数、过程可作用于多种类型的对象上并获得不同的结果。
不同的对象,收到同一消息可以产生不同的结果,这种现象称为多态性。
多态性允许每个对象以适合自身的方式去响应共同的消息。
多态性增强了软件的灵活性和重用性。
3面向对象开发的工作过程面向对象开发的过程一般包括:系统调查和需求分析、分析问题的性质和求解问题、整理问题、程序实现。
3.1 系统调查和需求分析对系统将要面临的具体管理问题以及用户对系统开发的需求进行调查研究,即先弄清要干什么的问题。
3.2 分析问题的性质和求解问题面向对象系统分析 (ObjectOrientedAnalysisOOA) ,在繁杂的问题域中抽象地识别出对象以及其行为、结构、属性、方法等。
3.3 整理问题面向对象系统设计 (ObjectOrientedDesignOOD) 即对分析的结果作进一步地抽象、归类、整理,并最终以范式的形式将它们确定下来。
3.4 程序实现面向对象的程序设计 (ObjectOrientedProgramming)即用面向对象的程序设计语言将上一步整理的范式直接映射 (直接用程序语言来取代)为应用程序软件。
4 面向对象开发的常用方法目前,面向对象开发方法的研究已日趋成熟,国际上已有不少面向对象产品出现。
面向对象开发方法有 Coad方法、Booch方法、OMT 方法和UML(UnifiedModelingLanguage) 语言等。
4.1Booch 方法Booch最先描述了面向对象的软件开发方法的基础问题,指出面向对象开发是一种根本不同于传统的功能分解的设计方法。
面向对象的软件分解更接近人对客观事务的理解,而功能分解只通过问题空间的转换来获得。
4.2Coad 方法Coad方法是1989年Coad和Yourdon提出的面向对象开发方法。
该方法的主要优点是通过多年来大系统开发的经验与面向对象概念的有机结合,在对象、结构、属性和操作的认定方面,提出了一套系统的原则。
该方法完成了从需求角度进一步进行类和类层次结构的认定。
尽管Coad方法没有引入类和类层次结构的术语,但事实上已经在分类结构、属性、操作、消息关联等概念中体现了类和类层次结构的特征。
4.3OMT方法OMT方法是1991年由JamesRumbaug等5人提出来的,其经典著作为“面向对象的建模与设计”该方法是一种新兴的面向对象的开发方法,开发工作的基础是对真实世界的对象建模,然后围绕这些对象使用分析模型来进行独立于语言的设计,面向对象的建模和设计促进了对需求的理解,有利于开发得更清晰、更容易维护的软件系统。
该方法为大多数应用领域的软件开发提供了一种实际的、高效的保证,努力寻求一种问题求解的实际方法。
4.4UML(UnifiedModelingLanguage) 语言软件工程领域在1995年〜1997年取得了前所未有的进展,其成果超过软件工程领域过去 15 年的成就总和,其中最重要的成果之一就是统一建模语言(UML的出现。
UMLL将是面向对象技术领域内占主导地位的标准建模语言。
UMI不仅统一了Booch方法、OMT方法、OOSE 方法的表示方法,而且对其作了进一步的发展,最终统一为大众接受的标准建模语言。
UML是一种定义良好、易于表达、功能强大且普遍适用的建模语言。
它融入了软件工程领域的新思想、新方法和新技术。
它的作用域不限于支持面向对象的分析与设计,还支持从需求分析开始的软件开发全过程。
二、面向对象系统的分析在进行了需求分析和业务流程分析并得到客户的认可之后,对项目进行系统分析是极其重要的。
系统分析是能体现整个系统的灵魂的文档,将客户的需求从具体到抽象的一个过程,并制定编码人员可实施的规范和标准。
在系统分析的过程中需要对需求分析进行进一步的深化和分析,通常客户及业务人员在需求分析和流程分析的过程中比较注重功能上的表现和定义,即使是做出正规的用户界面原型,对系统的需求也是不完整的,处于非技术人员的缘故,很难苛求能提出完整清晰专业的性能需求,但不意味着这需求不存在,而且这隐藏的需求对编码人员来说是极其重要的。