・ｌ３４・ 计算机应用研究 ２００２年
控制系统的面向对象分析与设计＊ 王培进，范宝德 （烟台大学计算机学院，山东烟台２６４００５） 摘要：在文献［１］中提出了面向对象的柔性设计与控制理论。在文献［１］的基础上，对计算机控制系统 的类对象进行了分析、设计。在实现方面，开发了可视化的面向对象的集成开发环境，实现了控制系统的 “设计灵活、简捷、方便，控制实时、智能、鲁棒”。 关键词：智能控制；计算机控制；面向对象；面向对象编程技术 中图法分类号：ＴＰＩ８１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１．３６９５（２Ｉ￣）１０－０１３４—０３ Ｏｂｊｅｃｔ—Ｏｒｉｅｎｔｅｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ ＷＡＮＧ Ｐｅｉ—ｊｉｎ，ＦＡＮ Ｂａｏ－ｄｅ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ凸西 ｎｇ，Ｙａｎｔａｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｒ￣ｉ Ｓｈａｎｄｏｎｇ ２６４Ｏ０５，Ｃｈ／ｎａ） Ａｈｓｔｒ￣ｔ：ＴｈｅＯｂｊｅｃｔ－ＯｒｉｅｎｔｅｄＦｒｅｅＤｅｓｉｇｎ ａｎｄＦｒｅｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｏｒｙｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎｔｈｅ ｐｒｅｖｉｏｕｓ ｐａｐｅｒ［ ．ｈＩｔｈｉｓｐａｐｅｒｔｈｅ ｂａｓｅ ｃｌａｓｓｅｓ ａｎｄ ｓｕｂ－ｃｌａｓｓｅｓ ｏｆ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ａｒｅ ｙｚｅｄ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｂａｓｅｄ ｏｂｊｅｃｔ－ｏｒｉｅｎｔｅｄ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ，ａ ｖｉｓｕａｌ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｄｅｖｅｌｏｐ— ｍｅｎｔ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｉｓ ｍａｄｅ ｔｏ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ ｔｈｅ ａｂｏｖｅ ｔｈｅｏｒｙ、Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ，ａ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｆｒｅｅｌｙ，ｄｉ－ ａｎｄ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｌｙ，ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｒｅａｌｌｙ ｏｎ－ｌｉｎｅ，ｉｍｅｌｌｉｇｅｍｌｙ ａｎｄ ｒｏｂｕｓｔ． Ｋｅｙ ＷＯｌｄＳ－＂Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ；Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ；００（Ｏｂｊｅｃｔ－Ｏｒｉｅｎｔｅｄ）；ＯＯＰ（Ｏｂｊｅｃｔ—Ｏｒｉｅｎｔｅｄ Ｐｒ ［ａｎ咖ｉＩｌｇ） １ 引言 面向对象所追求的是现实问题之间与软件系统解 空间的近似和直接模拟，基本出发点是尽可能按照人类 认识世界的方法和思维方式来分析和解决问题，它与现 实世界之间有着自然而直接的对应关系，能很好地仿真 人工系统，模拟现实世界。将面向对象方法学（ＯＯＭ）和 面向对象编程技术（ＯＯＰ）引入计算机控制领域的设计与 控制，笔者在文献［１］中提出了“面向对象的柔性设计与 控制”理论模型。（１）从设计角度看，依据ＯＯＭ思想，对 象是构成复杂系统的基本元素。针对计算机控制系统 的特点，文献［１］划分了五个子系统，抽象出了许多基本 对象，并对每个对象的属性、行为或方法进行了定义。 从对象角度出发，按照控制要求和目标，去设计、构造任 意结构的控制系统，类似于“搭积木”，符合人们对客观 问题的自然理解。因而，控制系统分析与设计直观、简 捷、灵活，这是“柔性设计”含义之一。（２）从控制角度 看，笔者对现有较为成熟的控制方法进行了分析与抽 象，建立了控制方法类库。不同的控制方法各有优、缺 点，各有自己的特征，分别适应于不同的被控对象。若 已知被控对象的静态特性和动态特性，如何去自动寻找 匹配一个最优控制方法，满足给定的控制性能指标，是 本理论研究的核心问题之一。研究的基本思路是：若被 收稿日期：２００２—０４—０２ 基金项目：山东省教委重点资助项目（ＪＯＯＦ５８） 控对象的模型是已知的，采用“控制器有效性检验”理 论，从控制方法类库中实时在线选择一个最优控制方 法，并在线学习、调整；若被控对象的模型是难以建立 的，采用“仿人智能控制”，并结合其它智能控制方法，实 现具有组织、自学习、自诊断等功能的智能控制。依据 被控对象的特性，自动选择最优控制方法，是“柔性控 制”的含义之一。本文对计算机控制系统的各个对象构 成的类进行了分析与设计，用ＶＣ＋＋开发了本理论应 用的可视化的面向对象的集成开发环境。 ２控制系统类分析 按照控制系统对象属性、功能分析，将控制系统各 对象构成的类分为七大基类，如图１所示。 控制系统基类构成 键 ｌ凛Ｉ ｆ 器ｌＪ ｌ 』逮 描述类ｌＩ处理类ｌＩ处理类ｌｌ 类 ｌｌ按钮类『对话类ＩＬ堕昼 图１基类分析 （１）控制系统描述类对象分析（图２） 控制系统描述类 被控对象类Ｉ Ｊ控制系统结构类『 Ｉ系统物理量类 被控实体ｌＩ被控特ｌ１复合 对象Ｉｌ征对象Ｉ对象 垂ｆｌ垂ｆＩ垂ｆｌ篓ｌｆ ｊｌ 二墼垦塑【Ｉ堑堡垦堡【ｌ皇丝焦型Ｉｌ堕堡皇丝Ｉ｛ 篁量型Ｉ 图２控制系统描述类分析 （２）信号处理类对象分析（图３）
《面向对象分析与设计》
课程作业
题目：银行储蓄系统的设计
要求：
1.需求分析：主要内容自定，可以到银行做调研，也可以自己琢磨。用例描述，用例图
2.系统分析：领域概念模型图，系统顺序图（SSD），操作契约
3.系统设计：包图，类图，顺序图
4.系统实现：编写代码（C++，Java，C#皆可）
5.系统分为四层：界面层，应用层（Controller），业务逻辑层，持久化层，各层之间的依赖关系如下图所示：
提示：
1. 一般的银行业务有：开户，存款，取款，销户
2. 帐户有两种：普通帐户，VIP帐户，这两种帐户在上面四个操作中各有不同，自己进行合理的设想，比如在取款方面：普通帐户（不能透支），VIP帐户（可以透支两万），开户方面：普通帐户（一般的身份验证），VIP帐户（更严格的身份验证）
3. UI层的类可以不用实现图形界面，以通过控制台输入和输出代替即可
4. 持久化层的类不用连接数据库，可以写入一个文本文件，或者向控制台输出语句表示持久化结果
文档
.
面向对象的分析与设计
课程结课大作业
学 号
学生姓名
专 业
班 级
塔里木大学教务处制
文档
. 《面向对象的分析与设计》课程结课作业
一 二 三 四 五 六 七 总结 总分
总分 5 15 15 15 10 10 10 20 100
得分
提示：1、请将答案写在此文档的相应位置，图形需在Rational Rose下绘制，大小可以根据个人需求定制（宽不超过页面1/3）；2、请将相关的文档，包括程序的相关文档进行压缩，并将压缩文档上传到ftp://210.26.176.123“大作业电子版文档”文件夹下命名为“班级-学号-姓名” ，纸质版于2015年6月12日上午10:00—13:00交到逸夫楼109。
一、选题（此题5分）
请根据你抽中的题号，请将其所对应的题目写到下方，并将你要描述的界面进行截图。
题目：照相（即手机的“相机”软件）
该 相机 软件为SONY XPERIA Z系列手机的自带相机软件。图中第五行第二列的软件。
相机
题
号
分
值 文档
. 用例图用到的界面：A D E F
类图用到的界面：B C D E F
序列图和协作图用到的界面：A C
状态图用到的界面：A C
活动图用到的界面：A B C D E F
部署图用到的界面：A
A B C
D E F
文档
. 二、用例图建模（此题15分）
请根据自己所选择的题目，描述一段不少于100字的需求分析，并绘制相应的用例图。此题要求：用例图中，用例的粒度不少于5个，必须绘制参与者和用例，尽量使用用例图中所有的要素，用例图的数量不少于2个。请注意：文字描述要与用例图相对应。
《JAVA面向对象程序设计》试题与解析库
1) 在JAVA编程中，关于Font下列（）是正确的。（选择两项）
a) 在我们的程序中可以使用Font类中定义的字体常量。
b) 我们可以使用Tookit类中的函数来获取我们的机器中java所支持的字体的列表
c) 我们可以自己创建字体实例对象
d) 以上说明都正确
【解析】参考答案：A B
Font属于java.awt包中的一个类，专门用来设置程序中的字体实例对象。
创建Font类的对象时使用的方法：getFont(int face,int style,int size);
例如：Font font = Font.getFont(Font.FACE_SYSTEM,Font.STYLE_BOLD,Font.
SIZE_MEDIUM);
无论哪一个参数，都只能使用系统设置的数值，这些数值具体的大小在不同的手机上可能不同。下面对于其中的三个参数的取值做详细的介绍：
face参数指字体的外观；style参数指字体的样式；size参数指字体的大小 。这三个参数都是系统中定义好的一些常量。
获得系统的默认字体：Font font = Font.getDefaultFont();
ToolKit类是 Abstract Window Toolkit 的所有实际实现的抽象父类。Toolkit 用于把各种组件绑定到特定的本地工具箱实现上。
该类有个方法getFontList()
用于返回该工具箱中可用字体名。 也就是可以获取机器中java所支持的字体的列表。
2) 在Java语言中，在包Package1中包含包Package2,类Class_A直接隶属于包Package1,类Class_B直接隶属于包Package2。在类Class_C要应用Class_A的方法A和Class_B的方法B,你需要（）语句。（选择两项）
a) import Package1.*;
