面向对象的建模方法
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面向对象的建模方法面向对象的建模方法是一种用于软件系统设计的方法论,它把现实世界映射到软件系统中的对象和类的概念上,通过抽象、封装、继承和多态等概念,实现对现实世界中事物的建模。
面向对象的建模方法包括需求分析、领域建模、设计模式等环节,本文将详细介绍这些环节的步骤和重要性。
首先,需求分析是面向对象建模的第一步。
它主要目的是了解用户的需求和软件系统的功能。
在需求分析阶段,开发团队需要与用户进行深入沟通,明确系统的功能、性能和界面等方面的需求。
在这个阶段,可以使用用例图、活动图、领域模型等工具来表示和记录需求。
需求分析的重要性在于确保软件系统能够满足用户的期望,并且为后续的建模和设计提供必要的依据。
接下来是领域建模。
领域建模是通过分析和理解现实世界的各个领域,抽象出问题领域中的概念和关系,并将其映射到软件系统中。
在领域建模中,可以使用类图、对象图等工具来描述问题领域中的概念、属性和关系。
领域建模的目的是建立一个清晰的问题领域模型,通常使用领域专家的知识和建模技术,可以更好地理解问题的要求和限制。
在面向对象的建模方法中,设计模式也是一个非常重要的环节。
设计模式是一种解决软件设计中常见问题的可复用方案,它提供了一种在特定情况下的最佳实践,可以提高软件的质量和可维护性。
常用的设计模式包括单例模式、工厂模式、观察者模式等。
设计模式的目的是通过将系统分解为独立的对象,每个对象负责一个特定的职责,从而提高系统的灵活性和可扩展性。
此外,还有一些其他的面向对象的建模方法值得考虑。
例如,UML(统一建模语言)是一种广泛使用的建模语言,可以用来描述软件系统的结构和行为。
UML 提供了一套图形符号和规范,可以用于可视化和交流系统设计。
此外,敏捷建模也是一种常用的面向对象的建模方法,它强调团队合作、迭代开发和软件质量的快速反馈。
总结起来,面向对象的建模方法是一种通过抽象、封装、继承和多态等概念,将现实世界映射到软件系统中的方法论。
面向对象的数据建模方法介绍面向对象的数据建模是一种在软件开发过程中广泛应用的方法,旨在通过将现实世界的事物抽象成对象,对事物之间的关系进行建模和描述。
本文将介绍面向对象的数据建模方法,包括实体关系模型(ERM)、统一建模语言(UML)和面向对象数据库。
一、实体关系模型(ERM)实体关系模型是一种常用的数据建模方法,用于表示现实世界中各个实体之间的关系。
在ERM中,实体用矩形框表示,属性用椭圆表示,关系用菱形表示。
通过定义实体、属性和关系之间的约束和限制,可以精确描述现实世界的结构和行为。
举例来说,假设我们要建立一个图书馆管理系统,可以使用ERM来描述图书、读者和借阅等实体之间的关系。
图书可以有属性如书名、作者和出版日期,读者可以有属性如姓名、年龄和性别,而借阅则将图书和读者关联起来,表示读者借阅了某本图书。
二、统一建模语言(UML)统一建模语言是一种广泛使用的面向对象建模语言,用于描述软件系统的结构和行为。
UML提供了一系列图表,包括类图、对象图、用例图和活动图等,可以方便地对系统进行建模和分析。
在UML中,类图是最常用的图表之一,用于表示系统中的类和类之间的关系。
每个类都有属性和方法,与ERM中的实体和属性类似。
通过类图可以清晰地展示系统的结构,帮助开发人员理解和设计软件系统。
三、面向对象数据库面向对象数据库是一种将面向对象思想应用于数据库管理系统的方法。
传统的关系型数据库以表格形式存储数据,而面向对象数据库则将数据存储为对象,更贴近面向对象的思维方式。
面向对象数据库支持复杂的数据结构和对象之间的继承关系,可以更方便地进行数据操作和查询。
使用面向对象数据库可以有效地解决关系型数据库中数据表之间的复杂关系和数据冗余的问题。
总结:面向对象的数据建模方法是一种有效的软件开发方法,可以帮助开发人员更好地理解和描述现实世界中的事物和关系。
通过实体关系模型、统一建模语言和面向对象数据库等方法,可以将复杂的现实世界映射为清晰的数据结构,并支持系统的设计和开发。
面向对象的软件开发过程中的需求分析与建模研究第一章引言随着信息技术的快速发展,软件已逐渐成为了现代社会不可或缺的组成部分。
而软件开发过程中的需求分析与建模是确保软件开发质量的重要步骤,因此在面向对象的软件开发中,需求分析与建模研究具有重要的意义和价值。
本文将从面向对象的软件开发出发,介绍需求分析和建模的概念、方法和工具,并重点探讨基于面向对象的软件开发过程中的需求分析与建模研究。
第二章面向对象的软件开发面向对象的软件开发是一种软件开发方法,它以对象为中心,实现了软件的高内聚、低耦合和易维护性,具有较高的开发效率和软件重用性。
在面向对象的软件开发中,需求分析和建模是其中的关键环节。
基于面向对象的软件开发过程主要包括以下几个阶段:1.需求分析阶段。
在该阶段中,需求分析人员将收集和分析用户和系统需求,以确定软件开发的需求和目标。
2.设计阶段。
在设计阶段中,设计人员将根据需求分析阶段的结果,设计面向对象的软件系统架构和对象模型。
3.编码和测试阶段。
在这个阶段中,开发人员将根据设计人员的指示开发代码和进行测试,以确保软件能够按要求正确运行。
4.部署和维护阶段。
在这个阶段中,开发人员将软件部署到用户环境中,并进行维护和修复错误。
在整个软件开发过程中,需求分析和建模是相互关联、相互作用的关键环节。
第三章需求分析与建模基础知识3.1 需求分析需求分析是软件开发的首要任务,它是确保软件开发符合用户需求的前提条件。
需求分析包括两个方面,即功能需求和非功能需求。
1.功能需求功能需求是软件开发中最基本的需求,它是用户对软件功能的具体要求。
在软件开发中,功能需求可以通过用例图、活动图、状态图和顺序图等方法进行描述和分析。
2.非功能需求非功能需求是软件开发中的另一个重要因素,它主要描述软件的性能、可靠性、安全性、可维护性和可移植性等方面的要求。
常用方法包括场景模型、质量属性树和系统特征模型等。
3.2 需求建模需求建模是将需求分析的结果转换为相应的模型,以便于软件设计和开发人员的理解和使用。
软件工程建模的方法
软件工程建模的方法有以下几种:
1. 面向过程的建模方法:这种方法主要关注软件系统的输入、处理和输出过程,通过绘制数据流图、结构图、状态转换图等图形化方式来描述系统的结构和功能。
2. 面向对象的建模方法:这种方法主要关注软件系统中的对象及其相互关系,通过绘制类图、对象图等图形化方式来描述系统的结构和行为。
3. 数据库建模方法:这种方法主要用于描述软件系统中的数据模型,通过绘制实体关系图、关系模式、数据流程图等图形化方式来描述数据库的结构和关系。
4. 结构化建模方法:这种方法主要关注软件系统的组织结构和模块划分,通过绘制模块图、层次结构图等图形化方式来描述系统的组织关系和模块之间的调用关系。
5. UML(统一建模语言)建模方法:这种方法是一种标准化
的建模方法,通过使用UML语言规范来描述软件系统的各个
方面,包括需求、设计、实现、测试等,通过绘制用例图、类图、时序图、活动图等图形化方式来描述系统的结构和行为。
这些建模方法可以根据具体的需求和情况灵活选择和组合使用,以达到对软件系统的准确描述和全面分析的目的。
用例图是面向对象方法提供的建模方法
用例图是面向对象方法提供的一种建模方法,可以用于描述特定领域或特定场景内的简单行为。
它是支持软件开发的一个有用工具,用于提供定义系统隐患行为的语言。
它又可以被称为用例图,它提供了一个更高级别的描述,它使得我们能够从一种非常抽象的角度来看待整个系统。
用例图是一种结构化的、由角色与事件组成的建模工具,其中角色表示参与者,而事件代表角色之间的交互。
这里所提到的“角色”可以是用户、系统设备或其他第三方机构。
用例图由多个部分组成,每个部分都有不同的含义。
用例图的图形由多个元素组成,包括用例框图、用例连接器、用例描述卡片和角色框图。
用例框图是所有用例图绘制的基础,它提供了一种可视化的方式来描述角色之间的交互。
该图显示了当角色发出用例请求时,参与者之间会发生什么样的交互情况。
用例连接器是一种把角色与用例框图联系起来的工具。
它的目的是定义每个角色将如何与框图中的其他元素交互。
用例描述卡片是定义用例的文档。
这张卡片中包括用例名称、参与者、输入参数、输出参数等信息。
角色框图显示了参与者之间的关系,它可以帮助我们更好地理解系统中参与者之间的作用。
总而言之,用例图是面向对象方法提供的一种有效的建模方法,可以帮助定义和描述特定领域或场景内的简单行为。
它提供了一种更高级别的分析,帮助项目团队进行更好的设计和系统调整,确保系统的发展。
此外,它还可以帮助我们更好地理解系统中参与者之间的作用,从而保证系统的可用性。
软件系统的建模的方法和介绍软件系统建模是将现实世界中的问题抽象表示为计算机能够理解和处理的形式的过程。
它是软件开发过程中的关键步骤之一,可以帮助开发团队更好地理解问题领域,并以一种可视化的方式来描述系统的结构和行为。
下面将介绍几种常见的软件系统建模方法。
1. 面向对象建模方法:面向对象建模是一种基于对象的方法,它将问题领域分解为多个独立的对象,并描述它们之间的关系和行为。
常用的面向对象建模方法包括UML(统一建模语言)和领域模型(Domain Model)等。
UML是一种广泛应用的面向对象建模语言,它提供了用于描述系统结构、行为和交互的图形符号和语法规则。
2. 数据流图(Data Flow Diagram, DFD)建模方法:数据流图是描述软件系统中数据流动的图形化工具。
它将系统分解为一系列的功能模块,通过数据流和处理过程之间的关系来描述系统的结构和行为。
数据流图主要包括外部实体、数据流、处理过程和数据存储等基本元素。
3.结构化建模方法:结构化建模是一种基于流程的建模方法,它主要通过流程图和结构图来描述系统的结构和行为。
流程图用于描述系统中的控制流程和数据流动,结构图用于描述系统中的数据结构和模块关系。
常见的结构化建模方法包括层次图、树形图和PAD(程序设计语言图)等。
4.状态图模型:状态图是一种描述系统状态和状态转换的图形化工具。
它主要包括状态、转移和事件等元素,用于描述系统中的各种状态及其变化过程。
状态图可以帮助开发团队清晰地理解系统的状态转换规则和事件响应机制。
5.时序图和活动图:时序图和活动图是UML中的两种重要建模方法。
时序图主要用于描述对象之间的交互和消息传递顺序,而活动图主要用于描述系统中的活动和操作流程。
这两种图形化表示方法可以帮助开发团队更好地理解系统的动态行为和操作流程。
除了上述几种常见的建模方法,还有很多其他的建模方法可供选择,如数据建模、用例建模、业务流程建模等。
不同的建模方法适用于不同的场景和应用需求,开发团队可以根据具体情况选择最合适的建模方法进行系统建模。
一、叙述基于UML的面向对象分析设计过程1)识别系统的用例和角色首先对项目进行需求调研,依据项目的业务流程图和数据流程图以及项目中涉及的各级操作人员,通过分析,识别出系统中的所有用例和角色;接着分析系统中各角色和用例间的联系,再使用UML建模工具画出系统的用例图,同时,勾画系统的概念层模型,借助UML 建模工具描述概念层类图和活动图。
2)进行系统分析,并抽象出类系统分析的任务是找出系统中所有需求并加以描述,同时建立特定领域模型。
建立域模型有助于开发人员考察用例,从中抽取出类,并描述类之间的关系。
3)设计系统和系统中的类及其行为设计阶段由结构设计和详细设计组成。
①结构设计是高层设计,其任务是定义包(子系统),包括包间的依赖关系和主要通信机制。
包有利于描述系统的逻辑组成部分以及各部分之间的依赖关系。
②详细设计就是要细化包的内容,清晰描述所有的类,同时使用UML 的动态模型描述在特定环境下这些类的实例的行为。
二、UML中包括哪些图及每件图的作用UML中包括九种图:用例图、类图、对象图、状态图、时序图、协作图、活动图、组件图、配置图。
1)用例图(Use Case Diagram)它是UML中最简单也是最复杂的一种图。
说它简单是因为它采用了面向对象的思想,又是基于用户视角的,绘制非常容易,简单的图形表示让人一看就懂。
说它复杂是因为用例图往往不容易控制,要么过于复杂,要么过于简单。
用例图表示了角色和用例以及它们之间的关系。
2)类图(Class Diagram)是最常用的一种图,类图可以帮助我们更直观的了解一个系统的体系结构。
通过关系和类表示的类图,可以图形化的方式描述一个系统的设计部分。
3)对象图()对象图是类图的实例,几乎使用与类图完全相同的标识。
面向对象的建模方法
[摘要]评述面向对象的几种建模方法并作一比较,阐述统一建模语言的优越性,并对其组成、特征、建模过程进行描述。
[关键词]软件工程建模面向对象
一、引言
面向对象方法学也称为面向对象的开发方法,它属于软件工程的范畴。
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,使开发软件的方法与过程接近人类认识世界解决问题的方法与过程。
也就是说,面向对象方法是一种崭新的思维方法,它是把程序看作是相互协作而又彼此独立的对象的集合。
由于对象的独立封装,模块的可构造性、可扩充性、可重用性也大大加强,从而面向对象的软件工程能够胜任当今大规模复杂、易变软件系统开发应用的要求。
面向对象的软件工程要求首先对系统建立模型是对现实的简化,它提供了系统的蓝图。
一个好的模型只需抓住影响事物发展的主要矛盾,而忽略那些次要矛盾。
每个系统可以从不同方面用不同的模型来描述。
因而每个模型都是在语义上闭合的系统抽象。
通过建模可以按照实际情况对系统进行可视化模型详细地说明了系统结构或行为,指导我们构造系统模板
二、面向对象建模方法
建模是构造软件系统最基本的步骤,在软件工程学科中提供了多种多样的建模方法和高效的工具,其目的是为了在软件开发过程的早期就发现设计中可能隐含的缺陷和错误,对于今日的大型软件系统,采用一种合适的建模方法,建立一个良好的模型是成功的关键。
在市场上已有一些公司,如Rationa1,Cayenne,Platinum等开始提供商品化的建模工具,即通常所谓的CASE工具,使得建模过程实现了一定的自动化的标准化,并逐步走向实用,而这些工具的后面,便是具有不同特色的建模方法。
下面分析比较Booch,OMT,OOSE,UML等几种主要的面向对象的建模方法:
(一)Booch方法
Booch方法是由Grady Booch提出的,是一种主要面向设计的方法,它通过二维图形来建立面向对象的分析和设计模型,强调设计过程的不断反复知道满足要求为止。
Booch 方法特别注重对系统内对象之间相互行为的描述,注重可交流性和图示表达。
但在方法学上并不注重严格的过程,既不推荐软件设计人员该做什么,只是指出了其可做的工作。
Booch 方法把几类不同的图表有机地结合起来,以反映系统的各个方面是如何可相互联系而又相互影响的。
这些图贯穿于逻辑设计到物理实现的开发过程中,包括类图、状态图、对象图、交互图、模块图和进程图。
(二)OMT方法
OMT(Object Modeling Technology对象建模技术)是由JamesRumbaugh
等人提出的。
OMT方法包含了一整套的面向对象的概念和独立于语言的图示符号。
它可用于分析问题需求,设计问题的解法以及用程序设计语言或数据库来实现这个解法。
OMT方法用一致的概念和图示贯穿于软件开发的全过程,这样软件开发人员不必在每一开发阶段便换新的表示方法。
OMT方法从对象模型、动态模型、功能模型3个不同但又相关的角度来进行系统建模。
这3个角度各自用不同的观点抓住了系统的实质,全面地反映了系统的需求。
其中,对象模型表示了静态的、结构化的系统数据性质,动态模型表示了瞬时的、行为化的系统的控制性质,功能模型则表示了变化的系统的功能性质。
在软件开发的周期中,这3种模型都在逐渐发展:在分析阶段,构造出不考虑最终设计的应用域模型;在设计阶段,求解域的结构被
加入到模型中;在实现阶段,应用域及求解域的结构被编码。
(三)OOSE方法
OOSE (Object_Oriented Software Engineering面向对象软件工程) 是由Ivar Jacobson提出的。
它可较好的描述系统与其用户之间的信息交换机制,即用于向软件系统提出需求后,软件系统完成这项需求的过程。
OOSE方法遵循瀑布式的软件开发过程,首先是描述与系统交互有关的用户视图,然后建立分析模型,最后的构造过程则完成交互设计、实现和测试。
OOSE开发过程可在规定的顺序步骤指导下完成,其间允许少量的阶段反复。
(四)UML方法
UML即标准建模语言,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。
它溶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的全过程,UML的定义包括UML语义和UML 表示法两个部分。
1.UML语义:描述基于UML的精确元模型定义。
元模型为UML的所有元素在语法和语义上提供了简单、一致、通用的定义性说明,使开发者能在语义上取得一致,消除了因人而异的最佳表达方法所造成的影响。
此外UML还支持对元模型的扩展定义。
2.UML表示法:定义UML符号的表示法,为开发者或开发工具使用这些图形符号和文本语法为系统建模提供了标准这些图形符号和文字所表达的是应用级的模型,在语义上它是UML元模型的实例。
三、UML进行系统软件建模的过程
用UML建模之初要描述总体需求。
在这一阶段中主要是建立用例模型和静态模型,以搭建系统体系结构。
用例图是系统的高级视图,要求按照面向对象的原则,站在功能划分的角度将系统要实现的行为划分为用例;以用例之间的动态交互及交互时间为依据产生顺序图;接下来就在用例图的基础上抽象出系统的类,明确各模块之间的关系以适当的粒度画出类图,其中也包括了与用例图的相互迭代修改在分析完模块的静态交互关系后继而要绘制出构件图。
以上这些过程中均不考虑系统的具体实现,如建立什么样的数据库或采用什么语言编码等,最好是以使用者的眼光去分析系统功能。
为建立完整的系统模型,还要对模块交互和构件细节做进一步分析,补充状态图、活动图、协作图和实施图等,从尽可能多的角度对复杂系统进行描述。
在模型确定后就可以借助相应的支撑软件将模型导出为相关代码,形成编码所需的初步框架。
四、结束语
UML用一种统一的基本表示来组织数据和它专有的处理,能够无痕地支持OOA、OOD 各阶段的工作特征,使传统软件开发的两条鸿沟消失。
UML的出现是面向对象技术发展的重要成果,UML成为可视化建模语言事实上的工业标准,代表了面向对象方法的软件开发技术的发展方向。
参考文献:
[1]马光毅等,面向对象方法研究《华南师范大学学报》.
[2]裴发展,OO建模与UML研究《河北省科学院学报》.。