Файл: Применение объектно-ориентированного подхода при проектировании информационной системы (Объектно-ориентированная методика проектирования).pdf

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ

Цель данной работы является охарактеризовать применение объектно-ориентированного подхода при проектировании информационных систем.

На основании данной цели были предложены к решению следующие задачи:

• рассмотреть общие подходы к объектно-ориентированному проектированию информационных систем;
• проанализировать процесс моделирования в предметной области.

ГЛАВА 1. СУЩНОСТЬ ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО ПОДХОДА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

1.1. Объектно-ориентированная методика проектирования

Принципиальное отличие между функциональным и объектным подходом заключается в способе декомпозиции системы. Объектно-ориентированный подход использует объектную декомпозицию, при этом статическая структура описывается в терминах объектов и связей между ними, а поведение системы описывается в терминах обмена сообщениями между объектами. Целью методики является построение бизнес-модели организации, позволяющей перейти от модели сценариев использования к модели, определяющей отдельные объекты, участвующие в реализации бизнес-функций.

Концептуальной основой объектно-ориентированного подхода является объектная модель, которая строится с учетом следующих принципов:

• абстрагирование;
• инкапсуляция;
• модульность;
• иерархия;
• типизация;
• параллелизм;
• устойчивость^[1].

Основными понятиями объектно-ориентированного подхода являются объект и класс.

Объект — предмет или явление, имеющее четко определенное поведение и обладающие состоянием, поведением и индивидуальностью. Структура и поведение схожих объектов определяют общий для них класс. Класс – это множество объектов, связанных общностью структуры и поведения. Следующую группу важных понятий объектного подхода составляют наследование и полиморфизм.

---

Наследование означает построение новых классов на основе существующих с возможностью добавления или переопределения данных и методов.

Для классов объектов характерна иерархия обобщения, позволяющая осуществлять наследование не только атрибутов (свойств) объектов от вышестоящего класса объектов к нижестоящему классу, но и функций (методов).

Понятие полиморфизм может быть интерпретировано как способность класса принадлежать более чем одному типу.

В случае наследования функций можно абстрагироваться от конкретной реализации процедур (абстрактные типы данных), которые отличаются для определенных подклассов ситуаций. Это дает возможность обращаться к подобным программным модулям по общим именам (полиморфизм) и осуществлять повторное использование программного кода при модификации программного обеспечения. Таким образом, адаптивность объектно-ориентированных систем к изменению предметной области по сравнению с функциональным подходом значительно выше^[2].

Важным качеством объектного подхода является согласованность моделей деятельности организации и моделей проектируемой информационной системы от стадии формирования требований до стадии реализации. По объектным моделям может быть прослежено отображение реальных сущностей моделируемой предметной области (организации) в объекты и классы информационной системы.

Большинство существующих методов объектно-ориентированного подхода включают язык моделирования и описание процесса моделирования.

Процесс – это описание шагов, которые необходимо выполнить при разработке проекта. В качестве языка моделирования объектного подхода используется унифицированный язык моделирования UML, который содержит стандартный набор диаграмм для моделирования.

Объектно-ориентированная технология проектирования ИС включает в себя следующие компоненты:

• технологию конструирования концептуальной объектно-ориентированной модели предметной области;
• инструментальные средства спецификации проектных решений;
• библиотеки типовых компонентов модели предметной области;
• типовые проектные решения для ряда функциональных областей.

В основу объектно-ориентированной технологии проектирования ИС положены разработка, анализ и спецификация концептуальной объектно-ориентированной модели предметной области^[3].

Концептуальная объектно-ориентированная модель предметной области является основой проекта и реализации системы и обеспечивает:

---

• необходимый уровень формализации описания проектных решений;
• высокий уровень абстрагирования, типизации и параметризации проектных решений;
• компактность описания;
• удобство сопровождения готовой системы.

Отличительными чертами предлагаемой методологии являются следующие:

• наличие единого методологически обоснованного ядра, обеспечивающего открытость технологии для модификации, расширения и создания новых моделей представления проектных решений;
• наличие единого формального аппарата анализа проектных решений для используемых моделей представления;

Отличительными чертами предлагаемой технологии являются:

• совместное рассмотрение информационных, материальных и финансовых потоков;
• первичная и вторичная классификация объектов предметной области с обязательным указанием оснований классификации;
• наличие конструктивных методик декомпозиции и агрегирования компонентов проекта, использующих результаты классификации;
• наличие формальных методов оценки связности и сцепления компонентов проекта;
• использование функциональной модели данных с атрибутами — функциями доступа и атрибутами — категориями в качестве основы концептуальной модели данных^[4].

1.2. Преимущества и недостатки объектно-ориентированного подхода проектирования

Объектно-ориентированный подход обладает следующими преимуществами:

• Объектная декомпозиция дает возможность создавать модели меньшего размера путем использования общих механизмов, обеспечивающих необходимую экономию выразительных средств. Использование объектного подхода существенно повышает уровень унификации разработки и пригодность для повторного использования, что ведет к созданию среды разработки и переходу к сборочному созданию моделей.
• Объектная декомпозиция позволяет избежать создания сложных моделей, так как она предполагает эволюционный путь развития модели на базе относительно небольших подсистем.
• Объектная модель естественна, поскольку ориентированна на человеческое восприятие мира.
• «Чистый» объектный подход (Гради Буч) уже на ранних стадиях требует представлять данные о классификации в виде диаграмм классов. Это слишком жесткое требование.
• Выделение иерархии классов требует проведения объемного и тонкого анализа различных аспектов взаимосвязей объектов предметной области. В рамках самого объектного подхода подобных методик нет.
• Объектная декомпозиция позволяет избежать создания сложных моделей, так как она предполагает эволюционный путь развития модели на базе относительно небольших подсистем.
• Объектная модель естественна, поскольку ориентирована на человеческое восприятие мира.

---

К недостаткам объектно-ориентированного подхода относятся высокие начальные затраты. Этот подход не дает немедленной отдачи. Эффект от его применения сказывается после разработки двух–трех проектов и накопления повторно используемых компонентов. Диаграммы, отражающие специфику объектного подхода, менее наглядны.

По наглядности представления модели пользователю-заказчику объектно-ориентированные модели явно уступают функциональным моделям.

При объектно-ориентированном подходе изменяется и принцип проектирования ИС. Сначала выделяются классы объектов, а далее в зависимости от возможных состояний объектов (жизненного цикла объектов) определяются методы обработки (функциональные процедуры), что обеспечивает наилучшую реализацию динамического поведения информационной системы.

В настоящее время господствующим направлением проектирования ИС является объектно-ориентированная технология как основа создания открытых, гибких, многофункциональных систем для различных предметных областей^[5].

Объектно-ориентированная технология проектирования ИС предоставляет мощную, гибкую, универсальную концептуальную основу для конструирования информационно-управляющих систем в различных областях хозяйственной деятельности и управления, сочетающую использование моделей современной логистики, объектного подхода к компонентам предметной области, современных инструментальных средств визуального программирования и СУБД с SQL-интерфейсом.

При всем разнообразии моделей предметных областей концептуального уровня отсутствуют такие модели, которые бы позволяли в полной мере использовать знания по классификации элементов предметной области для описания свойств ее элементов, и в то же время, сохраняли преимущества традиционных функционального и информационного подходов, основанных на модели данных^[6].

ГЛАВА 2. РЕАЛИЗАЦИЯ ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОГРАММНЫМИ СРЕДСТВАМИ

---

2.1. Основные принципы унифицированного языка моделирования

UML (англ. Unified группе Modeling Language — совместное унифицированный язык выполнить моделирования) — язык преимущества графического описания одна для объектного папки моделирования в области Питер разработки программного участвующие обеспечения. UML пособие является языком классов широкого профиля, Ульяновск это открытый управления стандарт, использующий представлениями графические обозначения Уэст для создания потоков абстрактной модели семантикой системы, называемой Один UML-моделью.

UML данных был создан модифицировать для определения, современной визуализации, проектирования и графические документирования в основном который программных систем. Таким UML не единого является языком случаях программирования, но в методик средствах выполнения принципов UML-моделей как Наибольшую интерпретируемого кода объектным возможна кодогенерация.

выполнить UML объектно-ориентирован, в популярны результате чего подставлен методы описания Реализация результатов анализа и структурирования проектирования семантически интерфейсов близки к методам стандартный программирования на подходом современных ОО-языках.

произвольно UML позволяет себе описать систему Наибольшую практически со методам всех возможных формирования точек зрения и Зависимость разные аспекты подхода поведения системы.

Объект Диаграммы UML четыре сравнительно просты которым для чтения кода после достаточно Разновидностью быстрого ознакомления с собой его синтаксисом.

разные UML расширяет и принимать позволяет вводить диаграммах собственные текстовые и популярность графические стереотипы, даже что способствует элемента его применению реализации не только в Process сфере программной сообщением инженерии.

UML документирования получил широкое актеры распространение и динамично основании развивается^[7].

Словарь информационных языка UML завершающейся включает три компоненты вида строительных используемых блоков:

• сущности;
• составляющими отношения.
• диаграммы.

виде Сущности – это несколько абстракции, являющиеся функциональным основными элементами расширяет модели.

Отношения стрелкой связывают различные процессы сущности.

Диаграммы Крайнов группируют представляющие Баумана интерес совокупности удобство сущностей.

В UML Как имеется четыре типы типа сущностей:

• интерпретировано структурные;
• поведенческие;
• поскольку группирующие;
• аннотационные.

---