Файл: Применение объектно-ориентированного подхода при проектировании информационной системы (Объектно-ориентированное проектирование: определение, принципы).pdf

Объектно-ориентированное проектирование — это процесс планирования системы взаимодействующих объектов с целью решения программной задачи. Это один из подходов к разработке программного обеспечения.

Предмет содержит инкапсулированные данные и процедуры, сгруппированные вместе, чтобы представлять собой объект. Интерфейс определяет, как он может сосуществовать, а программа описывает взаимодействие множеств. Объектно-ориентированное проектирование — это дисциплина определения предметов и их процессы для решения проблемы, которая была выявлена и задокументирована в ходе анализа.

Далее следует описание основанного на классах подмножества, которое не включает подходы на основе прототипов объектов, когда они обычно не получаются путем создания экземпляров классов, а с помощью клонирования других.

Дизайн — это методология объектно-ориентированного проектирования. Она охватывает процесс декомпозиции и обозначения для изображения как логических, так и физических состояний, а также динамических моделей проектируемой системы.

Вход для объектно-ориентированного проектирования обеспечивается выходом анализа. Необходимо понять, что артефакт не должен быть полностью разработан, чтобы служить опорной точкой. Анализ и проектирование могут происходить параллельно. На практике результаты одного действия могут подпитывать другое в коротком цикле обратной связи через итеративный процесс. Как первое, так и второе действие может выполняться поэтапно, артефакты можно постоянно наращивать, а не разрабатывать полностью за один раз.

1. Концептуальная модель.

Результаты объектно-ориентированного анализа и проектирования охватываются концепцией в предметной области. Концептуальная модель явно выбрана, чтобы быть независимой от деталей реализации, таких как параллелизм или хранение данных.

2. Вариант использования.

Описание последовательностей событий, которые в совокупности приводят к тому, что система делает что-то полезное. Каждый вариант использования предоставляет один или несколько сценариев, которые передают объектно-ориентированное проектирование систем. Именно оно должно взаимодействовать с пользователями, называемыми актерами, для достижения конкретной бизнес-цели или функции.

Исполнителями прецедентов могут быть конечные пользователи или другие системы. Во многих случаях варианты применения данного метода дополнительно разрабатываются в виде диаграмм. Схемы прецедентов используются для определения действующего лица и процессов, которые они выполняют.

3. Диаграмма последовательности системы.

Представляет собой изображение, показывающее для конкретного сценария варианты использования события, которые генерируют внешние участники, их порядок и возможные межсистемные действия.

4. Документация по пользовательскому интерфейсу.

Документ, показывающий и описывающий внешний вид конечного продукта. Этот пункт является не обязательным, но он помогает визуализацией, что облегчает дизайнеру задачу.

Пять основ объектно-ориентированного проектирования — это функции уровня реализации, встроенные в язык программирования. Они часто называются такими общими именами:

1. Класс объекта.

Классом называется тесная связь или касательство структур данных с методами или функциями, которые воздействуют на них (объект создается на его основе). Каждый предмет выполняет какую-либо функцию. Он определяется своими свойствами. Объект может быть частью класса, который представляет собой набор похожих предметов.

2. Сокрытие объектно-ориентированного проектирования информационных систем, это способность защищать некоторые компоненты от внешних воздействий.

3. Наследование.

Это возможность для класса расширять или переопределять функциональность другой группы. Так называемый подкласс имеет целый раздел, который является производным (наследуемым) от суперкласса, а также имеет свой собственный набор функций и данных.

4. Интерфейс (Среди приемов объектно-ориентированного проектирования существуют так называемые паттерны. Интерфейс abstract factory - один из них).

Способность откладывать реализацию метода, а также возможность определения функций без их осуществления.

5. Полиморфизм (в частности, подтип) - способность заменить объект его подобъектами. А также возможность объекта-переменной содержать не только этот предмет, но и все его составляющие.

1.2. Объектно-ориентированный процесс проектирования

Методология разработки программного обеспечения представляет собой организованный процесс фундаментальных действий по спецификации, разработке, валидации и развитию, и представляет их в виде отдельных этапов процесса, таких как спецификация требований, анализ и проектирование программного обеспечения, внедрение, тестирование и так далее.

Целью этапа спецификации требований является определение полных функциональных и нефункциональных требований к программному обеспечению для системы. Требования к домену являются подкатегорией требований. Это требования, которые относятся к области применения системы и отражают характеристики и ограничения этого домена.

Общая цель этапов анализа и проектирования состоит в том, чтобы понять и смоделировать область приложения и преобразовать требования в спецификацию того, как внедрить систему. Фазы анализа и проектирования приводят к анализу и проектированию модели. Анализ главным образом связан с преобразованием требований в архитектуру и набор компонентов, которые могут полностью поддерживать реализацию предлагаемой системы. Модель проектирования служит абстракцией исходного кода, она состоит из классов проектирования, структурированных в пакеты проектирования, и подсистем проектирования с четко определенными интерфейсами, представляющими то, что станет компонентами в реализации.

Общий процесс объектно-ориентированного проектирования состоит из нескольких этапов:

- Анализ и определение контекста и способов использования системы.

- Проектирование архитектуры системы.

- Определение основных объектов в системе.

- Разработка дизайна моделей.

- Определение интерфейсов объекта.

Хотя эти действия выглядят как отдельные этапы, объектно-ориентированное проектирование не является простым, хорошо структурированным процессом. Все вышеперечисленные действия чередуются и поэтому влияют друг на друга. Объекты идентифицируются, и интерфейсы полностью или частично определяются как архитектура системы. По мере создания объектных моделей эти определения отдельных объектов могут уточняться, что приводит к изменениям в архитектуре системы.

Процесс объектно-ориентированного проектирования является обратным процессом. При «обратном проектировании» основное внимание уделяется процессу поступательного и итеративного развития различных моделей системы. В ООП используется четыре вида моделей (логическая, физическая, статическая, динамическая) системы проектируемого. Каждая из моделей подается одним или несколькими диаграммами.

Логическое представление системы отображается в диаграмме класса и диаграмме объектов.

Компоненты системы в диаграмме модулей, диаграмме процессов.

Упомянутые диаграммы реализуют статическое описание систем. Для описания динамических компонентов системы используется два вида диаграмм: диаграммы переходных состояний и временные диаграммы.

Процесс объектно-ориентированного проектирования можно представить в виде следующей последовательности проектных процедур.

Процедура 1. Проводится анализ проблемной сферы (вводятся классы и объекты), разрабатываются основные механизмы, обеспечивающие необходимое поведение объектов. Для выполнения проектных действий проектировщик должен усвоить терминологию и основные теоретические положения проблемной сферы.

Процедура 2. Проводится описание шаблонов, соответствующих классов и объектов. Строятся диаграммы классов и объектов.

Таким образом, процесс объектно-ориентированного проектирования состоит из циклического выполнения четырех основных шагов:

1. Идентификация классов и объектов данного уровня абстракции.

2. Идентификация семантики классов и объектов,

3. Идентификация связей между классами и объектами.

4. Использование классов и объектов.

На каждом повторении этого цикла уточняются описания классов и перерабатываются проектные документы.

ГЛАВА 2. ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЕ ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО ПОДХОДА ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

Информационные системы разделяют на одиночные, групповые и корпоративные ИС по масштабу функций, которые они выполняют.

Одиночные информационные системы разрабатываются на локальном компьютере. Такие системы, в основном, содержат несколько несложных программ. Также эти системы разработаны для одного пользователя.

Групповые информационные системы всегда разработаны с учётом коллективного использования. Строятся обычно как локальная вычислительная сеть. Такие информационные системы в виде приложений доступны для стандартизированного рабочего места. Совокупность таких рабочих мест имеет общую базу данных и файловую структуру.

Также существуют корпоративные информационные системы. Они разработаны для использования в масштабах среднего или большое предприятия, которое состоит из различных подразделений. Особенностью таких корпоративных информационных систем является предоставления доступа из любого отдела к центральной файловой системе и базе данных всего предприятия. Корпоративные информационные системы используют архитектуру клиент-сервер.

2.1. Информационная система гостиницы

Библиотека объектов включает в себя комплект визуальных компонент, для упрощения разработки приложений для СУБД, имеющих архитектуру клиент-сервер. Объекты инкапсулируют в себя нижний уровень – Borland Database Engine.

Учтены определенные комплекты компонент, управляющих доступом к чтению и корректировке данных и компонент, которые эти данные отображают.

Компоненты доступа к данным осуществляют соединение с базой данных, производят подборку, копирование данных, и т. д.

Компоненты визуализации данных отображают их как списки, поля и таблицы. Отображаемые данные могут иметь графический, текстовый либо произвольный формат.

Рисунок 1 – Модель «сущность-связь»

Основным звеном информационной подсистемы является база данных, поэтому процесс разработки программной системы начинается с проектирования базы данных. Основными объектами предметной области будут: номера, стоимость номеров, доступность номеров, типы номеров, клиенты. Для построения логической модели базы данных было использовано CASE-средство ERWin. Модель предметной области (уровня сущностей) представлена на рисунке 1.

Для данной работы была создана реляционная база данных в MS Access 2010. В таблицах базы определены ключевые поля. Между таблицами установлены связи.

На рисунке изображена схема данных, в которой можно увидеть связи между таблицами.