第5章 面向对象分析

学生信息管理系统主要参与者
12
建立用例模型案例-学生信息管理系统
⑷成绩管理模块的用例 ① 录入成绩 ② 修改成绩 ③ 保存成绩 ⑶课程基本信息管理模块的用例 ④ 查询成绩 ① 添加课程基本信息 ⑤ 打印成绩单 ② 查询课程基本信息 ③ 修改课程基本信息 ④ 删除课程基本信息 ⑤ 打印课程基本信息
13
面向对象分析模型
在面向对象分析中，主要包括以下3个独立的模型。 ①对象模型（静态模型）：对用例模型进行分析，把系 统分解成互相协作的分析类，通过类图/对象图描述 对象/对象的属性/对象间的关系，是系统的静态模型。 对象模型是最基本、最重要、最核心的。 ②动态模型：描述系统的动态行为，通过顺序图/合作 图描述对象的交互，以揭示对象间如何协作来完成每 个具体的用例，单个对象的状态变化/动态行为可以 通过状态图来表达。 ③功能模型：以用例模型为基础，描述系统应具有的功 能用于实现用户的日常需要。由用例和场景表示。
第五章 面向对象分析
Object-Oriented Analysis
珠海市软件行业协会专家委员会主任 吉林大学珠海学院计算机系教授
李军国
1
主要内容
1. 面向对象分析概述
2. 面向对象分析过程
2 2
一、面向对象分析概述
1. 需求获取
2. 面向对象分析模型
3. 面向对象分析的步骤
3
面向对象分析（Object-Oriented Analysis，OOA）
27
对象属性的审查和筛选
对于找到的对象属性，还应进行严格的审查和筛选，才 能最终确定对象应具有的属性，在审查和筛选中，应考 虑的问题有： ① 该属性是否体现了以系统责任为目标的抽象； ② 该属性是否描述了该对象本身的特性； ③ 该属性是否破坏了对象特征的“原子性”； ④ 该属性是否已通过类的继承得到； ⑤ 该属性是否可以从其他属性推导得到。
28
（2）定义对象的服务
在系统需求中分检出相应的动词，作为类中可能使 用的服务，通过这种方法，我们能够发现类对象的 一些服务。
29
4、识别对象的外部联系
对象-关系 模型描述了系统 的静态结构，它 指出了类间的关 系。
对象及其类与外部的关系
① 一般-特殊关系（即继承关系）：即对象之间的分 类关系，用一般-特殊结构表示； ② 整体-部分关系：即对象之间的组成关系，用整体 -部分结构表示； ③ 静态连接关系（即关联关系）：即通过对象属性 所反映出来的联系，用实例连接表示； ④ 动态连接关系（即依赖关系）：即对象行为之间 的依赖关系，用消息连接表示。
16
发现和定义对象与类
在寻找各种可能有用的候选对象时，主要的策略是：从问 题域、系统边界和系统责任这3方面出发，考虑各种能启发我 们发现对象的因素，找到可能有用的候选对象。 ① 在问题域方面，可以启发分析员发现对象的因素包括 人员、组织、物品、设备、事件、表格、结构等等。 ② 在系统边界方面，应该考虑的因素包括人员、设备和 外部系统，它们可以启发分析员发现一些系统与外部 活动所进行的交互，并处理系统对外接口的对象。 ③ 对系统责任的分析是基于对象识别的遗漏的考虑，对 照系统责任所要求的每一项功能查看是否可以由已找 出的对象来完成该功能，在不能满足要求时增加相应 的对象，可以是系统分析员尽可能完全的找出所需要 的各种对象。
18
发现和定义对象与类
对于我们研究的学生信息管理系统，还需要筛选和精 简候选的类对象。 本系统中筛选的候选类对象包括：学生、教师、账号、 课程、成绩、班级、专业和选修课。为了将学生、教 师类与参与者相互区别，这里描述为学生信息、教师 信息。
19
发现和定义对象与类
学生信息 学号 姓名 年龄 家庭住址 性别 身份证号 身高 课程 课程编号 所属专业 课程名称 学时 学分 任课教师 账号 密码 学期
问题域分析建立用例模型
面向对象分析的基础就是问题域以及用户的需求， 研究问题域和系统需求的主要目的是通过对问题域的 深入研究，建立一个能够满足用户需求的系统模型。 面向对象分析强调系统模型与用户需求的紧密对应， 对问题域的研究贯穿与整个面向对象分析工作中。面 向对象分析的第一步就是分析用户需求，在此基础上 建立用例模型。
7
二、面向对象分析过程
1. 需求获取和问题域分析
2. 发现和定义对象与类
3. 识别对象的内部特征
4. 识别对象的外部联系 5. 建立用例模型
8
1、需求获取和问题域分析
需求获取是需求分析 的第一项工作，涉及软件 设计人员如何与客户建立 有效的沟通。也称为“需 求发现”、“需求获得”。 是采用用例来收集客户需 求的技术。需求获取的途 径和手段主要有以下几种： ① 访谈式 ② 诱导式 ③ 确认式
17
发现和定义对象与类
发现学生信息管理系统中的类对象：首先在用户需 求中分检出候选的类对象。通常，需要通读需求报告， 在问题域中发现其中的名词，将其分检出来作为候选的 类对象。在学生信息管理系统中，可能作为候选类对象 的有：系统、用户、新生、系统管理员、学生、基本信 息、姓名、性别、年龄、身份证号、家庭住址、身高、 编号、学生证号、学校领导、学生信息、相关部门、新 专业、学校、社会、课程信息、课程编号、所属专业、 课程名称、开课学期、学时、学分、任课教师、专业、 班级、报表、网络、选修课、时间、数量、人数、考试、 考试成绩、账号、密码、账号信息。
识别对象的内部特征
对象的内部特性包括对象的属性和服务。识别对象的内 部特征包括定义对象的属性和服务两个部分的工作。问 题域中，事物的特征可以区分为静态特征和动态特征， 静态特征通过一组数据来表示，而动态特征则可以通过 一系列操作来表达。 对象的属性和服务描述了对象的内部细节，只有给出了 对象的属性和服务，才能说对于该对象有了明确的认识 和定义。 对于对象的属性和服务，面向对象方法提供了专门的表 示方法：对象的属性用在类符号中部填写的各属性的名 字表示；而对象的服务则用在类符号的下部填写的各服 务的名称表示。
21
发现和定义对象与类
（1）识别边界类 边界类使是从那些系统和外界进行交互的对象中归纳、 抽象出来的，它是系统内的对象和系统外的参与者的联 系媒介，外界的消息只有通过边界类的对象实例才能发 送给系统。 根据角色的不同类型，边界类可以是用户接口、系统接 口和设备接口。对于用户接口来说，边界类集中描述了 用户与系统的交互信息，而不是描述用户接口的显示形 式，如按钮等；对于系统接口和设备接口来说，边界类 集中描述所定义的通信或交换协议，而不是说明协议如 何实现的。边界类使系统与系统的外部变化隔离开来。 参与者只许通过边界类和系统通信。
成绩
选修课
教师信息
班级
专业
选课信息
系统初步类图
20
发现和定义对象与类
在面向对象分析中，从软件功能需求来看，分析类 （在进行面向对象分析过程中所使用的类）根据其功能 和作用可以划分为以下3种： ①实体类：表示系统存储和管理的永久信息； ②边界类：表示参与者与系统之间的交互； ③控制类：表示系统在运行过程中的业务控制逻辑。
11
建立用例模型案例-学生信息管理系统
Hale Waihona Puke ⑵班级基本信息管理模块的用例 ① 添加班级基本信息 ② 修改班级基本信息 ⑴学生信息管理模块的用例 ③ 查询班级基本信息 ① 录入学生基本信息 ④ 删除班级基本信息 ② 查询学生基本信息 ⑤ 打印班级基本信息 ③ 修改学生基本信息 ④ 删除学生基本信息 ⑤ 打印学生基本信息
22
发现和定义对象与类
（2） 识别控制类 控制类是实体类和边界类之间的润滑剂，用于协 调边界类和实体类之间的交互。 控制类与用例存在着密切的关系，它在用例开始 执行时创建，在用例结束时取消。一般来说，一 个用例对应一个控制类。
23
整理后的系统类图
24
3、识别对象的内部特征
该阶段分为两个步骤： ① 第一，识别一般-特殊 结构，该结构捕 获了 识别出的类的层次结 构； ② 第二，识别整体-部分 结构，该结构用来 表 示一个对象如何成 为另一个对象的一部 分，以及多个对象如 何组装成更大 的对象。
5
面向对象分析模型
基本模型是一个类图（Class Diagram），是以直观的方式 表达系统最重要的信息。构成类图的元素所表达的模型信 息，分为三个层次：对象层、特征层、关系层 补充模型:主题图、交互图 详细说明：按照分析方法 所要求的格式，对分析模 型进行说明和解释，主要 以文字为主。
描述如何发现类及对象。
发现和定义对象与类
在对象识别中最为关键的是正确运用抽象原则。面向对 象分析用对象来映射问题域中的事物，但并不是问题域 中的所有事物都需要用对象来映射。 首先要舍弃与系统责任无关的事物，保留与系统责任有 关的事物。其次，还要舍弃与系统责任有关的事物中与 系统责任无关的特征。判断事物极其及其特征是否与系 统责任相关的准则是：该事物是否向系统提供了一些服 务或需要系统描述它的某些行为。同时还要考虑将问题 域中的事物映射为什么对象以及如何对对象进行分类
31
（1）定义一般-特殊结构
一般-特殊结构又称分类结构，是由一组具有一般特殊关系（即继承关系）的类所组成的结构，表示“isa-kind-of”关系。在UML中，用一个带有空心三角形 的连线来表示。空心三角形指向基类。
32
发现一般-特殊结构
为了发现一般-特殊结构，同时还应采用如下策略： ①学习问题域的分类学知识，按照问题域已有的分类学 只是找出与之相对应的一些一般-特殊结构； ②按照尝试考虑事物的分类，从而发现其中的一般-特殊 关系； ③考察类的属性与服务，若一个类的属性与服务只能适 合该类的一部分对象，则应该从这个类中划分出一些 特殊类：若两个或两个以上的类含有一些共同的属性 和服务，则可以考虑将这些共同的属性和服务提取出 来，构成一个在概念上包含原先那些类的一般类； ④考虑领域范围内的复用，在更高水平上运用一般-特殊 结构，并能开发贡献一些可复用性更强的类的构件。