信息系统分析与设计 第六章 面向对象的系统分析与设计

面向对象的系统分析
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二、基于UML的面向对象分析
面向对象分析阶段的基本过程：* 1、基于用例模型从外部用户的角度捕获系统的行为，即 系统应该响应的主要事件 2、使用类图定义系统领域主要概念之间的关系，形成系 统的概念模型，它表达了系统对应的事物部分 3、采用顺序图对系统操作行为进行描述，系统行为描述 了系统做什么，而不解释系统怎么做 4、基于概念模型、系统顺序图和系统操作建立系统操作 的契约。
说明：基用例中所包含中事件流肯定被执行，被包含的用 例事件被看作是基用例的一部分。两者是包含的关系。
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基用例事件流 扩展用例的执行过程
扩展点A
扩展的用例事件流
扩展点B
A序列行为 B序列行为
说明：1、系统将可选的新增功能放入扩展用例中，不影响基用 例的执行。两者具有较高的独立性。2、扩展用例是对基用例增 加的额外行为。3、扩展点过多，使基用例行为难以理解。
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四、交互图，描述对象间的交互关系。一种是顺序图，用以 显示对象之间的动态合作关系。它强调对象之间消息发送 的顺序，同时也显示对象之间的交互过程。另一种是协作 图，它着重描述对象间的协作关系。如果强调时间和顺序， 使用顺序图。如果强调通信关系，使用合作图。 例
五、实现图，包括构件图和配置图。构件图描述代码部件的 物理结构以及各部件之间的依赖关系。配置图定义系统中 软硬件的物理体系结构。
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例：“注册选课”的高层用例
用例 角色 类型 描述
注册选课 学生（发起者）
主要的 学生从所开设的课程列表中选择课程，并生成课程
表
此外，用例按重要程度分为主要用例、次要用例和可选用例三种。 主要用例：代表了那些主要的过程； 次要用例：代表那些不重要的或者是不常见的用例； 可选用例：代表那些可以处理也可以不处理的用例。
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问题背景： 需要强调的是，面向对象不仅是一种程序设计方法，更重要的 是，它是一种对真实世界的抽象思维方式。随着计算机应用的 飞速发展，软件的复杂程度不断提高，源代码的规模越来越大， 项目失败的可能性也相应增加。在长期的研究与实践中，人们 愈来愈深刻地认识到，建立简明准确的（ 表示模）型是把握复 杂系统的关键。
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1、定义基本用例－－需求分析
需求包括三个不同的层次：业务需求、用户需求 和功能需求。*
业务需求反映了组织机构或客户对系统高层次的 目标要求，它们在系统的视图与范围文档中予以说明； 用户需求描述了用户使用系统必须要完成的任务，它 使用用例（use case）及其用例场景予以说明；功能需 求定义了开发人员必须实现的软件功能。
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黑盒方法和白盒方法*
对用例图绘制持有的两种观点： 一种是认为仅需从“外部”视图描述系统即可，另外一种认为 仅仅有外部描述还远远不够，用例中还必须包括一些重要的系 统行为。
仅从外部视图描述用例，采用的是黑盒方法（black box）。 在用例描述中包括对支持达到外部角色的目标所需要的系统行 为，采用的是白盒方法（white box）。
面向对象的系统-结束分1 析
*
银行客户
-结束2 *
资金转移
存款
取款
<<extends>>
转账
个人客户
泛化关系
公司客户
透支取款
银行系统用例图
扩展关系
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练习：
1：在很多业务中，总是存在着维护某某信息的功能，如果 将它作为一个用例，那添加、编辑以及修改都要在用例详述 中描述，过于复杂；如果分成添加用例、编辑用例和删除用 例，则划分太细。这时（包含）关系可以用来理清关系。
二、静态图。包括类图、对象图。类图用于定义系统中的
类，描述类之间的联系以及类的内部结构。在系统的整个
生命周期都有效。对象图显示类的实例，其只能在系统某
一时间段存在。
例
三、行为图。描述系统的动态模型和组成对象间的交互关 系。一种是状态图，它描述一类对象的所有可能的状态以 及事件发生时的状态的转移条件，通常状态图是对类图的 补充。另一种是活动图，它描述为满足用例要求所要进行 的活动以及活动间的约束关系。使用活动图可以很方便地 表示并行活动。 例
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面向对象中的几个概念*
对象（Object）：可以看作其自身所具有的状态特征及可以 对这些状态施加的操作结合在一起所构成的独立实体。 类：(Class)：类是具有相同属性和服务的一组对象的集合。 消息（Message）：消息是面向对象发出的服务请求。 封装（Encapsulation）：把对象的属性和服务结合成一个 独立的系统单位，尽可能隐蔽对象的内部细节。 继承（Inheritance）：即“自动地拥有”，特殊类可以自动 地拥有其一般类定义的所有属性与服务。 多态（Polymorphism）：描述同一个消息可以根据发送消 息对象的不同，采用多种不同的行为方式。
UML
因此，在客观上，极有必要在精心比较不同建模语言的优缺点及 总结面向对象技术应用实践的基础上，努力统一这些建模语言。
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例：使用Booch方法和OMT方法描述的系统用例图。
存钱 取钱
存钱 取钱
客户 客户
转账 查询余额
转账 查询余额
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面向对象的系统分析与设计
一、UML简介 二、基于UML的面向对象的系统分析 1、定义基本用例－－需求分析 2、建立概念模型－－概念类分析 3、建立系统行为－－顺序图 4、定义系统操作契约 三、基于UML的面向对象的系统设计
※用户需求分析－－用例图* 用例图：描述系统外部角色（执行者）与系统提供的用例之间 的某种联系。 用例的作用？－－面向对象的所有工作是用例驱动的。 用例（Use Case）：是指对系统提供的功能的一种描述。
用例按详细程度可以分为：高层用例和扩展用例。
高层用例以简洁的方式来描述一个过程，可快速获得对系统整体过程的 理解。而扩展用例也叫用例场景，对一个过程的描述要比高层用例详细得多， 在格式上具有典型的事件发生过程。
2：系统中允许用户对查询的结果进行导出、打印。对于查询 而言，能不能导出、打印，查询都是一样的，导出、打印是不 可见的。导入、打印和查询相对独立，而且为查询添加了新行 为。因此可以采用（ 扩展 ）关系来描述。
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包含用例事件流的执行过程 基用例事件流
被包含的用例事件流
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用例中各种关系的说明：* 1、关联关系是指两者之间有信息交流。只能用于角色和用例之
间的“通信”。
2、包含关系也叫使用关系，只能用于两个用例之间。一般是指 一个用例使用了另一个用例的行为或功能，它允许将不同用例 中的共同行为抽取出来放到另一个独立的用例当中。（例）
3、扩展关系是指一个用例与另一个用例相似，但比另外一个所 做的动作多一些，或者将常规的动作放在基本用例中，将非常 规动作放在它的扩展中。扩展关系只能用于两个用例之间。
模型可以使人们从全局上把握系统的全貌及其相关部件之间的 联系，可以防止人们过早地陷入各个模块的细节。因此，面向 对象的分析和设计应该从（ 建模 ）开始。
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Booch OMT OOSE
面对众多的建模语言，用 户没有能力区别不同语言 之间的差别，因此很难找 到一种比较适合其应用特 点的语言。另外，在众多 的建模语言中，实际上各 有千秋，需要取长补短， 日臻完善。第三，虽然不 同的建模语言大多相同， 但仍存在某些细微的差别。 极大地妨碍了用户之间的 交流。
语言。 6、UML包含静态建模机制和动态建模机制两大类。
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RUP（Rational Unified Process ）
RUP也称统一软件开发过程，统一软件过程。RUP是一个 面向对象且基于网络的程序开发方法论。根据Rational公司的 说法，好像一个在线的指导者，它可以为所有方面和层次的程 序开发提供指导方针，模版以及事例支持。 RUP把开发中面向 过程的方面（例如定义的阶段，技术和实践）和其他开发的组 件（例如文档，模型，手册以及代码等等）整合在一个统一的 框架内。
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业务需求
需求分类
视图与范围文档
用户需求
用例文档
功能需求
质量属性
其他非功能 需求
约束条件
需求规格说明
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用包图来描述信息系统的业务需求结构。 每一个需求用一个需求包来表示，包与包之间 用组成关系关联起来，包可以逐层分解，构成 分层信息系统需求结构。
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通过黑盒方法绘制了高层用例后，还需采用白盒法在用例场景中采用文 字书写该用例的实现过程。而对于复杂的用例，由于处理流程复杂，可以 采用活动图来描述用例场景的内容。*
起始 动作状态
转移 决策
活动3.1 活动4.1
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想一想： 以上绘制的用例图的作用是什么？是否还存在一定的缺陷。
高层用例图直观地描述了信息系统功能。但不能反映各功 能的详细内容，以及用户在使用这个功能时与信息系统交互的 内容和交互过程。而这些内容又是理解功能的必要材料，所以 需要对每一个用例进行说明。
用例描述是对用例图中的用例做出的说明。在用例说明中， 需要描述用例的编号、名称、角色和用例的功能以及交互过程。
大影响的问题； （4）创建一种对人和机器都适用的建模语言。
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关于UML的几个要点：*
1、UML是一种建模语言，而不是一种方法。 2、UML统一了面向对象建模的基本概念、术语及其图形符号。 3、UML能够有力地支持从需求分析开始的软件开发的全过程。 4、UML是标准的语言，而不是标准的开发过程。 5、UML采用的是一种图形表示法，是一种可视化的图形建模
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规划 分析
设计
瀑布模型
实施 运行
高级分析
部署
细节分析
测试
设计 开发
重复性的开发方法
传统的流水线过程
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开发过程中的各个阶段：* 1． 初始阶段 2． 细化阶段 3． 构造阶段 4． 交付阶段
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UML的主要内容：（5类，共9种模型）*
一、用例图。它从用户角度描述系统的功能，并指出各功 能的执行者。 例
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课堂讨论
通过对结构化方法的学习，谈谈你的体会。 结构化方法的基本原理； 结构化方法的工作阶段； 结构化方法工作的重点和难点； 结构化方法的局限和不足。
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面向对象方法的基本原理
面向对象方法是分析问题和解决问题的新方法，其基 本出发点就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。客观世界是由许多具体的事物或事件， 抽象的概念和规则等组成的，因此，我们将任何感兴趣或 要加以研究的事、物、概念都称为对象。面向对象的方法 正是以对象作为最基本的元素，这也是分析问题，解决问 题的核心。
4、泛化关系指抽象与具体的关系。既可以用在角色之间也可以 用在用例之间。
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学生
学生有Baidu Nhomakorabea用例
注册选课
包含关系
*
-结束5
<<*uses>>-结束6
<<uses>>
查看成绩单
登录
*
-结束7
*
-结束8
将其共同的行为抽取出来
说明：“注册选课”用例使用了“登录”用例，它表示 在执行“注册选课”流程过程中，同时执行了“注册选 课”和“登录”两个用例。
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1、什么是UML？ 2、与面向对象方法之间有何关系？ 一、统一建模语言UML （Unified modeling language）
定义：UML代表统一建模语言，是使用面向对象概念进行系统 建模的一组表示法，它已成为面向对象领域标准的建模图形。*
面向对象的系统分析
设计者为UML设定的目标： （1）运用面向对象概念来构造系统模型； （2）建立起从概念模型直到可执行体之间明显对应关系； （3）为复杂的系统建立衡量标准，同时应着眼于那些有重
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用例图：显示了角色 、用例和 用例之间的关系 的图形。
角色：
是系统之外的人员或外部系统
用例：
是系统需要完成的各项功能
（1）关联关系 各个部分的关系： （2）包含（Include）关系
＊掌握其图形 表示及使 用对象
（3）扩展（Extend）关系 （4）泛化关系
<<include>> <<extend>>