第7章面向对象软件工程的概念
软件工程-原理、方法及应用（史济民第三版）答案
软件工程-原理、方法及应用(史济民第三版)答案绪论1.什么是软件危机？为什么会产生软件危机？答：软件危机是指在计算机软件的开发和维护过程中遇到的一系列严重问题。
(1).软件维护费用急剧上升，直接威胁计算机应用的夸大。
(2).软件生产技术进步缓慢2. 什么是软件生产工程化？工程化生产方法与早期的程序设计方法主要差别在哪里？答：结构化程序设计地出现，使许多产业界认识认识到必须把软件生产从个人化方式改变为工程化。
采用工程的概念、原理、技术和方法开发与维护软件，把经过时间考验而证明正确的管理技术和当前能够得到的最好的技术方法结合起来，以经济地开发出高质量的软件并有效地维护它，这就是软件工程，同时这也是工程化生产方法。
3. 分别说明（1）软件开发方法与开发工具；（2）软件技术与软件管理的相互关系。
答：（1）工具和方法，是软件开发技术的两大支柱，它们密切相关。
当一种方法提出来并证明有效后，往往随之研制出相应的工具，来帮助实现和推行这种方法。
新方法在推行初期，总有人不愿接受和采用。
若将新方法融合于工具之中，使人们通过使用工具来了解新方法，就能更快促进新方法的推广。
（2）在工业生产中，即使有先进的技术和设备，管理不善的企业也不能获得良好的效益。
软件在生产中不能按质按时完成计划，管理混乱往往是其中的重要原因。
所以对于一个理想的软件工程环境，应该同时具备技术和管理两个方面。
4.试从你的亲身实践，谈谈软件工具在软件开发中的作用。
答：用C++开发一个软件，是校园一卡通的模块。
首先，要在编辑程序支持下在计算机中输入源程序。
然后编译程序，把源程序翻译成目标程序。
如果发现错误，就重新调入编辑程序对源程序进行修改。
编译通过后，再调用连接程序吧所有通过了编译目标程序连同与之有关的程序连接起来，构成一个能在计算机上运行的可执行软件。
编译程序，编辑程序，连接程序以及支持他们的计算机操作系统，都属于软件工具。
离开这些工具，软件开发就是去了支持，变得十分困难和低效，甚至不能运行。
软件工程面向对象
面向对象软件工程面向对象方法学的提出•结构化软件工程方法学•面向过程、以算法为核心、把数据和过程作为相对独立的部分•对早期只重视编程、不重视用户需求和开发过程,只重视代码、不重视文档来说,是一个巨大的进步•给软件产业带来了巨大的进步,部分缓解了软件危机•在许多中小型软件项目中获得了很大的成功•但是，它存在着明显的缺点•当把这种方法学应用于大型软件产品的开发时，似乎很少取得成功面向对象方法学概述•面向对象方法学的出发点和原则•尽可能模仿人类习惯的思维方式,使软件开发的方法与过程尽可能接近人类认识世界、解决问题的方法与过程•面向对象方法的特点•与人类习惯的思维方法一致：按照人们习惯的思维方式建立模型，模拟客观世界•稳定性好：实体是相对稳定的，以对象为中心构建的软件系统必然是相对稳定的•可重用性好：对象类提供了比较理想的模块化机制和可重用机制•易于开发大型软件：把大型产品看作一系列本质上相互独立的小产品来处理•可维护性好：容易理解、容易修改、易于测试四个要点：对象+类+继承+通信•面向对象软件是由对象组成•软件中的任何元素都是对象•对象是把静态属性的数据和动态属性的操作封装在一起而形成的统一体•复杂对象由简单对象组成•把所有对象都划分成若干类•每个类都定义了一组数据和方法（即施加于对象的操作）；•按照子类与父类的关系，把若干个对象类组成一个层次结构的系统（即继承）；•对象彼此之间仅能通过传递消息相互联系（对象的私有信息都被封装在对象类中）。
Coad和Yourdon给出了一个定义：面向对象＝对象＋类＋继承＋通信基本概念（1）•类(Class)•是对具有相同属性和行为的一(多)个对象的描述•是一个支持继承的抽象数据类型•实例(Instance)•就是由某个特定的类所描述的一个具体的对象•消息(Message)•是要求某个对象执行类中所定义的某个操作的规格说明•其组成为:接收消息的对象、消息名和变元•方法(Method)•就是对象所能执行的操作(类中定义的服务)•属性(Attribute)•就是类中所定义的数据,是对客观世界实体所具有的性质的抽象基本概念（2）•封装•是把数据和实现操作的代码集中起来放在对象内部，不能从外部进行访问和修改。
软件工程 比较结构化方法和面向对象
软件工程比较结构化方法和面向对象一、引言软件工程是一门关注软件开发过程的学科，它涉及到软件开发的各个方面，包括需求分析、设计、编码、测试和维护等。
在软件工程领域中，有两种主要的开发方法：比较结构化方法和面向对象方法。
本文将对这两种方法进行详细的比较和分析。
二、比较结构化方法1.概念结构化方法是一种基于模块化设计思想的软件开发方法。
它将一个大型系统划分为多个小模块，每个模块都有明确的输入和输出，并且通过调用其他模块来实现其功能。
2.特点（1）强调程序流程控制；（2）采用自顶向下或自底向上的设计方式；（3）使用层次结构图表示程序流程；（4）采用数据流图表示数据流动情况；（5）模块之间通过参数传递来交换信息。
3.优缺点①易于理解和维护；②适合大型系统开发；③能够提高程序可读性。
（2）缺点：①不够灵活，难以应对需求变更；②不支持复杂的数据类型；③容易出现模块间的耦合。
三、面向对象方法1.概念面向对象方法是一种基于对象思想的软件开发方法。
它将一个系统看作是由多个对象组成，每个对象都有自己的属性和方法，并且通过消息传递来实现对象之间的交互。
2.特点（1）强调数据抽象和封装；（2）采用自下而上的设计方式；（3）使用类图表示程序结构；（4）采用序列图表示消息传递过程；（5）支持继承和多态等高级特性。
3.优缺点①能够提高代码重用性；②支持动态绑定，具有更好的灵活性；③能够提高系统可扩展性。
（2）缺点：①易于出现类爆炸问题；②需要掌握较为复杂的概念和技术。
四、比较分析1.设计思想不同结构化方法注重程序流程控制，通过模块化设计来实现程序结构清晰、易于维护。
而面向对象方法则注重数据抽象和封装，通过对象之间的交互来实现程序功能。
2.设计方式不同结构化方法采用自顶向下或自底向上的设计方式，通过层次结构图和数据流图来表示程序结构和数据流动情况。
而面向对象方法则采用自下而上的设计方式，通过类图和序列图来表示程序结构和消息传递过程。
软件工程导论(第7章)
测试的正确定义：“为了发现程序中的错 误而执行程序的过程。”
7.2.2 软件测试准则
1）所有测试都应该能追溯到用户需求；
2）应该远在测试前就制定出测试计划；
3）把Pareto原理应用到软件测试中；Pareto原理 说明测试发现的错误中的80%很可能是由程序 中20%的模块造成的。
4）应该从“小规模”测试开始，并逐步进行“大 规模”测试；
USER32.DLL； GDI32.DLL； KERNEL32.DLL。
Windows消息机制：
1）基于消息的事件驱动 消息可以是由硬件发来的（存于系统队列）,
也可以由Windows系统和应用程序发来（存于 程序队列中）；
每一个Windows程序在不停的捕捉各种消息, 并进行处理；
每个窗口都必须有一个窗口函数，来负责消息 的判断与处理。
3）重要的执行路径 由于不可能进行穷尽测试，因此选择测试
路径是非常关键的。 4）出错处理通路 5）边界条件
7.3.2 代码审查
审查小组： 1）组长； 2）程序的设计者； 3）程序的编写者； 4）程序的测试者。
7.3.3 计算机测试
由于软件模块不是一个独立的系统，不能独 立运行，要依靠其他模块调用，或需要调用其 他模块。
1.模块测试 模块测试又称单元测试，它把每个模块作为
单独的实体来测试。 2.子系统测试
子系统测试是把经过单元测试的模块放在一 起形成一个子系统来测试。
3.系统测试 系统测试是把经过测试的子系统装配成一个完
整的系统来测试。 4.验收测试
验收测试把软件系统作为单一的实体进行测试 （利用用户的实际数据测试）。 5.平行运行
如PL/1、PASCAL、C、ADA等 3）专用语言 如APL、BLISS、FORTH、LISP、PROLOG等
软件工程 比较结构化方法和面向对象
软件工程一、引言在当今信息技术高速发展的时代，软件的开发和维护变得越来越重要。
为了有效管理软件项目，提高开发效率和质量，软件工程的概念应运而生。
软件工程是一门研究如何按照系统化、规范化、定量化和可重复性的方式开发和维护软件的学科。
在软件工程中，结构化方法和面向对象是两种常用的开发方法。
本文将对结构化方法和面向对象进行比较，并探讨它们在软件工程中的优劣和适用场景。
二、结构化方法2.1 定义和特点结构化方法是一种基于数据流和流程的软件开发方法。
它将软件系统视为一系列逐步细化的模块，通过分析数据流和流程来设计和实现软件系统。
结构化方法强调模块化、层次化和自顶向下的设计思想，以确保程序逻辑清晰、易于理解和修改。
2.2 优点1.结构化方法强调模块化，将软件系统分解为多个模块，每个模块负责特定的功能。
这种模块化的设计使得程序易于理解、修改和测试，提高了软件的可维护性和可测试性。
2.结构化方法采用自顶向下的设计思想，先设计系统的总体框架，再逐步细化到具体的模块。
这种逐步细化的设计方式使得开发过程更加可控，项目管理更加容易。
同时，自顶向下的设计过程也便于团队协作和分工。
3.结构化方法将程序逻辑分解为一系列有序的步骤，每个步骤都有明确的输入和输出。
这种严格的输入输出规定使得程序的设计和测试更加方便。
4.结构化方法在软件开发初期就明确定义了数据流和流程，使得开发人员能够更好地理解和掌握软件系统的整体架构，从而减少了项目失败的风险。
2.3 缺点1.结构化方法的设计过程较为复杂，需要详细分析系统的数据流和流程。
对于较大规模的软件系统，分析和设计的工作量较大，容易导致项目开发周期延长。
2.结构化方法强调模块化，但对于一些复杂的问题，模块化的设计可能不够灵活和强大。
这就需要在设计阶段尽可能考虑全部的需求和功能，否则可能会在后期的修改过程中遇到困难。
三、面向对象3.1 定义和特点面向对象是一种以对象为基础的软件开发方法。
在面向对象方法中，软件系统由一组相互作用的对象组成。
软件工程：结构化方法VS面向对象方法
软件⼯程：结构化⽅法VS⾯向对象⽅法⼀、基本概念1、结构化⽅法 结构化⽅法是⼀种传统的软件开发⽅法，它是由结构化分析、结构化设计和结构化程序设计三部分有机组合⽽成的。
基本思想：把⼀个复杂问题的求解过程分阶段进⾏，⽽且这种分解是⾃顶向下，逐层分解，使得每个阶段处理的问题都控制在⼈们容易理解和处理的范围内。
2、⾯向对象⽅法 ⾯向对象⽅法是⼀种把⾯向对象的思想应⽤于软件开发过程中，指导开发活动的系统⽅法，简称OO，是建⽴在“对象”概念基础上的⽅法学。
对象是由数据和容许的操作组成的封装体，与客观实体有直接对应关系，⼀个对象类定义了具有相似性质的⼀组对象。
基本思想：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尽可能接近⼈类认识世界、解决问题的⽅法与过程, 也就是使描述问题的问题空间与实现解法的求解空间在结构上尽可能⼀致。
⼆、两者对⽐1、基本单位不同 结构化⽅法的基本单位是模块。
⾯向对象⽅法的基本单位是对象。
2、分析⽅法不同 结构化分析⽅法是⼀种⾯向数据流⽽基于功能分解的分析⽅法, 在该阶段主要通过采⽤数据流程图、编制数据字典等⼯具, 描述边界和数据处理过程的关系, ⼒求寻找功能及功能之间的说明。
⾯向对象分析是把对问题域和系统的认识理解, 正确地抽象为规范的对象( 包括类、继承层次) 和消息传递联系, 最终建⽴起问题域的简洁、精确、可理解的⾯向对象模型, 为后续的⾯向对象设计和⾯向对象编程提供指导。
⾯向对象分析通常建⽴三种模型: 对象模型、动态模型、功能模型。
其中, 对象模型描述了系统的静态结构，确定类的名称和类间的关系；动态模型表⽰瞬时的、⾏为化的系统的“ 控制”性质, 规定了对象模型中的对象的合法变化序列；功能模型表明了系统中数据之间的依赖关系, 以及有关数据的处理功能。
3、各⾃局限（1）结构化⽅法 i.不能直接反映问题域: 结构化分析⽅法以数据流为中⼼, 强调数据的流动及每⼀个处理过程, 不是以问题域中的各事物为基础, 打破了各事物的界限, 分析结果不能直接反映问题域, 容易隐蔽⼀些对问题域的理解偏差。
北邮软件工程课件第7章面向对象分析
一般说来，确定属性的过程包括分析和选择两个步骤。
7.3.4确定属性
属性的确定既与问题域有关，也和目标系统的任务有关。应该仅考虑与具体应用直接相关的属性，不要考虑那些超出所要解决的问题范围的属性。在分析过程中应该首先找出最重要的属性，以后再逐渐把其余属性增添进去。在分析阶段不要考虑那些纯粹用于实现的属性。
通常，在需求陈述中不会一个不漏地写出问题域中所有有关的类—&—对象，因此，分析员应该根据领域知识或常识进一步把隐含的类—&—对象提取出来。例如，在ATM系统的需求陈述中虽然没写“通信链路”和“事务日志”，但是，根据领域知识和常识可以知道，在ATM系统中应该包含这两个实体。
筛选出正确的类—&—对象
显然，仅通过一个简单、机械的过程不可能正确地完成分析工作。非正式分析仅仅帮助我们找到一些候选的类—&—对象，接下来应该严格考察每个候选对象，从中去掉不正确的或不必要的，仅保留确实应该记录其信息或需要其提供服务的那些对象。
1.分析
2.选择
认真考察经初步分析而确定下来的那些属性，从中删掉不正确的或不必要的属性。通常有以下几种常见情况。 误把对象当作属性 把链属性误作为属性 把限定误当成属性 误把内部状态当成了属性 过于细化 存在不一致的属性
图7.5 ATM对象模型中的属性
7.3.5识别继承关系
01
确定了类中应该定义的属性之后，就可以利用继承机制共享公共性质，并对系统中众多的类加以组织。
ATM打印账单，退出现金兑换卡，请储户拿走它们；储户取走账单和卡
ATM确认取款额在预先规定的限额内，然后要求总行处理这个事务；总行把请求转给分行，该分行成功地处理完这项事务并返回该账户的新余额[ZK)]
ATM问储户是否继续这项事务；储户回答“不”
面向对象分析与设计
面向对象分析与设计面向对象分析与设计（Object-oriented analysis and design）是软件工程领域中的一种方法论，用于解决软件系统开发过程中的问题和需求。
本文将对面向对象分析与设计的基本概念、流程和常用方法进行介绍，并附带答案和解析。
第一部分：面向对象分析（Object-oriented analysis）面向对象分析是软件开发过程中的第一步，旨在理解问题域并建立领域模型。
面向对象分析有以下几个重要概念：1. 对象（Object）：对象是系统中的一个实体，包含数据和方法。
对象可以是具体的实物、虚拟的概念或一组相关的数据和行为。
2. 类（Class）：类是一种抽象的定义，描述了一组具有相同特征和行为的对象。
3. 属性（Attribute）：属性是对象的特征，用于描述对象的状态。
4. 方法（Method）：方法是对象的行为，用于描述对象可以执行的操作。
面向对象分析的主要流程包括以下步骤：1. 需求收集：收集系统的需求，与利益相关者沟通，了解系统的功能和性能要求。
2. 领域建模：对现实世界的问题域进行抽象和建模，识别出系统中的对象和它们之间的关系。
3. 需求分析与规约：通过使用用例、活动图和状态图等工具对需求进行分析和规约，明确功能和交互细节。
4. 领域模型验证：与利益相关者验证领域模型的准确性和实用性，确保模型能够满足系统需求。
第二部分：面向对象设计（Object-oriented design）面向对象设计是在面向对象分析的基础上，进一步细化领域模型，为系统的实现提供指导。
面向对象设计有以下几个常用方法：1. 类图（Class diagram）：类图用于展示类、属性和方法之间的关系。
类图包括类的名称、属性和方法，并通过关联、继承和聚合等关系展示类之间的联系。
2. 对象图（Object diagram）：对象图用于展示类的实例和对象之间的关系。
对象图是类图的实例化表示，展示了系统在某一时刻的对象及其特定的属性值。
面向对象软件工程的概念
面向对象软件工程的概念简介面向对象软件工程是一种软件开发方法论，它的设计和实现基于面向对象的编程语言和概念。
面向对象软件工程将软件系统分解为各个对象，并通过对象之间的通信和交互来实现系统的功能。
它强调模块化、可重用性、可维护性和灵活性，并提供了一系列的原则和方法来指导软件项目的开发。
面向对象的基本概念面向对象软件工程的核心是面向对象的编程范式，它包含以下基本概念：类（Class）类是面向对象编程的核心概念，它定义了对象的属性和方法。
一个类可以看作是一种模板或者蓝图，用来创建具有相同属性和方法的对象。
在面向对象软件工程中，类是构建复杂系统的基础。
对象（Object）对象是类的实例化结果，是具体的个体。
每个对象都有自己的状态和行为，可以对外提供一定的接口。
对象是面向对象编程的基本单位，系统中的所有功能都是通过对象之间的交互来实现的。
封装（Encapsulation）封装是面向对象编程的一种特性，它将数据和对数据的操作封装在一个类中，通过提供公共接口来访问和修改数据。
封装可以隐藏内部的实现细节，使得对象的使用更加简单和安全。
继承（Inheritance）继承是面向对象编程中的一种机制，它允许一个类直接从另一个类继承属性和方法。
通过继承，子类可以获得父类的所有属性和方法，并可以在此基础上进行扩展和修改。
继承是实现代码复用和模块化的重要手段。
多态（Polymorphism）多态是面向对象编程中的一个重要概念，它允许同一操作在不同对象上有不同的表现形式。
通过多态，可以编写更加灵活和可扩展的代码，并且可以根据具体的对象类型来选择不同的行为。
面向对象软件工程的重要原则面向对象软件工程还提供了一些重要的原则和规范，以指导软件项目的开发：单一职责原则（Single Responsibility Principle）单一职责原则要求一个类只有一个责任，即一个类应该只有一个引起它变化的原因。
这样可以使得类的设计更加简单和清晰，并且提高了代码的可读性和可维护性。
软件工程 第7章--面向对象设计
§1. OOD准则
5、Cohesion：模块内各个元素彼此结合的紧密程度。 服务内聚(service cohesion)：一个服务只完成一个功能。
类内聚(class cohesion)：一个类只有一个用途，否则分 解之。
一般-特殊内聚（general-particular cohesion):
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类构件
类构件：面向对象技术中的“类” 。类构件有3种 重用方式：
–实例重用 –继承重用 –多态重用 1. 可重用类构件应具备的特点 (1) 模块独立性强。具有单一、完整的功能，且经 过反复测试被确认是正确的。是一个不受或很少受 外界干扰的封装体，其内部实现在外面是不可见的。
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(2) 具有高度可塑性。软构件的应用环境比集成电 路更广阔、更复杂。显然，要求一个软构件能满足 任何一个系统的设计需求是不现实的。因此，可重 用的软构件必须具有高度可裁剪性，必须提供为适 应特定需求而扩充或修改已有构件的机制，而且所 提供的机制必须使用起来非常简单方便。
对象 设计
面向对 象分析
人机界 面设计
任务管 理设计
数据管 理设计
4
§1. OOD准则
§1. OOD准则：优秀软件设计的一个重要特点是 容易维护
回顾：SD准则包括
Modularization Information hiding
Abstraction
Module independence
对于 OOD有类似的准则： 1、Module = Object
• Inheritance —— 无须改动原有代码
13
② 设计重用 —— 当移植系统时
§3. 软件重用
③ 分析重用 —— 当需求未变，而系统结构改变 时（例如将HDIS改为OO实现）
面向对象软件工程
VS
多态
多态是指一个接口可以有多种实现方式， 或者一个对象可以表现出多种形态。多态 可以提高代码的灵活性和可扩展性，使得 程序能够更好地适应变化。多态的实现方 式包括方法重载和方法重写。
04
面向对象编程语言与实现
Java语言中的面向对象编程
总结词
Java语言是面向对象编程的经典语言，具有 丰富的类库和强大的跨平台能力。
详细描述
Java语言支持类和对象的概念，通过封装、 继承和多态等面向对象特性，实现代码的可 重用性和可维护性。Java提供了丰富的类库， 包括集合框架、输入输出流、网络编程等， 方便开发者进行各种应用开发。此外，Java 的跨平台能力使得一次编写，处处运行的成 为可能。
C语言中的面向对象编程
要点一
组合关系
组合关系是聚合关系的特例，表示一个类是另一个类的内部组成部分。组合关系表示部分与整体的关系， 部分和整体之间通常存在明确的包含关系。
设计继承与多态性
继承
继承是一种代码重用机制，子类可以继 承父类的属性和方法，并可以添加或覆 盖父类的行为。继承表示一种“是一个 ”的关系，例如“猫是一个动物”。
微服务架构
01
微服务架构将应用程序拆分为多个小型服务，每个服务独立 运行、独立扩展。
02
通过API进行通信，实现服务间的交互。
03
总结：微服务架构提高了系统的可扩展性和灵活性，便于维 护和更新。
人工智能与机器学习在软件工程中的应用
自动化代码生成
利用机器学习算法自动生成代码，提高开发 效率。
代码审查
面向对象软件工程
目录
Contents
• 面向对象软件工程概述 • 面向对象分析 • 面向对象设计 • 面向对象编程语言与实现 • 面向对象软件工程实践 • 面向对象软件工程的未来发展来自 01面向对象软件工程概述
软件工程 面向对象的技术
1. Coda方法的OOA
类与对象层 属性层 服务层
类的边界 实例的边界 实例连接
属性 消息连接
服务
结构层
主题层
泛化与特化结构 主题
整体与部分结构
图4.10 分析过程的五个层次
在Coda方法中, 构 造 和 评 审 OOA 概 念模型的顺序由五 个层次组成：类与 对象、属性、服务、 结构和主题
这五个层次表 示分析的不同侧面。
继承是使用现存的定义作为基础，建立新定义的 技术。是父类和子类之间共享数据结构和方法的机制， 这是类之间的一种关系。
继承性分：
单重继承：一个子类只有一个父类。即子类只继承 一个父类的数据结构和方法。
多重继承：一个子类可有多个父类。继承多个父类 的数据结构和方法。
基类
现存类定义 父类(基类)
继承
图 4.3 继承性
良好的接口，子系统内的类相互协作。标识问题本身 的并发性，为子系统分配处理器。
系统内部
保险单 填写界面
保险单
客户
数据库界面 （abstract)
Oracle 界面 Sybasec界面
子系统的分解是关键，可以有分层和分块：
分层：将软件系统组织为层次结构，每层是一个子系 统。分层结构又分为封闭式和开放式。
类具有属性，用数据结构来描述类的属性， 类具有操作，它是对象的行为的抽象，操作实现 的过程称为方法（method) ，方法有方法名，方法体 和参数。
由于对象是类的实例，在进行分析和设计时， 通常把注意力集中在类上，而不是具体的对象上。
对象和类的描述
类和对象一般采用“名字”、“属性”和“运算”来描 述。
基本概念: 问题域(problem domain) — 被开发系统的应用领域。 系统责任(system responsibilities) — 所开发的系统应 具备的职能。
《软件工程》教学课件CH7-1面向对象的概念
面向对象分析与设计的建模
软件开发需要把问题解决模型化。 模型化是理解一个复杂系统的工具； 模型是系统早期抽象的重要结构； 常用的面向对象分析与设计模型 Rumbaugh 等人的 OMT 模型 Coad 和 Yourdon 的模型 Booch 开发模型 UML 统一建模语言
面向对象的特点
抽象性：对象的数据抽象和行为抽象； 封装性：信息隐蔽； 共享性： 同一类中所有实例共享数据结构和行为特征； 同一应用中所有实例通过继承共享数据结构和 行为特征； 不同应用中所有实例通过复用共享数据结构和 行为特征
对象
对象是系统中用来描述客观事物的一个实体，是 构成系统的一个基本单位，由一组属性和一组对 属性进行操作的服务组成。 属性一般只能通过执行对象的操作来改变。
2)
a.
b.
c.
3)
a. b.
活动定义了工作人员所执行的工作。有 3 类 步骤： 思考步骤 执行步骤 评审步骤 制品是过程生产、修改或使用的一种信息。 RUP 的制品分为 5 个信息集。 管理集：计划制品、操作制品 需求集：构想文档、项目相关人员需求、 用例模型和业务模型
c.
d.
e.
4)
设计集：设计模型、软件体系结构描述、 测试模型 实现集：源代码和可执行程序、相关数据 结构和数据文档 实施集：安装资料、用户文档、培训材料 工作流用来描述生成结果的活动序列，用以 描述工作人员之间的交互。在 RUP 中共有 9 个核心过程工作流，包括 6 个核心工程工作 流和 3 个核心支持工作流。
用例和参与者的事例 银行储户通过自动取款机（自动柜员机）提款， 转账或检查账户余额。用一组用例表达如下：
第7章软件工程全解PPT课件
D.9
11
7.2面向对象技术基础
• 考点:面向对象分析与设计的基本概念，包括对象，类， 消息，继承，多态等
• 一、基本概念 1.对象 2.消息 3.类 4.继承 5.多态 6.动态绑定
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• 二、面向对象分析与设计基本概念 1.面向对象分析（OOA）：建立待开发软件系统的模型 2.面向对象设计（OOD）：定义系统构造蓝图，并根据系
• A.这三个对象所存储的数据一定是不同的 • B.这三个对象所存储的数据一定是相同的 • C.这三个对象一定具有相同的操作 • D.这三个对象无法共享数据 • 2.下列关于超类,子类,基类的叙述中,正确的是 A • A.子类是超类的特化 B.基类是超类的特化 • C.基类是子类的特化 D.超类是基类的特化
描述了谁将使用系统以及用户期望以什么方式与系统交 互。 序列图：描述了在一个用例或操作的执行过程中以时间顺 序组织的对象之间的交互活动 通信图：强调收发消息的对象之间的结构组织。
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• 状态图：展现了一个状态机，由状态、转换、事件和活 动组成，用于建模时间如何改变对象的状态以及引起对 象从一个状态向另一个状态转换的事件。
3
7.1 软件工程和项目管理基础
➢考点：软件工程和软件生存周期的概念，软件开 发 项目管理的基础知识
➢一、软件的生存周期 可行性分析和项目开发计划； 需求分析 软件设计 编码 测试和维护
4
二、软件开发项目管理基础知识
➢ 1.成本估算 （1）自顶向下估算方法 （2）自底向上估算方法 （3）差别估算方法
_7iX7n3C0yKIn5eejUpBn4dVAPMttK8UcWRNKHAQneYpivigBd aVWD_c5d0foeYRW_0RwIWSuZ4aBHMLkQq • 3.加工逻辑（小说明） • 1.结构化语言 • 2.判定表 • 3.判定树
基于面向对象的软件工程设计与实现
基于面向对象的软件工程设计与实现面向对象的软件工程设计与实现涉及使用面向对象的方法和原则来设计和实现软件系统。
面向对象的软件工程是一种广泛使用的开发方法，在大多数软件项目中都能找到其应用。
本文将介绍面向对象的软件工程设计与实现的基本概念、原则和方法，并探讨其在软件开发过程中的应用。
面向对象的软件工程设计与实现关注软件系统的模块化、可重用性和可维护性。
面向对象的设计通过将系统划分为多个相互独立的对象，每个对象都具有自己的状态和行为，来实现系统的模块化。
通过定义对象之间的关系和交互，实现软件系统的功能。
面向对象的方法借用现实世界的概念和思维模式来设计软件系统，使得系统更易于理解、修改和扩展。
在面向对象的软件工程设计与实现中，有几个核心原则和概念需要注意。
首先是封装性。
封装是指将数据和对数据的操作封装在一个对象中，只通过对象的公开接口来访问和修改数据。
这样可以提高代码的可读性和可维护性，并降低代码的耦合度。
其次是继承性。
继承是指一个类可以从另一个类继承属性和方法，并可以通过添加特定的功能来扩展类的行为。
继承可以提高代码的重用性和可扩展性。
最后是多态性。
多态是指一个对象可以以多种形式出现，具体表现为同一个方法可以根据不同的对象产生不同的行为。
多态性可以提高代码的灵活性和可扩展性。
面向对象的软件工程设计与实现过程包括几个阶段。
首先是需求分析阶段。
在这个阶段，开发团队需要与客户充分沟通，了解客户的需求和使用场景。
然后是系统设计阶段。
在这个阶段，开发团队需要确定系统的整体结构，并进行详细的对象设计。
接下来是编码和单元测试阶段。
在这个阶段，开发团队根据设计文档编写代码，并进行单元测试来确保代码的正确性。
最后是集成测试和系统测试阶段。
在这个阶段，开发团队将不同模块的代码进行集成，并进行整体测试，以确保整个系统的功能和性能达到预期。
除了以上提到的基本原则和过程，还有一些常用的面向对象的设计方法和模式可以帮助开发团队更好地设计和实现软件系统。
《实用软件工程》第7章 面向对象分析
21
划分主题
B．主题图 上述的主题划分的最终结果能够形成一个完整的对象类图和一个主题图。 主题图一般有如下3种表示方式。 • 展开方式
18
建立对象模型
复杂问题（大型系统）的对象模型 通常由下述5个层次组成：主题层（也称 为范畴层）、类与对象层、结构层、属 性层和服务层，如图所示。
上述5个层次对应着在面向对象分析 过程中建立对象模型的5项主要活动：划 分主题；找出类与对象；识别结构；定 义属性；定义服务。实际上五项活动没 有必要的完成顺序，设计时也不需要严 格遵守自顶向下原则。
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面向对象分析原则
1．定义有实际意义的对象 特别要注意的是，一定要把在应用领域中有意义的、与所要解决的问题有关系的所有事物作为对象，
既不能遗漏，也不要定义无关对象。 2．模型的描述要规范、准确
强调实体的本质，忽略无关的属性。对象描述应尽量使用现在时态，陈述语句，以保证语义的清晰。 定义对象时还应该描述对象之间的关系及对象的背景信息 3．共享性
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确定属性
例：多媒体商店销售系统
需要处理的文件：图像文件和声音文件，都拥有名称和唯一编码，作者信息和 格式信息，声音文件还包括文件时长(秒)。 功能：①添加新的媒体文件；
②通过编码查找需要的文件； ③删除指定文件； ④统计系统中文件的数量。
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确定属性
分析过程：根据文件的信息，图像文件和声音文件的类都需要有属性：id-编码，author-作者， format-格式。为了方便处理，还可加入source-文件位置。由功能①③，应该有按参数构造和按编码 删除的两个方法。此外还有findByld-查找，count-查找两个方法。
软件工程知识点
第一章软件危机：软件危机是指在计算机软件的开发和维护过程中所遇到的一系列严重问题。
软件危机的表现：（1）软件开发进度和成本难以控制。
（2）软件产品难以满足用户的需求。
（3）软件质量难以得到保证。
（4）软件产品难以进行维护。
（5）软件的文档资料难以管理。
（6）软件产品的生产率难以得到提高。
软件危机出现的原因：一方面是软件自身特点，另一方面是开发软件和使用软件的人员。
（1）对软件开发缺乏正确的理论指导。
（2）软件开发人员与用户缺乏充分的交流。
（3）对软件开发过程缺乏整体认识。
（4）对软件产品缺乏有效一致的质量评价标准。
软件工程发展的四个阶段：（1）传统软件工程阶段：用工程化思想指导软件项目开发逐步为业界所理解和接受。
（2）面向对象软件工程阶段：这一阶段的发展是以“对象”为基础展开的。
（3）过程工程的软件工程阶段：提出对软件项目管理的计划，实施，监控，成本核算，质量保证以及软件配置的技术和过程，逐步形成了过程软件工程，并衍生出群体过程和个体过程两个子类。
（4）构建工程的软件工程阶段：重视发展软件体系结构，软件设计模式，系统交互性，标准化等领域的重用，积极提倡基于软构件的开发方法。
软件工程的概念：应用计算机科学理论和技术以及工程管理原则和方法，按预算和进度，实现满足用户要求的软件产品和定义，开发，发布和维护的工程或进行研究的学科。
软件工程三要素：方法，工具，过程。
简答第一大题衡量软件质量的因素：（1）：可理解性：它对软件体系结构，数据程序的描述清晰和易于掌握的程度。
（2）功能性：它是软件所实现的功能和达到的性能与满足用户实际需求的程度（3）安全性：它是软件具有的自身保护能力的程度。
（4）可靠性：它是软件在给定的时间、空间、外部环境等条件下，按照设计须有，成功运行的能力。
（5）有效性。
它是软件能充分利用计算机时间、空间、宽带等资源的能力。
（6）可扩充性；它是软件在功能或性能发生变化时，系统改变的容易程度。
第7章-实用软件工程(第4版)-陆惠恩-清华大学出版社
7.5.4 面向对象设计的启发规则
1.设计结果应该清晰易懂 2.一般—特殊结构的深度应适当 3.设计简单的类 4.使用简单的协议 5.使用简单的服务 6. 把设计变动减到最小
《实用软件工程（第3版）》 陆惠恩编著
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7.6 面向对象系统的实现
7.6.1 选择面向对象语言
1. 选择编程语言的关键因素 2. 面向对象语言的技术特点 3．选择面向对象语言的实际因素
《实用软件工程（第3版）》 陆惠恩编著
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4 、 画状态转换图
【例7.5】分别画出旅馆管理系统中旅客和床位的状态转换图。
《实用软件工程（第3版）》 陆惠恩编著
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7.4 建立功能模型
确定输入、输出值 画数据流图 定义服务
7.5 面向对象设计
7.5.1 系统设计
1. 将系统分解为子系统 2. 设计问题域子系统 3. 设计人-机交互子系统 4. 设计任务管理子系统 5. 设计数据管理子系统
7.7.2 面向对象的测试步骤
1、制定测试计划 2、设计测试用例 3、实现测试构件 4、集成测试 5、系统测试 6、测试评估
《实用软件工程（第3版）》 陆惠恩编著
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第7章 小结
面向对象方法是一种将数据和处理相结合的方法。 面向对象方法不强调分析与设计之间的严格区分。 面向对象分析
1、发现对象 2. 分析对象之间的关系 3.划分主题 4.编写脚本、建立动态模型 5.建立功能模型
《实用软件工程（第3版）》 陆惠恩编著
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7.2.3 确定类的相互关系
1. 类的一般-特珠关系
《实用软件工程（第3版）》 陆惠恩编著
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2. 聚集关系
“整体—部分”关系
90 80 70 60 50 40 30 20 10
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第7章面向对象软件工程的概念
7.5 统一建模语言UML
（6）多态(polymorphism)
指在类的不同层次上可以使用相同的操作名。同 一操作名可有不同的实现方式，运行时可动态地选择 哪一个算法。
多态性增加了软件的灵活性，可扩充性，通用功 能的操作放在高层，不同地实现这一功能的行为放在 低层，以实现不同的相应。
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第7章面向对象软件工程的概念
第7章面向对象软件工程 的概念
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2020/11/27
第7章面向对象软件工程的概念
7.1传统软件开发方法的局限性
传统的软件工具、软件技术和抽象层次越来越难 以适应大规模复杂软件系统的开发特点。软件能力问 题已经成为制约软件发展的因素。
软件工程自70年代以来，有力的推动了软件能力 的解决。自顶向下的分析与设计的方法、软件项目的 工程化管理、软件工具和开发环境、软件质量保证等 都对软件的发展起了非常重要的作用。传统的软件开 发方法在当时的软件工程中起了主导作用，随着系统 复杂性、多变性增强，传统方法的缺陷就显露了出来：
用类名、类的属性、类的操作三方面的内容来定意一 个类。一个具体对象是类的一个实例。
（3）消息(message) 是一个对象发送给另一个对象的操作请求。消息
一般由三部分组成：对象名、消息名、参数。消息传 递是对象与外部世界相互通信的唯一途径。
（4）方法(method) 是对象操作的实现，描述了对象中操作的算法和
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第7章面向对象软件工程的概念
•输入 •输出
•过程1
•过程2
•数据实体
•过程3
•传统方法数据与过程是分离的
•消息 •消息
•对象
•属于该对象 •的数据
•处理数据的方法
•对象把数据和处理数据的方法封状成一个单元
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第7章面向对象软件工程的概念
传统方法与面向对象方法的比较
•传统方法 •系统是过程的集合 •过程与数据实体交互 •过程接受输入并产生输出
（3）软件开发的抽象力度小。解决问题的类型一般用于 “输入-处理-输出”为核心的数据处理系统，不适应于复 杂的实时、交互、事件驱动、分布式等新型应用的系统开 发。
（4）软件重用未能得到很好的解决。传统的方法一般从 “零”开始开发软件，数据与操作作为相互分离的实体来 考虑，使软件的可复用性差。重用的实施仅仅是公用模块 的调用。面向对象的封装性、继承性、多态性等特性支持 软件重用且重用的粒度大。软件的重用导致更快地、高质 量地开发软件，为软件工业化生产奠定基础。
OOA阶段的任务： • 标识类及对象 • 定义结构（一般－特殊结构、整体－部分结构） • 划分主题 • 定义属性及对象间的实例连接 • 定义服务及对象间的消息连接
上述任务迭代进行，产生5个层次的问题域模型（主 题层、类及对象层、结构层、属性层、服务层）
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OOD阶段的活动： • 问题域部分 • 人机交互部分 • 任务管理部分 • 数据管理部分
该方法将用例贯穿于整个开发阶段，并在用例描述中 引入了角色或参与者（Actor)的概念。角色指使用系统的 人以及与系统相互作用的软硬件环境。
该方法还将对象区分为实体对象（业务对象）、接口 对象（界面对象）和控制对象。
需求分析阶段活动：定义潜在的角色、识别问题域中 的对象和关系、基于需求规格说明和角色的需要描述用例。
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第7章面向对象软件工程的概念
下图显示了用例模型与其他模型之间的相关性：
•由…建立
•பைடு நூலகம்例模型
•分析模型 •由…设计
•为系统描述 •设计模型 •由…实现
一系列类
•为系统定义 一系列子系 统和界面
•实现模 •将型类映 射到构件
•由…验证
•测试模 •验型证系
•由…分配 •配置模型
统是否提 供了用例 模型中描
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第7章面向对象软件工程的概念
3、迭代与增量的过程 迭代指工作流中的步骤，增量指产品中增加的部分。
迭代过程要处理一组用例，这组用例合起来能扩展所 开发产品的可用性，后续的迭代过程建立在前一次迭代过 程末期所开发的产品上。
构架提供了一种结构来指导迭代过程中的工作，用例 则确定了目标并驱动每次迭代的工作。——三条腿的凳子！
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第7章面向对象软件工程的概念
该模型每次迭代都要计划、工程和评估。每个计划 都要调整进度以适应和本次迭代相关的变化。早期阶段 迭代进行的分析与设计工作为了分离出OO模型中的所 有重要元素；当工程工作不断进展时，产生软件的增量 版本；在评估阶段对每个增量的评估其反馈将影响下一 次计划活动及后续增量。
7.4 几种面向对象方法
20世纪80年代以来，出现了几十种面向对象软件开 发方法。每一种都有自己的符号体系和开发过程，都支 持以下基本活动：
• 标识类及对象 • 描述类及对象之间的关系 • 定义类的属性和操作 1、Booch方法 Booch是面向对象方法最早的提出者之一，提出了面向 对象软件工程的概念。提出了“微开发过程”和“宏开 发过程”的思想。
功能模型中的加工，动态模型中对应一个事件的活动。 • 设计实现操作的算法 • 优化数据访问路径 • 实现系统设计中的控制机制 • 为提高继承而调整类结构 • 设计对象之间的关联 • 将类和关联集成到模块中
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4、Jacobson方法
也称OOSE方法。最大特点是强调使用实例（UseCase)，每一个用例就是一个使用系统的方式，用例的执 行将引发执行一系列与行为相关的事务。
•面向对象方法 •系统是交互对象的集合 •对象与人或其它对象交互
•对象发送与响应消息
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7.2 面向对象的过程模型
•1、演化/并行模型 • 是Booch等人在90年 代初建议的。该模型与 第1章介绍的螺旋模型、 增量模型相似。但强调： •（1）对OO系统的分 析和设计建模不在相同 的抽象层次上进行。 •（2）分析和设计可以 并发地应用到独立的系 统构件。
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第7章面向对象软件工程的概念
微开发过程：定义一组分析任务，包括标识类和 对象以及类和对象的语义、定义类和对象间的关系、 描述类和对象的动态行为。
宏开发过程：将微过程反复应用，并包含了体系 结构设计的计划活动：
• 将相似的对象聚集到独立的模块； • 描述对象管理、内存管理、错误处理等其它功能 的实施；
2、RUP
98年6月推出，该过程强调了开发方法的统一、建 模语言的统一、研究成果的统一。该过程是基于构件的， 即所构造的系统是由软件构件通过明确定义的接口相互 连接所建造起来的。它使用UML来制定软件系统的所 有蓝图。RUP的主要特点：
（1）用例驱动
用例作为系统分析、设计、实现和测试的基本输入。
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• 建立功能模型 产品：功能模型＝数据流图＋约束
（2）系统设计 • 将系统分解为各个子系统 • 确定问题中固有的并发性 • 将各子系统分配给处理器 • 数据存储管理 • 全局资源管理 • 选择软件控制机制 • 边界条件处理
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第7章面向对象软件工程的概念
（3）对象设计 对分析模型细化： • 将三种模型结合起来以获得对象类上的操作。如
（1）对象(object)
是现实世界中个体或事物的抽象表示。封装了其属 性及相关的操作。属性表示对象的性质，属性值规定了 对象所有可能的状态。对象的操作指出了该对象具有的 行为并提供了对外的服务。
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第7章面向对象软件工程的概念
（2）类(class) 是具有相同属性和相同操作的对象的抽象。通常
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7.3 面向对象的概念
面向对象（Object Oriented，简称OO)的概念起源于 20世纪60年代中期的Simula 67。80年代初，Smalltalk语 言及其程序设计环境的出现成为面向对象技术发展的一 个重要里程碑。80年代中期硬件的发展使C到C++过渡 平滑，推出了相应工具及面向对象集成环境，使OOP模 式进入主流。80年代中后期，面向对象分析与设计的研 究开始发展。进入90年代，面向对象软件工程成了许多 软件产品的建造笵型。
继承性使得相似的对象可以共享程序代码和数据 结构，从而简化了创建类及对象的工作量，基类解决 一般性问题，派生类解决特殊问题，提高了软件的可 重用性。继承性还使得软件便于维护，当需要扩充软 件原有功能时，从要修改的类中派生出一个子类，在 该子类中添加新的代码。
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第7章面向对象软件工程的概念
（1）面向过程为主。系统围绕着由计算机来实现 功能的复杂过程而建立，在分析和解决问题时与人们 对现实世界的认识有一定差距。
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（2）软件结构稳定性差。需求分析阶段重点是功能模型， 难以彻底明确全部需求。设计阶段的软件体系结构是基于 系统功能建立的。每个模块完成一个基本功能，多个模块 的组合完成一个整体功能。一个模块的变动可能会影响到 多个模块。用户的需求大多针对功能，功能的变化会引起 体系结构的变化，不利于系统的维护。
响应消息的方式。
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第7章面向对象软件工程的概念
（5）继承(inheritance)
是子类自动的共享其父类中定义的属性和操作的 机制，该机制构成了类的层次结构。较高层的父类称 为基类、超类、一般类。子类称为派生类、特殊类。 子类除了继承父类的特征，还可有自己的特征。继承 有传递性，子类能继承上层的全部特征。