2011年软考系统分析师整理资料：面向对象(6)
六、面向对象的分析 面向对象分析的目的是对客观世界的系统进行建模。本节以上面介绍的模型概念为基础，结合“银行网络系统”的具体实例来构造客观世界问题的准确、严密的分析模型。分析模型有三种用途：用来明确问题需求;为用户和开发人员提供明确需求;为用户和开发人员提供一个协商的基础，作为后继的设计和实现的框架。
(一) 面向对象的分析
系统分析的第一步是：陈述需求。分析者必须同用户一块工作来提炼需求，因为这样才表示了用户的真实意图，其中涉及对需求的分析及查找丢失的信息。下面以“银行网络系统”为例，用面向对象方法进行开发。
银行网络系统问题陈述： 设计支持银行网络的软件，银行网络包括人工出纳站和分行共享的自动出纳机。每个分理处用分理处计算机来保存各自的帐户，处理各自的事务;各自分理处的出纳站与分理处计算机通信，出纳站录入帐户和事务数据;自动出纳机与分行计算机通信，分行计算机与拨款分理处结帐，自动出纳机与用户接口接受现金卡，与分行计算机通信完成事务，发放现金，打印收据;系统需要记录保管和安全措施;系统必须正确处理同一帐户的并发访问;每个分处理为自己的计算机准备软件，银行网络费用根据顾客和现金卡的数目分摊给各分理处。
(二)建立对象模型
首先标识和关联，因为它们影响了整体结构和解决问题的方法，其次是增加属性，进一步描述类和关联的基本网络，使用继承合并和组织类，最后操作增加到类中去作为构造动态模型和功能模型的副产品。
1.确定类
构造对象模型的第一步是标出来自问题域的相关的对象类，对象包括物理实体和概念。所有类在应用中都必须有意义，在问题陈述中，并非所有类都是明显给出的。有些是隐含在问题域或一般知识中的。
查找问题陈述中的所有名词，产生如下的暂定类。
软件 银行网络 出纳员 自动出纳机 分行
分处理 分处理计算机 帐户 事务 出纳站
事务数据 分行计算机 现金卡 用户 现金
收据 系统 顾客 费用 帐户数据
访问 安全措施 记录保管
根据下列标准，去掉不必要的类和不正确的类。
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(1) 冗余类：若两个类表述了同一个信息 ，保留最富有描述能力的类。如"用户"和"顾客"就是重复的描述，因为"顾客"最富有描述性，因此保留它。 (2) 不相干的类：除掉与问题没有关系或根本无关的类。例如，摊派费用超出了银行网络的范围。(3) 模糊类：类必须是确定的，有些暂定类边界定义模糊或范围太广，如"记录保管"就模糊类，它是"事务"中的一部分。
(4) 属性：某些名词描述的是其他对象的属性，则从暂定类中删除。如果某一性质的独立性很重要，就应该把他归属到类，而不把它作为属性。
(5) 操作：如果问题陈述中的名词有动作含义，则描述的操作就不是类。但是具有自身性质而且需要独立存在的操作应该描述成类。如我们只构造电话模型，"拨号"就是动态模型的一部分而不是类，但在电话拨号系统中，"拨号"是一个重要的类，它日期、时间、受话地点等属性。
在银行网络系统中，模糊类是"系统"、"安全措施"、"记录保管"、"银行网络"等。属于属性的有："帐户数据"、"收据"、"现金"、"事务数据"。属于实现的如："访问"、"软件"等。这些均应除去。
2.准备数据字典
为所有建模实体准备一个数据字典。准确描述各个类的精确含义，描述当前问题中的类的范围，包括对类的成员、用法方面的假设或限制。
3.确定关联
两个或多个类之间的相互依赖就是关联。一种依赖表示一种关联，可用各种方式来实现关联，但在分析模型中应删除实现的考虑，以便设计时更为灵活。关联常用描述性动词或动词词组来表示，其中有物理位置的表示、传导的动作、通信、所有者关系、条件的满足等。从问题陈述中抽取所有可能的关联表述，把它们记下来，但不要过早去细化这些表述。
下面是银行网络系统中所有可能的关联，大多数是直接抽取问题中的动词词组而得到的。在陈述中，有些动词词组表述的关联是不明显的。最后，还有一些关联与客观世界或人的假设有关，必须同用户一起核实这种关联，因为这种关联在问题陈述中找不到。
银行网络问题陈述中的关联：
·银行网络包括出纳站和自动出纳机;
·分行共享自动出纳机;
·分理处提供分理处计算机;
·分理处计算机保存帐户;
·分理处计算机处理帐户支付事务;
·分理处拥有出纳站;
·出纳站与分理处计算机通信;
·出纳员为帐户录入事务;
·自动出纳机接受现金卡;
·自动出纳机与用户接口;
·自动出纳机发放现金;
·自动出纳机打印收据;
·系统处理并发访问;
·分理处提供软件;
·费用分摊给分理处。
隐含的动词词组：
·分行由分理处组成;
·分理处拥有帐户;
·分行拥有分行计算机;
·系统提供记录保管;
·系统提供安全;
·顾客有现金卡。
基于问题域知识的关联：
·分理处雇佣出纳员;
·现金卡访问帐户。
使用下列标准去掉不必要和不正确的关联：
(1) 若某个类已被删除，那么与它有关的关联也必须删除或者用其它类来重新表述。在例中，我们删除了"银行网络"，相关的关联也要删除。
(2) 不相干的关联或实现阶段的关联：删除所有问题域之外的关联或涉及实现结构中的关联。如"系统处理并发访问"就是一种实现的概念。
(3) 动作：关联应该描述应用域的结构性质而不是瞬时事件，因此应删除"自动出纳机接受现金卡"，"自动出纳机与用户接口"等。
(4) 派生关联：省略那些可以用其他关联来定义的关联。因为这种关联是冗余的。银行网络系统的初步对象图如图10-20所示。其中含有关联。
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4.确定属性 属性是个体对象的性质,属性通常用修饰性的名词词组来表示.形容词常常表示具体的可枚举的属性值,属性不可能在问题陈述中完全表述出来,必须借助于应用域的知识及对客观世界的知识才可以找到它们。只考虑与具体应用直接相关的属性，不要考虑那些超出问题范围的属性。首先找出重要属性，避免那些只用于实现的属性，要为各个属性取有意义的名字。按下列标准删除不必要的和不正确的属性：(1) 对象：若实体的独立存在比它的值重要，那么这个实体不是属性而是对象。如在邮政目录中，"城市"是一个属性，然而在人口普查中，"城市"则被看作是对象。在具体应用中，具有自身性质的实体一定是对象。
(2) 定词：若属性值取决于某种具体上下文，则可考虑把该属性重新表述为一个限定词。
(3) 名称：名称常常作为限定词而不是对象的属性，当名称不依赖于上下文关系时，名称即为一个对象属性，尤其是它不惟一时。
(4) 标识符：在考虑对象模糊性时，引入对象标识符表示，在对象模型中不列出这些对象标识符，它是隐含在对象模型中，只列出存在于应用域的属性。
(5) 内部值：若属性描述了对外不透明的对象的内部状态，则应从对象模型中删除该属性。
(6) 细化：忽略那些不可能对大多数操作有影响的属性。
5.使用继承来细化类
使用继承来共享公共机构，以次来组织类，可以用两种方式来进行。
(1) 自底向上通过把现有类的共同性质一般化为父类，寻找具有相似的属性，关系或操作的类来发现继承。例如"远程事务"和"出纳事务"是类似的，可以一般化为"事务"。有些一般化结构常常是基于客观世界边界的现有分类，只要可能，尽量使用现有概念。对称性常有助于发现某些丢失的类。
(2) 自顶向下将现有的类细化为更具体的子类。具体化常常可以从应用域中明显看出来。应用域中各枚举字情况是最常见的具体化的来源。例如：菜单，可以有固定菜单，顶部菜单，弹出菜单，下拉菜单等，这就可以把菜单类具体细化为各种具体菜单的子类。当同一关联名出现多次且意义也相同时，应尽量具体化为相关联的类，例如"事务"从"出纳站"和"自动出纳机"进入，则"录入站"就是"出纳站"和"自动出纳站"的一般化。在类层次中，可以为具体的类分配属性和关联。各属性和都应分配给最一般的适合的类，有时也加上一些修正。
应用域中各枚举情况是最常见的具体化的来源。
6.完善对象模型
对象建模不可能一次就能保证模型是完全正确的，软件开发的整个过程就是一个不断完善的过程。模型的不同组成部分多半是在不同的阶段完成的，如果发现模型的缺陷，就必须返回到前期阶段去修改，有些细化工作是在动态模型和功能模型完成之后才开始进行的。
(1) 几种可能丢失对象的情况及解决办法：
·同一类中存在毫无关系的属性和操作，则分解这个类，使各部分相互关联;
·一般化体系不清楚，则可能分离扮演两种角色的类
·存在无目标类的操作，则找出并加上失去目标的类;
·存在名称及目的相同的冗余关联，则通过一般化创建丢失的父类，把关联组织在一起。
(2) 查找多余的类。
类中缺少属性，操作和关联，则可删除这个类。
(3)查找丢失的关联。
丢失了操作的访问路径，则加入新的关联以回答查询。
(4) 网络系统的具体情况作如下的修改：
①现金卡有多个独立的特性。把它分解为两个对象：卡片权限和现金卡。
a.卡片权限：它是银行用来鉴别用户访问权限的卡片，表示一个或多个用户帐户的访问权限;各个卡片权限对象中可能具有好几个现金卡，每张都带有安全码，卡片码，它们附在现金卡上，表现银行的卡片权限。
b.现金卡：它是自动出纳机得到表示码的数据卡片，它也是银行代码和现金卡代码的数据载体。
②"事务"不能体现对帐户之间的传输描述的一般性，因它只涉及一个帐户，一般来说，在每个帐户中，一个"事务"包括一个或多个"更新"，一个"更新"是对帐户的一个动作，它们是取款，存款，查询之一。一个"更新"中所有"更新"应该是一个原子操作。
③"分理处"和"分离处理机"之间，"分行"和"分行处理机"之间的区别似乎并不影响分析，计算机的通信处理实际上是实现的概念，将"分理处计算机"并入到"分理处"，将"分行计算机"并入到"分行"。
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(三)建立动态模型 1.准备脚本动态分析从寻找事件开始，然后确定各对象的可能事件顺序。在分析阶段不考虑算法的执行，算法是实现模型的一部分。
2.确定事件
确定所有外部事件。事件包括所有来自或发往用户的信息、外部设备的信号、输入、转换和动作，可以发现正常事件，但不能遗漏条件和异常事件。
3.准备事件跟踪表
把脚本表示成一个事件跟踪表，即不同对象之间的事件排序表，对象为表中的列，给每个对象分配一个独立的列。
4.构造状态图
对各对象类建立状态图，反映对象接收和发送的事件，每个事件跟踪都对应于状态图中一条路径。
(四)建立功能建模
功能模型用来说明值是如何计算的，表明值之间的依赖关系及相关的功能，数据流图有助于表示功能依赖关系，其中的处理应于状态图的活动和动作，其中的数据流对应于对象图中的对象或属性。
1.确定输入值、输出值
先列出输入、输出值，输入、输出值是系统与外界之间的事件的参数。
2.建立数据流图
数据流图说明输出值是怎样从输入值得来的，数据流图通常按层次组织。
(五)确定操作
在建立对象模型时，确定了类、关联、结构和属性，还没有确定操作。只有建立了动态模型和功能模型之后，才可能最后确定类的操作。
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