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1、4 GIS软件工程的分析方法,4.1 结构化分析方法4.2 面向对象基础4.3 Coad分析方法4.4 OMT分析方法4.5 面向对象的开发过程4.6 面向对象的分析过程,4.1 结构化分析方法,一、概述二、结构化分析方法,一、概述,结构化方法发展历程基本思想及其特点优点和存在的问题,1.结构化方法,根据特定原理、使用一定的工具、按照规定步骤工作的软件开发方法。原理：自顶向下、逐步求精工具：数据流图、数据字典、判断表、判断树和结构化语言步骤：SA、SD、SP,2.发展历程,结构化程序设计结构化设计结构化分析,3.基本思想及其特点,指导思想：自顶向下、逐步求精；抽象和分解特点：最早使用的开发方法
2、、使用时间最长 应用最广、特别适合数据处理 支持工具多、发展成熟,4.优点和存在的问题,优点 简单实用 适合瀑布模型，易于掌握 成功率高 适合数据处理领域、其他领域也基本适用缺点 大规模、复杂项目不太适应 难以解决软件重用问题 难以适应需求变化 维护较困难,二、结构化分析方法,1.自顶向下逐层分解的分析策略2.描述工具 数据流图 数据字典 结构化语言 判断树/表3.SA分析步骤 建立当前系统的物理模型 抽象出当前系统的逻辑模型 建立目标系统的逻辑模型 作进一步补充和优化,自顶向下逐层分解的分析策略,返回,SA分析步骤,返回,4.2 面向对象基础,一、面向对象的概念二、面向对象的方法,一、面向对
3、象的概念,面向对象的基本思想面向对象的基本概念面向对象的特征面向对象的要素,1.面向对象的基本思想,把客观世界中我们感兴趣的或要研究的事物和概念当做对象这个基本单位来加以分析和解决。符合我们认识客观世界的规律，并能通过一定的方法保证计算机世界和客观世界的一一对应。,2.面向对象的基本概念,对象 有形实体、作用、事件、性能说明对象的状态和行为类类的关系 一般-具体（通用-特定gen-spec）关系 整体-成员（整体-部分）关系消息和方法,3.面向对象的特征,唯一性分类性继承性多态性,3.面向对象的要素,抽象封装性（信息隐蔽）共享性强调对象结构而不是程序结构,二、面向对象的方法,1.面向对象方法的
4、形成2.面向对象的开发方法,1.面向对象方法的形成,20世纪80年代面向对象程序语言出现并逐渐成熟；将面向对象思想和方法引入系统设计，形成面向对象的设计；将面向对象思想和方法扩展到系统分析，产生了面向对象分析。,2.面向对象的开发方法,Booch方法（1983年）提供了基本的对象认定方法基于词法分析：名词映射为对象；动词映射为方法。Coad方法（1989年）形成了完整的OOA和OOD,但没有明确类的概念。OMT方法（1991年）引入对真实世界的对象建模和设计技术，形成了一整套符号表示和方法学。几个显而易见的好处：各开发阶段平滑的映射（更适应需求的变更）；类和继承机制保障了软件重用（极大提高开发
5、效率）,4.3 Coad分析方法,一、概述二、Coad分析方法,一、概述,1.系统需求的变动因素和稳定因素2.思维组织模式3.面向对象分析方法的表示4.OOA的任务5.OOA的步骤,面向对象分析方法的表示,对象分类继承消息通信实现问题空间到系统模型的直接映射,OOA的任务,形式地说明应用问题、对象、规则和约束明确对象如何协同，完成指定功能 概念模型的5个层次 类和对象结构主题属性服务,OOA的步骤,找到类和对象确定结构定义主题定义属性定义服务OOA的成果：关于类和对象的特定图形和文本文档的模板。,二、Coad分析方法,1.认定对象2.认定结构3.认定主题题4.定义属性5.定义服务6.对象的规格
6、说明7.示例,1.认定对象,1)简单的认定方法 基于Booch的词法分析方法（示例P88表4-1）2）复杂系统对象的认定到什么地方去找候选对象找什么如何考察候选对象质疑命名,2.认定结构,1)认定分类结构 从一般到特殊 从特殊到一般2）认定组装结构 从整体到成员 从成员到整体,3.认定主题,1)为每一个结构追加一个主题2）为每一个对象追加一个主题3）当前主题超过7个，就对已有主题进行归并,4.定义属性,1)认定属性2）确定属性位置3）认定和定义实例关联4）重新修改认定的对象5）对属性和实例关联进行说明,5.定义服务,1)认定基础服务2）确定辅助服务3）认定消息关联4）对服务进行说明,6.对象的
7、规格说明,Specification(对象名)描述型属性（）定义型属性（）派生型属性（）外部系统输入（）外部系统输出（）实例关联（）状态事件响应表（）对象生存史图（）服务1（）服务2（）End Specification,7.示例,传感器控制系统P94-95,4.4 OMT分析方法,一、OMT方法的发展二、三种模型介绍三、OMT方法的分析过程,一、OMT方法的发展,Object Modeling Technique是一套系统开发方法，通过对象模型、动态模型和功能模型3个相关模型来获得关于问题的全面认识。软件过程的三个方面：数据结构（对象模型）按时间顺序的操作（动态模型）操作的结果（功能模型）,
8、二、三种模型介绍,对象模型动态模型功能模型三个模型之间的关系,1.对象模型,用于描述对象的静态结构，包括标识、属性、操作以及对象之间的关系。是动态模型和功能模型的框架。对象应该与应用领域相关，使用应用领域的术语对象模型包括对象及对象关系图类之间的关系是多元性的类之间存在三种基本关系（1）相关关系；（2）包含关系；（3）继承关系,2.动态模型,用于描述系统中与时间有关的方面以及操作执行的顺序，包括引起变化的事件、事件的序列、定义事件序列上下文的状态以及事件和状态的主次。主要描述工具：场景跟踪图状态图,3.功能模型,描述系统做什么，怎样从输入值到输出值，包括函数、映射、约束和功能依赖。包括数据流图
9、和限制。,4.三个模型之间的关系,对象模型静态定义了数据结构（属性）和操作动态模型定义了驱动操作的事件和时间顺序功能模型说明了数据的变化及其约束,三、OMT方法的分析过程,问题陈述 需要处理的问题 系统概况分析后得到形式化模型 静态结构（对象模型）交互顺序（动态模型）数据转换（功能模型）OMT方法分析过程概述（P103图4-15）,4.5 面向对象的开发过程,一、应用生存期二、类生存期三、应用开发过程四、系统体系结构,一、应用生存期,二、类生存期,类的定义类的设计与实现 1）既存类的重用 2）从既存类进行演化 3）从废弃型进行开发,类的设计与实现,三、应用开发过程,分析阶段高层阶段类的开发实例
10、的建立组装测试维护,1.分析阶段分为2个步骤：论域分析和应用分析论域分析是抽象的和开放的应用分析是对论域分析结果的细化和选择2.高层设计：设计应用的顶层视图3.类的开发：是开发的主体4.实例的建立：建立个对象的实例5.组装测试：将各个类和对象作为完整的应用系统来测试6.维护：维护一般局限在有限的几个类中，没有水波效应,四、系统体系结构,P110 图4-18,4.6 面向对象的分析过程,一、概述二、论域分析三、应用分析,一、概述,OOA分为论域分析和应用分析。论域分析建立大致的系统实现环境，应用分析则根据特定应用需求进行分析。采用用户语言描述需要解决的问题。OOA的文档应描述论域。文档内容应以描
11、述实体/实体集（对象/类）的结构和相互之间的关系为主，包括以有控制方式执行的模型。,二、论域分析,语义数据模型在语义数据模型中的关系标识对象和类标识对象的方法标识关系,语义数据模型,语义数据模型非常类似于关系数据模型，分为外部模型、概念模型和内部模型外部模型体现了用户对问题的理解，在这一层主要用类对应用户活动的操作规格说明概念模型主要表现实体间的关系内部模型定义类的数据和服务,在语义数据模型中的关系,一般化 通过检查一组概念，识别这组概念的共同元素来实现聚合 支持从几个较小或较简单的元素来开发一个抽象关联 指定一个抽象作为其他抽象实例的容器,标识对象和类：与用户视图对应标识对象的方法：物理对象、角色、事件、交互、规格说明标识关系：消息连接、交互对象实例连接,三、应用分析,以问题论域模型为基础，以用户要求为限制，缩减论域信息量，形成应用分析成果，包括类视图（规格说明和详细操作）和应用视图（类之间的相互作用）。,
