面向对象分析与设计面向对象分析与设计-教案.doc
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1、徐州工程学院课程教案课 程 名 称: 面向对象分析与设计 授 课 教 师: 孔 磊 职称: 讲师 所 在 学 院: 信电工程学院 班 级 名 称: 13软件嵌1、2 徐州工程学院2015 年 8 月 31 日第 1 次授课题目(教学章、节或主题):第1课 面向对象方法概论课时安排2学时授课时间教学目的、要求(分掌握、熟悉、了解三个层次):1.了解传统开发方法中存在的问题2.掌握面向对象的基本思想3.掌握面向对象的主要概念及基本原则4.了解面向对象方法的发展史及现状教学内容(包括基本内容、重点、难点):基本内容:课程介绍课程学习目标课程体系关系1.传统开发方法中存在的问题1)在二十世纪六十年代以
2、前: 2)起于二十世纪七十年代的功能分解法:3)随着20世纪70年代软件危机的愈加严重,产生了数据流法(结构化分析法) 4)二十世纪八十年代大多数公司使用信息建模方法开发软件,用实体的数据集合作为构造块,以数据结构为中心5)随着二十世纪八十年代人工智能系统的发展,产生了基于规则的系统2.面向对象的基本思想 面向对象方法的解决问题的思路是从现实世界中的客观对象(如人和事物)入手,尽量运用人类的自然思维方式来构造软件系统,这与传统的结构化方法从功能入手和信息工程化方法从信息入手是不一样的。在面向对象方法中,把一切都看成是对象。v 什么是面向对象?面向对象方法是一种运用对象、类、继承、封装、聚合、关
3、联、消息、多态性等概念来构造系统的软件开发方法。3.面向对象中的主要概念及基本原则v 面向对象中的主要概念:对象、属性、操作、类、继承、聚合、关联、永久对象,对象还分为主动对象和消息,泛化分为有多态性和无多态性的。对象是现实世界中某个实际存在的事物,它可以是有形的(比如一辆汽车),也可以是无形的(比如一项计划)。对象是构成世界的一个独立单位。它具有自己的静态特征和动态特征。属性是用来描述对象性质的一个数据项。操作是用来描述对象行为的一个动作序列。类是具有相同属性和操作的一组对象的集合,它为属于该类的全部对象提供了统一的抽象描述,其内部包括属性和操作务两个主要部分。类的作用是用来创建对象,对象是
4、类的一个实例。继承:特殊类拥有其一般类的全部属性与操作,称作特殊类对一般类的继承。消息:在OO方法中,把向对象发出的操作请求称为消息聚合:一个(较复杂的)对象由其他若干(较简单的)对象作为其构成部分,称较复杂的对象为聚集,称较简单的对象为成分,称这种关系为聚合。关联:类之间的静态联系称作关联。v 面向对象中的基本原则:信息隐蔽或封装、消息传递、后期连接、委托、类/对象和关系等。抽象:从事物中舍弃个别的非本质的特征,而抽取共同的、本质特征的做法叫抽象。封装:把对象的属性和操作结合成一个独立的系统单位,并尽可能隐蔽对象的内部细节。只是向外部提供接口,降低了对象间的耦合度。信息隐蔽:对象的操作定义了
5、其他的对象怎样获得对其的访问。每一个对象都将提供给所有对象的公共操作公开化。它也提供仅局限于特定对象的其它的操作(受保护的和私有的)。委托:借助消息传递,工作可从一个对象(客户)传递到另一个对象(代理),因为从客户的观点,代理具有客户所需要的操作。工作连续地传递,直到到达了既有数据又有方法(代码)能完成这项工作的对象。 分类:把具有共同性质的事物划分为一类,得出一个抽象的概念。泛化 (继承):类可以由层次继承结构所组织。多态是指同一个命名可具有不同的语义。OO方法中,常指在一般类中定义的属性或操作被特殊类继承之后,可以具有不同的数据类型或表现出不同的行为。消息通信:要求对象之间只能通过消息进行
6、通讯静态行为:实现操作的代码不被任何外部或内部的事件(动作)所影响。 动态行为:在行为中发生这些变化的原因可能是由于对象存在很多不同的状态。随后,对象根据它的状态做出反映。复杂性控制:引入包(package) 的概念,使模型具有大小不同的粒度层次,以利于控制复杂性。 4.面向对象方法的发展史及现状简介1)雏形阶段2)完善阶段3)繁荣阶段4)当前的状况课程小结重点:1.面向对象的基本思想2.面向对象的主要概念3.面向对象的基本原则难点:面向对象的基本思想讨论、思考题、作业:讨论: 如何理解各种常见的面向对象概念复习(提问): 作业: 参考资料(含参考书、文献等):1 邵维忠,杨芙清. 面向对象的
7、分析与设计. 清华大学出版社2 (美)多切蒂著,俞志翔译. 面向对象分析与设计(UML 2.0版). 清华大学出版社3 袁涛,孔蕾蕾. 统一建模语言UML.清华大学出版社4 谢星星. UML基础与Rose建模实用教程.清华大学出版社5 徐锋. UML面向对象建模基础.水利水电出版社6 张海藩. 软件工程导论(第5版).清华大学出版社教学过程设计:复习 0 分钟,授新课 88 分钟,安排讨论 2 分钟,布置作业 0 分钟,提问 0 分钟授课类型(请打):理论课 讨论课 实验课 练习课 上机 其他 教学方式(请打):讲授 讨论 示教 指导 其他教学资源(请打):多媒体 模型 实物 挂图 音像 其他
8、填表说明:1、各栏目填写内容较多时,可附页;2、教学内容与讨论、思考题、作业部分可合二为一。 第 2 次授课题目(教学章、节或主题):第2课 面向对象分析课时安排2学时授课时间教学目的、要求(分掌握、熟悉、了解三个层次):1.了解软件开发的方法学2.掌握面向对象的方法学3.熟悉和掌握RUP方法4.熟悉面向对象分析设计实例教学内容(包括基本内容、重点、难点):基本内容:1.软件开发的方法学软件,尤其是许多人一起开发的大型软件,应使用某种方法来开发。甚至由一个人开发的小型软件也应通过某种方法进行改进。方法学是做事的系统方法,它是一个可接受的过程,从软件开发的早期阶段(有一个想法或一个商业机会)到已
9、安装系统的维护,都可以遵循这个方法学。2.面向对象的方法学面向对象方法是一种把面向对象思想应用于软件开发过程中,指导开发活动的系统方法,是建立在“对象”概念基础上的方法学。最著名的方法学是Jacobson、Rumbaugh和Booch发明的方法学。1996年三剑客开发出一系列的表示法,称为统一建模语言UML。v UML包含13种类型的图:用例图、类图、对象图、活动图、状态图、通信图、顺序图、包图、部署图、组件图、交互总图、时间图、复合结构图。3.RUP方法三剑客合并为Rational公司(后又被IBM收购),提出了Rational Unified Process,简称RUP。不同的角度看系统,
10、可以产生不同的分析设计效果,RUP采用4+1视图v 用例视图(Use Cases View),最初称为场景视图,关注最终用户需求。通常用UML用例图和活动图描述。v 逻辑视图(Logical view),主要是整个系统的抽象结构表述,关注系统提供最终用户的功能,通常在UML中用类图,顺序图来描述。v 开发视图(Development View),描述软件在开发环境下的静态组织,从程序实现人员的角度透视系统,也叫做实现视图(implementation view),在UML中用组件图,包图,类图来描述。v 处理视图(Process view)处理视图关注系统动态运行时,主要是进程以及相关的并发、
11、同步、通信等问题,在UML中通常用活动图描述。v 物理视图(Physical view)物理视图通常也叫做部署视图(deployment view),是从系统工程师解读系统,关注软件的物流拓扑结,以及如何部署机器和网络来配合软件系统的可靠性、可伸缩性等要求,在UML中用部署图来描述。软件开发过程总结如下:v 1)需求分析:用例视图(用例图、活动图)、逻辑视图(类图、顺序图)v 2)系统设计:开发视图(组件图、包图、类图)、处理视图(活动图)v 3)系统实现:Java或.NET等功能代码v 4)系统部署:物理视图(部署图)4.面向对象分析设计实例:HR-Human Resource人力资源课程小
12、结重点:1.面向对象方法学2.RUP方法难点:4+1视图及其应用过程讨论、思考题、作业:讨论: 面向对象与其他方法学的异同点复习(提问):面向对象的基本思想(一切都是对象)面向对象的主要概念(对象、类、继承、封装、聚合、关联、消息、多态性)面向对象的基本原则(抽象,封装:信息隐蔽,委托,分类,泛化 (继承),消息通信,行为分析:静态行为和动态行为,复杂性控制作业: 参考资料(含参考书、文献等):1 邵维忠,杨芙清. 面向对象的分析与设计. 清华大学出版社2 (美)多切蒂著,俞志翔译. 面向对象分析与设计(UML 2.0版). 清华大学出版社3 袁涛,孔蕾蕾. 统一建模语言UML.清华大学出版社
13、4 谢星星. UML基础与Rose建模实用教程.清华大学出版社5 徐锋. UML面向对象建模基础.水利水电出版社6 张海藩. 软件工程导论(第5版).清华大学出版社教学过程设计:复习 1 分钟,授新课 87 分钟,安排讨论 2 分钟,布置作业 0 分钟,提问 0 分钟授课类型(请打):理论课 讨论课 实验课 练习课 上机 其他 教学方式(请打):讲授 讨论 示教 指导 其他教学资源(请打):多媒体 模型 实物 挂图 音像 其他填表说明:1、各栏目填写内容较多时,可附页;2、教学内容与讨论、思考题、作业部分可合二为一。 第 3 次授课题目(教学章、节或主题):第3课 建立需求模型-用例图课时安排
14、2学时授课时间教学目的、要求(分掌握、熟悉、了解三个层次):1.熟悉和掌握需求分析方法2.掌握用例图基本概念3.熟悉和掌握业务用例建模方法及实例教学内容(包括基本内容、重点、难点):基本内容:1.需求分析什么是需求?v 用户需要的是什么?怎样得到用户的需求?v 业务分析:对用户完成业务的流程进行分析,有利于帮助用户分析需求。业务与系统v 业务分析:对现实的业务流程进行分析,可以使用计算机,也可以不使用计算机。v 系统分析:实现某个业务时,如果引入计算机系统,业务将变成什么样子?需求分析建模:v 业务建模(用例图和活动图):具体的业务流程v 系统建模(用例图和活动图):引入计算机系统后的业务流程
15、2.用例图什么是用例?v 在不展现一个系统或子系统内部结构的情况下,对系统或子系统的某个连贯的功能单元的描述而已。什么是用例图?v 由参与者、用例以及它们之间的关系构成的用于描述系统功能的动态视图。主要用于对系统、子系统或类的功能行为进行建模。用例图包含哪些元素?v 系统边界、参与者、用例系统边界:一个系统所包含的所有系统成分与系统以外各种事物的分界线。参与者:在系统边界以外,与系统进行交互的事物人员、设备、外系统 v 建模工具:Rational Rose3.业务用例建模业务流程被定义为数个不同的业务用例,其中每个业务用例都代表业务中某个特定的工作流程。业务用例确定了执行业务时将要发生的事情,
16、它描述了一系列动作的执行,这些动作可以是计算机自动处理的,也可以是人工处理的。是较高层次的抽象。使用业务用例图对原始需求进行描述。 业务用例图以参与者(业务主角)为核心,由业务主角发起的以达到业务主角完整目标为标准。 业务流程建模过程:v 1)明确用户需求v 2)描述业务流程v 3)确定业务流程中的业务v 4)图形建模v 引导实例4.业务用例建模实例:企业人力资源招聘实例课程小结重点:1.用例图的基本概念2. 业务用例建模方法难点:1.业务用例建模中对用例粒度的认识讨论、思考题、作业:讨论: 如何认识和理解业务用例复习(提问):软件开发的方法学面向对象的方法学RUP方法(RUP4+1视图) 作
17、业: 参考资料(含参考书、文献等):1 邵维忠,杨芙清. 面向对象的分析与设计. 清华大学出版社2 (美)多切蒂著,俞志翔译. 面向对象分析与设计(UML 2.0版). 清华大学出版社3 袁涛,孔蕾蕾. 统一建模语言UML.清华大学出版社4 谢星星. UML基础与Rose建模实用教程.清华大学出版社5 徐锋. UML面向对象建模基础.水利水电出版社6 张海藩. 软件工程导论(第5版).清华大学出版社教学过程设计:复习 1 分钟,授新课 87 分钟,安排讨论 2 分钟,布置作业 0 分钟,提问 0 分钟授课类型(请打):理论课 讨论课 实验课 练习课 上机 其他 教学方式(请打):讲授 讨论 示
18、教 指导 其他教学资源(请打):多媒体 模型 实物 挂图 音像 其他填表说明:1、各栏目填写内容较多时,可附页;2、教学内容与讨论、思考题、作业部分可合二为一。 第 4 次授课题目(教学章、节或主题):第4课 建立需求模型-用例建模课时安排2学时授课时间教学目的、要求(分掌握、熟悉、了解三个层次):1.掌握用例规约概念及用法2.掌握系统用例建模方法及实例3.熟悉用例图中的关系教学内容(包括基本内容、重点、难点):基本内容:1.用例规约专门描述用例的标准就是用例规约 实例:用人申请用例规约2.系统用例建模系统用例:引入计算机系统,细化用例粒度,看看业务用例在引入计算机系统该怎么样完成。系统用例从
19、业务用例场景中推导,业务用例场景中描述某某做什么事,而系统用例则是引入计算机系统该怎么样做这件事。系统建模过程:v 1)细化业务用例:将业务用例图中的参与者和用例按照单一功能进行细化v 2)确定系统用例:明确这些单一功能,哪些可以使用计算机系统进行实现,确定系统用例v 3)图形建模:使用系统用例图进行建模v Rose操作过程3.系统用例建模实例以业务用例图中的用人申请用例为例:v 1)细化业务用例v 2)确定系统用例v 3)图形建模v 4)用例规约用例名称提出用人申请用例描述用人部门主管使用计算机系统实现提出用人申请的操作执行者用人部门主管前置条件用人部门主管已经登录系统,具有操作的权限后置条
20、件无正常流1.用人部门主管请求新的招聘需求申报表(也是动词,是否要画出更小的系统用例?)2.计算机系统展示招聘需求申报表界面3.用人部门主管输入招聘需求申报表信息4.用人部门主管提交申请5.计算机系统验证提交的信息6.保存招聘需求申报表7.通知人力资源部主管8.提交成功提示替代流以及异常处理1.计算机验证信息未通过业务规则1.所有用例的执行者需具有相应的权限(全局规则)2.提交的招聘需求申请表除其他招聘要求外,其他内容必须填写(交互规则)3.招聘需求申报表实体对应的信息条目必须遵守其逻辑规则(比如拟招人数应该是数字,而不能填写张三)(内禀规则)涉及实体1.招聘需求申报表申请部门、填报日期、招聘
21、岗位、拟招人数、期望到位时间、岗位职责、工作地点、基本素质要求、专业素质要求、提供待遇标准、其他招聘要求4.用例图中的关系用例图中涉及的关系有:关联、泛化、包含、扩展 v 1)关联(Association):表示参与者与用例之间的通信,任何一方都可发送或接受消息。v 2)泛化(Inheritance):就是通常理解的继承关系,子用例和父用例相似,但表现出更特别的行为;子用例将继承父用例的所有结构、行为和关系。子用例可以使用父用例的一段行为,也可以重载它。父用例通常是抽象的。v 3)包含(Include):包含关系用来把一个较复杂用例所表示的功能分解成较小的步骤。v 4)扩展(Extend):扩
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