Конспект по курсу. Объектно ориентированный анализ и проектирование (1133667), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Тип – точная характеристика некоторой совокупности однородных объектов, включающая структуру и поведение.

Т
ипизация – способ защититься от использования объектов одного класса вместо другого, или, по крайней мере, управлять таким использованием.

При строгой типизации (например, в языке Оберон) запрещается использование объектов неверного типа, требуется явное преобразование к нужному типу. При менее строгой типизации такого рода запреты ослаблены. В частности, допускается полиморфизм – многозначность имен. Одно из проявлений полиморфизма, использование объект подтипа (наследника) в роли объекта супертипа (предка).

П
араллелизм – наличие в системе нескольких потоков управления одновременно. Объект может быть активен, т. е. может порождать отдельный поток управления. Различные объекты могут быть активны одновременно.

Устойчивость – способность объекта сохранять свое существование во времени и/или пространстве (адресном, в частности при перемещении между узлами вычислительной системы). В частности, устойчивость объектов может быть обеспечена за счет их хранения в базе данных.

Переходим к основным понятиям объектно-ориентированного подхода (элементам объектной модели). К ним относятся: объект; класс; атрибут; операция; полиморфизм; наследование; компонент; пакет; подсистема; связь.

Объект – осязаемая сущность (tangible entity) – предмет или явление (процесс), имеющие четко выраженные границы, индивидуальность и поведение Любой объект обладает состоянием, поведением и индивидуальностью. Состояние объекта определяется значениями его свойств (атрибутов) и связями с другими объектами, оно может меняться со временем. Поведение определяет действия объекта и его реакцию на запросы от других объектов. Поведение представляется с помощью набора сообщений, воспринимаемых объектом (операций, которые может выполнять объект). Индивидуальность – это свойства объекта, отличающие его от всех других объектов.

Структура и поведение схожих объектов определяют общий для них класс. Класс – это множество объектов, связанных общностью свойств, поведения, связей и семантики. Любой объект является экземпляром класса. Определение классов и объектов – одна из самых сложных задач объектно-ориентированного проектирования.

Атрибут – поименованное свойство класса, определяющее диапазон допустимых значений, которые могут принимать экземпляры данного свойства. Атрибуты могут быть скрыты от других классов, это определяет видимость атрибута: рublic (общий, открытый); private (закрытый, секретный); protected (защищенный).

Т ребуемое поведение системы реализуется через взаимодействие объектов. Взаимодействие объектов обеспечивается механизмом пересылки сообщений. Определенное воздействие одного объекта на другой с целью вызвать соответствующую реакцию называется операцией или посылкой сообщения. Сообщение может быть послано только вдоль соединения между объектами. В терминах программирования соединение между объектами существует, если один объект имеет ссылку на другой.

Операция – это услуга, которую можно запросить у любого объекта данного класса. Операции реализуют поведение экземпляров класса. Описание операции включает четыре части: имя; список параметров; тип возвращаемого значения; видимость. Реализация операции называется методом.

Результат операции зависит от текущего состояния объекта. Виды операций:

• Операции реализации (implementor operations) – реализуют требуемую функциональность.

• Операции управления (manager operations) управляют созданием и уничтожением объектов (конструкторы и деструкторы).

• Операции доступа (access operations) – так называемые, get-теры, set-теры – дают доступ к закрытым атрибутам.

• Вспомогательные операции (helper operations) – непубличные операции, служат для реализации операций других видов.

Объект может быть абстракцией некоторой сущности предметной области (объект реального мира) или программной системы (архитектурный объект).

Сравнение архитектур традиционной и ОО-системы:

В ОО-системе алгоритмы (поведение) и структуры данных (внутреннее устройство) объединены в объекты, за счет уменьшается сложность системы, локализуются изменения.

Понятие полиморфизма может быть интерпретировано, как способность объекта принадлежать более чем одному типу. Полиморфизм – способность скрывать множество различных реализаций под единственным общим именем или интерфейсом. Интерфейс – это совокупность операций, определяющих набор услуг класса или компонента. Интерфейс не определяет внутреннюю структуру, все его операции открыты. Пример, одна и та же операция рассчитатьЗарплату может иметь три различные реализации в трех различных классах: СлужащийСПочасовойОплатой, СлужащийНаОкладе, ВременныйСлужащий.

Компонент – это относительно независимая и замещаемая часть системы, выполняющая четко определенную функцию в контексте заданной архитектуры.

Компонент представляет собой физическую реализацию проектной абстракции и может быть: компонентом исходного кода (cpp-шник); компонентом времени выполнения (dll, ActiveX и т. п.); исполняемый компонентом (exe-шник). Компонент обеспечивает физическую реализацию набора интерфейсов. Компонентная разработка (component-based development) представляет собой создание программных систем, состоящих из компонентов (не путать с объектно-ориентированным программированием (ООП).

ООП – способ создания программных компонентов, базирующихся на объектах.

Компонентная разработка – технология, позволяющая объединять объектные компоненты в систему.

Пакет – это общий механизм для организации элементов в группы. Это элемент модели, который может включать другие элементы. Каждый элемент модели может входить только в один пакет. Пакет является:

• средством организации модели в процессе разработки, повышения ее управляемости и читаемости;

• единицей управления конфигурацией.

Подсистема – это комбинация пакета (может включать другие элементы модели) и класса (обладает поведением). Подсистема реализует один или более интерфейсов, определяющих ее поведение. Она используется для представления компонента в процессе проектирования.

Между элементами объектной модели существуют различные виды связей.

Соединение (link) – физическая или концептуальная связь между объектами, позволяющая им взаимодействовать.

А
ссоциация – связь между классами, описывающая группу однородных по структуре и семантике соединений между экземплярами классов. Соединения являются экземплярами ассоциации точно так же, как соединенные объекты являются экземплярами классов, связанных ассоциацией.

Пример показывает, что ассоциация ВладеетАкциями между классами Персона и Компания может иметь несколько экземпляров – соединений. Обратите внимание, что два соединения, являющиеся экземплярами одной и той же ассоциации, не могут связывать одни и те же объекты дважды.

А
грегация – более сильный тип ассоциативной связи между целым и его частями (пример: автомобиль и мотор). Композиция – усиленная агрегация, когда часть не может существовать без целого (пример: университет, факультет, кафедра). Композиция и агрегация транзитивны, в том смысле, что если B является частью A, и C является частью B, то C также является частью A (но на диаграмме связи, возникающие за счет транзитивности, явно не изображаются).

Соединения, являющиеся экземплярами композиций или агрегаций также изображаются с ромбами на полюсах.

Ассоциации (включая агрегации и композиции) характеризуются: направлением, именем, ролевыми именами участников связи, мощностями. Направление указывает ход сообщений. По умолчанию ассоциации двунаправлены, т. е. сообщения могут исходить из любого конца ассоциации. Если введено ограничение по направлению, то добавляется стрелка на конце связи. Ассоциации может быть дано имя, полюсам (концам) ассоциации могут быть назначены роли. Например, у ассоциации между классом Компания и классом Персона полюсу класса Компания может быть назначена роль Работодатель, а другому полюсу – роль Служащий. Понятие ассоциации связано с понятием атрибута. При наличии ассоциации между классами их экземпляры соединены ссылками, то есть имеют атрибуты, значениями которых являются ссылки на экземпляры связанного класса (
см. рис.). Как правило соглашения моделирования предписывают изображать атрибуты простых типов (числа, символы, строки, логические переменные, время, даты). Атрибуты сложных типов изображаются как ассоциации.

Мощность (multiplicity) показывает, как много объектов может участвовать в соединениях – экземплярах ассоциации. Мощность – это количество объектов одного класса (с той стороны связи, где приписана мощность), которые соединены с одним объектом другого класса (на другом конце связи). Для каждой ассоциации существуют два указателя мощности – по одному на каждом конце связи. Для соединений мощность не указывают, так как на любом конце соединения находится ровно один объект. Обозначения мощностей в UML:

Мощность Значение

1 Ровно один

0..* или * Ноль или больше

1..* Один или больше

0..1 Ноль или один

2..4 Заданный диапазон

2, 4..6 Несколько диапазонов

Ч астный случай ассоциации – класс ассоциации, при помощи которого атрибуты и операции можно привязать непосредственно к соединению. Т. е. при наличии класса ассоциации с каждым соединением связан его экземпляр (в примере для каждой связанной пары курс – студент есть экземпляр класса оценка):

С
ледует заметить, что классы ассоциаций являются артефактами моделирования, то есть ими оперируют аналитики, архитекторы. Языки программирования не имеют средств, поддерживающих эти конструкции. В ходе реализации программистам приходится преобразовывать модели так, чтобы можно было создать код. При этом теряются ограничения целостности. Так модель курсы-оценки-студенты будет преобразована к следующему виду, допускающему в отличие от исходной модели более одной оценки по одному курсу у одного студента:

Обратите внимание как переместились мощности связей.

В
UML 2.0 к объектной модели добавлено понятие N-арной ассоциации (для каждой комбинации объектов не более одной связи):

На рисунке представлена тернарная ассоциация и класс-ассоциация, связывающая проект, программистов, занятых в проекте, и языки, на которых они программируют в проекте. Некоторым аналогом тернарной ассоциации является реляционное отношение над тремя доменами (таблица со столбцами проект, программист, язык). Экземплярами N-арных ассоциаций являются N-арные соединения. Так, программистка Мэри в одном проекте пишет на Коболе, а в другом на Си. Заметим, что мощности на концах тернарной ассоциации не воспрещают Мэри писать в одном и том же проекте на разных языках (хотя на диаграмме объектов такое не показано). Единственное ограничение, наложенное в данном случае, – два разных тернарных соединения не могут связывать одну и ту же тройку объектов – например: Мэри, проект accountingSystem и Кобол.

К N-арным ассоциациям могут быть присоединены классы ассоциаций. Классы Лектор, Семестр и КурсЛекций связаны тернарной ассоциацией (означающей, что некоторый лектор читает курс лекций в определенном семестре). Класс ассоциаций ЧитаемыйКурс может хранить дополнительные сведения о связи, например, количество слушателей и т. п.

В
объектно-ориентированных языках N-арные ассоциации не поддерживаются стандартными средствами. Их можно промоделировать с помощью обычных (бинарных) ассоциаций, но при этом снимается ограничение на единственность соединения, связывающего N-ку объектов:

Характеристики

Список файлов лекций