Лекция 4. Основы объектно-ориентированного представления программных систем
Учебные вопросы:
1.Принципы объектно-ориентированного представления программных систем.
2.Объекты.
3.Классы.
Литература: [4], [6], [10].
1
Декомпозиция программных систем
•алгоритми
ческая
•объектно- ориентиро ванная
В основе алгоритмической декомпозиции лежит разбиение по действиям – алгоритмам. Эта схема представления применяется в обычных ПС.
Объектно-ориентированная декомпозиция 
обеспечивает разбиение по автономным лицам – объектам реального (или виртуального) мира. Эти лица (объекты) – более «крупные» элементы, каждый из них несет в себе и описания действий, и
описания данных.
2
Абстрагирование
Создавая понятие в интересах какой-либо задачи, мы отвлекаемся (абстрагируемся) от несущественных характеристик конкретных объектов, определяя только существенные характеристики.
Абстрагирование сводится к формированию абстракций.
Каждая абстракция фиксирует основные характеристики объекта, которые отличают его от других видов объектов и обеспечивают ясные
понятийные границы.
Абстракция концентрирует внимание на внешнем представлении объекта, позволяет отделить основное в поведении объекта от его реализации.
Абстракцию удобно строить путем выделения обязанностей объекта.
3
Инкапсуляция
Инкапсуляция и абстракция – взаимодополняющие понятия: абстракция выделяет внешнее поведение объекта, а инкапсуляция содержит и скрывает реализацию, которая обеспечивает это поведение.
Инкапсуляция достигается с помощью информационной закрытости. Обычно скрываются структура объектов и реализация их методов.
Инкапсуляция является процессом разделения элементов абстракции на секции с различной видимостью.
Инкапсуляция служит для отделения интерфейса абстракции от ее реализации.
4
Модульность
Модульность – это свойство системы, которая может подвергаться декомпозиции на ряд внутренне связанных и слабо зависящих друг от друга модулей.
Модуль – это фрагмент программного текста, являющийся строительным блоком для физической структуры системы.
Как правило, модуль состоит из интерфейсной части и части- реализации.
•Общая цель декомпозиции на модули – уменьшение сроков разработки и стоимости ПС за счет выделения модулей, которые проектируются и изменяются независимо.
•Каждая модульная структура должна быть достаточно простой, чтобы быть полностью понятой.
•Изменение реализации модулей должно проводиться без знания реализации других модулей и без влияния на их поведение.
5
Свойства модулей
•Информационн ая закрытость
•Связность
модуля
•Сцепление
модулей
Информационная закрытость утверждает (автор – Д. Парнас, 1972): содержание модулей должно быть скрыто друг от друга.
Модуль должен определяться и проектироваться так, чтобы его содержимое (процедуры и данные) было недоступно тем модулям, которые не нуждаются в такой информации (клиентам).
Информационная закрытость означает следующее:
•все модули независимы, обмениваются только информацией, необходимой для работы;
•доступ к операциям и структурам данных модуля ограничен.
6
Свойства модулей
•Информационн ая закрытость
•Связность
модуля
•Сцепление
модулей
Связность модуля – это мера зависимости его частей.
Связность – внутренняя характеристика модуля.
Чем выше связность модуля, тем лучше результат проектирования.
7
Измерение связности – сила связности (СС)
1. |
Связность по совпадению |
В модуле отсутствуют явно выраженные |
|||
|
(СС=0) |
|
внутренние связи. Элементы связного по |
||
|
|
|
совпадению модуля вообще не имеют никаких |
||
|
|
|
отношений друг с другом. |
|
|
2. |
Логическая |
связность |
Части модуля объединены по принципу |
||
|
(СС=1) |
|
функционального подобия. Элементы |
логически |
|
|
|
|
связного модуля принадлежат к действиям одной |
||
|
|
|
категории, и из этой категории клиент выбирает |
||
|
|
|
выполняемое действие. |
|
|
3. |
Временная |
связность |
Части модуля не связаны, но необходимы в один |
||
|
(СС=3) |
|
и тот же период работы системы. При связности по |
||
|
|
|
времени |
элементы-обработчики |
модуля |
|
|
|
привязаны к конкретному периоду времени (из |
||
|
|
|
жизни программной системы). |
|
|
4. |
Процедурная |
связность |
Части модуля связаны порядком выполняемых |
||
|
(СС=5) |
|
ими действий, реализующих некоторый сценарий |
||
|
|
|
поведения. Процедурно связный модуль состоит из |
||
|
|
|
элементов, |
реализующих независимые |
действия, |
|
|
|
для которых задан порядок работы, то есть |
||
|
|
|
порядок передачи управления. |
|
|
Измерение связности – сила связности (СС)
5. |
Коммуникативная |
Части модуля связаны по данным (работают с одной |
||
|
связность (СС=7) |
и той же структурой данных). При коммуникативной |
||
|
|
связности элементы-обработчики модуля используют |
||
|
|
одни и те же данные, например внешние данные. |
||
6. |
Информационная |
Выходные данные одной части используются как |
||
|
(последовательная) |
входные данные в другой части модуля. При |
||
|
связность (СС=9) |
информационной |
(последовательной) |
связности |
|
|
элементы-обработчики модуля образуют конвейер для |
||
|
|
обработки данных – результаты одного обработчика |
||
|
|
используются как исходные данные для следующего |
||
|
|
обработчика. |
|
|
7. |
Функциональная |
Части модуля вместе реализуют одну функцию. |
||
|
связность (СС=10) |
Функционально связный модуль содержит элементы, |
||
|
|
участвующие в выполнении одной и только одной |
||
|
|
проблемной задачи. |
|
|
9
Свойства модулей
•Информационн ая закрытость
•Связность
модуля
•Сцепление
модулей
Сцепление – это мера взаимозависимости модулей по данным.
Сцепление – это внешняя характеристика модуля, которую желательно уменьшать.
10