3. Понятие объектно-ориентированного анализа, проектирования и программирования.

По теории Г.Буча объектно-ориентированный анализ - это методология, при которой требования к системе воспринимаются с точки зрения классов и объектов, выявленных в предметной области. При этом предметная область или домен — это пространство, в котором формулируется определенная задача, т.е. набор понятий, представляющих важные аспекты решаемой задачи.

В результате объектно-ориентированного анализа строится концептуальная база — объектная модель, которая включает в себя 4 главных элемента:

1. Абстракция выделяет существенные характеристики некоторого объекта, отличающие его от всех других видов объектов и, таким образом, четко определяет его концептуальные границы с точки зрения наблюдателя.

2. Инкапсуляция - это процесс отделения друг от друга элементов объекта, определяющих его устройство и поведение; инкапсуляция служит для того, чтобы изолировать контрактные обязательства абстракции от их реализации.

3. Модульность - это свойство системы, которая была разложена на внутренне связные, но слабо связанные между собой модули.

4. Иерархия - это упорядочение абстракций, расположение их по уровням.

Эти элементы являются главными в том смысле, что без них модель не будет объектно-ориентированной. Кроме главных, имеются еще 3 дополнительных элементы:

1. Типизация - это способ защититься от использования объектов одного класса вместо другого, или по крайней мере управлять таким использованием.

2. Параллелизм - это свойство, отличающее активные объекты от пассивных.

3. Сохраняемость - способность объекта существовать во времени, переживая породивший его процесс, и (или) в пространстве, перемещаясь из своего первоначального адресного пространства.

Важным элементом объектной модели является объект. С точки зрения восприятия человеком объектом может быть:

• осязаемый и (или) видимый предмет;

• нечто, воспринимаемое мышлением;

• нечто, на что направлена мысль или действие.

Объект обладает состоянием, поведением и идентичностью. Состояние объекта характеризуется перечнем (обычно статическим) всех свойств данного объекта и текущими (обычно динамическими) значениями каждого из этих свойств. Поведение - это то, как объект действует и реагирует; поведение выражается в терминах состояния объекта и передачи сообщений. Идентичность - это такое свойство объекта, которое отличает его от всех других объектов.

Моделирование в процессе объектно-ориентированного анализа позволяет решить 4 различные задачи:

• визуализировать систему в ее текущем или желательном для нас состоянии;

• определить структуру или поведение системы;

• получить шаблон, позволяющий затем сконструировать систему;

• документировать принимаемые решения, используя полученные модели.

Основные принципы моделирования:

1. Выбор модели оказывает определяющее влияние на подход к решению проблемы и на то, как будет выглядеть это решение.

2. Каждая модель может быть воплощена с разной степенью абстракции.

3. Лучшие модели — те, что ближе к реальности.

4. Нельзя ограничиваться созданием только одной модели. Наилучший подход при разработке любой нетривиальной системы — использовать совокупность нескольких моделей, почти независимых друг от друга.

Основные идеи объектно-ориентированного подхода опираются на следующие положения:

• - Программа представляет собой модель некоторого реального процесса, части реального мира.

• - Модель реального мира или его части может быть описана как совокупность взаимодействующих между собой объектов.

• - Объект (Object) описывается набором параметров, значения которых определяют состояние объекта, и набором операций (действий), которые может выполнять объект.

• - Взаимодействие между объектами осуществляется посылкой специальных сообщений от одного объекта к другому. Сообщение, полученное объектом, может потребовать выполнения определенных действий, например, изменения состояния объекта.

• - Объекты, описанные одним и тем же набором параметров и способные выполнять один и тот же набор действий представляют собой класс (Class) однотипных объектов.

Объектно-ориентированное проектирование - это методология проектирования, соединяющая в себе процесс объектной декомпозиции и приемы представления логической и физической, а также статической и динамической моделей проектируемой системы.

В данном определении содержатся две важные части: объектно-ориентированное проектирование 1) основывается на объектно-ориентированной декомпозиции; 2) использует многообразие приемов представления моделей, отражающих логическую (классы и объекты) и физическую (модули и процессы) структуру системы, а также ее статические и динамические аспекты.

Именно объектно-ориентированная декомпозиция отличает объектно-ориентированное проектирование от структурного; в первом случае логическая структура системы отражается абстракциями в виде классов и объектов, во втором - алгоритмами.

Объектно-ориентированное программирование - это методология программирования, основанная на представлении программы в виде совокупности объектов, каждый из которых является экземпляром определенного класса, а классы образуют иерархию наследования.

Технология ООП (объектно-ориентированного программирования) основана на трех основополагающих концепциях:

Инкапсуляция - Объект представляет собой контейнер, содержащий в себе данные и программы по управлению данным объектом

Наследование - это процесс, посредством которого, один объект может приобретать свойства другого. Точнее, объект может наследовать свойства другого объекта и добавлять к ним черты, характерные только для него.

Полиморфизм - это свойство, которое позволяет одно и тоже имя использовать для решения нескольких технически разных задач.

В данном определении можно выделить три части: 1) OOП использует в качестве базовых элементов объекты, а не алгоритмы; 2) каждый объект является экземпляром какого-либо определенного класса; 3) классы организованы иерархически. Программа будет объектно-ориентированной только при соблюдении всех трех указанных требований. В частности, программирование, не основанное на иерархических отношениях, не относится к OOП, а называется программированием на основе абстрактных типов данных.