第六章面向?qū)ο蟮脑O(shè)計PPT課件

1、第六章 面向?qū)ο蟮脑O(shè)計n面向?qū)ο蟮脑O(shè)計模型面向?qū)ο蟮脑O(shè)計模型n系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計n對象設(shè)計對象設(shè)計n領(lǐng)域?qū)ο笤O(shè)計領(lǐng)域?qū)ο笤O(shè)計面向?qū)ο笤O(shè)計的任務(wù)面向?qū)ο笤O(shè)計的任務(wù)n面向?qū)ο笤O(shè)計的任務(wù)面向?qū)ο笤O(shè)計的任務(wù) n系統(tǒng)設(shè)計 n系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 n對象設(shè)計 n對OOA模型中類/對象模型的具體化和細(xì)化 n消息設(shè)計 n從對象- 關(guān)系模型，設(shè)計出消息模型 n設(shè)計模型復(fù)審面向?qū)ο笤O(shè)計責(zé) 任 設(shè)計消息設(shè)計類及對象設(shè)計子系統(tǒng)設(shè)計屬性、操作、協(xié)作者對象-行為模型對象-關(guān)系模型類 / 對象模型使用實例系統(tǒng)設(shè)計過程 劃分子系統(tǒng)； 確定需要并發(fā)運行的子系統(tǒng)并為它們分配處理器； 描述子系統(tǒng)之間的通信； 確定系統(tǒng)資源的管理和控制；

2、 確定人機(jī)交互構(gòu)件； 選擇實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理和任務(wù)管理的基本策略。 四種主要子系統(tǒng)n問題域子系統(tǒng)n人機(jī)交互子系統(tǒng)n任務(wù)管理子系統(tǒng)n數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)劃分子系統(tǒng)n劃分原則n模塊化、功能獨立、信息隱藏n同一個子系統(tǒng)的類擁有共同特性n同一個子系統(tǒng)的類具有共同目的n同一個子系統(tǒng)的類提供相似服務(wù)n同一個子系統(tǒng)的類間相對高耦合n子系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)n有明確的借口，與其他子系統(tǒng)通信n一般類只和子系統(tǒng)內(nèi)部的其它類協(xié)作處理并發(fā)操作n并發(fā)的對象（子系統(tǒng)）n同時n異步n作用于同一事件n處理n將并發(fā)子系統(tǒng)分配到不同處理器n將并發(fā)子系統(tǒng)分配到同一處理器n系統(tǒng)提供同步控制描述子系統(tǒng)間的通信n子系統(tǒng)協(xié)作模型n客戶/服務(wù)器n端對端請求客戶子系統(tǒng)

3、contract服務(wù)器子系統(tǒng)peersubsystempeersubsystem請求請求人機(jī)交互設(shè)計n分類分析用戶特點，設(shè)計不同界面n增加用戶界面專用的類和對象n利用快速原型演示，改進(jìn)界面設(shè)計任務(wù)管理設(shè)計n策略n確定任務(wù)的特征n定義一個協(xié)調(diào)者任務(wù)和與之關(guān)聯(lián)的對象n集成其它任務(wù)和協(xié)調(diào)者n步驟n識別由事件驅(qū)動和時間驅(qū)動的任務(wù)n識別關(guān)鍵性任務(wù)、任務(wù)優(yōu)先級和任務(wù)管理類n定義任務(wù)n必要時擴(kuò)充有關(guān)任務(wù)的類和對象數(shù)據(jù)管理設(shè)計n解決對象數(shù)據(jù)的存儲和檢索n數(shù)據(jù)管理設(shè)計n定義數(shù)據(jù)格式n與所使用的數(shù)據(jù)存儲管理模式相關(guān)n設(shè)計相應(yīng)的操作n說明對象及所屬類和對象如何存儲自己對象設(shè)計對象設(shè)計 設(shè)計模型對象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法消息傳

4、遞控制分析模型類屬性方法關(guān)系行為對象描述n對象描述n協(xié)議描述：一組消息和對消息的注釋 n實現(xiàn)描述：對對象接收到某個消息后所執(zhí)行的操作的實現(xiàn)細(xì)節(jié)的描述 n算法設(shè)計 n程序構(gòu)件與接口 n對象間的接口和對象的整體結(jié)構(gòu) 領(lǐng)域?qū)ο蟮脑O(shè)計n設(shè)計目的支持軟件復(fù)用n設(shè)計內(nèi)容n調(diào)整需求n復(fù)用已有的組件n引入父類，分組管理領(lǐng)域類n添加一般化類以建立協(xié)議n調(diào)整OOA模型n設(shè)計復(fù)審n設(shè)計模板第七章 統(tǒng)一建模語言UMLnUML簡介n靜態(tài)建模n動態(tài)建模n物理架構(gòu)建模nRUPUMLnUnified Modeling Languagen近10年來OOSE最重要的成果n貢獻(xiàn)者：Grady Booch， Ivar Jacobso

5、n， Jin Rumbaughn中文網(wǎng)站nhttp:/www. nhttp:/UML的組成nUML的模型元素n表示模型中的某個概念n表示模型元素之間的關(guān)系nUML的元模型結(jié)構(gòu)n元元模型層n元模型層n模型層n用戶模型層nUML模型UML模型n圖n靜態(tài)圖n動態(tài)圖n視圖n用例視圖n邏輯視圖n并發(fā)視圖n構(gòu)件視圖n部署視圖UML的特點n統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)n面向?qū)ο髇表達(dá)能力強(qiáng)大n可視化UML的應(yīng)用n用于描述系統(tǒng)開發(fā)的不同類型于不同階段n從需求分析到軟件設(shè)計到軟件測試及維護(hù)n可視化問題描述，幫助理解問題n幫助建立各階段的文檔n獲取和交流有關(guān)應(yīng)用問題求解的知識n輔助構(gòu)建系統(tǒng)靜態(tài)建模n用例模型n用例圖表示n從最終用戶的

6、角度描述系統(tǒng)功能n類和對象模型n類圖和對象圖表示類圖Class Diagram學(xué)生姓名:string學(xué)號:string書書名:string價格:real 1購買 0.* 屬于對象圖Object Diagram王平：學(xué)生姓名:王平學(xué)號:020106英語：書書名:英語價格:26.5數(shù)學(xué)：書書名:數(shù)學(xué)價格:21.8對象間關(guān)系n關(guān)聯(lián)關(guān)系 (Association) n聚集關(guān)系(Aggregation) n泛化關(guān)系(Generalization) n依賴關(guān)系(Dependency) n細(xì)化關(guān)系 (Refinement)包圖子系統(tǒng)A子系統(tǒng)D子系統(tǒng)B子系統(tǒng)C子系統(tǒng)E子系統(tǒng)F動態(tài)建模n狀態(tài)圖（State Di

7、agram）n時序圖（Sequence Diagram）n協(xié)作圖（Collaboration Diagram）n活動圖（Activity Diagram）消息同步消息異步消息簡單消息狀態(tài)圖State Diagram超時到達(dá)上樓上樓到達(dá)上樓到達(dá)在底樓向上移動向底樓移動向下移動空閑打印機(jī)就緒打印文件時序圖（Sequence Diagram）打印機(jī)忙保存文件打印文件打印文件計算機(jī)打印服務(wù)器打印隊列計算機(jī)協(xié)作圖（Collaboration Diagram）打印機(jī)忙保存文件打印機(jī)就緒打印文件打印文件計算機(jī)打印隊列打印服務(wù)器打印機(jī)活動圖Activity DiagramDisk freeDisk full顯

8、示磁盤滿顯示在打印刪去顯示信息建立打印文件Win.printAll()printer.print()物理架構(gòu)建模n邏輯架構(gòu)和物理架構(gòu)n邏輯架構(gòu)n物理架構(gòu)n構(gòu)件圖n配置圖RUP基于UML的統(tǒng)一建模過程第八章 編碼和語言選擇編碼和語言選擇 n編碼的目的編碼的目的n編碼的風(fēng)格編碼的風(fēng)格n編碼使用的語言編碼使用的語言編碼的目的 編碼模塊的過程性描述一一一源程序（不可執(zhí)行的）（可執(zhí)行的）n 編碼的過程n熟悉所選語言的功能和程序開發(fā)環(huán)境 n仔細(xì)閱讀設(shè)計文檔詳細(xì)設(shè)計 n弄清要編碼的模塊的外部接口與內(nèi)部過程 編碼的風(fēng)格n追求“聰明”和“技巧”-提倡“簡明”和“直接” n使用標(biāo)準(zhǔn)的控制結(jié)構(gòu) n清晰的前提下求取效

9、率 n. Make it right before you make it faster.n. Make it clear before you make it faster.n. Keep it right when you make it faster.n（求快不忘保持程序正確）n. Keep it simple to make it faster.n（保持程序簡單以求快）n. dont sacrifice clarity for “efficiency”.n（書寫清楚，不要為“效率”犧牲清楚）源程序的文檔化 （code documentation）n有意義的變量名稱 n適當(dāng)?shù)淖⑨?n標(biāo)準(zhǔn)

10、的書寫格式n用分層縮進(jìn)的寫法顯示嵌套結(jié)構(gòu)的層次；n在注釋段的周圍加上邊框；n在注釋段與程序段、以及不同程序段之間插入空行；n每行只寫一條語句；n書寫表達(dá)式時，適當(dāng)使用空格或圓括號等作隔離符； 程序設(shè)計語言的發(fā)展面向機(jī)器的語言高級語言(第3代)甚高級語言機(jī)器語言(第1代)匯編語言(第2代)結(jié)構(gòu)語言基礎(chǔ)語言面向?qū)ο笳Z言第4代語言語言的選擇n選擇編碼語言的標(biāo)準(zhǔn) n應(yīng)用領(lǐng)域 n算法與計算復(fù)雜性 n數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性 n效率的考慮 適用各類應(yīng)用領(lǐng)域的語言 年代應(yīng)用領(lǐng)域主要語言其他語言 20世紀(jì)60年代 商業(yè)COBOLAssembler科學(xué)計算FORTRANALGOL、BASIC、APL系統(tǒng)Assemble

11、rForth人工智能LISPSNOBOL 現(xiàn)代商業(yè)COBOL、C+、Java、 電子表格C、PL/1科學(xué)計算FORTRAN、C、C+ JavaBASIC系統(tǒng)C、C+、JavaAda、Modula人工智能LISP、Prolog 第九章 軟件測試 n測試的基本概念 n黑盒測試 n白盒測試 n測試用例設(shè)計 n多模塊程序的測試策略 n面向?qū)ο笙到y(tǒng)的測試 測試的基本概念測試的基本概念 n測試（testing）的目的與任務(wù) n目的：發(fā)現(xiàn)程序的錯誤 n任務(wù)：通過執(zhí)行程序，暴露潛在的錯誤 n糾錯（debugging）的目的與任務(wù) n目的：定位和糾正錯誤 n任務(wù)：消除軟件故障，保證程序的可靠運行 測試的特性測試

12、的特性 n挑剔性 n抱著為證明程序有錯的目的去測試 n復(fù)雜性 n設(shè)計合適的測試用例 n不徹底性 nDijkstra 一句名言：“程序測試只能證明錯誤的存在，但不能證明錯誤不存在” n經(jīng)濟(jì)性測試的種類測試的種類 n靜態(tài)分析（不執(zhí)行程序）n靜態(tài)分析器n代碼復(fù)審（Code Review）n動態(tài)分析（執(zhí)行程序）n黑盒測試n測試程序功能n白盒測試n測試程序結(jié)構(gòu)測試的文檔測試的文檔 n測試計劃 n測試項目的名稱n各項測試的目的、步驟和進(jìn)度n測試用例的設(shè)計 n測試報告n測試項目名稱n實測結(jié)果與期望結(jié)果的比較n發(fā)現(xiàn)的問題n測試達(dá)到的效果 黑盒測試黑盒測試 n等價分類法等價分類法(equivalence par

13、titioning)n把輸入數(shù)據(jù)的可能值劃分為若干等價類 n有效等價類和無效等價類n每一無效等價類至少需要一個測試用例 n例子 某工廠公開招工，規(guī)定報名者年齡應(yīng)在16周歲至35周歲之間(到2002年3月30日止)即出生年月不在上述范圍內(nèi)，將拒絕接受，并顯示“年齡不合格”等出錯信息。 “出生年月”的等價分類 輸入數(shù)據(jù)有效等價類無效等價類出生年月6位數(shù)字字符 有非數(shù)字字符少于6個數(shù)字符多于6個數(shù)字符對應(yīng)數(shù)值在196702198603之間198603月份對應(yīng)數(shù)值在112之間等于“0” 12黑盒測試黑盒測試n邊界值分析法邊界值分析法( (boundary value boundary value an

14、alysis)analysis) n使被測程序在邊界值及其附近運行，從而更有效地暴露程序中潛藏的錯誤 n錯誤猜測法錯誤猜測法( (error guessing)error guessing) n猜測被測程序在哪些地方容易出錯 n針對可能的薄弱環(huán)節(jié)來設(shè)計測試用例 白盒測試白盒測試 n邏輯復(fù)蓋測試法邏輯復(fù)蓋測試法( (logic coverage logic coverage testing)testing) n用流程圖來設(shè)計測試用例 n邏輯復(fù)蓋測試的5種標(biāo)準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)錯誤的能力 弱 強(qiáng)語句覆蓋每條語句至少執(zhí)行一次判定覆蓋每一判定的每個分支至少執(zhí)行一次條件覆蓋每一判定中的每個條件，分別按“真”、“假”至

15、少各執(zhí)行一次判定/條件覆蓋同時滿足判定復(fù)蓋和條件復(fù)蓋的要求條件組合覆蓋求出判定中所有條件的各種可能組合值，每一可能的條件組合至少執(zhí)行一次白盒測試白盒測試n路徑測試法路徑測試法( (path testing)path testing)n著眼于程序執(zhí)行路徑的測試方法 n程序圖(program graph) n點覆蓋n邊覆蓋n路徑覆蓋測試用例設(shè)計n黑盒測試用例設(shè)計n三角形分類程序n見教材p205n白盒測試用例設(shè)計n學(xué)生成績查詢程序n見教材p208軟件的糾錯n糾錯的策略n試湊法n跟蹤法n推理法n常用的糾錯技術(shù)n插入打印語句n設(shè)置斷點n掩蔽部分程序n蠻力糾錯技術(shù)多模塊程序的測試策略多模塊程序的測試策略

16、n測試的層次性測試的層次性 n單元(模塊)測試（unit testing）n綜合(集成)測試（integration testing）n確認(rèn)測試（validation testing）n系統(tǒng)測試（system testing）n程序錯誤的類型程序錯誤的類型 n語法錯誤 n結(jié)構(gòu)性錯誤 n功能性錯誤 n接口錯誤 單元測試單元測試 n目的 n通過模塊測試，使其代碼達(dá)到模塊說明書的需求 n任務(wù) n(1) 對模塊代碼進(jìn)行編譯，發(fā)現(xiàn)并糾正其語法錯誤；n(2) 進(jìn)行靜態(tài)分析，驗證模塊結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部調(diào)用序列是否正確；n(3) 確定模塊的測試策略，并據(jù)此設(shè)計一組測試用例和必要的測試軟件；n(4) 用選定的測試用例

17、對模塊進(jìn)行測試，直至滿足測試終止標(biāo)準(zhǔn)為止；n(5) 編制單元測試報告。 單元測試n實施步驟n編譯n靜態(tài)分析器檢查n代碼評審n動態(tài)測試n測試驅(qū)動模塊n測試樁模塊集成測試集成測試 n目的 n將經(jīng)過單元測試的模塊逐步組裝成具有良好一致性的完整的程序 n任務(wù) n制訂集成測試實施策略 n確定集成測試的實施步驟，設(shè)計測試用例 n逐一地添加模塊，進(jìn)行測試集成測試集成測試n策略與步驟策略與步驟 n自頂向下測試 n先廣后深實施步驟 n先深后廣實施步驟 n由底向上測試 n混合方式測試（sandwich testing） n對上層模塊采取自頂向下測試 n對關(guān)鍵模塊或子系統(tǒng)采取由底向上測試 確認(rèn)測試確認(rèn)測試 n目的

18、n確認(rèn)組裝好的程序是否滿足（SRS）的要求n任務(wù)n有效性測試（黑盒測試）n配置復(fù)審（confinguration review） n驗收測試專用n alpha與beta測試通用系統(tǒng)測試系統(tǒng)測試 n目的 n軟件安裝到系統(tǒng)中以后，能否與系統(tǒng)的其余部分協(xié)調(diào)運行 n任務(wù)n測試是否與硬件協(xié)調(diào)運行n測試是否和原來就有的其它軟件協(xié)調(diào)運行 n測試是否完成SRS對它的要求 終止測試的標(biāo)準(zhǔn)n規(guī)定測試策略和應(yīng)達(dá)標(biāo)準(zhǔn)n規(guī)定至少要查出的錯誤數(shù)量面向?qū)ο笙到y(tǒng)的測試面向?qū)ο笙到y(tǒng)的測試 nOO軟件的測試策略 nOO軟件測試用例設(shè)計 OO軟件的測試策略nOO軟件的單元測試 n全面地測試類和對象所封裝的屬性和操縱這些屬性的操作的

19、整體 n發(fā)現(xiàn)類的所有操作中存在的問題 n與其他的類協(xié)同工作時可能出現(xiàn)的錯誤 nOO軟件的集成測試 n基于黑盒方法的集成測試 n基于線程的測試（thread-based testing） n基于使用（use-based）的測試 OO軟件的測試策略nOO軟件的確認(rèn)測試和系統(tǒng)測試n采用傳統(tǒng)的黑盒法 nOOA階段的用例所描述的用戶交互進(jìn)行測試n導(dǎo)出OO系統(tǒng)測試的測試用例 n對象行為模型n時序圖等 n模擬用戶實際使用環(huán)境 OO軟件測試用例設(shè)計軟件測試用例設(shè)計 n（1） 每個測試用例都要有一個唯一的標(biāo)識，并與被測試的一個或幾個類相關(guān)聯(lián)起來；n（2） 每個測試用例都要陳述測試的目的； （3） 對每個測試用例

20、要有相應(yīng)的測試步驟，包括被測對象的特定狀態(tài)、所使用的消息和操作、可能產(chǎn)生的錯誤、測試需要的外部環(huán)境等 OO概念對測試用例設(shè)計的影響 n繼承的成員函數(shù)需要測試 n子類的測試用例可以參照父類 n類測試用例設(shè)計 n基于故障的測試用例設(shè)計n基于用例的測試用例設(shè)計n類間測試用例設(shè)計 n類關(guān)系模型 n類行為模型 第十章第十章 軟件復(fù)軟件復(fù)用用軟件復(fù)用的基本概念軟件復(fù)用的基本概念領(lǐng)域工程領(lǐng)域工程 基于構(gòu)件的開發(fā)基于構(gòu)件的開發(fā) 面向?qū)ο笈c軟件復(fù)用面向?qū)ο笈c軟件復(fù)用 小結(jié)小結(jié) 軟件復(fù)用的基本概念軟件復(fù)用的基本概念 n軟件復(fù)用的定義軟件復(fù)用的定義 軟件復(fù)用的重要性軟件復(fù)用的重要性 n軟件復(fù)用的目的是能更快、更好、

21、成本更低地生產(chǎn)軟件制品。n一般地說，在軟件開發(fā)中采用復(fù)用構(gòu)件可以比從頭開發(fā)這個軟件更加容易。 軟件復(fù)用的粒度軟件復(fù)用的粒度 n按照可復(fù)用的粒度，軟件制品從小到大分為以下幾類：n源代碼復(fù)用n軟件體系結(jié)構(gòu)復(fù)用n應(yīng)用程序生成器n領(lǐng)域特定的軟件體系結(jié)構(gòu)的復(fù)用領(lǐng)域工程領(lǐng)域工程n所謂的“領(lǐng)域”，指的是一組具有相似或相近軟件需求的應(yīng)用系統(tǒng)所覆蓋的功能區(qū)域。n通過領(lǐng)域分析(domain analysis)找出最優(yōu)復(fù)用，對它們進(jìn)行設(shè)計和構(gòu)造，形成為可復(fù)用構(gòu)件，進(jìn)而建立大規(guī)模的軟件構(gòu)件倉庫的過程，就是領(lǐng)域工程。橫向復(fù)用和縱向復(fù)用橫向復(fù)用和縱向復(fù)用 n橫向復(fù)用是指復(fù)用不同應(yīng)用領(lǐng)域中的軟件元素。n縱向復(fù)用是指在一類具

22、有較多公共性的應(yīng)用領(lǐng)域之間進(jìn)行軟部品復(fù)用。領(lǐng)域分析用戶需求軟件開發(fā)與構(gòu)件開發(fā)目標(biāo)軟件確認(rèn)可復(fù)用構(gòu)件庫檢索理解領(lǐng)域分析領(lǐng)域分析 n定義n領(lǐng)域分析是在特定應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ふ易顑?yōu)復(fù)用，以公共對象、類、子集合和框架等形式進(jìn)行標(biāo)識、分析和規(guī)約。n目標(biāo)n是獲得領(lǐng)域分析模型 領(lǐng)域分析的輸入和輸出 建造可復(fù)用構(gòu)件建造可復(fù)用構(gòu)件 n創(chuàng)建領(lǐng)域構(gòu)件的設(shè)計框架n 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)n 標(biāo)準(zhǔn)接口協(xié)議n 程序模板構(gòu)件模型 建立可復(fù)用構(gòu)件庫建立可復(fù)用構(gòu)件庫 n三種分類模式 n枚舉分類 n門面分類 n屬性-值分類 基于構(gòu)件的開發(fā)基于構(gòu)件的開發(fā) n構(gòu)件集成模型構(gòu)件集成模型n應(yīng)用系統(tǒng)工程應(yīng)用系統(tǒng)工程面向?qū)ο笈c軟件復(fù)用面向?qū)ο笈c軟件復(fù)用 nOOOO方法對軟件復(fù)用的支持方法對軟件復(fù)用的支持n復(fù)用技術(shù)對復(fù)用技術(shù)對OOOO方法的支持方法的支持小結(jié)小結(jié)n軟件復(fù)用是在軟件開發(fā)中避免重復(fù)勞動的解決方案。n通過軟件復(fù)用，可以提高軟件開發(fā)的效率和質(zhì)量。軟件復(fù)用研究被視為解決軟件危機(jī)，提高軟件生產(chǎn)效率和質(zhì)量的現(xiàn)實可行的途徑。第十一章 軟件維護(hù)n軟