面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)理念-4學(xué)時(shí)

1、第第6 6章章 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院第第6 6章章 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)如何設(shè)計(jì)一個(gè)軟件系統(tǒng)？如何設(shè)計(jì)一個(gè)軟件系統(tǒng)？軟件開(kāi)發(fā)的過(guò)程軟件開(kāi)發(fā)的過(guò)程一個(gè)例子的相關(guān)描述一個(gè)例子的相關(guān)描述第第6 6章章 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)理念面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)理念軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程描述軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程描述1 1問(wèn)題定義問(wèn)題定義 2 2可行性研究可行性研究3 3需求分析需求分析4 4總體設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)5 5詳細(xì)設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)6 6編碼和單元測(cè)試編碼和單元測(cè)試7 7綜合測(cè)試綜合測(cè)試8 8軟件維護(hù)軟件維護(hù)通過(guò)問(wèn)題定義階段的工作，系統(tǒng)分析員通過(guò)問(wèn)題定義階段的工作，系統(tǒng)分析員應(yīng)該提出關(guān)于問(wèn)題性質(zhì)、

2、工程目標(biāo)和規(guī)應(yīng)該提出關(guān)于問(wèn)題性質(zhì)、工程目標(biāo)和規(guī)模的書面報(bào)告。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的實(shí)際用戶模的書面報(bào)告。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的實(shí)際用戶和使用部門負(fù)責(zé)人的訪問(wèn)調(diào)查，分析員和使用部門負(fù)責(zé)人的訪問(wèn)調(diào)查，分析員扼要地寫出他對(duì)問(wèn)題的理解，并在用戶扼要地寫出他對(duì)問(wèn)題的理解，并在用戶和使用部門負(fù)責(zé)人的會(huì)議上認(rèn)真討論這和使用部門負(fù)責(zé)人的會(huì)議上認(rèn)真討論這份書面報(bào)告，澄清含糊不清的地方，改份書面報(bào)告，澄清含糊不清的地方，改正理解不正確的地方，最后得出一份雙正理解不正確的地方，最后得出一份雙方都滿意的文檔。方都滿意的文檔。這個(gè)階段要回答的關(guān)鍵問(wèn)題：這個(gè)階段要回答的關(guān)鍵問(wèn)題：“對(duì)于上對(duì)于上一個(gè)階段的問(wèn)題有行得通的解決辦法？一個(gè)階段的問(wèn)題

3、有行得通的解決辦法？”為了回答這個(gè)問(wèn)題，系統(tǒng)分析員需要進(jìn)為了回答這個(gè)問(wèn)題，系統(tǒng)分析員需要進(jìn)行一次大大壓縮和簡(jiǎn)化了的系統(tǒng)分析和行一次大大壓縮和簡(jiǎn)化了的系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)的過(guò)程，也就是在較抽象的高層次設(shè)計(jì)的過(guò)程，也就是在較抽象的高層次上進(jìn)行的分析和設(shè)計(jì)的過(guò)程。上進(jìn)行的分析和設(shè)計(jì)的過(guò)程。這這個(gè)階段的任務(wù)仍然不是具體的解決這這個(gè)階段的任務(wù)仍然不是具體的解決問(wèn)題，而是準(zhǔn)確地確定問(wèn)題，而是準(zhǔn)確地確定“為了解決這個(gè)為了解決這個(gè)問(wèn)題，目標(biāo)系統(tǒng)必須做什么問(wèn)題，目標(biāo)系統(tǒng)必須做什么”，主要是，主要是確定目標(biāo)系統(tǒng)必須具備哪些功能。確定目標(biāo)系統(tǒng)必須具備哪些功能。這個(gè)階段必須回答的關(guān)鍵問(wèn)題是這個(gè)階段必須回答的關(guān)鍵問(wèn)題是“概括

4、概括地說(shuō)應(yīng)該如何解決這個(gè)問(wèn)題？地說(shuō)應(yīng)該如何解決這個(gè)問(wèn)題？”系統(tǒng)分析員應(yīng)該使用系統(tǒng)流程圖或其他系統(tǒng)分析員應(yīng)該使用系統(tǒng)流程圖或其他工具描述每種可能的系統(tǒng)，估計(jì)每種方工具描述每種可能的系統(tǒng)，估計(jì)每種方案的成本和效益，還應(yīng)該在充分權(quán)衡各案的成本和效益，還應(yīng)該在充分權(quán)衡各種方案的利弊的基礎(chǔ)上，推薦一個(gè)較好種方案的利弊的基礎(chǔ)上，推薦一個(gè)較好的系統(tǒng)（最佳方案），并且制定實(shí)現(xiàn)所的系統(tǒng)（最佳方案），并且制定實(shí)現(xiàn)所推薦的系統(tǒng)的詳細(xì)計(jì)劃。如果用戶接受推薦的系統(tǒng)的詳細(xì)計(jì)劃。如果用戶接受分析員推薦的系統(tǒng)，則可以著手完成本分析員推薦的系統(tǒng)，則可以著手完成本階段的另一項(xiàng)主要工作。階段的另一項(xiàng)主要工作?？傮w設(shè)計(jì)階段以比較抽象

5、概括的方式提總體設(shè)計(jì)階段以比較抽象概括的方式提出了解決問(wèn)題的方法，詳細(xì)設(shè)計(jì)階段的出了解決問(wèn)題的方法，詳細(xì)設(shè)計(jì)階段的任務(wù)就是把解決方法具體化，也就是回任務(wù)就是把解決方法具體化，也就是回答關(guān)鍵問(wèn)題：答關(guān)鍵問(wèn)題：“應(yīng)該怎樣具體的實(shí)現(xiàn)這應(yīng)該怎樣具體的實(shí)現(xiàn)這個(gè)系統(tǒng)呢？個(gè)系統(tǒng)呢？”。程序員根據(jù)目標(biāo)系統(tǒng)的性質(zhì)和實(shí)際環(huán)境，程序員根據(jù)目標(biāo)系統(tǒng)的性質(zhì)和實(shí)際環(huán)境，選取一種適當(dāng)?shù)母呒?jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（必選取一種適當(dāng)?shù)母呒?jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（必要時(shí)用匯編語(yǔ)言）把詳細(xì)設(shè)計(jì)的結(jié)果翻要時(shí)用匯編語(yǔ)言）把詳細(xì)設(shè)計(jì)的結(jié)果翻譯成用選定的語(yǔ)言書寫的程序，并且仔譯成用選定的語(yǔ)言書寫的程序，并且仔細(xì)測(cè)試編寫出的每一個(gè)模塊。細(xì)測(cè)試編寫出的每一個(gè)模塊。

6、這個(gè)階段的關(guān)鍵任務(wù)是通過(guò)各種類型的這個(gè)階段的關(guān)鍵任務(wù)是通過(guò)各種類型的測(cè)試及相應(yīng)的調(diào)試，使軟件達(dá)到預(yù)定的測(cè)試及相應(yīng)的調(diào)試，使軟件達(dá)到預(yù)定的要求。要求。維護(hù)階段的關(guān)鍵任務(wù)是通過(guò)各種必要的維護(hù)階段的關(guān)鍵任務(wù)是通過(guò)各種必要的維護(hù)活動(dòng)使系統(tǒng)持久的滿足用戶的需要。維護(hù)活動(dòng)使系統(tǒng)持久的滿足用戶的需要。4第第6 6章章 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)面向?qū)ο笤O(shè)計(jì) 6.1 6.1 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的需求分析網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的需求分析 6.2 6.2 系統(tǒng)的系統(tǒng)的UMLUML基本模型基本模型 6.3 6.3 系統(tǒng)中的類系統(tǒng)中的類 6.4 6.4 系統(tǒng)的配置與實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的配置與實(shí)現(xiàn)56.1 6.1 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的需求分析網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的需求分析

7、 6.1.1 6.1.1 系統(tǒng)功能需求系統(tǒng)功能需求 6.1.2 6.1.2 數(shù)據(jù)信息管理模塊數(shù)據(jù)信息管理模塊 6.1.3 6.1.3 基本業(yè)務(wù)模塊基本業(yè)務(wù)模塊 6.1.4 6.1.4 信息瀏覽、查詢模塊信息瀏覽、查詢模塊66.1.1 6.1.1 系統(tǒng)功能需求系統(tǒng)功能需求系統(tǒng)的功能需求主要包括以下幾個(gè)方面：系統(tǒng)的功能需求主要包括以下幾個(gè)方面：學(xué)生可以登錄網(wǎng)站、瀏覽信息、查找信息和下載學(xué)生可以登錄網(wǎng)站、瀏覽信息、查找信息和下載文件。文件。教師可以登錄網(wǎng)站、輸入課程簡(jiǎn)介、上傳課件文教師可以登錄網(wǎng)站、輸入課程簡(jiǎn)介、上傳課件文件、發(fā)布消息、修改和更新消息。件、發(fā)布消息、修改和更新消息。 系統(tǒng)管理員可以對(duì)

8、頁(yè)面維護(hù)以及批準(zhǔn)用戶的注冊(cè)系統(tǒng)管理員可以對(duì)頁(yè)面維護(hù)以及批準(zhǔn)用戶的注冊(cè)申請(qǐng)。申請(qǐng)。76.1.1 6.1.1 系統(tǒng)功能需求系統(tǒng)功能需求系統(tǒng)主要包括以下幾個(gè)模塊：系統(tǒng)主要包括以下幾個(gè)模塊： 數(shù)據(jù)信息管理模塊數(shù)據(jù)信息管理模塊 基本業(yè)務(wù)模塊基本業(yè)務(wù)模塊 信息瀏覽、查詢模塊信息瀏覽、查詢模塊86.1.2 6.1.2 數(shù)據(jù)信息管理模塊數(shù)據(jù)信息管理模塊數(shù)據(jù)信息管理模塊數(shù)據(jù)信息管理模塊包含的功能：包含的功能： 教師信息管理教師信息管理 課程信息管理課程信息管理 文件上傳信息的管理文件上傳信息的管理96.1.3 6.1.3 基本業(yè)務(wù)模塊基本業(yè)務(wù)模塊基本業(yè)務(wù)模塊基本業(yè)務(wù)模塊包含的功能：包含的功能： 文件上傳文件上傳

9、 文件下載文件下載 消息發(fā)布消息發(fā)布 消息修改和更新消息修改和更新 頁(yè)面維護(hù)頁(yè)面維護(hù) 用戶注冊(cè)批準(zhǔn)用戶注冊(cè)批準(zhǔn)106.1.4 6.1.4 信息瀏覽、查詢模塊信息瀏覽、查詢模塊信息瀏覽、查詢模塊信息瀏覽、查詢模塊主要用于網(wǎng)頁(yè)上信息主要用于網(wǎng)頁(yè)上信息的瀏覽、搜索，包括：的瀏覽、搜索，包括： 網(wǎng)頁(yè)信息瀏覽網(wǎng)頁(yè)信息瀏覽 文章信息搜索文章信息搜索116.2 6.2 系統(tǒng)的系統(tǒng)的UMLUML基本模型基本模型 6.2.1 6.2.1 系統(tǒng)的用例圖系統(tǒng)的用例圖 6.2.2 6.2.2 系統(tǒng)的時(shí)序圖系統(tǒng)的時(shí)序圖 6.2.3 6.2.3 系統(tǒng)的協(xié)作圖系統(tǒng)的協(xié)作圖 6.2.4 6.2.4 系統(tǒng)的狀態(tài)圖系統(tǒng)的狀態(tài)圖

10、6.2.5 6.2.5 系統(tǒng)的活動(dòng)圖系統(tǒng)的活動(dòng)圖12補(bǔ)充：補(bǔ)充：UMLUML建模語(yǔ)言建模語(yǔ)言 統(tǒng)一建模語(yǔ)言（UML是 Unified Modeling Language的縮寫）是用來(lái)對(duì)軟件密集系統(tǒng)進(jìn)行可視化建模的一種語(yǔ)言。 UML為采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)面向?qū)ο蠹夹g(shù)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的產(chǎn)品進(jìn)行說(shuō)明說(shuō)明、可視化可視化、和編制文檔編制文檔的一種標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言。 UML最大的好處減少了溝通的成本，把一些想法能夠很清晰直觀的表達(dá)出來(lái)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，使用得較多的是用例圖，類圖，組件圖，部署圖和用例圖，類圖，組件圖，部署圖和時(shí)序圖時(shí)序圖。 13補(bǔ)充：UML用例圖 用例圖用例圖描述了系統(tǒng)提供的一個(gè)功能單元。 用例圖的主要目的主

11、要目的是幫助開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)以一種可視化的方式理解系統(tǒng)的功能需求，包括基于基本流程的角色角色（actors，也就是與系統(tǒng)交互的其他實(shí)體）關(guān)系關(guān)系，以及系統(tǒng)內(nèi)用例之間用例之間的關(guān)系。 146.1.1 6.1.1 系統(tǒng)功能需求系統(tǒng)功能需求創(chuàng)建用例圖之前首先需要確定參與者。創(chuàng)建用例圖之前首先需要確定參與者。 系統(tǒng)的功能需求主要包括以下幾個(gè)方面：系統(tǒng)的功能需求主要包括以下幾個(gè)方面：學(xué)生學(xué)生可以登錄網(wǎng)站、瀏覽信息、查找信息和下載可以登錄網(wǎng)站、瀏覽信息、查找信息和下載文件。文件。教師教師可以登錄網(wǎng)站、輸入課程簡(jiǎn)介、上傳課件文可以登錄網(wǎng)站、輸入課程簡(jiǎn)介、上傳課件文件、發(fā)布消息、修改和更新消息。件、發(fā)布消息、修改和更

12、新消息。 系統(tǒng)管理員系統(tǒng)管理員可以對(duì)頁(yè)面維護(hù)以及批準(zhǔn)用戶的注冊(cè)可以對(duì)頁(yè)面維護(hù)以及批準(zhǔn)用戶的注冊(cè)申請(qǐng)。申請(qǐng)。156.1.1 6.1.1 系統(tǒng)的用例圖系統(tǒng)的用例圖 1 1） 系統(tǒng)用戶參與的總的用例圖系統(tǒng)用戶參與的總的用例圖 2 2） 學(xué)生參與的用例圖學(xué)生參與的用例圖 3 3） 教師參與的用例圖教師參與的用例圖 4 4） 系統(tǒng)管理員參與的用例圖系統(tǒng)管理員參與的用例圖166.1.1 6.1.1 系統(tǒng)功能需求系統(tǒng)功能需求系統(tǒng)的用例圖系統(tǒng)的用例圖系統(tǒng)的功能需求主要包括以下幾個(gè)方面：系統(tǒng)的功能需求主要包括以下幾個(gè)方面：學(xué)生學(xué)生可以可以登錄登錄網(wǎng)站、網(wǎng)站、瀏覽瀏覽信息、信息、查找查找信息和信息和下載下載文件。

13、文件。教師教師可以可以登錄登錄網(wǎng)站、網(wǎng)站、輸入輸入課程簡(jiǎn)介、課程簡(jiǎn)介、上傳上傳課件文課件文件、件、發(fā)布發(fā)布消息、消息、修改修改和和更新更新消息。消息。 系統(tǒng)管理員系統(tǒng)管理員可以對(duì)頁(yè)面可以對(duì)頁(yè)面維護(hù)維護(hù)以及以及批準(zhǔn)批準(zhǔn)用戶的注冊(cè)用戶的注冊(cè)申請(qǐng)。申請(qǐng)。17171. 1. 系統(tǒng)用戶參與的總的用例圖系統(tǒng)用戶參與的總的用例圖182. 2. 學(xué)生參與的用例圖學(xué)生參與的用例圖學(xué)生學(xué)生可以可以登錄登錄網(wǎng)站、網(wǎng)站、瀏覽瀏覽信息、信息、查找查找信息和信息和下載下載文件。文件。193. 3. 教師參與的用例圖教師參與的用例圖教師教師可以可以登錄登錄網(wǎng)站、網(wǎng)站、輸入輸入課程簡(jiǎn)介、課程簡(jiǎn)介、上傳上傳課件文件、課件文件、

14、發(fā)布發(fā)布消息、消息、修改修改和和更新更新消息。消息。204. 4. 系統(tǒng)管理員參與的用例圖系統(tǒng)管理員參與的用例圖系統(tǒng)管理員系統(tǒng)管理員可以對(duì)頁(yè)面可以對(duì)頁(yè)面維護(hù)維護(hù)以及以及批準(zhǔn)批準(zhǔn)用戶的注冊(cè)申請(qǐng)。用戶的注冊(cè)申請(qǐng)。21補(bǔ)充：UML時(shí)序圖 時(shí)序圖主要用于按照交互發(fā)生的一系列順序，顯示對(duì)象之間的這些交互。 主要用途之一，是把用例表達(dá)的需求，轉(zhuǎn)化為進(jìn)一步、更加正式層次的精細(xì)表達(dá)。 226.2.2 6.2.2 系統(tǒng)的時(shí)序圖系統(tǒng)的時(shí)序圖 1. 1. 系統(tǒng)管理人員管理網(wǎng)站的時(shí)序圖系統(tǒng)管理人員管理網(wǎng)站的時(shí)序圖 2. 2. 用戶登錄系統(tǒng)的時(shí)序圖用戶登錄系統(tǒng)的時(shí)序圖 3. 3. 學(xué)生下載文件的時(shí)序圖學(xué)生下載文件的時(shí)序

15、圖231. 1. 系統(tǒng)管理人員管理網(wǎng)站的時(shí)序圖系統(tǒng)管理人員管理網(wǎng)站的時(shí)序圖242. 2. 用戶登錄系統(tǒng)的時(shí)序圖用戶登錄系統(tǒng)的時(shí)序圖253. 3. 學(xué)生下載文件的時(shí)序圖學(xué)生下載文件的時(shí)序圖26補(bǔ)充：UML協(xié)作圖 協(xié)作圖強(qiáng)調(diào)的是發(fā)送和接收消息的對(duì)象之間的組織結(jié)構(gòu)。 一個(gè)協(xié)作圖顯示了一系列的對(duì)象和在這些對(duì)象之間的聯(lián)系以及對(duì)象間發(fā)送和接收的消息。 協(xié)作圖用于顯示對(duì)象之間如何進(jìn)行交互以執(zhí)行特定用例或用例中特定部分的行為。 用于確定類的職責(zé)和接口。 276.2.3 6.2.3 系統(tǒng)的協(xié)作圖系統(tǒng)的協(xié)作圖 1. 1. 用戶登錄系統(tǒng)的協(xié)作圖用戶登錄系統(tǒng)的協(xié)作圖 2. 2. 學(xué)生下載文件的協(xié)作圖學(xué)生下載文件的協(xié)作

16、圖281. 1. 用戶登錄系統(tǒng)的協(xié)作圖用戶登錄系統(tǒng)的協(xié)作圖292. 2. 學(xué)生下載文件的協(xié)作圖學(xué)生下載文件的協(xié)作圖30補(bǔ)充：UML狀態(tài)圖 狀態(tài)圖表示某個(gè)類所處的不同狀態(tài)和該類的狀態(tài)轉(zhuǎn)換信息。 狀態(tài)圖顯示了它們可以表達(dá)的一些潛在信息。 316.2.4 6.2.4 系統(tǒng)的狀態(tài)圖系統(tǒng)的狀態(tài)圖32補(bǔ)充：UML活動(dòng)圖 活動(dòng)圖闡明了業(yè)務(wù)用例實(shí)現(xiàn)的工作流程。 可以使用垂直實(shí)線將活動(dòng)圖劃分為泳道。每條泳道代表整個(gè)工作流程的某個(gè)部分的職責(zé)，該職責(zé)由組織的某個(gè)部門來(lái)執(zhí)行。 泳道最終可以由組織單元或者業(yè)務(wù)對(duì)象模型中的一組類來(lái)實(shí)施。 33336.2.5 6.2.5 系統(tǒng)的活動(dòng)圖系統(tǒng)的活動(dòng)圖 1. 1. 用戶登錄系統(tǒng)的

17、活動(dòng)圖用戶登錄系統(tǒng)的活動(dòng)圖 2. 2. 教師上傳課件的活動(dòng)圖教師上傳課件的活動(dòng)圖 3. 3. 系統(tǒng)管理員進(jìn)行網(wǎng)站維護(hù)的活動(dòng)圖系統(tǒng)管理員進(jìn)行網(wǎng)站維護(hù)的活動(dòng)圖341. 1. 用戶登錄系統(tǒng)的活動(dòng)圖用戶登錄系統(tǒng)的活動(dòng)圖352. 2. 教師上傳課件的活動(dòng)圖教師上傳課件的活動(dòng)圖363. 3. 系統(tǒng)管理員進(jìn)行網(wǎng)站維護(hù)的活動(dòng)圖系統(tǒng)管理員進(jìn)行網(wǎng)站維護(hù)的活動(dòng)圖37補(bǔ)充：UML類圖 類圖顯示了模型的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，特別是模型中存在的類、類的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及它們與其他類的關(guān)系等。 類圖不顯示暫時(shí)性信息。 386.3 6.3 系統(tǒng)中的類系統(tǒng)中的類 1. 1. 類圖的生成類圖的生成 2. 2. 各個(gè)類之間的關(guān)系各個(gè)類之間的關(guān)系39

18、1. 1. 類圖的生成類圖的生成 參與者相關(guān)的類參與者相關(guān)的類 一些其他的類一些其他的類40（1 1）參與者相關(guān)的類）參與者相關(guān)的類41（2 2）一些其他的類）一些其他的類422. 2. 各個(gè)類之間的關(guān)系各個(gè)類之間的關(guān)系436.4 6.4 系統(tǒng)的配置與實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的配置與實(shí)現(xiàn)44補(bǔ)充：UML部署圖 UML部署圖（對(duì)象管理組織2001）描述了一個(gè)運(yùn)行時(shí)的硬件結(jié)點(diǎn)，以及在這些結(jié)點(diǎn)上運(yùn)行的軟件組件的靜態(tài)視圖。 部署圖顯示了系統(tǒng)的硬件，安裝在硬件上的軟件，以及用于連接異構(gòu)的機(jī)器之間的中間件。 4545系統(tǒng)的配置圖系統(tǒng)的配置圖46第第6 6章章 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)準(zhǔn)則1.1.模塊化模塊化l對(duì)象就是模塊。它是把數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和操作這些數(shù)據(jù)的方法緊對(duì)象就是