第八章-系統(tǒng)開發(fā)方法的發(fā)展課件

第八章系統(tǒng)開發(fā)方法的發(fā)展精18.1概述問題的提出:隨著社會經(jīng)濟和科學技術(shù)的迅速發(fā)展，各類社會組織的生存環(huán)境愈加復雜，競爭日趨激烈，國際社會對信息化的需求日益高漲，傳統(tǒng)的管理信息系統(tǒng)的建設(shè)方法已不能滿足日益增長的社會需要。精2本節(jié)主要內(nèi)容用戶開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)和原型法領(lǐng)會生命周期法存在的問題。了解用戶進行應(yīng)用開發(fā)的主要途徑。掌握原型法的基本原理和建立原型系統(tǒng)的主要步驟。理解原型法與生命周期法的關(guān)系。精38.2用戶開發(fā)系統(tǒng)和原型法結(jié)構(gòu)生命周期法存在的問題整個系統(tǒng)的開發(fā)工作是勞動密集型的，雖然曾經(jīng)有一些基于結(jié)構(gòu)化生命周期法的計算機輔助開發(fā)工具，但往往只能在系統(tǒng)開發(fā)的個別環(huán)節(jié)上提供有限的支持，各階段的工作從系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計到系統(tǒng)實施，絕大部分工作仍然依靠人工完成。系統(tǒng)開發(fā)的整個工作費時過長，難以適應(yīng)環(huán)境的急劇變化。對用戶需求的變更不能做出迅速的響應(yīng)。一旦系統(tǒng)所處理的問題比較復雜，不確定因素較多，系統(tǒng)的邏輯方案、物理方案和實施工作需要反復探索，或者整個系統(tǒng)建設(shè)中的非結(jié)構(gòu)化因素較多，結(jié)構(gòu)生命周期法就很難適應(yīng)。維護工作繁重，專門人才緊缺。精4硬件成本與軟件成本的變化8.2用戶開發(fā)系統(tǒng)和原型法費用年19791950硬件成本軟件成本精58.2用戶開發(fā)系統(tǒng)和原型法由于生命周期法存在的一些問題，自然的想法就是由用戶直接承擔部分或系統(tǒng)建設(shè)的任務(wù)，開發(fā)，維護和修改用戶自己需用的應(yīng)用軟件。用戶獲得應(yīng)用軟件，通常下面三條途徑:(1)用戶可使用功能很強又容易使用的計算機軟件開發(fā)工具來開發(fā)所需要的應(yīng)用軟件。(2)當某些用戶感到第四代語言技術(shù)性太強，使用較困難時，可以聘請顧問或系統(tǒng)專職開發(fā)人員一起工作，共同開發(fā)合適的應(yīng)用軟件。(3)從外部購進用戶所需的軟件應(yīng)用包。精68.2用戶開發(fā)系統(tǒng)和原型法用戶開發(fā)的主要手段：個人計算機工具(簡記PC工具)。報表生成器。圖形生成器。多媒體開發(fā)工具。決策支持與建模工具。應(yīng)用軟件生成器。上述軟件特征:大大縮短系統(tǒng)開發(fā)時間。界面友好，方便學習。適用最終用戶和系統(tǒng)開發(fā)專業(yè)人員。各類應(yīng)用軟件，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，集成化系統(tǒng)開發(fā)工具等等?？蛇M行復雜的數(shù)據(jù)處理，生成各種格式的表格、報告。供用戶根據(jù)需要用各種圖形描述數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)?？蓪ξ淖?、數(shù)字、圖形、圖像、動畫、影視、聲音進行綜合處理?？梢灾С指鞣N決策和協(xié)助建立決策與計劃模型?？梢陨尚畔⑾到y(tǒng)的某個應(yīng)用軟件。精78.2用戶開發(fā)系統(tǒng)和原型法1.企業(yè)建設(shè)管理信息系統(tǒng)的三種方式當應(yīng)用方面的需求可以明確提出并且預(yù)計某種需求有相當長的一段時間保持穩(wěn)定時，可采用生命周期法來進行系統(tǒng)建設(shè)。采用原型法。用第四代工具開發(fā)整個應(yīng)用軟件，無需使用程序設(shè)計員。2.原型法的基本原理原型法是一種系統(tǒng)分析和設(shè)計的技術(shù)方法和手段，并由此生成一個系統(tǒng)或子系統(tǒng)的工作模型，原型法允許用戶直接參與和定義系統(tǒng)需求分析，并決定系統(tǒng)將如何滿足這些需求。在大多數(shù)情況下，原型法可以幫助定義那些在系統(tǒng)分析階段較難確定的系統(tǒng)需求，原型的數(shù)量根據(jù)系統(tǒng)的規(guī)?？啥嗫缮?，有時多達上百個。精88.2用戶開發(fā)系統(tǒng)和原型法原型開發(fā)過程

屏幕原型I產(chǎn)品利潤成本:___產(chǎn)量:__屏幕原型||產(chǎn)品利潤部門:___月產(chǎn)量:___月成本:___屏幕原型

|||產(chǎn)品利潤部門:___月產(chǎn)量:___月成本:___每月成本:________修改修改精98.2用戶開發(fā)系統(tǒng)和原型法建立原型系統(tǒng)的基本步驟：明確用戶基本信息需求。建立初始的原型系統(tǒng)。使用原型系統(tǒng)，進一步明確用戶需求。修改和完善原型系統(tǒng)。精10建立原型系統(tǒng)的步驟建立初始原型用戶和分析設(shè)計者滿意嗎?待加工的原型修改和提出原型修改后的原型N明確用戶基本需求和應(yīng)用規(guī)模，成本估計第一步初始原型第二步使用原型，進一明確用戶需求第三步第四步可應(yīng)用的原型Y使用此原型作為應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的依據(jù)直接將原型用作應(yīng)用軟件精11本節(jié)主要內(nèi)容面向?qū)ο蠓椒私饷嫦驅(qū)ο蠓椒ǖ幕靖拍?。了解面向?qū)ο蟮姆治?、設(shè)計和編程的基本方法。精128.3面向?qū)ο蟮姆椒ɑ靖拍?.對象在面向?qū)ο蠓椒ㄖ?，對象是最基本的概念。在用戶眼中，它相當于現(xiàn)實世界的某類事物。在系統(tǒng)分析員看來，對象則是描述該事物的一組屬性數(shù)據(jù)和作用于這些屬性數(shù)據(jù)之上的操作方法。在程序設(shè)計者看來，對象就是一個程序模塊及其處理的相關(guān)數(shù)據(jù)的組合。對象把事物的屬性和對屬性數(shù)據(jù)的操作方法結(jié)合成一個整體。2.消息對象之間進行通信的數(shù)據(jù)叫做消息，當一個消息發(fā)給某個對象時，包含要求接受對象去執(zhí)行某些活動的信息，接受到消息的對象經(jīng)過解釋，然后予以響應(yīng)。精138.3面向?qū)ο蟮姆椒▽ο蟮姆纸鈭D屬性(數(shù)據(jù))

服務(wù)(操作)消息到達消息發(fā)出對象注意兩個問題：1.對象內(nèi)部的屬性（數(shù)據(jù)）和服務(wù)（操作）的關(guān)系如何；2.屬性（數(shù)據(jù)）對于外界是否暴露？精148.3面向?qū)ο蟮姆椒?.類和類層次一個類定義了一組大體上相同的對象，以各類所包含的操作方法和屬性數(shù)據(jù)描述了一組對象的共同行為和屬性。類是在對象之上的抽象，對象是類的具體化，是類的實例。一個類的上層可以有超類，下層可以有子類，形成一種層次結(jié)構(gòu)。且一個類可以有多個超類，也可以有多個子類。類的繼承關(guān)系A(chǔ)B從A繼承繼承部分增加部分精158.3面向?qū)ο蟮姆椒?.繼承性（OOP語言區(qū)別于其他語言的重要標志之一）繼承性是類層次結(jié)構(gòu)中的一個重要特點，是超類和子類之間共享數(shù)據(jù)和操作方法的機制。一個子類僅有一個父類，則是“單重繼承”；如果一個子類有兩個以上的父類，則是“多重繼承”。5.封裝性封裝是一種信息隱蔽技術(shù)，其目的在于將對象的使用者和設(shè)計者分開，使用者不必知道對象行為實現(xiàn)的細節(jié)，只須用設(shè)計者提供的消息接口來訪問對象。6.多態(tài)性在收到消息時，對象要予以響應(yīng)，不同的對象收到同一消息可產(chǎn)生不同的結(jié)果，這一現(xiàn)象叫做多態(tài)，受繼承性的支持。7.動態(tài)聯(lián)編聯(lián)編是指一個過程調(diào)用和響應(yīng)調(diào)用而需執(zhí)行的代碼加以結(jié)合的過程。精168.3面向?qū)ο蟮姆椒嫦驅(qū)ο蠓治觯∣OA）面向?qū)ο蠓治鍪敲嫦驅(qū)ο蠓椒ㄔ谙到y(tǒng)分析階段的應(yīng)用。面向?qū)ο蠓治鰬?yīng)用面向?qū)ο笾袑ο笈c類、屬性與服務(wù)、繼承與封裝、基于消息的通信等等概念，在問題空間（問題域）建立以對象為基本單元的系統(tǒng)的邏輯模型。或可表示為：OOA=對象+分類+繼承+基于消息的通信面向?qū)ο蠓治龅牟襟E：1.標識對象從何入手確定對象?哪些可以確定為對象?應(yīng)該考慮哪些內(nèi)容?哪些對象不應(yīng)該存在?如何為對象命名目的：為了使系統(tǒng)開發(fā)方法中對系統(tǒng)的描述方式同人們對現(xiàn)實世界的認識方式盡可能一致，并且能建立一個穩(wěn)定的系統(tǒng)模型來反映用戶需求和描述問題空間。對象表示圖（對象名）（屬性）（服務(wù)）精178.3面向?qū)ο蟮姆椒ɡ樱很囕v注冊與發(fā)照管理系統(tǒng)的對象圖管理部門辦事員車主發(fā)照注冊車輛精188.3面向?qū)ο蟮姆椒?.定義結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)是一種組織方式，在面向?qū)ο蟮姆治鲋?，它是指多種對象的組織方式，用來反映問題空間中的復雜事物和復雜關(guān)系。分為兩種：分類結(jié)構(gòu)：針對的是事物的類別之間的組織關(guān)系。組裝結(jié)構(gòu)：對應(yīng)事物的整體與部分之間的關(guān)系。交通工具汽車飛機火車分類結(jié)構(gòu)示例（類）（成員）類與成員關(guān)系飛機發(fā)動機控制系統(tǒng)機身組裝結(jié)構(gòu)示例(整體)(部分)整體與部分關(guān)系精198.3面向?qū)ο蟮姆椒?.定義主題在面向?qū)ο蠓治鲋?，主題是一個或者幾個對象或類在系統(tǒng)中的共有特征的概要描述。定義主題之后，形成了系統(tǒng)模型的一個新的抽象層次：主題層。定義主題的一般方法：為每一個結(jié)構(gòu)提煉出一個相應(yīng)的主題。使每一個對象歸屬一個相應(yīng)的主題。如果主題的個數(shù)超過了7個左右，則進一步提煉主題，即對已有的主題進行歸并。主題在分析結(jié)果中是一個單獨的層次。在這個層次中，每個主題都有一個序號，主題之間的聯(lián)系是消息聯(lián)系，它代表了兩個主題對應(yīng)的兩組對象和結(jié)構(gòu)之間的所有關(guān)聯(lián)。精208.3面向?qū)ο蟮姆椒?.管理者2.車主3.法律事務(wù)4.車輛車輛注冊與發(fā)照管理系統(tǒng)的主題層精218.3面向?qū)ο蟮姆椒?.定義屬性與實例連接屬性是描述對象或分類結(jié)構(gòu)實例的數(shù)據(jù)單元。對屬性的定義可以分為以下幾個步驟：標識屬性屬性定位屬性說明定義實例連接0:11:10:多1:多一個對象的一個實例可以對應(yīng)于另一個對象的一個實例，也可以不發(fā)生連結(jié)。一個對象的一個實例必須對應(yīng)于另一個對象的一個實例。一個對象的一個實例可以對應(yīng)于另一個對象的多個實例，也可以不發(fā)生連結(jié)。一個對象的一個實例對應(yīng)于另一個對象的多個實例。精221X總重注:X表示覆蓋的共用屬性車輛注冊與發(fā)照系統(tǒng)的屬性層234管理部門名稱經(jīng)理地址電話辦事員用戶名權(quán)限起始日期截止日期車主法定名地址電話法律事務(wù)發(fā)生的日期和時間車輛車號出產(chǎn)車制造者型號車體類型總重載客數(shù)發(fā)動機顏色成本里程數(shù)發(fā)照車號所有權(quán)的憑證舊執(zhí)照發(fā)照費注冊開始時間截止時間車牌標簽注冊費轎車卡車現(xiàn)重摩托車拖車X發(fā)動機X載客數(shù)標準拖車旅行拖車車身號長度精238.3面向?qū)ο蟮姆椒?.定義服務(wù)和消息連接定義服務(wù)，首先是定義每一種對象和分類結(jié)構(gòu)所具有的行為（或操作）；其次，還要定義對象實例之間必要的通信。通信的基本方式是消息傳遞，所以說定義通信就是定義實例之間的消息連接。在OOA模型中，對每一種對象或分類結(jié)構(gòu)要考慮的基礎(chǔ)服務(wù)有3類：發(fā)生：包括對實例的增加、變動、刪除和選擇。計算監(jiān)控某些OOA模型所特有的。精24注1:消息連接線注2:發(fā)生類服務(wù)省略車輛注冊與發(fā)照系統(tǒng)的服務(wù)層234管理部門辦事員車主法律事務(wù)車輛發(fā)照注冊轎車卡車摩托車拖車標準拖車旅行拖車車身號長度算發(fā)照費收發(fā)照費算注冊費收注冊費更新檢查精258.3面向?qū)ο蟮姆椒嫦驅(qū)ο笤O(shè)計(OOD)的任務(wù)與活動OOD的任務(wù)：是在系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)系統(tǒng)功能和用戶操作使用方面的需求以及技術(shù)、經(jīng)濟和運行環(huán)境等方面的條件，繼續(xù)運用面向?qū)ο蟮幕舅枷肱c概念，進一步細化、改進和擴展5個層次（主題層、對象層、結(jié)構(gòu)層、屬性層與服務(wù)層）的模型，以確立系統(tǒng)物理實現(xiàn)的技術(shù)方案，即建立系統(tǒng)的物理模型。OOD模型由4個部分和5個層次組成。如下圖：主題層對象層結(jié)構(gòu)層屬性層服務(wù)層人機交互部分問題空間部分任務(wù)管理部分數(shù)據(jù)管理部分(HIC)(PDC)(TMC)(DMC)精268.3面向?qū)ο蟮姆椒▎栴}空間部分(PDC)的設(shè)計PDC的設(shè)計策略：采用OOA的表示方法、分析方法和結(jié)果，以消除分析和設(shè)計的鴻溝，并對OOA的結(jié)果進行修改和增補。OOA中的結(jié)果加以改進是指：把OOA的結(jié)果直接放到PDC中，進行某些必要的修改，細化與擴充，也就是對OOA得出的表示用戶需求的模型做必要的調(diào)整。人機交互(HIC)的設(shè)計人機交互部分突出人如何命令系統(tǒng)以及系統(tǒng)如何向用戶提交信息。該部分策略的構(gòu)成：分類和描述設(shè)計命令層設(shè)計詳細的交互準則根據(jù)圖形用戶界面進行設(shè)計精278.3面向?qū)ο蟮姆椒ㄈ蝿?wù)管理部分(TMC)的設(shè)計任務(wù)是指系統(tǒng)為達到某一個設(shè)定目標而進行的一連串數(shù)據(jù)操作，設(shè)立一個任務(wù)，就是對一串數(shù)據(jù)操作進行定義和封裝，確定其名稱和代碼。識別事件驅(qū)動任務(wù)識別時鐘驅(qū)動任務(wù)識別優(yōu)先任務(wù)和關(guān)鍵任務(wù)識別協(xié)調(diào)者審查任務(wù)數(shù)據(jù)管理部分的設(shè)計(DMC)提供了在數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中存儲和檢索對象的基本結(jié)構(gòu)，旨在隔離數(shù)據(jù)管理方法的影響，不管該方法是文件方式、關(guān)系方式還是面向?qū)ο蠓绞健?shù)據(jù)存儲設(shè)計相應(yīng)服務(wù)的設(shè)計精288.3面向?qū)ο蟮姆椒ǜ攀雒嫦驅(qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(OOP)的一個基本特征，就是對計算機的體系結(jié)構(gòu)和支撐軟件系統(tǒng)沒有突的要求，因而它支持現(xiàn)有資源的重用，這樣，從經(jīng)濟和社會因素來看，OOP有著明顯的優(yōu)勢。例：雇員的定義ClassEmployee{private:char*Name;intAge;public:voidChange(char*name，intage);voidRetire();Employee(char*name，intage);~Employee();};定義了一個雇員類（名稱為Employee），其中，Name和Age是數(shù)據(jù)成員，Change、Retire、Employee、~Employee等是成員函數(shù)。精298.3面向?qū)ο蟮姆椒ɡ^承性和類層次結(jié)構(gòu)例：經(jīng)理類的定義

classmanager:publicemployee{intLevel;public:voidChangelevel(intn);manager(char*name，intage，intlevel);~Manager();};

“經(jīng)理”這個類是由“雇員”這個類繼承而來。人雇員學生在職學習者經(jīng)理類層次結(jié)構(gòu)定義精308.3面向?qū)ο蟮姆椒?/p>

對象，消息傳遞和方法對象之間通過消息傳遞方式進行通信，而一般數(shù)據(jù)只能被動地由過程來加工，消息傳遞是一種與通信有關(guān)的概念，下面是發(fā)送一條消息的典型方式：

send<expression-list>to<destination-designator>

其中，send…to是消息傳遞通信原語，發(fā)送的消息在<expression-list>中，而<destination-designator>則指明了接受方。在兩個實體之間通信，其必要條件是至少存在一條信道，并且遵循同一種通信協(xié)議。精31本節(jié)主要內(nèi)容計算機輔助設(shè)計工程方法了解CASE的主要目標和功能。了解CASE軟件平臺的構(gòu)成。了解CASE的硬件平臺構(gòu)成。精328.4計算機輔助軟件工程(CASE)概述分析設(shè)計實施維護傳統(tǒng)的系統(tǒng)開發(fā)方法:手工方法和單個工具結(jié)合單個工具手工工作精338.4計算機輔助軟件工程(CASE)CASE技術(shù)是系統(tǒng)開發(fā)工具與方法的結(jié)合，它不同于以往的開發(fā)技術(shù)，因為它強調(diào)的是解決整個系統(tǒng)開發(fā)過程的效率問題，而不僅僅是實施階段。它的主要目標是：使結(jié)構(gòu)化方法可以全面實施通過自動檢查提高軟件的質(zhì)量使原型的建立有了高效率的手段簡化系統(tǒng)的維護工作加快系統(tǒng)的開發(fā)過程使系統(tǒng)開發(fā)人員的精力集中于開創(chuàng)性工作提高軟件的可重用度CASE的作用：能實現(xiàn)一個具有快速響應(yīng)、專用資源和早期查錯功能的交互式開發(fā)環(huán)境。對系統(tǒng)的開發(fā)和維護過程中的各個環(huán)節(jié)實現(xiàn)自動化。通過一個強有力的圖形接口，實現(xiàn)了直觀的程序設(shè)計。精348.4計算機輔助軟件工程(CASE)CASE軟件平臺概述CASE工作站是一個完整的環(huán)境，包括硬件和軟件兩部分，其目的是為軟件系統(tǒng)的開發(fā)，維護和項目管理提供一個計算計劃的輔助手段。CASE軟件平臺則是一組范圍廣泛的集成化軟件工具，構(gòu)成了工作站的“軟環(huán)境”。1個完整的CASE軟件平臺必須具有以下的功能:圖形功能查錯功能中心信息庫對軟件生命周期的全面覆蓋支持建立系統(tǒng)的原型代碼的自動生成支持結(jié)構(gòu)話的方法論精358.4計算機輔助軟件工程(CASE)CASE軟件平臺圖形功能圖形功能是CASE軟件平臺一種非常重要的功能，圖形接口的功能越強，用戶的軟件開發(fā)效率就越高。圖形實際上是軟件模型化的語言，它為軟件的描述提供了一種簡明的、沒有歧義的方法。同時也是軟件分析和設(shè)計的基礎(chǔ)，使用圖形建立模型，能夠體現(xiàn)不同方法的特點。主要優(yōu)點：大大加快繪圖的過程；實現(xiàn)了標準化；實現(xiàn)了文檔生成的自動化等等。查錯功能

盡早查出錯誤是降低軟件開發(fā)成本的一個行之有效的方法，自動錯誤檢查能幫助開發(fā)人員在系統(tǒng)生命周期的較早階段發(fā)現(xiàn)更多的錯誤。精368.4計算機輔助軟件工程(CASE)CASE中心信息庫中心信息庫是CASE軟件平臺的核心，是下列功能的基礎(chǔ)。系統(tǒng)規(guī)格說明的一致性和完整性控制系統(tǒng)信息的共享文檔標準化系統(tǒng)文檔的生成代碼的生成軟件的可重用性的控制項目的管理與控制數(shù)據(jù)元素處理數(shù)據(jù)記錄函數(shù)數(shù)據(jù)存儲外部實體數(shù)據(jù)模型實體模塊數(shù)據(jù)流圖商務(wù)規(guī)則結(jié)構(gòu)圖方法規(guī)則數(shù)據(jù)模型圖實體關(guān)系圖屏幕與報告數(shù)據(jù)圖形處理規(guī)則CASE中心信息庫示意圖精378.4計算機輔助軟件工程(CASE)對軟件生命周期的全面覆蓋傳統(tǒng)的軟件系統(tǒng)生命周期中，強調(diào)的是生命周期的后期階段；而后，人們發(fā)現(xiàn)最嚴重的錯誤和代價都出現(xiàn)在開發(fā)的前期，即將60%的工作量用在分析和設(shè)計階段。分析設(shè)計編碼測試運行/維護開發(fā)階段實施傳統(tǒng)的軟件生命周期精388.4計算機輔助軟件工程(CASE)創(chuàng)建原型設(shè)計規(guī)格說明設(shè)計檢查代碼生成系統(tǒng)測試完成的系統(tǒng)自動進行CASE軟件生命周期簡圖引入CASE技術(shù)后，更加強調(diào)生命周期的前期階段，分析和設(shè)計任務(wù)的自動化以及自動的設(shè)計規(guī)格說明檢查帶來了更高的效率和更低的錯誤率。自動查錯功能可以在系統(tǒng)開發(fā)的早期發(fā)現(xiàn)錯誤并加以糾正。自動代碼生成則使編碼階段在生命周期中更加簡短。精398.4計算機輔助軟件工程(CASE)支持建立系統(tǒng)的原型建立原型的CASE工具屏幕繪圖程序報告生成程序菜單建立程序第四代語言可執(zhí)行的規(guī)格說明語言精408.4計算機輔助軟件工程(CASE)代碼自動生成自動生成的可能是一個框架，也可能是一個完整的程序。在生成1個完整程序的情況下，由設(shè)計規(guī)格說明自動生成完整的程序及其相關(guān)的文檔，包括:可執(zhí)行代碼需要訪問的數(shù)據(jù)庫/文件(屏幕，映象，數(shù)據(jù)庫/文件描述)屏幕求助信息出錯信息用戶和程序文擋生成的代碼可能是源代碼，也可能是目標代碼。對結(jié)構(gòu)化方法的支持精418.4計算機輔助軟件工程(CASE)CASE硬件平臺可供選擇的硬件平臺獨立的工作站。包括一臺主機和若干工作站組成的兩層結(jié)構(gòu)。包括一臺中央主機，中型的部門級或項目級的主機和若干工作站的三層結(jié)構(gòu)。通常，對工作站硬件的選擇都要集中考