1.1面向?qū)ο笏枷?/p>

面向?qū)ο笏枷肫鹪从?0世紀(jì)70年代，在80年代得到了鞏固與發(fā)展。90年代，面向?qū)ο蠹夹g(shù)已經(jīng)成熟，并進(jìn)入深入發(fā)展階段。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)與傳統(tǒng)的過(guò)程式程序設(shè)計(jì)有著顯著的區(qū)別。過(guò)程式程序設(shè)計(jì)是面向功能的，通常使用函數(shù)或過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)所需要的功能，數(shù)據(jù)通常作為參數(shù)傳遞給函數(shù)或過(guò)程，這種方式不利于大中型軟件的開(kāi)發(fā)與維護(hù)，小部分?jǐn)?shù)據(jù)或功能的變動(dòng)會(huì)波及到很多的相關(guān)程序。隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用需求的不斷擴(kuò)大，計(jì)算機(jī)軟件越來(lái)越復(fù)雜，這種復(fù)雜性不僅體現(xiàn)在規(guī)模的擴(kuò)大，而且模塊之間的交互越來(lái)越復(fù)雜。為此，人們提出了面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的思想，他是一種以對(duì)象為中心的程序設(shè)計(jì)方法。
面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)提出了一種新的系統(tǒng)設(shè)計(jì)模型，他將系統(tǒng)看成通過(guò)交互作用來(lái)完成任務(wù)的對(duì)象的集合，每個(gè)對(duì)象用自己的方法管理數(shù)據(jù)。他允許抽象化、模塊化的分層結(jié)構(gòu)，具有多態(tài)性、繼承性和封裝性。面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)考慮如何通過(guò)創(chuàng)建對(duì)象來(lái)簡(jiǎn)化程序設(shè)計(jì)，提高代碼的可重用性。

1.2面向?qū)ο蟮膸追N設(shè)計(jì)方法

隨著面向?qū)ο蠹夹g(shù)成為研究的熱點(diǎn)，相繼出現(xiàn)了幾十種支持軟件開(kāi)發(fā)的面向?qū)ο蠓椒āＦ渲蠦ooch,Coad/Yourdon,OMT和Jacobson的方法在面向?qū)ο筌浖_(kāi)發(fā)界得到了廣泛的認(rèn)可。
Booch方法的優(yōu)點(diǎn)在于其豐富的符號(hào)體系；Rumbaugh的OMT方法從3個(gè)視角描述系統(tǒng)，相應(yīng)地提供了3種模型對(duì)象模型、動(dòng)態(tài)模型和功能模型；Coad/Yourdon方法嚴(yán)格區(qū)分了面向?qū)ο蠓治觯∣OA）和面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)（OOD）。
該方法利用5個(gè)層次的活動(dòng)來(lái)定義和記錄系統(tǒng)行為、輸入和輸出；Jacobson方法與上述3種方法有所不同，他涉及到整個(gè)軟件生命周期，包括需求分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和測(cè)試等4個(gè)階段；而統(tǒng)一建模語(yǔ)言UML（UnifiedModelingLanguage），結(jié)合了Booch，OMT和Jacobson方法的優(yōu)點(diǎn)，統(tǒng)一了符號(hào)體系，并從其他的方法和工程實(shí)踐中吸收了許多經(jīng)過(guò)實(shí)際檢驗(yàn)的概念和技術(shù)，UML作為一種標(biāo)準(zhǔn)的建模工具已經(jīng)得到世界的認(rèn)可，成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。UML面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)介紹了面向?qū)ο蟮乃枷耄旅孀屛覀儊?lái)看下一UML概述。

2UML概述

2.1UML的出現(xiàn)與發(fā)展

面向?qū)ο蠹夹g(shù)作為一種軟件技術(shù)有著其優(yōu)越性，但是由于目前的大多數(shù)面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)方法都沒(méi)有提供一個(gè)定義對(duì)象的有力手段，往往是在工作一開(kāi)始就陷入了一個(gè)十分復(fù)雜的境地。由于事先定義了過(guò)多的對(duì)象，使得在進(jìn)一步確定對(duì)象時(shí)仍具有很大的隨機(jī)性和盲目性。所以，隨著OOP（面向?qū)ο缶幊蹋┫騉OD（面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)）和OOA（面向?qū)ο蠓治觯┑陌l(fā)展，最終形成面向?qū)ο蟮能浖_(kāi)發(fā)方法OMT(反對(duì)Modelling技術(shù))。這是一種自底向上和自頂向下相結(jié)合的方法，而且他以對(duì)象建模為基礎(chǔ)，從而不僅考慮了輸入、輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實(shí)際上也包含了所有對(duì)象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。所以O(shè)MT徹底實(shí)現(xiàn)了PAM沒(méi)有實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。不僅如此，OOD技術(shù)在需求分析、可維護(hù)性和可靠性這3個(gè)軟件開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和質(zhì)量指標(biāo)上有了實(shí)質(zhì)性的突破，徹底地解決了在這些方面存在的嚴(yán)重問(wèn)題。
UML是Booch，Objectory和OMT方法的結(jié)合，并且是這三者直接的向上兼容的后繼。同時(shí)他還吸收了大量方法學(xué)家的思想，包括WirfsBrock，Ward，Cunningham，Rubin等等。這些先進(jìn)的面向?qū)ο蟮乃枷虢y(tǒng)一為公共的、穩(wěn)定的、表達(dá)能力強(qiáng)的面向?qū)ο蠓椒ㄌ峁┝嘶A(chǔ)。

2.2UML的特點(diǎn)

作為一種標(biāo)準(zhǔn)的圖形化建模語(yǔ)言，UML面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)有如下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：
（1）UML結(jié)合了Booch方法、OMT方法和OOSE方法的概念，統(tǒng)一了面向?qū)ο蠓椒ǖ幕靖拍睿且粋€(gè)單一的通用建模語(yǔ)言；
(2)UML的建模能力比其他面向?qū)ο蠓椒ǜ鼜?qiáng)，不僅適合于一般系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，更擅長(zhǎng)于并行、分布式系統(tǒng)的建模；
（3）UML是一種標(biāo)準(zhǔn)的建模語(yǔ)言，而不是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)過(guò)程，他完全獨(dú)立于開(kāi)發(fā)過(guò)程；
（4）UML提出了許多新的概念，如構(gòu)造型、職責(zé)、擴(kuò)展機(jī)制、模式等等。
所以，UML的出現(xiàn)意味著開(kāi)發(fā)方法統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化的新發(fā)展，標(biāo)志著軟件自動(dòng)化進(jìn)程又邁進(jìn)了一步。

2.3UML的基本內(nèi)容

UML語(yǔ)言使用若干個(gè)視圖（view）構(gòu)造模型。每個(gè)視圖代表系統(tǒng)的一個(gè)方面。UML共包括5類(lèi)視圖：
用例視圖（Usecaseview）用于描述系統(tǒng)應(yīng)該具有的功能集，并指出各功能的操作者，主要為用戶(hù)、設(shè)計(jì)人員、開(kāi)發(fā)人員和測(cè)試人員而設(shè)置。
邏輯視圖用來(lái)顯示系統(tǒng)內(nèi)部的功能是如何設(shè)計(jì)的。
組件視圖（Componentview）用來(lái)顯示代碼組件的組織方式。他描述了實(shí)現(xiàn)模型（implementationmodule）和他們之間的依賴(lài)關(guān)系，主要供開(kāi)發(fā)者使用。
并發(fā)視圖（Concurrencyview）用來(lái)顯示系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工作狀況。供系統(tǒng)開(kāi)發(fā)者和集成者使用。
展開(kāi)視圖（Deploymentview）用來(lái)顯示系統(tǒng)的物理架構(gòu)，即系統(tǒng)的物理展開(kāi)。供開(kāi)發(fā)者、集成者和測(cè)試者使用。
視圖用圖描述，而圖用模型元素的符號(hào)表示。圖中包含的元素可以有類(lèi)、對(duì)象、組件、關(guān)系等，這些模型具有具體的含義并且用圖形符號(hào)表示。UML圖包括：類(lèi)圖、對(duì)象圖、用例圖、狀態(tài)圖、序列圖、協(xié)作圖、活動(dòng)圖、組件圖和展開(kāi)圖。#p#

3基于UML面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)

3.1UML的應(yīng)用

標(biāo)準(zhǔn)建模語(yǔ)言UML適用于以面向?qū)ο蠹夹g(shù)來(lái)描述任何類(lèi)型的系統(tǒng)，而且適用于系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的不同階段，從需求規(guī)格描述直至系統(tǒng)完成后的測(cè)試和維護(hù)。但需要注意的是，UML是一種建模語(yǔ)言而不是方法，這是因?yàn)閁ML中沒(méi)有過(guò)程的概念，而過(guò)程正是方法的一個(gè)重要組成部分。UML面向?qū)ο蟾拍畋旧愍?dú)立于過(guò)程，這意味著用戶(hù)在使用UML進(jìn)行建模時(shí)，可以選用任何適合的過(guò)程。然而，使用UML建模仍然有著大致統(tǒng)一的過(guò)程框架，該框架包含了UML建模過(guò)程中的共同要素，同時(shí)又為用戶(hù)選用與其所開(kāi)發(fā)的工程相適合的建模技術(shù)提供了很大的自由度。
同時(shí)，UML建模過(guò)程是一個(gè)迭代遞增的開(kāi)發(fā)過(guò)程。使用此方法，不是在項(xiàng)目結(jié)束時(shí)一次性提交軟件，而是分塊逐次開(kāi)發(fā)和提交。構(gòu)造階段由多次迭代組成，每一次迭代都包含編碼、測(cè)試和集成，所得產(chǎn)品應(yīng)滿(mǎn)足項(xiàng)目需求的某一子集，或提交給用戶(hù)，或純粹是內(nèi)部提交。每次迭代都包含了軟件生命周期的所有階段。同時(shí)，每次迭代都要增加一些新的功能，解決一些新的問(wèn)題。以類(lèi)圖為例，在需求分析階段，類(lèi)圖是研究領(lǐng)域的概念，是概念層描述；在設(shè)計(jì)階段，類(lèi)圖描述類(lèi)與類(lèi)之間的接口，是說(shuō)明層描述；而在實(shí)現(xiàn)階段，類(lèi)圖描述軟件系統(tǒng)中類(lèi)的實(shí)現(xiàn)，是實(shí)現(xiàn)層描述。實(shí)現(xiàn)層描述更接近于軟件實(shí)現(xiàn)中具體的描述，但概念層和說(shuō)明層描述更易于不同領(lǐng)域?qū)＜抑g的理解和交流。

3.2基于UML的RationalROSE面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)過(guò)程

現(xiàn)以某金融貿(mào)易系統(tǒng)為例說(shuō)明UML建模的具體過(guò)程。該過(guò)程主要包括：理解需求、分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、測(cè)試和配置。
首先進(jìn)行需求分析，這是一個(gè)決定系統(tǒng)能否符合用戶(hù)需求的關(guān)鍵步驟，該階段的好壞直接影響到設(shè)計(jì)的進(jìn)度以及質(zhì)量。需求分析主要是定義用例，對(duì)該系統(tǒng)的主要功能進(jìn)行描述，從而確定系統(tǒng)的功能需求，在這部分主要應(yīng)用的是用例圖，用例圖要詳盡地表示系統(tǒng)的各種關(guān)系。在該系統(tǒng)中各角色的關(guān)系如圖1所示。

從中我們可以清楚地看出各個(gè)角色之間的關(guān)系，所以在進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)時(shí)可以減少盲目性。在需求分析時(shí)，要注意領(lǐng)域分析以及類(lèi)與對(duì)象的定義。
其次進(jìn)行的是設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)一般分為架構(gòu)設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)。這部分主要包括定義包、描述包間的相關(guān)性和基本的通信機(jī)制。注意要減少相關(guān)的二義性以及與用戶(hù)的接口設(shè)計(jì)。
再進(jìn)行的是實(shí)現(xiàn)，在這個(gè)過(guò)程中UML的優(yōu)點(diǎn)可以得到長(zhǎng)足的體現(xiàn)：運(yùn)用RationalROSE提供的環(huán)境將前幾步設(shè)計(jì)的圖進(jìn)行分析，然后可以轉(zhuǎn)換成自己所熟悉的高級(jí)語(yǔ)言，并在高級(jí)語(yǔ)言中進(jìn)行編輯，在高級(jí)語(yǔ)言的環(huán)境中我們可以看到UML面向?qū)ο蟀褕D轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)框架。并且，在進(jìn)行該系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)只需要在前兩步設(shè)計(jì)的圖中進(jìn)行更改，從而改變程序框架，徹底改變了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中更改所帶來(lái)的復(fù)雜性與潛在的危險(xiǎn)性。
在進(jìn)行測(cè)試的時(shí)候同樣可以運(yùn)用UML，將整個(gè)系統(tǒng)分為不同的單元，然后將各個(gè)單元作為一個(gè)“黑盒”，運(yùn)用不同的圖進(jìn)行“黑盒”測(cè)試。將測(cè)試后的結(jié)果再返回到設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)中進(jìn)行分析。將完整無(wú)誤的軟件與需求說(shuō)明結(jié)合，從而可以順利地進(jìn)行配置。
可以看出：UML的圖運(yùn)用于整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全過(guò)程，減少了設(shè)計(jì)盲目性，提高了設(shè)計(jì)效率。

4結(jié)語(yǔ)
要想實(shí)現(xiàn)軟件生產(chǎn)自動(dòng)化，基本的一條是實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)方法的統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化。實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)方法的標(biāo)準(zhǔn)化以后，就可以避免不同方法的差異，提高軟件重用效率。另外，統(tǒng)一面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)方法也就是綜合每個(gè)面向?qū)ο蠓椒ǖ膬?yōu)點(diǎn)，最大限度地發(fā)揮各種方法的長(zhǎng)處。UML作為一種建模語(yǔ)言，應(yīng)用于各種系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析，改變了傳統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)思想，降低了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的盲目性，也更有利于系統(tǒng)的擴(kuò)展與測(cè)試。但是由于他自身發(fā)展的程度決定了目前他還不能取代現(xiàn)有的各種面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)方法。但是，隨著UML面向?qū)ο筮M(jìn)一步發(fā)展，必將有助于實(shí)現(xiàn)軟件自動(dòng)化。

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