第5章计算学科中的数学和系统科学方法2015

1、内容提要内容提要o 计算学科中的数学方法计算学科中的数学方法o 系统科学的基本方法系统科学的基本方法o 信息系统信息系统o 结构化方法和面向对象的方法结构化方法和面向对象的方法第第5章章 计算学科中的计算学科中的 数学和系统科学方法数学和系统科学方法1 1、计算学科中的数学方法、计算学科中的数学方法o 在计算学科中，采用的数学方法主要是离散数学方法。在计算学科中，采用的数学方法主要是离散数学方法。n集合论集合论n代数系统代数系统n图论图论o 数学有连续数学和离散数学之分，它们分别以离散型变数学有连续数学和离散数学之分，它们分别以离散型变量和连续型变量为研究对象。量和连续型变量为研究对象。n连续

2、型变量是不可数的，如函数的连续性。连续型变量是不可数的，如函数的连续性。连续数学源于几何连续数学源于几何，以微积分为基础，用连续的观点对数学进行研究，如天气分析以微积分为基础，用连续的观点对数学进行研究，如天气分析与预报。与预报。n离散型就是变量的变化是可数的，如自然数离散型就是变量的变化是可数的，如自然数1, 2, 3, 。离散数离散数学源于算术学源于算术，所研究的对象都是离散型的，如整数、图和数学，所研究的对象都是离散型的，如整数、图和数学逻辑中的命题。实例：银行服务排队服务问题。逻辑中的命题。实例：银行服务排队服务问题。o 计算学科的根本问题是计算学科的根本问题是“能行性能行性”问题。问

3、题。n “能行性能行性”问题决定了计算机本身的结构和它处问题决定了计算机本身的结构和它处理的对象都是离散型的。理的对象都是离散型的。n 连续型的问题只有经过连续型的问题只有经过“离散化离散化”的处理后才能的处理后才能被计算机处理。被计算机处理。n 凡是能用离散数学为代表的凡是能用离散数学为代表的构造性数学方法构造性数学方法描述描述的问题，当该问题所涉及的论域为的问题，当该问题所涉及的论域为有穷有穷，或虽为，或虽为无穷但存在无穷但存在有穷表示有穷表示时，这个问题一定能用计算时，这个问题一定能用计算机来处理。机来处理。n 由于计算机的软硬件都是形式化的产物，因此，由于计算机的软硬件都是形式化的产物

4、，因此，凡是能被计算机处理的问题都可以转换为一个数凡是能被计算机处理的问题都可以转换为一个数学问题。学问题。o 在对待数学的问题上，计算机科学家与数学家的侧重点在对待数学的问题上，计算机科学家与数学家的侧重点不一样。不一样。n数学家关心的是数学家关心的是“是什么（是什么（What is it）”的问题，重点放在数的问题，重点放在数学本身的性质上；学本身的性质上；n计算机科学家不仅要知道计算机科学家不仅要知道“是什么是什么”的问题，更要解决的问题，更要解决“怎么怎么做（做（How to do it）”的问题。的问题。n数学家侧重于几何推理和关于无限问题的推理，计算机科学家数学家侧重于几何推理和关

5、于无限问题的推理，计算机科学家侧重于对变化的动态过程状态的重点把握。侧重于对变化的动态过程状态的重点把握。n计算机科学家倾向于将问题分解成若干状态，并精确地定义事计算机科学家倾向于将问题分解成若干状态，并精确地定义事物处理的每一步骤。数学家则从本能上倾向于用一个单纯的公物处理的每一步骤。数学家则从本能上倾向于用一个单纯的公式来描述一切事物所有的状态。式来描述一切事物所有的状态。o 由于传统数学研究的对象过于抽象，导致对具体问题由于传统数学研究的对象过于抽象，导致对具体问题（特别是有关计算的本质）关心不够。因此，在计算领（特别是有关计算的本质）关心不够。因此，在计算领域，人们又创造了基于离散数学

6、的域，人们又创造了基于离散数学的“具体具体”数学的大量数学的大量概念和方法（如学科中的各种形式化方法）。概念和方法（如学科中的各种形式化方法）。o 计算学科中常用数学概念和术语计算学科中常用数学概念和术语n集合集合：一组具有某种共同性质的数学元素。：一组具有某种共同性质的数学元素。n函数（映射）函数（映射）：是指把输入转变成输出的运算。函数是程序：是指把输入转变成输出的运算。函数是程序设计的基础，函数以算法的形式来实现。设计的基础，函数以算法的形式来实现。n关系关系：关系是一个谓词，其定义域为关系是一个谓词，其定义域为k元组的集合元组的集合。通常的。通常的关系为二元关系，其定义域为有序对的集合

7、，表示有序对的关系为二元关系，其定义域为有序对的集合，表示有序对的第一个元素和第二个元素有关系。第一个元素和第二个元素有关系。 （笛卡儿积笛卡儿积D1 x D2 x x Dn的子集叫做在域的子集叫做在域 D1，D2， Dn上的上的n元关系元关系）n代数系统：由集合代数系统：由集合A以及连同若干定义在该集合上的运算所以及连同若干定义在该集合上的运算所组成的系统称为代数系统。群、环、格、布尔代数是组成的系统称为代数系统。群、环、格、布尔代数是4种最种最基本的代数系统。基本的代数系统。o 计算学科中常用数学概念和术语计算学科中常用数学概念和术语n 字符串：字符串：abc 1234n 语言：语言是字符

8、串的集合。计算机使用的语言语言：语言是字符串的集合。计算机使用的语言是一种形式语言，语言由文法产生，而文法可看是一种形式语言，语言由文法产生，而文法可看作是一种代数系统。作是一种代数系统。n 定义、定理和证明：定义、定理和证明是数学的定义、定理和证明：定义、定理和证明是数学的核心，也是计算学科核心，也是计算学科理论形态理论形态的核心内容。其中，的核心内容。其中，定义是蕴含在公理系统之中的概念和命题；定理定义是蕴含在公理系统之中的概念和命题；定理是被证明为真的数学命题；证明是为使人们确信是被证明为真的数学命题；证明是为使人们确信一个命题为真，而作的一种逻辑论证。一个命题为真，而作的一种逻辑论证。

9、n 必要条件（必要条件（necessary condition）和）和充分条件充分条件（sufficient condition）: p = qo 数学方法概述数学方法概述n证明方法：直接证明法和间接证明法，反证法，归纳法证明方法：直接证明法和间接证明法，反证法，归纳法（不完全归纳法、完全归纳法、数学归纳法），（不完全归纳法、完全归纳法、数学归纳法），构造性构造性证明证明。n递归和迭代递归和迭代（构造性数学方法）（构造性数学方法）n公理化方法：公理化方法是一种构造理论体系的演绎方公理化方法：公理化方法是一种构造理论体系的演绎方法，它是从尽可能少的基本概念、公理出发，运用演绎法，它是从尽可能少的

10、基本概念、公理出发，运用演绎推理规则，推出一系列的命题，从而建立整个理论体系推理规则，推出一系列的命题，从而建立整个理论体系的思想方法。的思想方法。n形式化方法：形式化方法是基于严密的、数学上的形式形式化方法：形式化方法是基于严密的、数学上的形式机制的开发方法。它包括形式规格，以及支持规格语言机制的开发方法。它包括形式规格，以及支持规格语言的语法检查和规格属性证明的方法和工具。形式规格是的语法检查和规格属性证明的方法和工具。形式规格是系统构建的关键，它包括客户需求的定义、程序实施、系统构建的关键，它包括客户需求的定义、程序实施、结果测试和程序文档等内容。结果测试和程序文档等内容。计算机软硬件系

11、统都是形计算机软硬件系统都是形式化的产物式化的产物，都可以用形式化的数学方法进行描述。，都可以用形式化的数学方法进行描述。o 递归递归：递归和迭代是最具代表性的：递归和迭代是最具代表性的构造性构造性数学方法，广泛地应用于计算学科各个领域。数学方法，广泛地应用于计算学科各个领域。n 与递归有关的概念有：递归关系、递归数列、递与递归有关的概念有：递归关系、递归数列、递归过程、递归算法、递归程序、递归方法。归过程、递归算法、递归程序、递归方法。n 递归与数学归纳法：数学归纳法是一种论证方法，递归与数学归纳法：数学归纳法是一种论证方法，递归是算法和程序设计的一种实现技术。涉及递递归是算法和程序设计的一

12、种实现技术。涉及递归定义的证明通常采用数学归纳法。归定义的证明通常采用数学归纳法。n 递归的递归的定义定义功能：递归不仅应用于算法和程序设功能：递归不仅应用于算法和程序设计之中，还应用于定义序列、计之中，还应用于定义序列、函数函数和集合。例如，和集合。例如，阶乘阶乘F(n)=n!的递归定义：的递归定义：F(n)=nF(n1)o 迭代迭代n所谓迭代，就是反复替换的意思。在程序所谓迭代，就是反复替换的意思。在程序设计中，为了处理重复性计算的问题，最设计中，为了处理重复性计算的问题，最常用的方法就是迭代方法，主要是循环迭代。常用的方法就是迭代方法，主要是循环迭代。n迭代与递归有着密切的联系，一类如迭

13、代与递归有着密切的联系，一类如X0=a，Xn+1=f(n)的递的递归关系就可以看作是数列的一个迭代关系。归关系就可以看作是数列的一个迭代关系。n可以证明，可以证明，迭代程序都可以转换为与它等价的递归程序；迭代程序都可以转换为与它等价的递归程序；反之，则不然反之，则不然。n递归程序比迭代程序要耗费更多的时间和空间（需要递归程序比迭代程序要耗费更多的时间和空间（需要额额外开销外开销）。因此，在具体实现时，尽可能将递归程序转）。因此，在具体实现时，尽可能将递归程序转化为等价的迭代程序。但有些算法就不能用迭代方法，化为等价的迭代程序。但有些算法就不能用迭代方法，如梵天塔问题，只能用递归方法。如梵天塔问

14、题，只能用递归方法。n理论上，理论上，利用栈可以将递归程序转换为非递归程序利用栈可以将递归程序转换为非递归程序。例。例如，梵天塔问题，二叉树的遍历算法。如，梵天塔问题，二叉树的遍历算法。o 数学的基本特征数学的基本特征n高度的抽象性高度的抽象性：数学的抽象程度大大超过自然科学中一般：数学的抽象程度大大超过自然科学中一般的抽象，它最大的特点在于抛开现实事物的物理、化学和的抽象，它最大的特点在于抛开现实事物的物理、化学和生物学等特性，而仅保留其量的关系和空间的形式。生物学等特性，而仅保留其量的关系和空间的形式。n逻辑的严密性逻辑的严密性：数学高度的抽象性和逻辑的严密性是紧密：数学高度的抽象性和逻辑

15、的严密性是紧密相关的。若没有逻辑的严密性，那么用数学方法对现实世相关的。若没有逻辑的严密性，那么用数学方法对现实世界进行抽象就失去了意义。只有遵守形式逻辑的基本法则，界进行抽象就失去了意义。只有遵守形式逻辑的基本法则，充分保证逻辑的可靠性，才能保证结论的正确性。充分保证逻辑的可靠性，才能保证结论的正确性。n普遍的适用性普遍的适用性：数学的高度抽象性决定了它的普遍适用性。：数学的高度抽象性决定了它的普遍适用性。数学广泛地应用于其他科学与技术，甚至人们的日常生活数学广泛地应用于其他科学与技术，甚至人们的日常生活之中。之中。计算学科中的数学方法：总结计算学科中的数学方法：总结o 数学方法的作用数学方

16、法的作用 为科学技术研究提供：为科学技术研究提供：n 简洁精确的形式化语言简洁精确的形式化语言：简明的数学公式、抽象的：简明的数学公式、抽象的数学模型就是运用数学的形式化语言。数学模型就是运用数学的形式化语言。n 数量分析和计算的方法数量分析和计算的方法：一门科学要从定性分析发：一门科学要从定性分析发展到定量分析，数学方法从中起了杠杆的作用。展到定量分析，数学方法从中起了杠杆的作用。n 逻辑推理的工具逻辑推理的工具：数学的逻辑严密性这一特点使它：数学的逻辑严密性这一特点使它成为建立一种理论体系的手段成为建立一种理论体系的手段公理化方法：数公理化方法：数学逻辑用数学方法研究推理过程，把逻辑推理形

17、式学逻辑用数学方法研究推理过程，把逻辑推理形式加以公理化、符号化，为建立和发展科学的理论体加以公理化、符号化，为建立和发展科学的理论体系提供有效的工具。系提供有效的工具。计算学科中的数学方法：总结计算学科中的数学方法：总结2、计算机科学中的系统科学方法、计算机科学中的系统科学方法 系统科学方法广泛地应用于社会、经济和科学技术等系统科学方法广泛地应用于社会、经济和科学技术等各个领域。在计算学科中，采用的系统科学方法主要是各个领域。在计算学科中，采用的系统科学方法主要是模模型方法型方法，包括，包括建模、验证和实现建模、验证和实现。建模属于学科。建模属于学科抽象抽象方面方面的内容，模型的的内容，模型

18、的验证验证属于学科理论方面的内容，模型的属于学科理论方面的内容，模型的实实现现属于学科设计形态方面的内容。属于学科设计形态方面的内容。o 系统科学的基本方法系统科学的基本方法o 信息系统信息系统o 结构化方法和面向对象的方法结构化方法和面向对象的方法2.1 系统科学的基本方法系统科学的基本方法o 系统科学方法是指用系统科学方法是指用系统的观点系统的观点来认识和处理问题的来认识和处理问题的各种方法的总称，是一般科学方法论中的重要内容。各种方法的总称，是一般科学方法论中的重要内容。o 模型模型方法是系统科学的基本方法，研究系统具体来说方法是系统科学的基本方法，研究系统具体来说就是研究它的模型。就是

19、研究它的模型。模型模型是对系统原型的抽象，是科是对系统原型的抽象，是科学认识的基础。学认识的基础。o 系统科学是探索系统的存在方式和运动变化规律的学系统科学是探索系统的存在方式和运动变化规律的学问。建立在系统科学基础之上的系统科学方法是认识、问。建立在系统科学基础之上的系统科学方法是认识、改造和设计复杂系统的有效手段，改造和设计复杂系统的有效手段，它为系统形式化模它为系统形式化模型的构建提供了有效的中间过渡模式型的构建提供了有效的中间过渡模式。o 计算学科中一些重要的系统方法，如计算学科中一些重要的系统方法，如结构化结构化方法、方法、面面向对象向对象方法都沿用了系统科学的思想方法。方法都沿用了

20、系统科学的思想方法。o 系统的定义系统的定义n 系统是由系统是由相互联系相互联系和和相互制约相互制约的若干组成部分结的若干组成部分结合而成的、具有特定功能的合而成的、具有特定功能的有机整体有机整体。n 系统可以形式化地定义为：系统可以形式化地定义为：S= 其中：其中：A表示系统表示系统S中所有元素的集合；中所有元素的集合；R表示系表示系统统S中所有元素之间关系的集合。中所有元素之间关系的集合。n 一个大的系统往往是复杂的，它通常可以划分为一个大的系统往往是复杂的，它通常可以划分为一系列较小的系统，这些系统称为子系统。一系列较小的系统，这些系统称为子系统。o 系统的基本模型（图）系统的基本模型（

21、图）处理处理处理处理反馈输入输出一个简单的系统模型一个简单的系统模型有反馈控制的系统模型有反馈控制的系统模型输入输出o 系统的基本要素系统的基本要素：六个要素：六个要素n 系统（功能）、输入、输出、边界、组织、环境系统（功能）、输入、输出、边界、组织、环境o 系统的例子系统的例子 n 生命系统生命系统n 化学元素周期表化学元素周期表n 计算机网络计算机网络n 软件系统软件系统n 数据库管理系统数据库管理系统o系统和子系统（系统和子系统（图图）o结构和结构分析：结构和结构分析：n指系统内各组成部分（元素和子系统）之间相互联系、指系统内各组成部分（元素和子系统）之间相互联系、相互作用的框架。相互作

22、用的框架。o层次和层次分析层次和层次分析 (图图)o环境、行为和功能环境、行为和功能n系统的系统的环境环境是指一个系统之外的一切与它有联系的事物是指一个系统之外的一切与它有联系的事物组成的集合。系统要适应环境的要求。组成的集合。系统要适应环境的要求。n系统的系统的行为行为是指系统相对于它的环境所表现出来的一切是指系统相对于它的环境所表现出来的一切变化。行为反映环境对系统的影响和作用。变化。行为反映环境对系统的影响和作用。n系统的系统的功能功能是指系统是指系统行为所引起的行为所引起的、有利于环境中某些、有利于环境中某些事物乃至整个环境存在与发展的作用。事物乃至整个环境存在与发展的作用。o状态、演

23、化和过程状态、演化和过程n状态：系统的形态特征。状态：系统的形态特征。n演化：系统的结构、状态、行为等变化。演化：系统的结构、状态、行为等变化。n过程：系统演化的发展阶段。过程：系统演化的发展阶段。 系统与子系统：一种系统复杂性的分解方法系统与子系统：一种系统复杂性的分解方法子系统子系统3-13-1子系统子系统3-33-3子系统子系统3-23-2子系统子系统1-11-1子系统子系统2-12-1子系统子系统2-22-2输入输入输出输出系统0000主功能2100子系统3000子系统2000子系统1000主功能2200主功能3100主功能3200子模块3111子模块1112子模块1111子模块311

24、2主功能1200主功能1100子功能3110子功能3120子功能1120子功能1110层次结构图层次结构图o 系统科学遵循的一般原则系统科学遵循的一般原则n整体性原则整体性原则这一原则要求人们在研究系统时，应从整体出发，立足于这一原则要求人们在研究系统时，应从整体出发，立足于整体来分析其部分以及部分之间的关系，进而达到对系统整体来分析其部分以及部分之间的关系，进而达到对系统整体的更深刻的理解。整体的更深刻的理解。n动态原则动态原则系统总是处于运动变化之中，我们在研究系统时，应从动系统总是处于运动变化之中，我们在研究系统时，应从动态的角度去研究系统发展的各个阶段，以准确把握其发展态的角度去研究系

25、统发展的各个阶段，以准确把握其发展过程及未来趋势。过程及未来趋势。n最优化原则最优化原则从系统多种途径中选择最优系统、最优方案、最优功能、从系统多种途径中选择最优系统、最优方案、最优功能、最优运动状态，达到整体优化的目的。最优运动状态，达到整体优化的目的。n模型化原则模型化原则根据真实系统提供的依据，以模型代替真实系统进行模拟根据真实系统提供的依据，以模型代替真实系统进行模拟实验，达到认识真实系统特性和规律性的方法。实验，达到认识真实系统特性和规律性的方法。o 模型化模型化方法是系统科学的基本方法。方法是系统科学的基本方法。n主要采用主要采用符号模型符号模型，而非实物模型。，而非实物模型。n符

26、号模型包括符号模型包括概念模型、逻辑模型、数学模型概念模型、逻辑模型、数学模型。数学模型数学模型是系统定性和定量分析的主要方法，通常是指通过建立和是系统定性和定量分析的主要方法，通常是指通过建立和分析系统的数学模型来解决问题的方法和程序。分析系统的数学模型来解决问题的方法和程序。n数学模型数学模型是指描述元素之间、子系统之间、层次之间以及是指描述元素之间、子系统之间、层次之间以及系统与环境之间相互作用的数学表达式，如树结构、图、系统与环境之间相互作用的数学表达式，如树结构、图、代数结构等。代数结构等。n用计算机程序定义的模型称为用计算机程序定义的模型称为基于计算机的模型基于计算机的模型。所有数

27、。所有数学模型均可转化为基于计算机的模型。一些复杂的、无法学模型均可转化为基于计算机的模型。一些复杂的、无法建立数学模型的系统，如生物、社会和行为过程等，也可建立数学模型的系统，如生物、社会和行为过程等，也可建立基于计算机的模型。建立基于计算机的模型。2.2 信息系统信息系统o 信息系统的定义信息系统的定义n以计算机和各种信息技术为基础，为实现某个系统目标，以计算机和各种信息技术为基础，为实现某个系统目标，由信息资源处理模型支持的，由计算机软硬件、通讯和网由信息资源处理模型支持的，由计算机软硬件、通讯和网络设备、信息资源、用户、规章制度等所组成的信息处理络设备、信息资源、用户、规章制度等所组成

28、的信息处理的统一体。的统一体。o 信息系统的功能信息系统的功能n对信息的采集、处理、存储、管理、检索和传输并能向有对信息的采集、处理、存储、管理、检索和传输并能向有关人员提供有用信息。关人员提供有用信息。o 信息系统的类型信息系统的类型n低层信息系统：事务处理系统低层信息系统：事务处理系统n中层信息系统：业务信息系统、办公自动化系统，管理信中层信息系统：业务信息系统、办公自动化系统，管理信息系统息系统n高层信息系统：决策支持系统，知识工作系统，专家系统高层信息系统：决策支持系统，知识工作系统，专家系统2.3 结构化方法（结构化方法（Structured Methodology)o 软件系统的状

29、态数量巨大，其扩展不像硬件系统那样，软件系统的状态数量巨大，其扩展不像硬件系统那样，可以由相同元素重复添加，从而使软件的可以由相同元素重复添加，从而使软件的复杂度复杂度呈非呈非线性增长。线性增长。o 布鲁克斯从布鲁克斯从复杂度、一致性、可变性、不可见性复杂度、一致性、可变性、不可见性等方等方面作了系统地分析，揭示了软件所固有的困难。面作了系统地分析，揭示了软件所固有的困难。o 软件概念结构的特点决定了这种结构的设计很难采用软件概念结构的特点决定了这种结构的设计很难采用形式化的方法。采用非形式化的系统化方法，如形式化的方法。采用非形式化的系统化方法，如结构结构化方法、面向对象方法化方法、面向对象

30、方法等，可以有效地控制和降低概等，可以有效地控制和降低概念结构设计的复杂性。念结构设计的复杂性。o 软件开发的系统化方法遵循的基本原则：软件开发的系统化方法遵循的基本原则：n 抽象抽象第一的原则：对实际事物进行人为处理，抽取第一的原则：对实际事物进行人为处理，抽取所关心的、共同的、本质特征的属性，并对这些事所关心的、共同的、本质特征的属性，并对这些事物及其特征属性进行描述。由于抽取的是共同的、物及其特征属性进行描述。由于抽取的是共同的、本质特征的属性，大大降低了系统元素的数量。本质特征的属性，大大降低了系统元素的数量。n 层次划分层次划分的原则：遵循等价类划分的基本原则。如的原则：遵循等价类划

31、分的基本原则。如计算机网络层次结构、计算机体系结构等。计算机网络层次结构、计算机体系结构等。n 模块化模块化原则：模型化原则就是根据系统模型说明的原则：模型化原则就是根据系统模型说明的原因和真实系统提供的依据，以模型代替真实系统原因和真实系统提供的依据，以模型代替真实系统进行模拟实验，达到认识真实系统特性和规律性。进行模拟实验，达到认识真实系统特性和规律性。模型化方法是系统科学的基本方法。模型化方法是系统科学的基本方法。o 结构化方法采用了系统科学的思想方法，从层次的角度，结构化方法采用了系统科学的思想方法，从层次的角度，自顶向下分析和设计系统。自顶向下分析和设计系统。o 结构化方法包括：结构

32、化方法包括：n 结构化分析（结构化分析（Structured Analysis，SA）n 结构化设计（结构化设计（Structured Design，SD）n 结构化程序设计结构化程序设计（Structured Program Design，SP）o 结构化方法的产生和发展结构化方法的产生和发展n 1966年，提出年，提出“程序结构程序结构”理论：任何程序的逻辑理论：任何程序的逻辑结构都可以用顺序结构、选择结构和循环结构表示。结构都可以用顺序结构、选择结构和循环结构表示。n 1968年，争论：年，争论：“goto语句是有害的语句是有害的” n SP逐渐形成，并成为软件领域的重要方法，出现了逐渐

33、形成，并成为软件领域的重要方法，出现了Modula-2、C、Ada等等结构化程序设计结构化程序设计语言。语言。n 1974年，年，结构化设计结构化设计论文为论文为结构化设计结构化设计方法奠方法奠定了思想基础。定了思想基础。n 结构化分析结构化分析方法产生于方法产生于20世纪世纪70年代中期，在年代中期，在20世世纪纪80年代又得到了进一步的发展年代又得到了进一步的发展。o 结构化方法实例：结构化方法实例：高校信息管理系统高校信息管理系统n模型问题是结构化方法的核心问题，建模是从系统的模型问题是结构化方法的核心问题，建模是从系统的需需求分析求分析开始。首先使用开始。首先使用SA方法构建系统的环境

34、模型，然方法构建系统的环境模型，然后使用后使用SD方法确定系统的行为和功能模型，最后使用方法确定系统的行为和功能模型，最后使用SP方法进行系统设计，确定用户的现实模型。方法进行系统设计，确定用户的现实模型。n在信息系统的结构化设计中，一般采用在信息系统的结构化设计中，一般采用自顶向下，逐步自顶向下，逐步细化细化的分解原则。首先将系统分解为若干子系统；然后的分解原则。首先将系统分解为若干子系统；然后再将子系统继续分解，一直到每一个子系统都足够基础，再将子系统继续分解，一直到每一个子系统都足够基础，不需要再分为止。这祥就可以将一个复杂的大系统划分不需要再分为止。这祥就可以将一个复杂的大系统划分为若

35、干具有特定功能的子系统，从而使系统的复杂性下为若干具有特定功能的子系统，从而使系统的复杂性下降，同时，又使待解决的问题具体化。降，同时，又使待解决的问题具体化。结构化方法实例：结构化方法实例：高校信息管理结构图高校信息管理结构图课堂测验：课堂测验：编写一个函数，将一个大写字母转换为小写字母。编写一个函数，将一个大写字母转换为小写字母。作业：作业：P1795.322.4 面向对象方法（面向对象方法（Object-Oriented)o面向对象方法是以面向对象方法是以对象对象为中心，以为中心，以类类和和继承继承为构造机制来抽象现为构造机制来抽象现实世界，并构建相应的软件系统。实世界，并构建相应的软件系统。o面向对象的方法的产生和发展面向对象的方法的产生和发展n起源于面向对象语言：起源于面向对象语言：Simula、Smalltalk、Objective C、C+n20世纪世纪90年代，面向对象分析和面向对象设计开始成熟，年代，面向对象分析和面向对象设计开始成熟，一些实用的面向对象开发方法、技术、工具相继出现一些实用的面向对象开发方法、技术、工具相继出现o面向对象的方法的基本思路面向对象的方法的基本思路n“分类学理论分类学理论”的构造法则的构造法则o 区分对象及其属性区分对象及其属性o 区分整体对象及其组成部分区分整体对象及其组成部分o 形成并区分不同对象的类形成并区分不同对象的类