管理信息系统课件第三章

管理信息系统课件第三章演示文稿第一页，共47页。（优选）管理信息系统课件第三章第二页，共47页。一、面向对象的基本概念“面向对象”是人类从客观事物组织结构的角度认识并模拟客观世界，即建立适应一般思维方式的问题域描述模型的一种方法。（一）对象（Object）对象泛指所要研究的具体事物、抽象概念等。对象是系统的基本成分。复杂的对象可由相对简单对象以某种方法组成。不同应用领域中的对象称为问题对象。在面向对象的系统中，问题对象是基本的运行实体，是由一组数据和施加于这些数据上的一组操作封闭而成的。构成对象的基本要素：标识：即是对象的名称，用来在问题域中区分其它对象；数据：也称状态，描述对象属性的存贮或数据结构；。第三页，共47页。操作：即对象的行为，对象运动特征的描述。分为两类：一类是对象自身承受的操作，即操作结果修改了自身原有属性状态；另一类是施加于其它对象的操作，即将产生的输出结果作为消息发送的操作；接口：主要指对外接口，是指对象接收外部消息所指定的操作名称集合。数据也称为状态。一个对象之所以能够独立存在，是因为它具有自身的状态，即自身所具有的特征。由于这些特征的存在，使其能够对其自身和外界对象施加作用。通常，记录对象静止特征的数据包括公共数据与私有数据两部分。公共数据对外界是可见的，用于对象间数据的传递。私有数据则是是对象操作实现过程中的一些局部信息，外界不可见。第四页，共47页。消息回送消息状态转换接口操作集合状态集合对象的内部组织以及与其他对象的联系机制封装在一起的数据和操作之间亦是相互影响，相互作用的。对象的数据刻画了对象的属性，反应对象静止的状态，表明对象的状态；对象的操作刻画了对象的功能，表明对象的行为。对象的属性决定了对象可能的行为，而对象的行为又能改变对象自身的属性，即对象状态发生变迁。第五页，共47页。类是相似对象的集合。在现实世界中有许多内部状态和外部行为相似的对象，由这些对象构成的集合就是类。构成类的基本元素：标识：类的名称,用以区分其它类；继承：描述子类承袭父类的名称,以及结构与功能；数据结构：是对该类数据包含数据项的描述；操作：指该类通用功能的具体实现方法；接口：指面向其它类的统一的外部通讯协议。类与对象类是对象集合的抽象，规定了相似对象的公共状态与行为特征。类是创建对象的模版，对象是类的具体实例，是通过类的例化而产生的。（二）类（Class）第六页，共47页。（三）消息（Message）

面向对象的世界是通过对象与对象间彼此的相互合作来推动的，消息是实现对象与对象间相互合作的通信载体，是连接对象的纽带。从实现的角度看，消息就是用来请求对象执行某个处理或回答某些信息的要求，既可以是数据流，又可以是控制流。在面向对象系统中有两类消息，即公有消息和私有消息。如果有一组消息属于同一个对象，其中有一部分是由外界对象直接向它发送的，则称之为公有消息；还有一部分则是他自己向本身发送的，称为私有消息。私有消息不对外开放，外界对象向该对象发送消息时，只能发送公有消息，而不能发送私有消息。第七页，共47页。消息具有如下几个性质：同一对象可以接收不同形式的多个消息，产生不同响应。一条消息可以发送给不同的对象，消息的解释完全由接收对象完成，不同对象对相同形式的消息可以有不同解释。与传统程序调用不同，对于传来的消息，对象可以返回相应的回答信息，也可以不返回，即消息响应不是必须的。第八页，共47页。消息传递机制当一个消息发送给某个对象时，包含要求接收对象去执行某些活动的信息，接收到消息的对象经过解释予以响应，对象间的这种相互合作需要一个机制协助进行，这样的机制称为“消息传递”。消息传递过程中，由发送消息的对象（Sender）的使动操作产生输出结果，作为“消息”（Message）传送至接收消息的对象（Receiver），引发接收消息的对象一系列的操作。所传送的消息实质上是接收对象所具有的操作/方法名称，有时还包括相应参数。传送对象接收对象消息<操作名,参数>接口消息传递机制第九页，共47页。消息模式与方法

消息的形式用消息模式(messagepattern)刻画。一个消息模式定义一类消息。消息模式不仅定义了对象接口所能受理的消息，还定义了对象固有处理能力，是对象接口的唯一信息，使用对象只需要了解它的消息模式。对象的消息模式的处理能力即所谓的“方法”（Method），方法是实现消息具体功能的手段。第十页，共47页。（四）继承（Inheritance）继承是指一个类（即称子类）因承袭而具有另一个类（或称父类）的能力和特征的机制或关系。继承是一种联结类的层次模型，允许并鼓励类的重用。层次结构的上层（祖先类）是最具有通用性的，而下层部分（后代），则具有特殊性。类可以从他的祖先那里继承方法和属性，并且类可以修改或增加新的属性、方法使之更符合特殊的需要。继承关系经常被称为“is-a”关系，经常用来表示应用领域中的抽象和结构概括来说，有继承关系的类之间应具有如下特性：共享性(包括数据和程序代码的共享)；差异性(包括非共享程序代码和数据)；层次性。继承可以避免由于对象封装而造成数据和操作冗余的现象。其最重要的优点在于支持重用。第十一页，共47页。（五）面向对象的含义面向对象：是指人类从客观事物组织结构的角度认识客观世界并模拟客观世界的一种方法。这种方法的出发点是按人们通常的思维方式，建立直接表现事物及其相互关系的概念，由此建立适应人们一般思维方式的描述问题的模型。面向对象是一种认识客观世界的认知方法学这种认识方法将客观世界看成是由许许多多不同对象构成的，每一个对象都有自己的运动规律和内部状态，不同对象间的相互作用和通信构成了完整的客观世界，因而，从人们思维模型和认识事物的角度，面向对象很自然地与客观世界的固有特征相对应。第十二页，共47页。面向对象亦是一种解决问题的思维方法它从组织结构模型化客观世界，将观察焦点放在客观世界的构成成分——对象上，将对象作为需求分析和系统设计的核心或主体，把整个问题域抽象成为相互通讯的一组对象集合，并引用科学方法论中的分类思想，将相似或相近的一组对象聚合成类，采用各种手段将相似的类组织起来，实现问题空间到解空间的映射。第十三页，共47页。二基于面向对象方法的系统开发生命周期面向对象方法（ObjectOrientedMethod）是20世纪90年代流行的一种新的软件开发方法。该方法是将面向对象技术用于系统开发的全过程，包括分析、设计、编程、测试及集成等。开发人员从面向对象观点出发，以应用领域的问题对象为着眼点，用直观的方式描述客观世界的内部结构，将现实世界的空间模型平滑而自然地过渡到面向对象的系统模型，使系统开发过程与人们认识客观世界的过程保持最大限度的一致。面向对象的系统开发整个过程可从宏观和微观两个层面去理解。

第十四页，共47页。从宏观层面看，面向对象的系统开发方法包括分析、设计、实现以及运行与维护等四大阶段，遵循反复累增的生命周期，如图所示。反复是指在分析、设计与实现各阶段不是顺序完成的，而是经过多次迭代完成，每一次迭代都要以前次迭代结果为基础，进行相应的分析、设计与实现。累增是指每一次迭代过程中，分析、设计与实现都会产生新的结果，系统功能结构逐步得到改进，最后达到用户要求。第十五页，共47页。目标系统类库t时间分析设计分析设计类一类二类三设计实现t时间运行维护分析设计反复累增的生命周期第十六页，共47页。从微观层面上看，面向对象方法是包含了每一宏观阶段中标识对象，确定对象的属性，定义对象的服务，以及确定对象间关系等若干步骤。首先，在分析阶段中，通过详细调查问题领域，列举问题领域主要实体对象，初步梳理出这些实体对象的属性、行为及彼此间的关系。其次，在设计阶段，对分析阶段所得到的问题领域对象/类进行求精，进一步发掘新的问题领域对象，同时要面向目标系统的实现标示出控制对象/类及接口对象/类，在这一过程中，还要定义对象/类之间的关系。到实现阶段，一方面需要构成较高级的抽象，另一方面还需要在现有类中发现共性，抽象出更高级的类。总之，在每一阶段中，只要出现新的对象，就必须经过微观过程的几个处理步骤。可以说，宏观过程的反复累曾与微观过程的反复累曾是交织在一起的。第十七页，共47页。较为成熟并具代表性的方法Shlaer&Mellor方法；Booch’sOOA&OOD方法；OMT方法；Wifs-Brock方法；Coad&Yourdon’sOOA&OOD方法第十八页，共47页。本节内容：一、UML的产生及发展二、UML的基本模型类图、对象图、用例图、状态图、时序图

、活动图、协作图、配置图及组件图

第二节面向对象方法的建模工具

第十九页，共47页。一、UML的产生及发展统一建模语言UML（UnifiedModelingLanguage）UML是由面向对象方法领域的三位著名专家布什(GradyBooch)，云豹（JamesRumbaugh）和雅克森（IvarJacobson）发起，在面向对象的Booch方法、对象建模技术OMT(ObjectModelingTechnique)和面向对象软件工程OOSE(ObjectOrientedSoftwareEngineering)的基础上，不断进行发展和完善的。UML统一了他们三人的表示方法，而且融入了众多优秀的软件方法和思想，从而把面向对象方法提高到一个崭新的高度，标志着面向对象建模方法进入了第三代。第二十页，共47页。UML已经迅速成长为一个事实上的工业标准。不论在计算机学术界、软件产业界还是在商业界，UML已经逐渐成为人们为各种系统建模、描述系统体系结构、商业体系结构和商业过程时使用的统一工具，而且在实践过程中人们还在不断扩展它的应用领域。UML已得到许多世界知名公司的使用和支持，包括DEC、Hewlett-Packard、Intellicorp、Microsoft、Oracle、TexasInstruments、Rational等公司。1997年11月17日被国际对象管理组织OMG采纳，成为面向对象建模的标准语言。第二十一页，共47页。二、UML的基本模型UML提供一套相互组合的图表元素，支持以图形方式对系统需求、功能、结构等内容进行建模，描述系统组成结构、功能结构及实现细节，为开发者或开发工具使用这些图形符号和文本语法为系统建模提供了标准，从组成结构角度看，UML包括以下若干种图。第二十二页，共47页。（一）类图类图表示系统或领域中的实体以及实体之间的关联，由表示类的类框和表示类之间如何关联的连线所组成。类图描述类与类之间的静态关系，如关联；聚类、组成和继承等关系。它是从静态角度表示系统的，因此类图属于一种静态模型。类图不仅显示了信息的结构，同时还描述了系统的行为。类图是构建其他图的基础。

类名称[路径]类属性类操作类的表示图例第二十三页，共47页。第二十四页，共47页。老顾客固定座位账目顾客姓名地址支付方法班机班机号出发日期出发时间到达日期到达时间出发城市到达城市票价座位飞机类型登记（）是否有座（）航班计划计划时段显示班机（）订票代理地址电话代理名通知客户（）校验账户余额机票座排座号机票序号预留*+参加1*+代理机票与收费**1+咨询*1订票系统类图第二十五页，共47页。（二）对象图对象是类的实例，具有具体属性值和行为。对象之间的连接是类之间关联的实例，因此，对象图(objectdiagram)可以看作是类图的实例，能帮助人理解一个比较复杂的类图。在UML中，对象图与类图具有几乎完全相同的表示形式，主要差别是对象的名字下面要加一条下划线。第二十六页，共47页。（三）用例图

用例图定义了系统的功能需求，是从用户的观点对系统行为或系统使用场景的描述。用例图的主要元素是用例、执行者和通信联系。

1）用例（usecase）：代表某些用户可见的功能，实现一个具体的用户目标。一个用例是用户与计算机之间的一次典型交互作用。用椭圆表示。用例是一个类，它代表一类功能而不是使用该功能的某一具体实例。用例代表某些用户可见的功能，实现一个具体用户目标。用例由执行者激活，并提供确切的值给执行者。用例可大可小，但必须是对一个具体用户目标实现的完整描述。洗衣机用户洗衣服第二十七页，共47页。2）执行者：执行者也称为角色，是系统外的与系统存在交互的外部事物，用一个小人图形表示。它代表外部实体，例如，用户、硬件设备或与本系统交互的另一个软件系统。使用用例并与系统交互的任何人或物都是执行者。实践表明，执行者对确定用例是非常有用的。面对一个大型、复杂的系统，要列出用例清单往往很困难，这时可以先列出执行者清单，再针对每个执行者列出它的用例。这样做可以使问题变得容易很多。3）通信联系执行者和用例之间要交换信息，称为通信联系。执行者与用例之间用线段连接，表示两者之间进行通信联系。单个执行者可与多个用例联系；反过来，一个用例也可与多个执行者联系。对于同一个用例，不同执行者起的作用也可以不同。第二十八页，共47页。【实例】售票系统1.业务简述剧组排练好剧目后，售票中心对外宣传并通过多个售票终端进行售票。顾客可多次买票或订票，但每一次买票或订票只能由一个顾客来执行。票分两种：个人票或团体票；前者只是一张票，后者包括一或多张票。每一张票不是个人票就是团体票中的一张，但是不能又是个人票又是团体票中的一张。顾客可采用两种途径买票：一种是通过售票中心，另一种是通过自动售票机，但订票只能通过售票中心。另外，买个人票可以通过售票中心，也可以通过自动售票机，但买团体票只能通过售票中心。买票和订票都支持现金和信用卡两种结账方式。每场演出都有多张票可供预定，每张票对应一个唯一的座位号。在票开始对外出售前，一部分票是给订票者预留的。当顾客预定票后，被预定的票处于锁定状态，此时顾客有是否确实要买这张票的选择权，故这张要票可能出售给顾客也可能因为顾客不要这张票而解除锁定状态。如果超过了指定的期限顾客仍未做出选择，此票被自动解除锁定状态。订票者也可以换其他演出的票，此时，预留票可以对外出售。第二十九页，共47页。2.参与者列表剧组：制定演出计划、组织演出排练。售票中心：售票给顾客，接受顾客订票，宣传剧目。自动售票机：售票给顾客。信用卡服务商：提供信用卡结算服务。3.用例列表排练剧目：包括公演前剧组的全部准备活动。宣传剧目：售票中心为顾客介绍剧目的有关信息。买票：支持售票中心和自动售票机。订票：支持售票中心，不支持自动售票机。结账：买票和订票都必须结账。信用卡结算：和信用卡服务商联网，提供买票和订票结账的信用卡支付手段。第三十页，共47页。4.用例图在上述工作基础上建立用例模型。售票系统用例图第三十一页，共47页。（四）状态图状态图在任何给定的时刻，一个对象总处于某一特定的状态；一个状态图包括一系列的状态以及状态之间的转移。状态图图例如右图所示。浸泡洗涤漂洗脱水第三十二页，共47页。票对象的状态图第三十三页，共47页。（五）时序图时序图时序图所表达的是系统运行中，对象之间的基于时间的动态交互关系，着重体现对象间消息传递的时间顺序。时序图有两个轴，水平轴表示不同对象，垂直轴表示时间，对象间的通信通过在对象的生命线间的消息来表示。注水管洗涤缸排水管注入净水保持静止停止旋转洗涤排污水注入净水旋转洗涤排污水停止旋转甩干停止第三十四页，共47页。自动售票机买票顺序图第三十五页，共47页。（六）活动图活动图既可用来描述操作（类的方法）的行为；也可以描述用例和对象内部的工作过程.活动图是由状态图变化而来的，他们各自用于不同的目的。活动图依据对象状态的变化来捕获动作（将要执行的工作或活动）与动作的结果。活动图中一个活动结束后将立即进入下一个活动。用例和对象行为的各个活动之间通常也具有时间顺序。洗涤缸旋转洗涤15分钟排污水重新注入净水活动图图例第三十六页，共47页。排练剧目活动图第三十七页，共47页。（七）协作图协作图协作图表达为完成系统的工作目标，系统中相互合作的对象间的交互关系和链接关系。与时序图不同，协作图着重体现交互对象间的静态链接关系，而时序图着重体现交互的时间顺序。

图中序号代表消息发送顺序

协作图图例内部计时器注水管洗涤缸1停止2旋转洗涤第三十八页，共47页。药品销售窗口:用户接口药品价格账册1：查询药品2：查询价格3：修改账册1.1:查询“青霉素”3.1:修改账册2.1:查询“青霉素”价格某药品销售业务的协作图第三十九页，共47页。（八）组件图与配置图组件图与配置图组件图与配置图与整个计算机系统密切相关。组件图表示信息系统的软件结构，配置图显示信息系统的物理体系结构。它可以描述计算机和设备，展示其间的连接以及驻留在每台机器中的软件。第四十页，共47页。

财务系统.exe教学管理.exe

课程课程管理.dll成绩管理.dll人事管理.dll开设课程选课注册教师学生教务系统组件图第四十一页，共47页。售票系统配置图第四十二页，共47页。一、面向对象系统分析的过程面向对象分析的基本任务：找出并规定一组根据系统的各项要求而行动和相互作用的问题领域的对象，并依据这些对象及其关系建立问题域模型。以对象、类结构图作为面向对象分析模型面向对象分析的基本步骤：（一）问题域陈述（二）识别对象/类实体对象：在问题域中直接认识到的对象，它代