Основные этапы объектно-ориентированного проектирования (стр. 2 из 5)
Иерархическая вложенность пакетов в среде MSVisio 2002 задается с помощью проводника модели (ModelExplorer), в окне которого отображается дерево всех элементов, создаваемой модели приложения (рисунок2).
Рисунок2 -Общий вид окна проводника модели в MSVisio 2002
2.3Управление большим доменом
В [7] маленьким считается домен, состоящий из 50 или менее классов. В этом случае он может анализироваться как единичный модуль. Домены с большим количеством объектов должны быть расчленены, для того, чтобы можно было успешно выполнить анализ.
При разделении доменов необходимо расчленить информационную модель так, чтобы кластеры остались неповрежденными. Под кластером понимается группа объектов с большим количеством взаимных связей. При этом определение каждого объекта должно быть единственным. Каждая часть информационной модели становится отдельным подпакетом.
При определении подпакетов вначале выполняется блиц идентификация классов. Для этого необходимо идентифицировать максимально возможное количество кандидатов в классы, а затем отсортировать этих кандидатов по принципу связности. При выполнении этой работы должны участвовать все члены проекта. Могут использоваться следующие подходы при определении подпакетов. Первый основан на понятии ролей пользователей, основанных на классах. Если окажется, что роли пользователей связаны с четким набором классов, тогда подпакет базируют на классах, связанных с каждой ролью. Например, Слесарь работает со слесарным оборудованием, электромонтер – с электрооборудованием и т.п. Второй основан на понятии ролей пользователей, основанных на времени или функции. В некоторых ситуациях роли пользователей основываются главным образом на времени выполнения их функций. Например, в приложении Управление Боем различные пользователи связаны с различными этапами планирования боя, его проведения и оценки результатов. Здесь каждая из фаз рассматривает одну и ту же предметную область в различное время и с различными целями.
При начальном определении подпакета определяется его имя, составляется описание работы (мини-руководство) и список классов, пробно назначенных подпакету. При этом при описании четко определяется все то, что должен делать подпакет.
При параллельной разработке нескольких подпакетов могут проявиться нарушения уникальности имен элементов модели. Для решения этой проблемы необходимо установить правила составления имен: назначить каждому подпакету, например, префиксный литерал и диапазон номеров. После этого имя каждого класса будет состоять из литерала подпакета и номера из заданного диапазона. Другой проблемой является дублирование одних и тех же классов в различных подпакетах.
3. Разработка домена
В соответствии с итерационной моделью процесса проектирования разработчиками многократно выполняются действия, отображенные на рисунке3.
Рисунок3 - Итеративный процесс проектирования
Цель выяснения семантики классов и объектов - определить поведение и атрибуты каждой абстракции.
На ранних этапах отдельные классы можно проектировать изолировано. Выявляя семантику классов и объектов, необходимо отмечать шаблоны поведения, которые могут пригодиться где-нибудь еще.
Цель выявления связей между классами и объектами - уточнить границы каждой обнаруженной ранее в абстракции и опознать все сущности, с которыми она взаимодействует.
Основными результатами этого шага являются диаграммы классов, объектов и модулей. Составляются диаграммы объектов и диаграммы взаимодействий, передающие семантику сценариев, создаваемых в ходе проектирования. Хотя решения, принятые при анализе и проектировании, должны быть выражены на языке программирования, диаграммы дают более широкий обзор архитектуры и позволяют раскрыть отношения, которые с трудом формулируются на используемом языке реализации.
4. Структура приложения
Любое приложение разбивается на: основную программу, архитектурные классы и прикладные классы.
Основная программа выполняет следующие три функции:
- создание и инициализацию всех предварительно существующих экземпляров классов;
- ввод или имитацию внешних событий;
- диспетчеризацию внутренних событий.
Перечисленные выше функции не зависят от языка реализации приложения. Однако реализация этих функций определяется языком реализации. Основная цель разработчика – полная кодогенерация, т.е. получение исходного текста приложения, не требующего дополнительной правки на основе диаграмм UML. Поэтому состав архитектурных классов и классов, реализующих основную программу, будет определяться языком реализации, способом обработки событий и операционной системой.
4.1 Способ обработки событий
Все классы приложения подразделяются на активные и пассивные. Активные классы реагируют на события, внешние или возникающие внутри приложения. Кратким и емким определением события, известным в литературе, является следующее: «Событие – это нарушенное однообразие». В аппаратуре события представляются сигналами прерываний. В ОС Windows для представления событий используются сообщения (message). Результатом реагирования на событие является вызов процедуры обработки прерывания. Поэтому в приложении реагирование на события можно реализовать как вызов соответствующего обработчика события. При моделировании динамики поведения реальных объектов необходимо учитывать конечную скорость протекания процессов в этих объектах. Вследствие этого моменты возникновения события и реакции на него разделены во времени. Реализация задержек реакции на некоторое событие требует введение специальных структур данных для задания и хранения информации о событии, обработчик которого необходимо вызвать по истечении времени задержки.
Ниже рассматривается вариант реализации механизма управления событиями для языка реализации C#, входящий в состав VisualStudio.Net. На рисунке4 приведена структура данных, для задания информации об обработчике некоторого события.
Рисунок4 - Структура данных описателя события
Таким образом, при возникновении события будет формироваться его описатель и помещаться в список событий, ожидающих завершения времени задержки. Ведение этого списка возлагается на главную программу. В состав главной программы должны быть введены процедура занесения описателя события в список (Porojdaet) и процедура реагирования на сигналы таймера. Последняя должна выполнять вычитание прошедшего времени из значения времени задержки каждого описателя события в списке.
В основной цикл главной части программы должны быть введены операторы просмотра списка описателей события, обнаружения тех, у которых истекло время задержки, и запуск заданного обработчика события. Естественно, что обработчики различных событий будут отличаться именами и составом параметров. Чтобы обеспечить единообразный вызов обработчиков событий объектов различных классов, возможен следующий прием. В состав операций активных классов включается операция диспетчер вызовов (do_it) всех других операций класса. Диспетчер вызовов получает в качестве аргументов имя операции и данные. С помощью оператора выбора по имени выбирается и запускается соответствующая операция. Такой прием позволяет организовать циклическую обработку списка описателей событий.
На рисунке5 отображается схема вызовов операций.
Рисунок5 - Схема вызовов при работе основного цикла главной программы
Достоинством предложенной схемы является то, что точкой вызова любого обработчика события является основной цикл главной программы.
Следует отметить, что рассмотренные выше принципы построения приложения не зависят от предметной среды, для которой решается задача, и относятся к архитектурным. В соответствии с этим можно определить следующие архитектурные классы:
- Form1 - класс, задающий главную программу приложения и необходимые компоненты пользовательского интерфейса. Имя класса определяется тем, что оно зафиксировано в компиляторе UML проектов в MSVisio;
- Imitator - класс, задающий необходимые методы имитации внешних событий с помощью клавиатуры;
- AE - родительский класс для всех активных классов приложения. Данный класс обеспечивает полиморфный вызов методов активных классов.
4.2 Архитектурный класс Form1
Имя класса обусловлено тем, что компилятор проектов UML в MSVisio 2002 автоматически присваивает классу главной программы приложения это имя. На рисунке6 приведена диаграмма класса. Назначение атрибутов и операций класса дано в таблице3.
Рисунок6 - Диаграмма класса Form1
Таблица 3 - Назначение атрибутов и операций класса Form1
| Имя атрибута, операции | Назначение |
| textBox1 | Компонента для ввода/вывода текстовых сообщений |
| button1, button2 | Кнопки управления |
| mainMenu1, menuItem1, menuItem2 | Главное меню приложения, два пункта меню |
| timer1 | Экземпляр таймера для отслеживания времен задержек событий |
| components, label1 | Служебные компоненты приложения |
| imitator | Экземпляр класса Imitator для имитации внешних событий |
| list_message | Список описателей событий |
| Archive | Список всех экземпляров всех классов приложения |
| t | Текущее время модели |
| Form1() | Конструктор класса |
| Dispose(), InitializeComponent() | Служебные операции класса |
| Main() | Операция, реализующая основной цикл главной программы |
| menuItem2_Click(…) | Операция, вызываемая при активизации пункта меню |
| Form1_KeyPress(…) | Операция, вызываемая при активизации клавиш на клавиатуре |
| timer1_Elapsed(…) | Операция, вызываемая по сигналам таймера |
| Porojdaet(…) | Операция занесения описателя события в список |
| InitializeObject(…) | Операция создания и инициализации предварительно существующих (объектов) экземпляров классов |
При инициализации предварительно существующих (объектов) экземпляров классов возможны два осложнения. Во-первых, может быть большое количество предварительно существующих экземпляров, которые должны быть созданы. В этом случае может быть подготовлена одна общая процедура создания экземпляров классов по некоторому описанию, которое считывается либо из файла, либо из базы данных. Во-вторых, при создании необходимо учитывать порядок, в котором создаются экземпляры, поскольку при создании некоторых экземпляров могут понадобиться ссылочные адреса экземпляров других классов, которые еще не созданы.