2.2. Объектно-ориентированное проектирование

Объектно-ориентированное проектирование – это методология проектирования, соединяющая в себе процесс объектной декомпозиции и приемы представления логических, физических, а также статических и динамических моделей проектируемой системы [1].

Объектно-ориентированное программирование - методология программирования, основанная на представлении программ в виде связанной совокупности объектов, каждый из которых является экземпляром определенного класса, а классы образуют иерархию по наследованию [1].

Объектно-ориентированное проектирование предполагает деление (декомпозицию) базы данных на составные части, а также определение алгоритма работы (обработки данных) и формирование интерфейса пользователя с разработкой функций, которые будет выполнять интерфейс и его отдельные компоненты.

При объектно-ориентированном подходе данные называют свойствами, а алгоритмы методами.

Доступ к классу в статическом режиме осуществляется через свойства. В процессе выполнения (работы) программы доступ к экземплярам класса осуществляется через методы.

Начало работы экземпляров класса задается с помощью специальных внутренних (например, нажатие кнопки) или внешних (вызов из другой подпрограммы) сигналов, называемых событиями.

Программную реализацию класса называют компонентой. Реализация компонента в некоторой прикладной программе получила название объекта.

2.3. Унифицированный язык моделирования

В основе объектного подхода к разработке программного и информационного обеспечения лежит объектная декомпозиция, т.е. представление разрабатываемой системы в виде совокупности объектов, в процессе взаимодействия которых через передачу сообщений происходит выполнение требуемых функций.

Для создания моделей анализа и проектирования объектно-ориентированных программных и информационных систем используют языки визуального моделирования, самым популярным из которых на сегодняшний день является UML (Unified Modeling Language) – унифицированный язык моделирования.

UML является совместной разработкой известных специалистов Г.Буч, Д.Рамбо, И. Джекобсон, реализованной при поддержке фирмы Rational Software [2].

UML представляет собой единый язык моделирования, предназначенный для спецификации, визуализации, конструирования и документирования описания программных систем, а также для моделирования бизнес-процессов и других непрограммных систем. В основу создания UML положены три наиболее распространенные модели:

Booch, получившая название по фамилии автора Гради Буча (Grady Booch);

ОМТ (Object Modeling Technique – метод моделирования объектов);

OOSE (Object-Oriented Software Engineering – объектно-ориентированное проектирование программного обеспечения).

UML можно определить так же, как промышленный объектно-ориентированный стандарт моделирования. Он включает в себя в унифицированном виде лучшие методы визуального (графического) моделирования. В настоящее время имеется целый ряд инструментальных средств, производители которых заявляют о поддержке UML, среди них можно выделить: Rational Rose, All Fusion Modeling Suite, Select Enterprise, Platinum, Visual Modeler.

Спецификация разрабатываемого информационного и программного обеспечения при использовании UML объединяет несколько моделей: логическую, использования, реализации, процессов, развертывания.

Модель использования содержит описание функций программного обеспечения с точки зрения пользователя.

Логическая модель описывает ключевые понятия моделируемого информационного и программного обеспечения (классы, интерфейсы и т.д.), т.е. средства, обеспечивающие выполнение функций разрабатываемого средства.

Модель реализации определяет реальную организацию программных модулей в среде разработки.

Модель процессов отображает организацию вычислений и позволяет оценить производительность, масштабируемость и надежность программного обеспечения.

Модель развертывания показывает, каким образом программные компоненты размещаются на конкретном оборудовании.

Все вместе указанные модели, каждая из которых характеризует определенную сторону проектируемого продукта, составляют относительно полную модель разрабатываемого программного обеспечения.

Типы диаграмм UML. Создаваемый с помощью UML проект информационной или программной системы может включать в себя несколько видов диаграмм, которые дополняют друг друга и могут входить в различные модели. Это диаграммы вариантов (прецедентов) использования; классов; последовательностей действий; деятельностей; состояний; кооперации; компонентов; размещения.

Диаграммы вариантов (прецедентов) использования (use case diagram) позволяют определить функции, выполняемые ИС или ПС и видимые пользователями.

Диаграммы классов (class diagram) описывают концептуальную логическую модель проектируемой ИС или ПС и отражают отдельные сущности предметной области и взаимосвязи между ними. Диаграммы классов представляют статическую структурную модель проектируемой системы.

Для описания особенностей поведения ИС или ПС применяют диаграммы последовательностей действий (sequence diagram), деятельностей (interaction diagram) и состояний (statechart diagram).

Диаграммы активности (activity diagram) позволяют показать движения потоков данных в проектируемой системе.

Диаграммы компонентов (component diagram) и размещения (deployment diagram) описывают физическую реализацию программной системы.