GIS工程讲义 第五讲面向对象设计方法.ppt

第五讲 GIS工程面向对象设计方法 一、发展经过 20世纪60年代初期流行的计算机语言有FORTRANⅡ，COBOL及ALGOL 60 在算法(处理)上是把整个程序分为若干个子程序，而在数据组织方面，只有全局数据(globaldata)。这样，各个子程序就通过共用数据联系起来。因而，一处有 错，就会涉及其他，造成致命的“水波”影响。程序经过几次修改，就可能会面貌全非，控关系也会变成所谓“老鼠窝”式的，如入迷宫。这样的程序最后就会变成完全不能满足其使用要求，几乎根本无法进行维护修改，终致废弃。 20世纪60年代中叶到70年代初，程序模块化逐渐成为程序设计的一个重要原则。 结构化程序设计也在这时期开始逐渐形成起来。模块化是软件和信息系统工程中分而治之原则的一个体现，它包含抽象化与信息隐藏(infonnationhiding)两个概念，模块的某种结 构构成整个系统，其中层次结构是最常见及最有用的。 60年代末先有模拟语言SIMULA67的出现，其中体现了类和对象等两个基本观念，到丁70年代，乃有Smalltalk等正式面向对象的语言的出现。在面向对象程序设计和语言的影响下，80年代初乃有面向对象设计的正式形成与发展。最后，到了80年代底与90年代初，正式出现了面向对象分析。 整个发展过程中贯穿的一条线索，是程序模块化的发展，以及由此而发展起来的抽象数据型(abstract data type--简称ADT)，从模块化和ADT产生了对象概念以及面向对象的程序设计和语言，随后乃有面向对象的设计与分析的兴起与发展，直至今日，仍在演进之中 面向对象语言的出现以及面向对象程序设计的正式形成后，到了20世纪80年代，才有面向对象设计的出现。首先在1983年，Booch发表其著作，提出面向对象设计这个名词。当时他是用基于对象语言Ada，来讲如何进行面向对象设计的，，1991年他发表新著，从面向对象观点，讲述系统研制的分析、设计、演进(包括编程、测试及合成)以及修改等四阶段，重点是讲设计，标志面向对象技术进入新的阶段 现代软件工程模式 现代软件工程是在传统软件工程模式的基础上，为了强调人在系统开发中的作用，同时为了适应面向对象新技术的发展趋势而提出的。其基本要点是：软件开发过程是以人为主，利用软件开发方法及工具进行的各种活动的有序过程。其中，开发人员的组织管理是软件开发成功的重要因素。基于软件组件的软件开发过程是在设计好系统体系结构后，利用软件组件的构造或重构的过程。 现代软件工程模式的内容如图所示。 1.1系统分析 在系统分析阶段，系统的逻辑结构应从信息、行为与表示三方面全面反映系统的功能与性能。如图所示。 1.2 系统构造 系统构造包括系统设计与实现。系统设计是分析结果的细化，在系统设计阶段，第一步就是考虑具体的实现环境，即将系统分析空间扩展为系统设计空间，如图所示。 设计软件组件的主要内容是定义组件的结构、功能和外部接口，以及组件之间的相互关系和通信方式。 1.3系统测试 1.4 软件组件 将软件组件作为一个单独的过程，目的是将组件作为构造软件的“零部件”。在符合国际或工业标准与规范的前提下，应具有一定程度的通用性和可重用性，同一个组件可能应用到不同的应用中，同时易于修改与维护，可以在不同的应用中进行裁剪后使用。 1.5 系统开发人员的组织管理 现代软件工程不仅包括软件开发方法、工具和过程，更强调人在开发过程中的作用。系统开发人员的组织管理是现代软件工程中的主要方法。系统开发人员的组织管理方法有以下几个要点： 1） 明确系统开发人员与用户之间的责任与义务。 2） 明确各类人员的主要工作及责任。 3） 制定或选择工程开发规范。 二、面向对象的系统分析与设计方法 基本概念 软件工程中的数据抽象和信息隐藏的思想、概念模型化研究领域中的语义数据模型和知识表示、CAD领域中的复杂对象模型等研究成果都包含了面向对象的基本思想。 采用面向对象的方法，不论什么样问题与系统，我们都可以将其视为许多对象及其相互作用，例如，我们的环境是以人、树、汽车、房子、街道等及其相互作用为主要内容的。 1、对象(Object) 对象可以定义为客观世界中具体的或客观的事物。在计算机领域中，对象可视为是由一组数据（信息）和施加于该组数据上的一组操作（行为）组成的集合体。 对象具有如下特征； 1） 有一个标识符，如同人的身份证，该标识符在所研究的问题域中必须是一的，用以区别于其它对象。 2） 有一个状态，由一组数据或由数据与其它对象的组合来描述,，该组数据称为对象的属性。 3） 有一组操作，每一个操作决定对象的一种行为，对象的操作可分成两类，一类是自身所承受的操作，用来改变自身的状态。一类是施加于其它对象的操作