Вопрос 8.2. Основные понятия и модели объектно-ориентированного проектирования программных средств

— объектно-ориентированный анализ — создание модели предметной области приложения ПС, где объекты отражают реальные объекты-сущности, а также определяются операции, выполняемые объектами;

— объектно-ориентированное проектирование — разработка модели системы ПС и системной архитектуры с учетом системных требований, в которой определение всех объектов подчинено решению конкретной задачи;

— объектно-ориентированное программирование — реализация архитектуры (модели) системы с помощью объектно-ориентированного языка программирования (например, Java), непосредственно выполняющего отражение определенных объектов и предоставляющего средства для определения классов объектов.

Этапы могут «перетекать» друг в друга, т.е. могут не иметь четких рамок, причем на каждом этапе обычно применяется одна и та же система нотации. Переход на следующий этап приводит к усовершенствованию и конкретизации результатов предыдущего этапа путем более детального описания определенных ранее классов объектов и определения новых классов. Так как данные скрыты внутри объектов, детальные решения о содержании данных можно отложить до этапа реализации системы. В некоторых случаях можно также не спешить с принятием решений о расположении объектов и о том, будут ли эти объекты последовательными или параллельными. Если необходимы функциональные изменения, они производятся внутри объекта, что приводит к незначительным изменениям в оставшейся внешней части его процессов. Для обновления или добавления функций оставшиеся объекты поддерживаются с помощью интерфейсов. Объектно-ориентированное проектирование отображает предметную область задачи и ответственности системы, но задерживает определение подробностей реализации объектов, переносит их на более поздний этап разработки и минимизирует влияние изменений в функциональных требованиях.

При ООП основное внимание уделяется тому, что следует делать, каким образомдобиться цели, а процесс ее достижения целиком зависит от этапа разработки. Объектная декомпозиция дает возможность создавать программные комплексы визуально меньшего размера путем использования общих механизмов, обеспечивающих необходимую экономию выразительных средств. Использование объектного подхода повышает уровень унификации разработки и пригодность для повторного использования не только программных компонентов, но и больших комплексов программ, что ведет к созданию унифицированной среды разработки и переходу к сборочному созданию программных продуктов. Системы зачастую получаются более компактными, чем их структурные эквиваленты, что означает не только уменьшение объема программного кода, но и удешевление проекта за счет использования компонентов из предыдущих разработок. Однако структурный подход сохраняет свою высокую значимость и широко используется на практике. Взаимосвязью между структурным и объектно-ориентированным подходами является общность ряда категорий и понятий жизненного цикла ПС.

Объектная декомпозиция существенно отличается от функциональной, поэтому переход на новую технологию связан как с преодолением психологических трудностей, так и с дополнительными финансовыми затратами. Кроме того, диаграммы, отражающие специфику объектного подхода, гораздо менее наглядны и хуже понимаемы непрофессионалами, объектно-ориентированный подход обычно не дает немедленной отдачи. Эффект от его применения начинает сказываться после разработки нескольких проектов и накопления повторно используемых компонентов, отражающих типовые проектные решения в данной области.

В программных средствах при ООП рекомендуется выделять три уровня:

Язык UMLпредставляет набор разработанных инженерных задач практического профиля, которые успешно испытаны при моделировании крупных и сложных систем. Поддерживается метамодель для диаграмм классов и набор семантических и синтаксических правил, определяющих суть элементов и их отношений. Модель поддерживается большим количеством автоматизированных инструментов. Основные цели использования языка UMLна этапе разработки проекта ПС:

— поддержка на уровне пользователей готового к применению, выразительного визуального языка моделирования, применяемого для разработки и обмена моделями;

— поддержка спецификаций, независимых от определенных языков программирования и процессов разработки;

— поддержка формального базиса для представления языка моделирования;

— поддержка высокоуровневых понятий, таких как компоненты, элементы сотрудничества, каркасы и шаблоны;

— интеграция наилучшего опыта.

Разработчики UMLустановили, что даже при использовании современных передовых технологий, при сборе требований, анализе и разработке продолжается борьба с неадекватными и постоянно изменяющимися требованиями заказчиков (см. лекцию 6). Варианты использования предназначены для уточнения динамических требований и выработки более четкого представления возможных изменений в поведении системы. Они позволяют реализовать функциональные усовершенствования, которые отражаются и адресуются в организованной форме. Классы и объекты языка UML демонстрируют гибкость и управляемость при использовании статично и динамично несовершенных описаний. Для оживления общения в команде специалистов ООП позволяет реализовать в группе программистов интегрированный подход с помощью общего словаря и языка; инкапсуляция данных и алгоритмов позволяет членам команды работать над компонентами в параллельном режиме. Также в этом случае можно ограничить влияние изменчивости требований; наследственные свойства функций и атрибутов являются эффективным дополнением к функциональным возможностям.