Структурные карты Констайнтайна

Структурные карты Констайнтайна, предназначенны для описания отношений между модулями, и структурные карты Джексона, предназначенные для описания внутренней структуры моделей.

Структуру программной системы составляют модули, которые в любом языке программирования имеют следующие общие свойства:

· модуль имеет имя, по которому к нему можно обращаться как к единому фрагменту;

· модуль состоит из множества операторов языка программирования;

· модуль может принимать и/или передавать данные.

Структурные карты Константайна представляют собой модель отношений между модулями программы. Узлы структурных карт соответствуют модулям и областям данных, потоки изображают межмодульные связи.

Имя

а)

б)

в)

г)

Элементы структурных карт: а) – модуль; б) – вызов модуля; в) – связь по данным; г) – связь по управлению

Модуль является базовым элементом структурной карты. Различают следующие типы модулей:

· модуль (рисунок а);

· подсистема – детализированный модуль или программа (рисунок б);

· библиотека – совокупность подпрограмм, размещенных в модуле отдельно от данной системы (рисунок в);

· область данных – описывает модули, содержащие области глобальных/распределенных данных (рисунок г).

Модуль

Подсистема

Библиотека

Область данных

а)

б)

в)

г)

А

В

Последовательный вызов

Параллельный вызов

А вызывает В как сопрограмму

Типы вызовов модулей

А

В

В

А

С

А

В

а)

б)

в)

Условные и циклические вызовы модулей: а) – циклический; б) – условный; в) – однократный

Метод анализа и проектирования Джексона

Метод Джексона появился в период революции структурного программирования. Этот метод включает шесть шагов (первые три шага выполняются на этапе анализа, а остальные на этапе проектирования):

· объект-действие. Определяются объекты – источники или приемники информации и действия – события реального мира, воздействующие на объекты;

· объект-структура. Действия над объектами представляются диаграммами Джексона;

· начальное моделирование. Объекты и действия представляются как обрабатывающая модель. Определяются связи между моделью и реальным миром;

· доопределение функций. Определяются и описываются сервисные функции;

· учет системного времени. Определяются и оцениваются характеристики планирования будущих процессов;

· реализация. Согласование с системной средой, разработка аппаратной платформы.

Шаг объект-действие начинается с определения проблемы на естественном языке. Описание исследуется для выделения объектов. Производится грамматический разбор. Для выделения действий исследуются все глаголы описания.

На этапе объект-структура создается структура объектов, которая описывает последовательность действий над объектами (в условном времени). Для представления структуры объектов Джексон предложил три типа структурных диаграмм: последовательность, выбор повторение. Структурная диаграмма – время-ориентированное описание действий, выполняемых над объектом. Она создается для каждого объекта модели.

Имя объекта

Действие 1

Действие 2

Условное время

Имя объекта

Действие 1 º

Действие 2 º

Имя объекта

Действие ^*

а)

б)

в)

Типы структурных диаграмм Джексона: а) – последовательность; б) – выбор; в) – повторение

Начальное моделирование – это шаг к созданию описания системы как модели реального мира. Описание создается с помощью диаграммы системной спецификации. Элементами диаграммы системной спецификации являются физические процессы (имеют суффикс 0) и их модели (имеют суффикс 1). На рисунке 14 показаны два вида соединений между физическими процессами и моделями.

Процесс-0

Процесс-1

D

Процесс-0

Процесс-1

SV

Соединение потоком данных

Соединение по вектору состояния

Соединения между физическими процессами и их моделями

Соединение потоком данных производится, когда физический процесс передает, а модель принимает информационный поток. Полагают, что поток передается через буфер неограниченной емкости типа FIFO (обозначается овалом). Соединение по вектору состояний, происходит, когда модель наблюдает вектор состояния физического процесса. Вектор состояния обозначается ромбиком. Для фиксации особенностей процессов-моделей Джексон предлагает специальное описание – структурный текст.

 

31.Объектно-ориентированный подход к разработке ПО: основные понятия и принципы

Концептуальной основой объектно-ориентированного подхода является объектная модель.Основными принципами ее построения являются:

- абстрагирование;

- инкапсуляция;

- модульность;

- иерархия.

Абстрагирование – это выделение наиболее важных, существенных характеристик некоторого объекта, которые отличают его от всех других видов объектов и, таким образом, четко определяют его концептуальные границы с точки зрения дальнейшего и анализа, и игнорирование менее важных или незначительных деталей. Объекты и классы — основные абстракции предметной области.

Инкапсуляция — физическая локализация свойств и поведения в рамках единственной абстракции, скрывающая их реализацию за общедоступным интерфейсом. Инкапсуляция — это процесс отделения друг от друга отдельных элементов объекта, определяющих его устройство и поведение.

Модульность – это свойство системы, связанное с возможностью ее декомпозиции на ряд внутренне сильно сцепленных, слабо связанных между собой подсистем (модулей).

Иерархия – это ранжированная или упорядоченная система абстракций, расположение их по уровням.

Понятие объектов и отношения между ними:

Объект – это конкретное представление абстракции. Состояние объекта характеризуется перечнем всех свойств объекта и текущими значениями каждого из этих свойств.

Поведение характеризует то, как объект воздействует на другие объекты (или подвергается воздействию) в терминах изменений его состояния и передачи сообщений. Поведение объекта является функцией как его состояния, так и выполняемых им операций.

Возможны пять видов операций клиента над объектом:

1) модификатор (изменяет состояние объекта);

2) селектор (дает доступ к состоянию, но не изменяет его);

3) итератор (доступ к содержанию объекта по частям, в строго определенном порядке);

4) конструктор (создает объект и инициализирует его состояние);

5) деструктор (разрушает объект и освобождает занимаемую им память).

Наиболее интересны два вида отношений между объектами: связь и агрегация.

Связь – это физическое или понятийное соединение между объектами. Объект сотрудничает с другими объектами через соединяющие их связи.

В то время как связи обозначают равноправные отношения между объектами, агрегация обозначает отношения объектов в иерархии «целое/часть».

Понятие классов и отношения между ними:

Класс – это описание множества объектов, которые разделяют одинаковые свойства, операции, отношения и семантику (смысл). Любой объект – это просто экземпляр класса.

Различают внутреннее представление класса (реализацию) и внешнее представление класса (интерфейс). Интерфейс может быть разделен на три части: публичная (public), защищенная (protected), закрытая (private)

Для покрытия основных отношений большинство объектно-ориентированных языков программирования поддерживает следующие отношения:

- ассоциация (семантическое соединение классов),

- наследование (отношение, при котором один класс разделяет структуру определенные в другом)

- агрегация (разновидности отношения ассоциации),

- зависимость (отношение показывает, что изменение в одном классе может влиять на другой класс)

- конкретизация (отношение, обозначающее наполнение шаблона (родового или параметризированного класса), целью которого является получение класса, от которого возможно создание экземпляров),

- метакласс,

- реализация (семантическое отношение между классами, где один класс определяет контракт, а другой класс обязуется его выполнять)