Проектирование диаграмм классов «Банкомат»

Введение 3
Глава 1. Основы объектно-ориентированного подхода к проектированию информационных систем 4
1.1 Сущность объектно-ориентированного подхода 4
1.2 Основные понятия, используемые в объектно-ориентированном подходе 5
1.3 Базовые составляющие объектно-ориентированного подхода 6
1.4 Преимущества объектно-ориентированного подхода 7
1.5 Основные понятия диаграммы классов 8
1.6 Моделирование концепций, а не реализации 9
1.7 Три модели 12
Глава 2 Проектирование 18
2.1. Диаграмма классов «Банкомат» 23
2.2 Диаграмма последовательности 26
Заключение 30
Библиография

Информация в современном мире превратилась в один из наиболее важных ресурсов, а информационные системы (ИС) стали необходимым инструментом практически во всех сферах деятельности. Разнообразие задач, решаемых с помощью ИС, привело к появлению множества разнотипных систем, отличающихся принципами построения и заложенными в них правилами обработки информации.
В настоящее время ни одна организация не обходится без электронно-вычислительных машин и информационных систем, автоматизирующих какой-либо важный процесс.

1.1 Сущность объектно-ориентированного подхода
Основной идеей объектно-ориентированного проектирования информационных систем является рассмотрение предметной области и логического решения задачи с точки зрения объектов (понятий или сущностей).
В процессе объектно-ориентированного анализа основное внимание уделяется определению и описанию объектов (или понятий) в терминах предметной области. Например, в случае информационной системы ВУЗа среди понятий должны присутствовать Преподаватель (Lecturer), Студент (Student) и Заведующий кафедрой (Head Of Chair).
В процессе объектно-ориентированного проектирования определяются логические программные объекты, которые будут реализованы средствами объектно-ориентированного языка программирования. Эти программные объекты включают в себя атрибуты и методы.
...

1.2 Основные понятия, используемые в объектно-ориентированном подходе
Объектно-ориентированный подход использует объектную декомпозицию, то есть поведение системы описывается в терминах взаимодействия объектов.
Класс - это абстракция множества сущностей реального мира, объединенных общностью структуры и поведения.
Объект - это элемент класса, то есть абстракция определенной сущности.
Необходимо отметить, что объекты активны, у них есть не только внутренняя структура, но и поведение, которое описывается так называемыми методами объекта. Например, может быть определен класс "пользователь", характеризующий "пользователя вообще", то есть ассоциированные с пользователями данные и их поведение (методы).
После этого может быть создан объект "пользователь Иванов" с соответствующей конкретизацией данных и, возможно, методов.
Следующую группу важнейших понятий объектного подхода составляют инкапсуляция, наследование и полиморфизм.
...

1.3 Базовые составляющие объектно-ориентированного подхода
Базовыми составляющими объектно-ориентированного подхода являются:
а) унифицированный процесс;
б) унифицированный язык моделирования;
в) шаблоны проектирования.
Унифицированный процесс – это процесс разработки программного обеспечения (ПО), который обеспечивает упорядоченный подход к распределению задач и обязанностей в организации-разработчике. Унифицированный процесс охватывает весь жизненный цикл ПО, начиная с определения требований и заканчивая сопровождением, и представляет собой обобщенный каркас (шаблон, скелет), который может быть применен (специализирован) для разработки и сопровождения широкого круга систем.
Неотъемлемой частью унифицированного процесса является UML – язык (система обозначений) для определения, визуализации и конструирования моделей системы в виде диаграмм и документов на основе объектно-ориентированного подхода. Следует отметить, что Унифицированный процесс и UML разрабатывались совместно.
...

1.4 Преимущества объектно-ориентированного подхода
В отличие от структурного подхода объектно-ориентированный имеет ряд преимуществ:
1) описание системы в виде объектов больше соответствует содержательному смыслу предметной области. Например, при использовании структурного подхода БД должна удовлетворять требованиям нормализации, в соответствии с которыми данные по одному и тому же объекту (сущности из реального мира) могут храниться в нескольких таблицах;
2) сущности реального мира, как правило, обладают поведением, что в объектно-ориентированном проектировании отражается с помощью определения методов класса. В структурном подходе данные (атрибуты) и алгоритмы (методы) существуют отдельно друг от друга;
3) объединение атрибутов и методов в объекте (классе), а также инкапсуляция позволяют добиться большей внутренней и меньшей внешней связности между компонентами системы.
...

1.5 Основные понятия диаграммы классов
Наследование (inheritance) – это наличие у разных классов, образующих иерар­хию, общих атрибутов и операций (составляющих). Суперкласс залает наиболее общую информацию, которую затем уточняют и улучшают его подклассы. Каждый подкласс соединяет в себе, то есть наследует, все черты его суперкласса, к которым добавляет собственные уникальные черты. Подклассам не обязательно воспроизво­дить все черты суперкласса. Например, классы ScrollingWindow (ОкноСПрокруткой) и FixedWindow (ФнксированноеОкно) являются подклассами класса Window (Окно). Оба подкласса наследуют черты класса Window (например, наличие видимой области на экране). ScrollingWindow добавляет полосу прокрутки и сме­шение.
Возможность выделять общие черты нескольких классов в суперкласс значительно сокращает количество повторений в проектах и программах и яв­ляется одним из основных достоинств объектно-ориентированной технологии.
...

1.6 Моделирование концепций, а не реализации
При разработке системы необходимо, прежде всего, сосредоточиться на концеп­туальных вопросах переднего плана, а не на деталях реализации. Недостатки проекта, всплывающие в процессе реализации, стоят дороже, чем те, которые обнаруживаются раньше. Слишком ранний переход к реализации ограничивает возможные варианты представления проекта, а потому часто приводит к сниже­нию качества продукта. Объектно-ориентированный подход к разработке поощ­ряет разработчиков работать и мыслить в терминах приложения на протяжении всего жизненного цикла программного продукта. Эффективное решение про­блем, связанных со структурами данных и функциями, может быть осуществлено только после идентификации, упорядочения и постижения внутренних концеп­ций приложения.
Объектно-ориентированная разработка – это концептуальный процесс, неза­висимый от языка программирования, по крайней мере, до последних этапов.
...

1.7 Три модели
Для описания системы с различных точек зрения используется три типа моде­лей. Модель классов описывает объекты, входящие в состав системы, и отноше­ния между ними. Модель состояний описывает историю жизни объектов. Модель взаимодействий описывает взаимодействия между объектами. Каждая модель применяется на всех этапах проектирования и постепенно обрастает деталями. Полное описание системы требует наличия всех трех моделей.
Модель классов описывает статическую структуру объектов системы и их от­ношения. Эта модель определяет контекст разработки программы, то есть пред­метную область. Модель классов изображается на диаграммах классов. Диа­грамма классов – это граф, вершинами которого являются классы, а ребрами – их отношения.
Модель состояний описывает изменяющиеся со временем аспекты объектов. Эта модель реализуется посредством диаграмм состояний.
...

2.1. Диаграмма классов «Банкомат»
Модель предметной области – это самая важная модель объектно-ориентированного анализа. На рисунке 5 представлена модель предметной области «Банкомат». Она отображает основные классы понятий предметной области.
Классы предметной области:
Central computer – центральный компьютер
Consortium – консорциум
Bank – банк
Bank’s computer – Банковский компьютер
Cash terminal - сервер
Cash transaction – транзакции
Casher – кассир
Account – счет
Client - клиент
Cash machine – банкомат
Remote transaction – транзакции, инициируемые банкоматом
Cash card – банковская карта

Рисунок 5 – Модель предметной области
Далее была разработана диаграмма классов системы управления банкоматом.
Были выделены следующие классы с определенным набором атрибутов и операций.
Класс «Транзакция Банкомата» имеет 4 атрибута:
- id карты;
- PIN код;
- введенный PIN код;
- введенная сумма наличным.
Операции:
- создать новую транзакцию;
- проверить правильность PIN кода;
- завершить транзакцию.
...

2.2 Диаграмма последовательности
Для того чтобы более наглядно визуализировать конкретные процессы используют диаграммы последовательности. Далее представлено ТЗ к разработке диаграммы последовательности основного варианта использования банкомата «Снятие наличных». Для завершения построения диаграммы последовательности рассматриваемого примера следует описанным выше способом добавить оставшиеся объекты и сообщения. С этой целью следует выполнить следующие действия:
1. Добавить объекты классов с именами: Транзакция Банкомата, Интерфейс Банка.
2. Добавить сообщение: проверить идентификатор карточки (Integer), направленное от объекта класса Контроллер Банкомата к объекту класса Интерфейс Банка.
3. Добавить сообщение: ввести ПИН-код(), направленное от объекта класса-актера КлиентБанкомата к объекту класса Клавиатура Банкомата.
4. Добавить сообщение: прочитать ПИН-код(), направленное от объекта класса Контроллер Банкомата к объекту класса Устройство чтения карточки.