面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)-設(shè)計(jì)篇ppt課件

第三部分：設(shè)計(jì)篇,主講教師,.,2,OOD模型框架從兩個(gè)側(cè)面來描述,回顧,.,3,問題域部分設(shè)計(jì),輸入OOA模型,人機(jī)交互部分設(shè)計(jì),控制驅(qū)動(dòng)部分設(shè)計(jì),數(shù)據(jù)接口部分設(shè)計(jì),構(gòu)件化與系統(tǒng)部署,向OOP輸出OOD模型,OOD過程,.,4,將OOA模型搬到OOD作為OOD的基礎(chǔ),人機(jī)交互部分,數(shù)據(jù)接口部分,控制驅(qū)動(dòng)部分,問題域部分,OOA模型,按編程語言、網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、復(fù)用支持等實(shí)現(xiàn)條件進(jìn)行必要的調(diào)整,11.1什么是問題域部分問題域部分是OOD模型的四個(gè)組成部分之一，由來自問題域的對(duì)象構(gòu)成，是在OOA模型基礎(chǔ)上，按照具體的實(shí)現(xiàn)條件進(jìn)行必要的修改、調(diào)整和細(xì)節(jié)補(bǔ)充而得到的。,第11章問題域部分的設(shè)計(jì),.,5,人機(jī)交互部分,數(shù)據(jù)接口部分,控制驅(qū)動(dòng)部分,OOA模型,編程語言、網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、復(fù)用支持等實(shí)現(xiàn)條件,OOD過程,從MDA的觀點(diǎn)看問題域部分的產(chǎn)生,問題域部分,.,6,11.2實(shí)現(xiàn)條件對(duì)問題域部分的影響,編程語言語言的實(shí)現(xiàn)能力硬件、操作系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)施對(duì)象分布、并發(fā)、通信、性能復(fù)用支持根據(jù)復(fù)用支持對(duì)模型做適當(dāng)調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)復(fù)用數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)對(duì)象的持久存儲(chǔ)，對(duì)問題域部分做某些修改界面支持系統(tǒng)問題域部分與人機(jī)界面之間的消息傳輸,.,7,設(shè)計(jì)準(zhǔn)備保留OOA文檔復(fù)制OOA文檔，作為OOD的輸入根據(jù)需求的變化和發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤進(jìn)行修改,設(shè)計(jì)內(nèi)容與策略（本節(jié)的重點(diǎn)）針對(duì)編程語言支持能力的調(diào)整增加一般類以建立共同協(xié)議實(shí)現(xiàn)復(fù)用提高性能為實(shí)現(xiàn)對(duì)象持久存儲(chǔ)所做的修改完善對(duì)象的細(xì)節(jié)定義對(duì)象實(shí)例對(duì)輔助模型、模型規(guī)約的修改和補(bǔ)充,建立OOD文檔與OOA文檔的映射,11.3設(shè)計(jì)過程,.,8,1、按編程語言調(diào)整繼承與多態(tài)起因：OOA強(qiáng)調(diào)如實(shí)地反映問題域，OOD考慮實(shí)現(xiàn)問題，如果語言不支持多繼承或多態(tài)，就要進(jìn)行對(duì)模型調(diào)整,.,9,方法1：簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)換,（a）一般方法,或,A,C,1,1,1,1,1,1,B,A,C,B,1,A,C,B,.,10,方法2：重新定義對(duì)象類，化解多繼承,職員,學(xué)員,在職學(xué)員,人員,職員身份,學(xué)員身份,人員,1,0.1,1,0.1,職員身份,學(xué)員身份,身份,人員,1,0.2,.,11,方法3：保持分類，剝離多繼承信息,職員,學(xué)員,人員,在職學(xué)員,職員信息,學(xué)員信息,1,1,1,1,1,1,1,1,.,12,（2）取消多態(tài)性,(a),(b),多邊形,線條色線型邊數(shù)頂點(diǎn)坐標(biāo),繪圖填充,正多邊形,*頂點(diǎn)坐標(biāo),*繪圖,矩形,邊數(shù)*頂點(diǎn)坐標(biāo),*繪圖,多邊形,線條色線型,正多邊形,繪圖,矩形,頂點(diǎn)坐標(biāo),繪圖,不規(guī)則多邊形,繪圖,邊數(shù)頂點(diǎn)坐標(biāo),邊數(shù)頂點(diǎn)坐標(biāo),填充,.,13,2、增加一般類以建立共同協(xié)議增加根類：將所有的類組織在一起提供全系統(tǒng)通用的協(xié)議例：提供創(chuàng)建、刪除、復(fù)制等操作增加其他一般類：提供局部通用的協(xié)議例：提供持久存儲(chǔ)及恢復(fù)功能,.,14,B,C,E,A,屬性操作,D,F,1,*,屬性操作,屬性操作,屬性操作,屬性操作,屬性操作,例：,.,15,3、實(shí)現(xiàn)復(fù)用的設(shè)計(jì)策略,如果已存在一些可復(fù)用的類，而且這些類既有分析、設(shè)計(jì)時(shí)的定義，又有源程序，那么，復(fù)用這些類即可提高開發(fā)效率與質(zhì)量。目標(biāo)：盡可能使復(fù)用成分增多，新開發(fā)的成分減少,.,16,例：,車輛,序號(hào)顏色式樣出廠年月序號(hào)認(rèn)證,問題域部分的類,.,17,4、提高性能（1）調(diào)整對(duì)象分布,（2）縮短對(duì)象存取時(shí)間設(shè)立緩沖區(qū),甲機(jī),乙機(jī),send,call,call,send,類A,類A,類B,類C,類B,類C,甲機(jī),乙機(jī),.,18,（3）合并通訊頻繁的類,流速調(diào)節(jié)器指定流速流速調(diào)節(jié),流速探測(cè)器當(dāng)前流速流速探測(cè)取當(dāng)前流速,流速控制器指定流速當(dāng)前流速流速調(diào)節(jié)流速探測(cè),合并前,合并后,（4）增加屬性以減少重復(fù)計(jì)算,call,.,19,（5）降低算法的計(jì)算復(fù)雜性（6）細(xì)化對(duì)象的分類,二次曲線,繪圖,.,20,（7）將復(fù)雜對(duì)象化為整體-部分結(jié)構(gòu),幀,5、為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理增補(bǔ)屬性與操作在數(shù)據(jù)接口部分設(shè)計(jì)中介紹,.,21,6、完善對(duì)象的細(xì)節(jié),OOD在OOA模型基礎(chǔ)上所做的主要工作，不能用“細(xì)化”二字概括，但細(xì)化是不可缺少的（1）完善與問題域有關(guān)的屬性和操作在OOA階段允許不詳盡，OOD必須加以完善（2）解決OOA階段推遲考慮的問題，包括：因封裝原則而設(shè)立的對(duì)象操作與OOD模型其他部分有關(guān)的屬性和操作（3）設(shè)計(jì)類的每個(gè)操作必要時(shí)用流程圖或者活動(dòng)圖表示（4）設(shè)計(jì)表示關(guān)聯(lián)的屬性區(qū)分多重性的3種情況，決定屬性設(shè)置在哪一端（5）設(shè)計(jì)表示聚合的屬性區(qū)分組合與松散的聚合對(duì)于組合，用嵌套對(duì)象實(shí)現(xiàn)對(duì)于松散的聚合，采用與關(guān)聯(lián)相同的策略,.,22,7、定義對(duì)象實(shí)例,在邏輯上，一個(gè)類的對(duì)象實(shí)例是：?jiǎn)栴}域中所有可用這個(gè)類描述的實(shí)際事物在物理上，一個(gè)類的對(duì)象實(shí)例可以是：內(nèi)存中的對(duì)象變量文件的一個(gè)記錄，或數(shù)據(jù)庫表的一個(gè)元組一個(gè)類的對(duì)象實(shí)例可以分布到不同的處理機(jī)上對(duì)每一臺(tái)處理機(jī)說明在它之上創(chuàng)建的每一個(gè)（或組）內(nèi)存對(duì)象說明在它之上保存的外存對(duì)象,類的對(duì)象實(shí)例說明：處理機(jī)：,內(nèi)存對(duì)象：（n元數(shù)組）外存對(duì)象：,.,23,8、修改或補(bǔ)充輔助模型及模型規(guī)約,包圖類的增減、拆分、合并以及各個(gè)類之間關(guān)系的變化順序圖操作與消息活動(dòng)圖操作流程其他模型圖狀態(tài)機(jī)圖、定時(shí)圖、交互概覽圖、組合結(jié)構(gòu)圖模型規(guī)約類的屬性、操作及其對(duì)外關(guān)系的修改或細(xì)化,.,24,建立與OOA文檔的映射,指出OOA模型中的哪個(gè)（或哪些）類演化為OOD模型中的哪個(gè)（或哪些）類,.,25,12.1什么是人機(jī)交互部分,人機(jī)交互部分是OOD模型的外圍組成部分之一，是系統(tǒng)中負(fù)責(zé)人機(jī)交互的部分。其中所包含的對(duì)象（稱作界面對(duì)象）構(gòu)成了系統(tǒng)的人機(jī)界面?，F(xiàn)今的系統(tǒng)大多采用圖形方式的人機(jī)界面形象、直觀、易學(xué)、易用，遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝于命令行方式的人機(jī)界面，是使軟件系統(tǒng)嬴得廣大用戶的關(guān)鍵因素之一。但開發(fā)工作量大，成本高。近30年出現(xiàn)了許多支持圖形用戶界面開發(fā)的軟件系統(tǒng)，包括：窗口系統(tǒng)（如XWindow，News）；圖形用戶界面（GUI）（如OSF/Motif，OpenLook）；可視化開發(fā)環(huán)境（如VisualC+，VisualBasic，Delphi）統(tǒng)稱界面支持系統(tǒng)。人機(jī)交互部分既取決于需求，又與界面支持系統(tǒng)密切相關(guān)。,第12章人機(jī)交互部分的設(shè)計(jì),.,26,人機(jī)界面的開發(fā)不僅是設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)問題，也包括分析問題對(duì)人機(jī)交互需求的分析。人機(jī)界面的開發(fā)也不純粹是軟件問題，它還需要心理學(xué)、美學(xué)等許多其它學(xué)科的知識(shí)。把人機(jī)交互部分作為系統(tǒng)中一個(gè)獨(dú)立的組成部分進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)，有利于隔離界面支持系統(tǒng)的變化對(duì)問題域部分的影響,控制驅(qū)動(dòng)部分,問題域部分,數(shù)據(jù)接口部分,.,27,12.2人機(jī)交互部分的需求分析,對(duì)使用系統(tǒng)的人進(jìn)行分析以便設(shè)計(jì)出適合其特點(diǎn)的交互方式和界面表現(xiàn)形式對(duì)人和機(jī)器的交互過程進(jìn)行分析核心問題是人如何命令系統(tǒng)，以及系統(tǒng)如何向人提交信息,（1）分析與系統(tǒng)交互的人（參與者）人對(duì)界面的需求，不僅在于人機(jī)交互的內(nèi)容，而且在于他們對(duì)界面表現(xiàn)形式、風(fēng)格等方面的愛好。前者是客觀需求，對(duì)誰都一樣后者是主觀需求，因人而異分析工作包括列舉所有的人員參與者調(diào)查研究區(qū)分人員類型統(tǒng)計(jì)（或估算）各類人員的比例了解使用者的主觀需求,.,28,（2）從用況分析人機(jī)交互用況的構(gòu)成參與者的行為和系統(tǒng)行為按時(shí)間順序交替出現(xiàn)，左右分明。形成交叉排列的段落。每個(gè)段落至少含有一個(gè)輸入語句或輸出語句；有若干純屬參與者自身或系統(tǒng)自身的行為陳述；可能包含一些控制語句或括號(hào)。抽取方法：刪除所有與輸入、輸出無關(guān)的語句刪除不再包含任何內(nèi)容的控制語句與括號(hào)剩下的就是對(duì)一項(xiàng)功能的人機(jī)交互描述,.,29,收款輸入開始本次收款的命令；作好收款準(zhǔn)備，應(yīng)收款總數(shù)置為0，輸出提示信息；for顧客選購(gòu)的每種商品do輸入商品編號(hào)；if此種商品多于一件then輸入商品數(shù)量endif；檢索商品名稱及單價(jià)；貨架商品數(shù)減去售出數(shù)；if貨架商品數(shù)低于下限then通知供貨員請(qǐng)求上貨endif；計(jì)算本種商品總價(jià)并打印編號(hào)、名稱、數(shù)量、單價(jià)、總價(jià)；總價(jià)累加到應(yīng)收款總數(shù)；endfor；打印應(yīng)收款總數(shù)；輸入顧客交來的款數(shù)；計(jì)算應(yīng)找回的款數(shù)，打印以上兩個(gè)數(shù)目，收款數(shù)計(jì)入賬冊(cè)。（a）一個(gè)用況的例子,例：,.,30,人機(jī)交互的細(xì)化輸入的細(xì)化輸入步驟的細(xì)化輸入設(shè)備的選擇輸入信息表現(xiàn)形式的選擇輸出的細(xì)化輸出步驟的細(xì)化輸出設(shè)備的選擇輸出信息表現(xiàn)形式的選擇,輸入與輸出相比，輸入在人機(jī)交互中起到主導(dǎo)作用一次輸入，廣義地稱為對(duì)系統(tǒng)的一條“命令”,.,31,（3）分析處理異常事件的人機(jī)交互（4）命令的組織不受歡迎的命令組織方式：一條命令含有大量的參數(shù)和任選項(xiàng)系統(tǒng)有大量命令，不加任何組織和引導(dǎo),基本命令：使用一項(xiàng)獨(dú)立的系統(tǒng)功能的命令。命令步：基本命令交互過程中所包含的具體輸入步驟。高層命令：由其他若干命令組合而成，起組織和引導(dǎo)作用,命令的組織措施分解與組合分解：將一條含有許多參數(shù)和選項(xiàng)的命令分解為若干命令步組合：將基本命令組織成高層命令，從高層命令引向基本命令,.,32,（c）半序網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),（b）樹型結(jié)構(gòu),（a）線性結(jié)構(gòu),（d）一般的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),基本命令及其命令步的結(jié)構(gòu),.,33,高層命令的組織結(jié)構(gòu),.,34,（5）輸出信息的組織結(jié)構(gòu)分析兩層命令之間的輸出信息結(jié)構(gòu),.,35,12.3人機(jī)界面的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則使用簡(jiǎn)便一致性啟發(fā)性減少人腦記憶的負(fù)擔(dān)減少重復(fù)的輸入容錯(cuò)性及時(shí)反饋其它：藝術(shù)性、趣味性、風(fēng)格、視感,.,36,12.4人機(jī)界面的OO設(shè)計(jì)（1）選擇界面支持系統(tǒng)窗口系統(tǒng)：“窗口系統(tǒng)是控制位映像顯示器與輸入設(shè)備的系統(tǒng)軟件，它所管理的資源有屏幕、窗口、像素映像，色彩表、字體、光標(biāo)、圖形資源及輸入設(shè)備?！崩篠malltalk，Macintosh，XWindow圖形用戶界面（GUI）：在窗口系統(tǒng)之上提供了層次更高的界面支持功能，具有特定的視感和風(fēng)格，支持應(yīng)用系統(tǒng)界面開發(fā)的系統(tǒng)。例：OSF/Motif，OpenLook可視化編程環(huán)境：將窗口系統(tǒng)、GUI、可視化開發(fā)工具、編程語言以及類庫結(jié)合為一體的可視化開發(fā)平臺(tái)，支持用戶以“所見即所得”的方式構(gòu)造用戶界面。例：VisualC+，Delphi，VisualBasic考慮的因素：硬件、操作系統(tǒng)及編程語言，支持級(jí)別，風(fēng)格與視感,.,37,（2）根據(jù)人機(jī)交互需求選用界面元素不同的界面支持系統(tǒng)提供不同的界面元素，常用的界面元素例如：窗口、菜單、對(duì)話盒、圖符、滾動(dòng)條等系統(tǒng)的啟動(dòng)選用實(shí)現(xiàn)主界面的界面元素，如框架窗口、對(duì)話框窗口高層命令組織結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)通過界面元素的構(gòu)造層次體現(xiàn)高層命令的組織結(jié)構(gòu)例如：窗口菜單下級(jí)菜單基本命令的執(zhí)行通過高層命令引向基本命令例如：窗口菜單菜單選項(xiàng)詳細(xì)交互過程的輸入與輸出選擇適當(dāng)?shù)慕缑嬖赝瓿擅總€(gè)命令步的輸入與輸出異常命令的輸入使用支持異常命令輸入的界面功能，如鼠標(biāo)右鍵菜單,.,38,（3）用OO概念表示界面元素對(duì)象和類盡可能使用界面類庫中提供的可復(fù)用類,自定義的類,類名屬性操作,類名復(fù)用,復(fù)用類庫中的類,屬性與操作用屬性表示界面對(duì)象的靜態(tài)特征物理特征如：位置、尺寸、顏色、立體效果邏輯特征聚合、關(guān)聯(lián)用操作表示界面對(duì)象的行為例如：創(chuàng)建、激活、最大化、最小化、移動(dòng)、選中、單擊、雙擊,.,39,整體-部分結(jié)構(gòu)表示界面元素之間的構(gòu)成關(guān)系，例如：窗口與其中的菜單、按鈕、圖符、對(duì)話框、滾動(dòng)條表示界面對(duì)象在操作中的邏輯層次反映上、下兩層命令之間的關(guān)系,例：框架窗口,.,40,框架窗口,主菜單,下拉菜單,視窗,工具條,滾動(dòng)條,按鈕,1,1,1,*,1,*,1,1,1,2,1,1,1,*,.,41,一般-特殊結(jié)構(gòu)表示較一般的界面類和較特殊的界面類之間的關(guān)系自定義的類之間的一般-特殊關(guān)系用一般-特殊結(jié)構(gòu)特化可復(fù)用類,.,42,關(guān)聯(lián)表示界面類之間一個(gè)有特定意義的關(guān)系，例如：,按鈕,1,1,對(duì)話框,消息高層命令到低層命令界面對(duì)象之間的消息基本命令的執(zhí)行從界面對(duì)象向功能對(duì)象發(fā)消息信息輸出從功能對(duì)象向界面對(duì)象發(fā)消息,工具條,1,*,.,43,12.5可視化編程環(huán)境下的人機(jī)界面設(shè)計(jì)（1）問題的提出（2）所見即所得的界面開發(fā)（3）設(shè)計(jì)的必要性為實(shí)現(xiàn)提供依據(jù)為了滿足人機(jī)交互的需求，人機(jī)界面中要使用哪些界面對(duì)象？交互過程中的各項(xiàng)輸入和輸出應(yīng)由哪些界面對(duì)象完成？如何通過界面對(duì)象類之間的各種關(guān)系體現(xiàn)人機(jī)交互命令的組織結(jié)構(gòu)與層次？如何通過界面對(duì)象和功能對(duì)象之間的消息實(shí)現(xiàn)它們之間的動(dòng)態(tài)聯(lián)系？降低失敗的風(fēng)險(xiǎn)設(shè)計(jì)策略需要改進(jìn)類庫的存在以所見即所得的定義界面對(duì)象的各種物理屬性更為直接,.,44,（4）基于可視化編程環(huán)境的設(shè)計(jì)策略類的設(shè)立首先想到復(fù)用,Cdialog復(fù)用,CMysystemDig,CEdit復(fù)用,通過繼承復(fù)用,直接復(fù)用,.,45,屬性忽略物理特征，著重表示邏輯特征設(shè)計(jì)階段不必關(guān)心描述界面物理特征的屬性諸如：大小、形狀、位置、顏色、邊框、底紋、圖案式樣、三維效果等，由實(shí)現(xiàn)人員去自主處理效果更好，效率更高以主要精力定義描述界面邏輯特征的屬性表現(xiàn)命令的組織結(jié)構(gòu)的屬性、例如：菜單類的每個(gè)選項(xiàng)表示什么命令表現(xiàn)界面元素之間組成關(guān)系和關(guān)聯(lián)的屬性例如：對(duì)話框中包含哪些控件,.,46,CMysystemDigSetDlgItemText,操作顯式地表示從高層類繼承的操作,例：,CDialog復(fù)用,.,47,整體-部分結(jié)構(gòu)表現(xiàn)界面的組織結(jié)構(gòu)和命令層次通過整體-部分結(jié)構(gòu)表現(xiàn)界面對(duì)象之間的組成關(guān)系和人機(jī)交互命令的層次關(guān)系與采用其它界面支持系統(tǒng)的策略相同區(qū)分界面對(duì)象的普通屬性和它的部分對(duì)象有些組成部分被作為對(duì)象的一個(gè)普通屬性例如下拉菜單的選項(xiàng)，窗口的邊框有些組成部分則被作為一個(gè)部分對(duì)象例如對(duì)話框的一個(gè)下拉菜單或按鈕區(qū)分兩種情況的依據(jù)環(huán)境類庫有沒有給出這種組成部分的類定義,.,48,一般-特殊結(jié)構(gòu)多從可復(fù)用類直接繼承,例：,對(duì)話框復(fù)用,對(duì)話框A,對(duì)話框B,編輯框復(fù)用,按鈕復(fù)用,1,3,1,1,普通策略,2,1,對(duì)話框復(fù)用,對(duì)話框A,對(duì)話框B,編輯框復(fù)用,按鈕復(fù)用,1,1,1,5,1,1,1,3,直接繼承可復(fù)用類的策略,.,49,消息忽略自動(dòng)實(shí)現(xiàn)的消息注意需要編程實(shí)現(xiàn)的消息1、界面對(duì)象接收到一個(gè)操作事件，通過它的一個(gè)操作向處理該事件的功能對(duì)象所發(fā)送的消息。2、從功能對(duì)象向完成其輸入/輸出的界面對(duì)象發(fā)送的消息。3、其它：凡是需要通過手工編程來實(shí)現(xiàn)的消息，都要在設(shè)計(jì)中加以表示。,.,50,13.1什么是控制驅(qū)動(dòng)部分,控制驅(qū)動(dòng)部分是OOD模型的外圍組成部分之一，由系統(tǒng)中全體主動(dòng)類構(gòu)成。這些主動(dòng)類描述了整個(gè)系統(tǒng)中所有的主動(dòng)對(duì)象，每個(gè)主動(dòng)對(duì)象是系統(tǒng)中一個(gè)控制流的驅(qū)動(dòng)者?？刂屏鳎╟ontrolflow）進(jìn)程（process）和線程（thread）的總稱有多個(gè)控制流并發(fā)執(zhí)行的系統(tǒng)稱作并發(fā)系統(tǒng)（多任務(wù)系統(tǒng)）,第13章控制驅(qū)動(dòng)部分的設(shè)計(jì),.,51,為什么需要控制驅(qū)動(dòng)部分,并發(fā)行為是現(xiàn)實(shí)中固有的當(dāng)前大量的系統(tǒng)都是并發(fā)系統(tǒng)（多任務(wù)系統(tǒng)），例如：外圍設(shè)備與主機(jī)并發(fā)工作的系統(tǒng)有多個(gè)窗口進(jìn)行人機(jī)交互的系統(tǒng)多用戶系統(tǒng)多個(gè)子系統(tǒng)并發(fā)工作的系統(tǒng)單處理機(jī)上的多任務(wù)系統(tǒng)多處理機(jī)系統(tǒng)多任務(wù)的設(shè)置描述問題域固有的并發(fā)行為表達(dá)實(shí)現(xiàn)所需的設(shè)計(jì)決策隔離硬件、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)的變化對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響,.,52,13.2相關(guān)技術(shù)問題,（1）由系統(tǒng)總體方案決定的實(shí)現(xiàn)條件：計(jì)算機(jī)硬件性能、容量和CPU數(shù)目操作系統(tǒng)對(duì)并發(fā)和通訊的支持網(wǎng)絡(luò)方案網(wǎng)絡(luò)軟硬件設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、通訊速率、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等軟件體系結(jié)構(gòu)（詳后）編程語言對(duì)進(jìn)程和線程的描述能力其它商品軟件如數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、界面支持系統(tǒng)、構(gòu)件庫等對(duì)共享和并發(fā)訪問的支持,.,53,（2）軟件體系結(jié)構(gòu)抽象地說，軟件體系結(jié)構(gòu)描述了構(gòu)成系統(tǒng)的元素、這些元素之間的相互作用、指導(dǎo)其組合的模式以及對(duì)這些模式的約束MaryShaw,幾種典型的軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格管道與過濾器風(fēng)格（pipeandfilterstyle）數(shù)據(jù)抽象風(fēng)格（dataabstractionstyle）面向?qū)ο箫L(fēng)格（object-orientedstyle）隱式調(diào)用風(fēng)格（implicitinvocationstyle）層次風(fēng)格（layeredstyle）倉(cāng)庫風(fēng)格（repositorystyle）黑板風(fēng)格（blackboardstyle）解釋器模型（interpretermodel）進(jìn)程控制風(fēng)格（processcontrolstyle）客戶-服務(wù)器風(fēng)格（client-serverstyle）,.,54,主機(jī)+仿真終端體系結(jié)構(gòu)文件共享體系結(jié)構(gòu)客戶-服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)二層客戶-服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)三層客戶-服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)對(duì)等式客戶-服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)瘦客戶-服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)瀏覽器-服務(wù)器體系結(jié)構(gòu),（3）分布式系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格,.,55,進(jìn)程（process）概念出現(xiàn)之前，并發(fā)程序設(shè)計(jì)困難重重主要原因：并發(fā)行為彼此交織，理不出頭緒與時(shí)間有關(guān)的錯(cuò)誤不可重現(xiàn)進(jìn)程概念的提出使這個(gè)問題得到根本解決進(jìn)程的全稱是順序進(jìn)程（sequentialprocess），其基本思想是把并發(fā)程序分解成一些順序執(zhí)行的進(jìn)程，使得：每個(gè)進(jìn)程內(nèi)部不再包含并發(fā)行為所以叫做順序進(jìn)程，其設(shè)計(jì)避免了并發(fā)問題多個(gè)進(jìn)程之間是并發(fā)（異步）執(zhí)行的所以能夠構(gòu)成并發(fā)程序,（4）系統(tǒng)的并發(fā)性,.,56,線程（Thread）由于并行計(jì)算的需要，要求人為地在順序程序內(nèi)部定義和識(shí)別可并發(fā)執(zhí)行的單位。因此后來的操作系統(tǒng)大多支持線程概念。線程與進(jìn)程的區(qū)別：進(jìn)程既是處理機(jī)分配單位，也是存儲(chǔ)空間、設(shè)備等資源的分配單位（重量級(jí)的控制流）；線程只是處理機(jī)分配單位（輕量級(jí)的控制流）；一個(gè)進(jìn)程可以包含多個(gè)線程，也可以是單線程的。控制流是進(jìn)程和線程的總稱。,.,57,應(yīng)用系統(tǒng)的并發(fā)性從網(wǎng)絡(luò)、硬件平臺(tái)的角度看：分布在不同計(jì)算機(jī)上的進(jìn)程之間的并發(fā)在多CPU的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的進(jìn)程或線程之間的并發(fā)在一個(gè)CPU上運(yùn)行的多個(gè)進(jìn)程或線程之間的并發(fā)從應(yīng)用系統(tǒng)的需求看：需要跨地域進(jìn)行業(yè)務(wù)處理的系統(tǒng)需要同時(shí)使用多臺(tái)計(jì)算機(jī)或多個(gè)CPU進(jìn)行處理的系統(tǒng)需要同時(shí)供多個(gè)用戶或操作者使用的系統(tǒng)需要在同一時(shí)間執(zhí)行多項(xiàng)功能的系統(tǒng)需要與系統(tǒng)外部多個(gè)參與者同時(shí)進(jìn)行交互的系統(tǒng),.,58,處理應(yīng)用系統(tǒng)并發(fā)性的例子見教材節(jié)例1例7,.,59,例5：用多進(jìn)程實(shí)現(xiàn)遙感信息的輸入、處理和顯示,輸入進(jìn)程,數(shù)據(jù)處理進(jìn)程,顯示進(jìn)程,數(shù)據(jù),數(shù)據(jù),IPC,IPC,數(shù)據(jù),數(shù)據(jù),顯示屏,地面接收設(shè)備,輸入,輸出,遙感信息處理系統(tǒng),.,60,例6：用多線程實(shí)現(xiàn)遙感信息的輸入、處理和顯示,輸入線程,數(shù)據(jù)處理線程,顯示線程,數(shù)據(jù),數(shù)據(jù),數(shù)據(jù),輸入,輸出,地面接收設(shè)備,顯示屏,遙感信息處理進(jìn)程,.,61,業(yè)務(wù)處理進(jìn)程1,操作,輸入線程,數(shù)據(jù)處理線程,顯示線程,遙感信息處理進(jìn)程,數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù),數(shù)據(jù),業(yè)務(wù)處理進(jìn)程n,操作,數(shù)據(jù),IPC/RPC,例7：同時(shí)采用多進(jìn)程和多線程,.,62,13.3如何設(shè)計(jì)控制驅(qū)動(dòng)部分,（1）選擇軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格二層客戶-服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)（數(shù)據(jù)）服務(wù)器客戶機(jī)三層客戶-服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)服務(wù)器應(yīng)用服務(wù)器客戶機(jī),.,63,考慮分布方案之前，暫時(shí)將系統(tǒng)看作集中式的確定分布方案之后，將對(duì)象分布到各個(gè)處理機(jī)上以每臺(tái)處理機(jī)上的類作為一個(gè)包,（2）確定系統(tǒng)分布方案,.,64,系統(tǒng)分布包括功能分布和數(shù)據(jù)分布在面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)中都體現(xiàn)于對(duì)象分布原則：減少遠(yuǎn)程傳輸，便于管理對(duì)象分布軟件體系結(jié)構(gòu)系統(tǒng)功能在哪些結(jié)點(diǎn)提供數(shù)據(jù)在哪些結(jié)點(diǎn)長(zhǎng)期存儲(chǔ)管理，在哪些結(jié)點(diǎn)臨時(shí)使用參照用況把合作緊密的對(duì)象盡可能分布在同一結(jié)點(diǎn)追蹤消息把一個(gè)控制流經(jīng)歷的對(duì)象分布在同一結(jié)點(diǎn),.,65,分布在每個(gè)結(jié)點(diǎn)上的對(duì)象，都需要相應(yīng)的類來創(chuàng)建（1）如果一個(gè)類只需要在一個(gè)結(jié)點(diǎn)上創(chuàng)建對(duì)象實(shí)例把這個(gè)類分布在該結(jié)點(diǎn)上（2）如果一個(gè)類需要在多個(gè)結(jié)點(diǎn)上創(chuàng)建對(duì)象實(shí)例把這個(gè)類分布到每個(gè)需要?jiǎng)?chuàng)建其實(shí)例的結(jié)點(diǎn)上其中一個(gè)作為正本，其他作為副本,類的分布：根據(jù)對(duì)象分布的需要,.,66,(a)一個(gè)集中式類圖,1,*,A,B,C,D,E,F,G,*,1,服務(wù)器,H,I,J,A,B,C,D,E,F,G,*,1,(b)服務(wù)器包,1,*,副本D,H,I,J,副本A,客戶機(jī),(c)客戶機(jī)包（第一種策略）,(d)客戶機(jī)包（第二種策略）,1,*,副本D,H,I,J,客戶機(jī),call,call,call,例,.,67,13.3.3識(shí)別控制流（1）以結(jié)點(diǎn)為單位識(shí)別控制流不同結(jié)點(diǎn)上程序的并發(fā)問題已經(jīng)解決考慮在每個(gè)結(jié)點(diǎn)上運(yùn)行的程序還需要如何并發(fā)（2）從用戶需求出發(fā)認(rèn)識(shí)控制流有哪些任務(wù)必須在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上并發(fā)執(zhí)行（3）從用況認(rèn)識(shí)控制流關(guān)注描述如下三類功能的用況要求與其他功能同時(shí)執(zhí)行的功能用戶隨時(shí)要求執(zhí)行的功能處理系統(tǒng)異常事件功能（4）參照OOA模型中的主動(dòng)對(duì)象（5）為改善性能而增設(shè)的控制流高優(yōu)先級(jí)任務(wù)、低優(yōu)先級(jí)任務(wù)、緊急任務(wù)（6）實(shí)現(xiàn)并行計(jì)算的控制流（線程）（7）實(shí)現(xiàn)結(jié)點(diǎn)之間通訊的控制流（進(jìn)程）（8）對(duì)其它控制流進(jìn)行協(xié)調(diào)的控制流,.,68,13.3.4用主動(dòng)對(duì)象表示控制流,控制流是主動(dòng)對(duì)象中一個(gè)主動(dòng)操作的一次執(zhí)行。其間可能要調(diào)用其他對(duì)象的操作，后者又可能調(diào)用另外一些對(duì)象的操作，這就是一個(gè)控制流的運(yùn)行軌跡。,問題：一個(gè)主動(dòng)類可以有多個(gè)主動(dòng)操作和若干被動(dòng)操作，這種表示法不能顯式地表示哪個(gè)（哪些）操作是主動(dòng)操作。,.,69,用關(guān)鍵詞表示主動(dòng)操作,類名,進(jìn)程操作名()線程操作名()線程操作名()操作名(),active類名,進(jìn)程操作名()線程操作名()線程操作名()操作名(),.,70,顯示地表示由進(jìn)程創(chuàng)建線程,類B,線程T1,create,create,類C,線程T2,類A,進(jìn)程P,.,71,把控制驅(qū)動(dòng)部分看成一個(gè)包其中包含了系統(tǒng)中全部主動(dòng)類可以從多種觀點(diǎn)把OOD模型劃分成包,.,72,主動(dòng)對(duì)象屬于控制驅(qū)動(dòng)部分，也可以同時(shí)屬于其他部分因?yàn)镺OD模型的各個(gè)部分可以交叉例：訂單系統(tǒng)中營(yíng)業(yè)員對(duì)象可以有不同的設(shè)計(jì)方案,.,73,方案2：?jiǎn)栴}域部分和控制驅(qū)動(dòng)部分交叉,.,74,方案3：?jiǎn)栴}域部分和人機(jī)交互部分交叉,.,75,人機(jī)交互部分,數(shù)據(jù)接口部分,控制驅(qū)動(dòng)部分,問題域部分,方案4：?jiǎn)栴}域部分、人機(jī)交互部分、控制驅(qū)動(dòng)部分都交叉,active營(yíng)業(yè)員,提問：1、還有沒有其他方案？2、是否違背了隔離對(duì)問題域部分影響的初衷？,.,76,數(shù)據(jù)接口部分是OOD模型中負(fù)責(zé)與具體的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)銜接的外圍組成部分，它為系統(tǒng)中需要長(zhǎng)久存儲(chǔ)的對(duì)象提供了在選定的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與恢復(fù)的功能。,問題范圍：對(duì)象在永久性存儲(chǔ)介質(zhì)上的存儲(chǔ)只須存儲(chǔ)對(duì)象的屬性部分可能只有一部分對(duì)象需要長(zhǎng)久存儲(chǔ),11.1什么是數(shù)據(jù)接口部分,大部分實(shí)用的系統(tǒng)都要處理數(shù)據(jù)的持久存儲(chǔ)問題數(shù)據(jù)保存于永久性存儲(chǔ)介質(zhì)在數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的支持下實(shí)現(xiàn)其存儲(chǔ)、檢索和維護(hù)在面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)中，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)表現(xiàn)為對(duì)象存儲(chǔ),第14章數(shù)據(jù)接口部分的設(shè)計(jì),.,77,不同的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)：文件系統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)各有不同的數(shù)據(jù)定義方式和數(shù)據(jù)操縱方式針對(duì)不同的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，需要做不同設(shè)計(jì)根據(jù)所選用的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一些專門處理其它對(duì)象的持久存儲(chǔ)問題的對(duì)象組織成一個(gè)獨(dú)立的組成部分?jǐn)?shù)據(jù)接口部分,.,78,優(yōu)點(diǎn)：集中解決對(duì)象存儲(chǔ)問題隔離數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)對(duì)其它部分的影響選用不同的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)時(shí)，問題域部分變化較少,人機(jī)交互部分,控制驅(qū)動(dòng)部分,問題域部分,.,79,14.2數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)及其選擇,數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、檢索、管理與維護(hù)的系統(tǒng)包括文件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)兩大類文件系統(tǒng)filesystem關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)RDBMS面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)OODBMS,.,80,（一）文件系統(tǒng),通常是操作系統(tǒng)的一部分管理外存空間的文件數(shù)據(jù)提供存儲(chǔ)、檢索、更新、共享和保護(hù)等功能文件結(jié)構(gòu)物理結(jié)構(gòu)文件數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)空間的存放方法和組織關(guān)系邏輯結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)給用戶的文件結(jié)構(gòu)如流式結(jié)構(gòu)、記錄式結(jié)構(gòu)等文件系統(tǒng)提供的支持在人機(jī)界面上進(jìn)行操作的系統(tǒng)命令在程序中使用的廣義指令創(chuàng)建、刪除、打開、關(guān)閉、讀、寫、控制等編程語言可以提供更方便的文件定義與使用方式,.,81,優(yōu)點(diǎn)：廉價(jià)，容易學(xué)習(xí)和掌握，對(duì)數(shù)據(jù)類型沒有限制缺點(diǎn)：功能貧乏、低級(jí)不容易體現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的關(guān)系只能按地址或者記錄讀寫，不能按屬性進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索與更新缺少數(shù)據(jù)完整性支持?jǐn)?shù)據(jù)共享支持薄弱,文件系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn),.,82,（二）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),數(shù)據(jù)庫：長(zhǎng)期存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織、可共享的數(shù)據(jù)集合。其中的數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和儲(chǔ)存，具有較小的冗余度，較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性和易擴(kuò)展性，并可為各種用戶共享。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）：用于建立、使用和維護(hù)數(shù)據(jù)庫的軟件。它對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行統(tǒng)一的管理和控制，以保證數(shù)據(jù)庫的安全性和完整性,.,83,1、關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)RDBMS關(guān)系模型給定一組域D1，D2，Dn其笛卡爾積D1D2Dn的一個(gè)子集就是一個(gè)關(guān)系，又稱二維表基本要求：關(guān)系的每個(gè)屬性必須是原子的數(shù)據(jù)的組織：用二維表組織各類數(shù)據(jù)既可存放描述實(shí)體自身特征的數(shù)據(jù)也可存放描述實(shí)體之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)每一列稱作一個(gè)屬性每一行稱作一個(gè)元組數(shù)據(jù)的運(yùn)算：提供并、交、差等集合運(yùn)算以及選取、投影、聯(lián)結(jié)等操作,.,84,關(guān)系數(shù)據(jù)庫術(shù)語對(duì)照,.,85,2、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)OODBMS采用面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)背景：越來越多的系統(tǒng)用OO技術(shù)開發(fā)（采用OO數(shù)據(jù)模型）RDBMS的局限性（采用關(guān)系數(shù)據(jù)模型）不能直接、有效地組織和存儲(chǔ)對(duì)象數(shù)據(jù)，需要對(duì)數(shù)據(jù)模式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并提供相應(yīng)的接口因此出現(xiàn)了面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)OODBMSOODBMS的特征：是面向?qū)ο蟮模褐С謱?duì)象、類、對(duì)象標(biāo)識(shí)、對(duì)象的屬性與操作、封裝、繼承、聚合、關(guān)聯(lián)、多態(tài)等OO概念。具有數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能：數(shù)據(jù)定義與操縱語言、完整性保障、安全機(jī)制，并發(fā)控制、故障恢復(fù)、事務(wù)運(yùn)行管理、可擴(kuò)充,.,86,三種類型的OODBMS產(chǎn)品1）在OOPL基礎(chǔ)上增加數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能例如：GemStone和ObjectStore2）對(duì)RDBMS進(jìn)行擴(kuò)充，使之支持面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型并向用戶提供面向?qū)ο蟮膽?yīng)用程序接口例如：Iris和POSTGRES3）“全新的”O(jiān)ODBMS即按照面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型進(jìn)行全新的設(shè)計(jì)例如：O2和DAMOKLES目前狀況：理論和技術(shù)上都有待完善,.,87,（三）數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的選擇理論上OODBMS最適合用OO方法開發(fā)的系統(tǒng)實(shí)際上要權(quán)衡技術(shù)和非技術(shù)兩方面的因素,非技術(shù)因素與項(xiàng)目的成本、工期、風(fēng)險(xiǎn)、宏觀計(jì)劃有關(guān)的問題產(chǎn)品的成熟性和先進(jìn)性價(jià)格開發(fā)隊(duì)伍的技術(shù)背景與其它系統(tǒng)的關(guān)系,.,88,技術(shù)因素考慮各種數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)適應(yīng)哪些情況，不適應(yīng)哪些情況,文件系統(tǒng)的適應(yīng)性優(yōu)點(diǎn)：可儲(chǔ)任何類型的數(shù)據(jù)，包括具有復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)和圖形、圖象、視頻、音頻等多媒體數(shù)據(jù)。以類和對(duì)象的形式定義的數(shù)據(jù)都可以用文件存儲(chǔ)適應(yīng)：數(shù)據(jù)類型復(fù)雜，但對(duì)數(shù)據(jù)存取、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)完整性維護(hù)、故障恢復(fù)、事務(wù)處理等功能要求不高的應(yīng)用系統(tǒng)；缺點(diǎn)：操作低級(jí)；數(shù)據(jù)操縱功能貧乏；缺少數(shù)據(jù)完整性支持；缺少多用戶及多應(yīng)用共享、故障恢復(fù)、事務(wù)處理等功能不適應(yīng)：數(shù)據(jù)操縱復(fù)雜、多樣，數(shù)據(jù)共享及數(shù)完整性維護(hù)要求較高的系統(tǒng)。,.,89,關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的適應(yīng)性優(yōu)點(diǎn)：對(duì)數(shù)據(jù)存取、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)完整性維護(hù)、故障恢復(fù)、事務(wù)處理等功能提供強(qiáng)有力的支持適應(yīng)：對(duì)這些功能要求較高的應(yīng)用系統(tǒng)，以及需大量保存和管理各類實(shí)體之間關(guān)系信息的應(yīng)用系統(tǒng)問題：關(guān)系數(shù)據(jù)模型對(duì)數(shù)據(jù)模式的限制較多當(dāng)對(duì)象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜時(shí)，就不能直接地與關(guān)系數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模式相匹配，需要經(jīng)過轉(zhuǎn)換更不適合圖形、圖象、音頻、視頻等多媒體數(shù)據(jù)和經(jīng)過壓縮處理的數(shù)據(jù),文件系統(tǒng)和RDBMS的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)形成了明顯對(duì)照但是對(duì)二者的選擇卻未必互相排斥，有時(shí)它們是互補(bǔ)的。某些應(yīng)用系統(tǒng)可能同時(shí)采用RDBMS和文件系統(tǒng)，分別存儲(chǔ)各自所適合的數(shù)據(jù)。,.,90,面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的適應(yīng)性從純技術(shù)的角度看，對(duì)用OO方法開發(fā)的系統(tǒng)采用OODBMS是最合理的選擇，幾乎沒有不適合的情況。如果某些項(xiàng)目不適合，主要是由于非技術(shù)因素，而不是技術(shù)因素各種OODBMS采用的對(duì)象模型多少有些差異，與用戶選用的OOA&D方法及OOPL中的匹配程度不盡一致，功能也各有區(qū)別，對(duì)不同的應(yīng)用系統(tǒng)有不同的適應(yīng)性,.,91,14.3對(duì)象存儲(chǔ)方案和數(shù)據(jù)接口的設(shè)計(jì)策略,針對(duì)三種數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)文件系統(tǒng)RDBMSOODBMS,對(duì)象存儲(chǔ)方案如何把對(duì)象映射到數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),數(shù)據(jù)接口部分的設(shè)計(jì)策略如何設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)接口部分的對(duì)象類,分別討論,如何對(duì)問題域部分做必要的修改,.,92,（一）針對(duì)文件系統(tǒng)的設(shè)計(jì),應(yīng)用系統(tǒng),數(shù)據(jù)接口,文件系統(tǒng),對(duì)象,對(duì)象,對(duì)象,1、對(duì)象在內(nèi)存空間和文件空間的映像如何看待用文件系統(tǒng)存儲(chǔ)對(duì)象,應(yīng)用系統(tǒng)仍然是面向?qū)ο蟮?只是用文件系統(tǒng)存儲(chǔ)對(duì)象的數(shù)據(jù),.,93,從應(yīng)用系統(tǒng)的對(duì)象到文件記錄的不同映射方式,.,94,2、對(duì)象在文件中的存放策略,1）基本策略把由每個(gè)類直接定義、需要持久存儲(chǔ)的全部對(duì)象實(shí)例存放在一個(gè)文件中；每個(gè)對(duì)象實(shí)例的全部屬性作為一個(gè)存儲(chǔ)單元，占用該文件的一個(gè)記錄。,如何理解“由一個(gè)類直接定義的”對(duì)象實(shí)例,另一種策略一個(gè)結(jié)構(gòu)用一個(gè)文件浪費(fèi)空間模糊了對(duì)象分類關(guān)系使操作復(fù)雜化,.,95,2）提高檢索效率在對(duì)象和文件記錄之間建立有規(guī)律的映射關(guān)系,對(duì)象名或關(guān)鍵字呈線性規(guī)律按對(duì)象名或關(guān)鍵字的順序形成文件記錄給出對(duì)象名稱或關(guān)鍵字，快速地計(jì)算出它的存放位置對(duì)象名稱或關(guān)鍵字可以比較和排序按關(guān)鍵字順序安排記錄，檢索時(shí)采用折半查找法建立按對(duì)象名稱或者按關(guān)鍵字排序的索引表，通過該表中的記錄指針找到相應(yīng)的記錄其他措施如散列表、倒排表、二叉排序樹等等,.,96,3、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)接口部分的對(duì)象類,.,97,4、問題域部分的修改,類B,類D,問題域部分,數(shù)據(jù)接口部分,類A,類C,對(duì)象存取器,.,98,（二）針對(duì)RDBMS的設(shè)計(jì),應(yīng)用系統(tǒng),數(shù)據(jù)接口,RDBMS,對(duì)象,對(duì)象,對(duì)象,1、對(duì)象及其對(duì)數(shù)據(jù)庫的使用如何看待用RDBMS存儲(chǔ)對(duì)象,應(yīng)用系統(tǒng)仍然是面向?qū)ο蟮?只是用關(guān)系數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)對(duì)象的數(shù)據(jù),關(guān)系數(shù)據(jù)庫,.,99,從應(yīng)用系統(tǒng)的對(duì)象到數(shù)據(jù)庫表元組的不同映射方式,.,100,使用RDBMS和使用文件系統(tǒng)的不同（1）系統(tǒng)以不同方式使用數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)對(duì)象或使用其普通數(shù)據(jù)原因：數(shù)據(jù)庫的共享性,（2）可能需要數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換原因：關(guān)系數(shù)據(jù)庫對(duì)規(guī)范化的要求,對(duì)象從數(shù)據(jù)庫獲得其他數(shù)據(jù),關(guān)系數(shù)據(jù)庫,應(yīng)用系統(tǒng),對(duì)象,數(shù)據(jù)接口,對(duì)象,RDBMS,對(duì)象,對(duì)象保存與恢復(fù),.,101,2、對(duì)象在數(shù)據(jù)庫中的存放策略對(duì)象數(shù)據(jù)的規(guī)范化修改類圖確定關(guān)鍵字從類圖映射到數(shù)據(jù)庫表類表類的屬性表的屬性對(duì)象實(shí)例行對(duì)一般-特殊結(jié)構(gòu)、整體-部分結(jié)構(gòu)、關(guān)聯(lián)等OO概念的處理,.,102,第一范式（1NF）：關(guān)系（表）的每個(gè)屬性都必須是原子的。就是說，關(guān)系的每個(gè)屬性都是單值的，它不再包含內(nèi)部的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。第二范式（2NF）：如果一個(gè)關(guān)系的所有非關(guān)鍵字屬性都只能依賴整個(gè)關(guān)鍵字（而不是依賴關(guān)鍵字的一部分屬性），則該關(guān)系在第二范式中。第三范式（3NF）：如果一個(gè)關(guān)系在第二范式中，而且沒有傳遞依賴，則該關(guān)系在第三范式中。Boyce-Codd范式（BCNF）：如果一個(gè)關(guān)系的每個(gè)決定因素都是候選關(guān)鍵字，則該關(guān)系在BCNF中。第四范式（4NF）：如果一個(gè)關(guān)系在BCNF中，而且沒有多值依賴，則該關(guān)系在第四范式中。,1）對(duì)象數(shù)據(jù)的規(guī)范化關(guān)系數(shù)據(jù)庫要求存入其中的數(shù)據(jù)符合一定的規(guī)范，并且用范式衡量規(guī)范化程度的高低。,.,103,未必規(guī)范化程度越高越好規(guī)范化的代價(jià)響系統(tǒng)的可理解性，增加了多表查詢和連接操作面向?qū)ο蠓椒ㄅc關(guān)系數(shù)據(jù)庫的規(guī)范化目標(biāo)既有相違的一面，又有相符的一面,以對(duì)象為中心組織數(shù)據(jù)與操作，恰恰有助于達(dá)到第2NF、3NF、BCNF和4NF要求的條件,.,104,HOUSING（SID，Building，F(xiàn)ee）Key:SIDFunctionalDependencies:BuildingFeeSIDBuildingFee,SIDBuildingFee,例1：一個(gè)不滿足3NF的關(guān)系及其規(guī)范化,分析原因：把描述不同事物的數(shù)據(jù)組織在一起,摘自：施伯樂等譯，美DavidM.Kroenke著.數(shù)據(jù)庫處理.北京：電子工業(yè)出版社，1998,.,105,例2：一個(gè)不滿足4NF的關(guān)系及其規(guī)范化,STUDENT（SID，Major，Activity）Key:（SID，Major，Activity）SIDMajorActivity,.,106,SIDMajor,1,1,1,1,*,*,*,*,課程,學(xué)生,活動(dòng),學(xué)生-課程,學(xué)生-活動(dòng),SIDActivity,*,*,*,*,課程,學(xué)生,活動(dòng),用面向?qū)ο蠓椒ǖ玫降姆诸愑腥悓?duì)象,化解多對(duì)多關(guān)聯(lián)之后的結(jié)果,為什么多出來3個(gè)類？,.,107,用面向?qū)ο蠓椒ㄎ茨鼙苊夂瘮?shù)依賴的例子,職工,職工編號(hào)月工資所得稅,可以不通過規(guī)范化解決問題討論為什么,.,108,規(guī)范化的兩種策略保持類圖，對(duì)表規(guī)范化缺點(diǎn)是對(duì)象的存儲(chǔ)與恢復(fù)必須經(jīng)過數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換修改類圖對(duì)問題域的映射可能不像規(guī)范化之前那么直接。但是這個(gè)問題并不嚴(yán)重利大于弊采用第二種策略按規(guī)范化的要求修改類圖中的類作為問題域部分的設(shè)計(jì)內(nèi)容之一,2）修改類圖,.,109,3）確定關(guān)鍵字用較少的屬性作關(guān)鍵字，將為含關(guān)鍵字的操作帶來方便常用的技巧引入編號(hào),最終效果：經(jīng)過必要的規(guī)范化處理和關(guān)鍵字處理之后，得到一個(gè)符合數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)要求的類圖，其中每個(gè)需要映射到數(shù)據(jù)庫表的類，都滿足如下條件：至少滿足第一范式滿足所期望的更高范式有一組屬性被確定為關(guān)鍵字,.,110,4）從類圖到數(shù)據(jù)庫的映射（1）映射策略概要對(duì)每個(gè)要在數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)對(duì)象實(shí)例的類，都建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫表類的每個(gè)屬性（包括從所有祖先繼承來的屬性）都對(duì)應(yīng)表的一個(gè)屬性（列）名稱、數(shù)據(jù)類型完全相同其中一組屬性被確定為關(guān)鍵字類的每個(gè)對(duì)象實(shí)例將對(duì)應(yīng)表的一個(gè)元組（行）,.,111,（2）對(duì)OO概念的處理,對(duì)一般-特殊結(jié)構(gòu)的處理抽象類不對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫表特殊類包括自己定義的和繼承來的所有屬性,人員姓名出生年月,教職工職稱從事專業(yè),研究生學(xué)號(hào)班級(jí)攻讀專業(yè),在職研究生在職單位,例:,5個(gè)屬性,4個(gè)屬性,8個(gè)屬性,不建表,.,112,在關(guān)聯(lián)連接線一端的類中定義一個(gè)（或一組）屬性，表明另一端類的哪個(gè)對(duì)象實(shí)例與本端的對(duì)象實(shí)例相關(guān)聯(lián)該屬性（屬性組）應(yīng)該和另一端的關(guān)鍵字相同如果另一端的關(guān)鍵字包含多個(gè)屬性，本端也要定義同樣的多個(gè)屬性在對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫表中，一個(gè)表以該屬性（或?qū)傩越M）作為外鍵，另一個(gè)表以它作為主鍵，使前者的元組通過其屬性值指向后者的元組,對(duì)關(guān)聯(lián)的處理,.,113,一對(duì)多的關(guān)聯(lián)從多重性約束為“m”的一端指向多重性約束為“1”的一端,A,B,1,*,.,114,多對(duì)多的關(guān)聯(lián),A,B,*,*,.,115,多對(duì)多的關(guān)聯(lián),A,B,*,*,.,116,對(duì)象類轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)庫表的三種情況：表中只包含描述本類事物自身特征的屬性表中既包含描述本類事物自身特征的屬性，也包含作為外鍵指向另一個(gè)表的元組的屬性表中只包含作為外鍵指向其它表的元組的屬性,.,117,對(duì)整體-部分結(jié)構(gòu)的處理分為緊密、固定的方式和松散、靈活的方式二者的區(qū)別將通過數(shù)據(jù)庫表的設(shè)計(jì)體現(xiàn)出來,緊密、固定方式：把部分對(duì)象類的屬性合并到整體對(duì)象類中松散、靈活方式：整體對(duì)象類和部分對(duì)象類分別建立一個(gè)表通過外鍵表現(xiàn)整體部分關(guān)系,.,118,A,1,1,A,0.1,1,A,*,1,A,1,*,A,*,*,(a),(b),(c),(d),(e),松散方式：建立A、B兩個(gè)表A指向B,松散方式：建立A、B兩個(gè)表B指向A,松散方式：參考多對(duì)多關(guān)聯(lián)解決辦法首先解決多對(duì)多問題然后建立A、B兩個(gè)表以及新增類的表,.,119,例：多對(duì)多的整體-部分結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化,*,*,運(yùn)動(dòng)隊(duì),*,1,學(xué)生,運(yùn)動(dòng)隊(duì),1,*,隊(duì)員,學(xué)生,.,120,3、數(shù)據(jù)接口部分類的設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)一個(gè)名為“對(duì)象存取器”的對(duì)象類，它提供兩種操作“對(duì)象保存”將內(nèi)存中一個(gè)對(duì)象保存到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫表中“對(duì)象恢復(fù)”從數(shù)據(jù)庫表中找到對(duì)象所對(duì)應(yīng)的元組，把它恢復(fù)成內(nèi)存中的對(duì)象,執(zhí)行這些操作需要知道對(duì)象的下述信息：它在內(nèi)存中是哪個(gè)對(duì)象為了知道從何處取得對(duì)象數(shù)據(jù)或者把數(shù)據(jù)恢復(fù)到何處它屬于哪個(gè)類為了知道該對(duì)象應(yīng)保存在哪個(gè)數(shù)據(jù)庫表中它的關(guān)鍵字為了知道該對(duì)象對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫表的哪個(gè)元組,.,121,第一種設(shè)計(jì)方案對(duì)每個(gè)要求保存和恢復(fù)的對(duì)象類，分別設(shè)計(jì)一個(gè)“對(duì)象保存”操作和一個(gè)“對(duì)象恢復(fù)”操作,優(yōu)點(diǎn)：每個(gè)操作都很容易實(shí)現(xiàn)，通常只需要一個(gè)數(shù)據(jù)操縱語句，（例如靜態(tài)SQL語句）缺點(diǎn)：操作個(gè)數(shù)太多很難在問題部分采用統(tǒng)一的消息協(xié)議,.,122,第二種設(shè)計(jì)方案只設(shè)計(jì)一個(gè)“對(duì)象保存”操作和一個(gè)“對(duì)象恢復(fù)”操作供全系統(tǒng)所有要求保存和恢復(fù)的對(duì)象類共同使用,.,123,4、問題域部分的修改,采用第一種方案時(shí)問題域部分每個(gè)請(qǐng)求保存或恢復(fù)的類，都要使用不同的操作請(qǐng)求語句，這些請(qǐng)求只能分散到各個(gè)類中,采用第二種方案時(shí)在問題域部分設(shè)計(jì)一個(gè)高層的類，提供統(tǒng)一的協(xié)議，供各個(gè)需要在數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)其對(duì)象實(shí)例的類繼承可以做到和采用文件系統(tǒng)時(shí)的處理完全一致,.,124,采用第二種方案時(shí)修改情況和采用文件系統(tǒng)時(shí)完全一致,類B,類D,問題域部分,數(shù)據(jù)接口部分,類A,類C,對(duì)象存取器,RDBMS,關(guān)系數(shù)據(jù)庫,.,125,從應(yīng)用系統(tǒng)到數(shù)據(jù)庫，從內(nèi)存空間到外