logo

TechCodeview

Objektno usmerjena analiza in načrtovanje (OOAD)

Objektno usmerjena analiza in načrtovanje (OOAD) je metodologija programskega inženiringa, ki uporablja objektno usmerjena načela za modeliranje in načrtovanje kompleksnih sistemov. Vključuje analizo domene problema, njeno predstavitev z uporabo objektov in njihovih interakcij ter nato oblikovanje modularne in razširljive rešitve. Pomaga ustvariti sisteme, ki jih je lažje razumeti, vzdrževati in razširiti z organiziranjem funkcionalnosti v ponovno uporabne in med seboj povezane komponente.

Pomembne teme za objektno usmerjeno analizo in načrtovanje



Pomembni vidiki OOAD

Tukaj je nekaj pomembnih vidikov OOAD:

  • Objektno orientirano programiranje: Objektno usmerjeno programiranje vključuje modeliranje predmetov iz resničnega sveta kot objektov programske opreme z lastnostmi in metodami, ki predstavljajo vedenje teh objektov. OOAD uporablja ta pristop za načrtovanje in implementacijo programskih sistemov.
  • Oblikovalski vzorci: Načrtovalni vzorci so rešitve za pogoste težave pri oblikovanju programske opreme, ki jih je mogoče ponovno uporabiti. OOAD uporablja načrtovalske vzorce, da pomaga razvijalcem ustvariti bolj vzdržljive in učinkovite programske sisteme.
  • Diagrami UML: Unified Modeling Language (UML) je standardiziran zapis za ustvarjanje diagramov, ki predstavljajo različne vidike programskega sistema. OOAD uporablja diagrame UML za predstavitev različnih komponent in interakcij programskega sistema.
  • Primeri uporabe: Primeri uporabe so način opisovanja različnih načinov interakcije uporabnikov s programskim sistemom. OOAD uporablja primere uporabe, da pomaga razvijalcem razumeti zahteve sistema in oblikovati sisteme programske opreme, ki izpolnjujejo te zahteve.

Objektno usmerjena analiza

Objektno usmerjena analiza (OOA) je prva tehnična dejavnost, ki se izvaja kot del objektno orientiranega programskega inženiringa. OOA uvaja nove koncepte za raziskovanje problema. Temelji na nizu osnovnih načel, ki so naslednja:

  • Informacijska domena je modelirana:
    • Recimo, da gradite igro. OOA vam pomaga ugotoviti vse stvari, ki jih morate vedeti o svetu igre – liki, njihove značilnosti in kako medsebojno delujejo. Kot da bi naredili zemljevid vsega pomembnega.
  • Vedenje je predstavljeno:
    • OOA vam tudi pomaga razumeti, kaj bodo vaši igralni liki storili. Če znak poskoči, ko pritisnete gumb, OOA pomaga opisati to dejanje. To je kot pisanje scenarija za vsak lik.
  • Funkcija je opisana:
    • Vsak program ima posebne naloge ali dela, ki jih mora opraviti. OOA vam pomaga našteti in opisati ta delovna mesta. V naši igri so to lahko naloge, kot je premikanje likov ali vodenje rezultatov. To je kot bi naredili seznam opravil za svojo programsko opremo.
  • Podatkovni, funkcionalni in vedenjski modeli so razdeljeni, da odkrijejo več podrobnosti:
    • OOA je pameten pri razdeljevanju stvari na različne dele. Delo razdeli v tri kategorije: stvari, ki jih vaša igra pozna (na primer rezultati), stvari, ki jih vaša igra počne (na primer skakanje), in kako se stvari v vaši igri obnašajo (na primer premikanje likov). Tako je lažje razumeti.
  • Začeti preprosto, priti do podrobnosti:
    • OOA ve, da sprva samo želite razumeti celotno sliko. Torej, začne se s preprosto različico vaše igre ali programa. Kasneje dodate več podrobnosti, da bo delovalo popolno. To je kot bi skicirali hitro risbo, preden bi dodali vse barve in podrobnosti.

Zgoraj navedena načela so osnova za pristop OOA.

Objektno usmerjeno oblikovanje

V procesu razvoja objektno orientirane programske opreme se model analize, ki je prvotno oblikovan z objektno orientirano analizo (OOA), med objektno orientiranim načrtovanjem (OOD) preoblikuje. Ta razvoj je ključnega pomena, ker oblikuje model analize v podroben model zasnove, ki v bistvu služi kot načrt za izdelavo programske opreme.

Rezultat objektno usmerjenega načrtovanja ali OOD se kaže v modelu načrtovanja, za katerega je značilno več stopenj modularnosti. Ta modularnost se izraža na dva ključna načina:

  • Particioniranje podsistema:
    • Na višji ravni so glavne komponente sistema organizirane v podsisteme.
    • Ta praksa je podobna ustvarjanju modulov na sistemski ravni, ki zagotavlja strukturiran in organiziran pristop k upravljanju kompleksnosti programske opreme.
  • Enkapsulacija predmeta:
    • Bolj zrnato obliko modularnosti dosežemo z enkapsulacijo operacij manipulacije podatkov v objekte. To je tako, kot da bi določene naloge (ali operacije) in podatke, ki jih potrebujejo, dali v majhne škatle, imenovane predmeti.
    • Vsak predmet urejeno opravlja svoje delo in ohranja stvari organizirane. Torej, če ima naša igra lik, ki skače, vse stvari, ki skačejo, lepo pospravimo v predmet.
    • Kot da bi imeli škatlo za vsako nalogo, zaradi česar je vse lažje obravnavati in razumeti.

Poleg tega je kot del procesa objektno usmerjenega načrtovanja bistveno definirati posebne vidike:

  • Organizacija podatkov o atributih:
    • OOD vključuje določanje, kako so atributi podatkov organizirani znotraj predmetov. To vključuje določanje vrst podatkov, ki jih bo vseboval vsak objekt, in kako so povezani drug z drugim, kar zagotavlja skladno in učinkovito strukturo podatkov.
  • Postopkovni opis operacij:
    • OOD zahteva postopkovni opis za vsako operacijo, ki jo objekt lahko izvede. To vključuje podrobno opisovanje korakov ali procesov, vključenih v izvajanje določenih nalog, zagotavljanje jasnosti in natančnosti pri izvajanju funkcionalnosti.

Spodnji diagram prikazuje načrtovalsko piramido za objektno usmerjene sisteme. Ima naslednje štiri plasti.

  1. Plast podsistema: Predstavlja podsistem, ki programski opremi omogoča doseganje zahtev uporabnikov in implementacijo tehničnih okvirov, ki ustrezajo potrebam uporabnikov.
  2. Plast razreda in objekta: Predstavlja hierarhije razredov, ki sistemu omogočajo razvoj z uporabo generalizacije in specializacije. Ta plast predstavlja tudi vsak predmet.
  3. Sloj sporočila: Ta plast se ukvarja s tem, kako predmeti medsebojno delujejo. Vključuje sporočila, poslana med objekti, klice metod in tok nadzora znotraj sistema.
  4. Plast odgovornosti: Osredotoča se na odgovornosti posameznih objektov. To vključuje definiranje vedenja vsakega razreda, določanje, za kaj je vsak objekt odgovoren in kako se odziva na sporočila.

Prednosti objektno usmerjene analize in oblikovanja (OOAD)

  • Izboljšana modularnost: OOAD spodbuja ustvarjanje majhnih predmetov za večkratno uporabo, ki jih je mogoče združiti v bolj zapletene sisteme, s čimer se izboljša modularnost in vzdržljivost programske opreme.
  • Boljša abstrakcija: OOAD zagotavlja visokonivojsko, abstraktno predstavitev sistema programske opreme, kar olajša razumevanje in vzdrževanje.
  • Izboljšana ponovna uporaba: OOAD spodbuja ponovno uporabo predmetov in objektno usmerjenih načrtovalskih vzorcev, s čimer zmanjša količino kode, ki jo je treba napisati, in izboljša kakovost in doslednost programske opreme.
  • Izboljšana komunikacija: OOAD ponuja skupno besedišče in metodologijo za razvijalce programske opreme, s čimer izboljšuje komunikacijo in sodelovanje znotraj skupin.
  • Ponovna uporabnost: OOAD poudarja uporabo komponent za večkratno uporabo in oblikovalskih vzorcev, ki lahko prihranijo čas in trud pri razvoju programske opreme z zmanjšanjem potrebe po ustvarjanju nove kode iz nič.
  • Razširljivost: OOAD lahko razvijalcem pomaga oblikovati sisteme programske opreme, ki so razširljivi in ​​lahko obvladujejo spremembe v povpraševanju uporabnikov in poslovnih zahtevah skozi čas.
  • Vzdrževanje: OOAD poudarja modularno zasnovo in lahko razvijalcem pomaga ustvariti programske sisteme, ki jih je lažje vzdrževati in sčasoma posodabljati.
  • Prilagodljivost: OOAD lahko pomaga razvijalcem oblikovati programske sisteme, ki so prilagodljivi in ​​se lahko prilagajajo spreminjajočim se poslovnim zahtevam skozi čas.
  • Izboljšana kakovost programske opreme: OOAD poudarja uporabo enkapsulacije, dedovanja in polimorfizma, kar lahko privede do sistemov programske opreme, ki so bolj zanesljivi, varni in učinkoviti.

Izzivi objektno usmerjene analize in oblikovanja (OOAD)

  • Kompleksnost: OOAD lahko dodatno zaplete sistem programske opreme, saj je treba objekte in njihove odnose skrbno modelirati in upravljati.
  • režijski stroški: OOAD lahko povzroči dodatne stroške, saj je treba objekte instancirati, upravljati in z njimi komunicirati, kar lahko upočasni delovanje programske opreme.
  • Strma krivulja učenja: OOAD ima lahko strmo krivuljo učenja za nove razvijalce programske opreme, saj zahteva dobro razumevanje konceptov in tehnik OOP.
  • Kompleksnost: OOAD je lahko zapleten in lahko zahteva veliko strokovnega znanja za učinkovito izvajanje. Razvijalcem začetnikom bo morda težko razumeti in uporabiti načela OOAD.
  • Zamudno: OOAD je lahko dolgotrajen proces, ki vključuje veliko vnaprejšnjega načrtovanja in dokumentacije. To lahko privede do daljših razvojnih časov in višjih stroškov.
  • Trdnost: Ko je sistem programske opreme zasnovan z uporabo OOAD, je lahko težko izvesti spremembe brez znatnega časa in stroškov. To je lahko pomanjkljivost v hitro spreminjajočih se okoljih, kjer lahko nove tehnologije ali poslovne zahteve zahtevajo pogoste spremembe sistema.
  • Cena: OOAD je lahko dražji od drugih metodologij programskega inženiringa zaradi zahtevanega vnaprejšnjega načrtovanja in dokumentacije.

Realne aplikacije objektno usmerjene analize in oblikovanja (OOAD)

Objektno usmerjena analiza in načrtovanje (OOAD) se široko uporablja v različnih panogah za izboljšanje procesov razvoja programske opreme, izboljšanje vzdržljivosti in spodbujanje ponovne uporabe kode. Tukaj je nekaj resničnih aplikacij OOAD:

  1. Finančni sistemi: Bančna programska oprema: OOAD se pogosto uporablja v bančnih sistemih za modeliranje kompleksnih finančnih struktur, transakcij in interakcij s strankami. Modularna in razširljiva narava OOAD pomaga pri oblikovanju prilagodljivih in robustnih bančnih aplikacij.
  2. Zdravstveni sistemi: Sistemi elektronskih zdravstvenih kartotek (EHR): OOAD se uporablja za modeliranje podatkov o pacientih, zdravstvenih kartotek in zdravstvenih tokov dela. Objektno usmerjena načela omogočajo ustvarjanje modularnih in prilagodljivih zdravstvenih aplikacij, ki se lahko razvijajo s spreminjajočimi se zahtevami.
  3. Letalstvo in obramba: Sistemi za krmiljenje leta: OOAD je ključnega pomena pri oblikovanju sistemov za nadzor letenja za letala. Pomaga modelirati interakcije med različnimi komponentami, kot so navigacijski sistemi, senzorji in krmilne površine, ter zagotavlja varnost in zanesljivost.
  4. Telekomunikacije: Telekomunikacijski sistemi obračunavanja: OOAD se uporablja za modeliranje in načrtovanje sistemov obračunavanja v telekomunikacijski industriji. Omogoča predstavitev zapletenih pravil obračunavanja, naročniških načrtov in podatkov o strankah na modularen in razširljiv način.
  5. E-trgovina: Platforme za spletno nakupovanje: OOAD se pogosto uporablja pri razvoju sistemov e-trgovine. Pomaga modelirati kataloge izdelkov, uporabniške profile, nakupovalne vozičke in plačilne procese, kar olajša vzdrževanje in razširitev funkcionalnosti platforme.