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1 第 章 系 统 开 发 方 法 管 理 信 息 系 统 开 发 的 效 率 质 量 成 本 及 用 户 的 满 意 程 度, 除 了 管 理 技 术 等 因 素 外, 还 与 系 统 开 发 方 法 密 切 相 关 管 理 信 息 系 统 从 产 生 到 现 在 已 经 发 展 了 许 多 开 发 方 法, 这 些 开 发 方 法 各 自 遵 循 一 定 的 基 本 思 想, 适 用 于 一 定 的 范 围, 解 决 问 题 的 出 发 点 和 侧 重 点 也 各 不 相 同 但 是, 无 论 采 用 何 种 开 发 方 法, 都 必 须 实 现 两 个 基 本 的 目 标 : 一 是 提 高 系 统 开 发 的 效 率, 二 是 提 高 系 统 的 质 量 随 着 技 术 的 进 步, 管 理 工 作 要 求 的 提 高, 管 理 信 息 系 统 的 开 发 方 法 也 在 不 断 地 丰 富 和 完 善, 新 的 开 发 方 法 也 会 不 断 出 现 3. 1 系 统 开 发 方 法 概 述 管 理 信 息 系 统 中 常 用 的 开 发 方 法 有 结 构 化 方 法 面 向 对 象 方 法 等 各 种 方 法 各 有 其 优 缺 点, 适 应 于 不 同 的 场 合, 它 们 在 管 理 信 息 系 统 领 域 相 互 促 进, 构 成 一 个 多 元 化 的 世 界 系 统 开 发 方 法 学 系 统 开 发 方 法 学 (Methodology) 是 一 组 思 路 规 范 过 程 技 术 环 境 和 工 具 的 集 成 好 的 系 统 开 发 方 法 学 应 该 能 够 为 管 理 信 息 系 统 的 开 发 过 程 提 供 一 整 套 提 高 效 率 的 途 径 和 措 施 系 统 开 发 方 法 学 是 包 含 具 体 的 方 法 与 技 术 的 思 想 体 系, 任 何 一 种 系 统 开 发 方 法 学 都 应 该 支 持 系 统 开 发 生 命 周 期 的 每 一 个 阶 段, 是 对 整 个 系 统 开 发 生 命 周 期 的 一 种 综 合 的 详 细 的 描 述 系 统 开 发 方 法 学 需 要 技 术 的 支 持, 一 种 方 法 学 通 常 是 几 种 技 术 的 综 合 1. 典 型 的 信 息 系 统 方 法 学 管 理 信 息 系 统 实 质 上 是 实 际 业 务 系 统 的 一 种 计 算 机 模 型, 因 此, 管 理 信 息 系 统 的 开 发 实 际 上 就 是 要 建 立 业 务 系 统 与 计 算 机 模 型 系 统 之 间 的 映 射 关 系 从 不 同 的 角 度 建 立 不 同 的 映 射 关 系, 就 形 成 了 不 同 的 开 发 方 法 学 如 传 统 的 结 构 化 方 法 是 从 业 务 过 程 或 功 能 的 角 度 建 立 两 者 之 间 的 对 应 关 系 ; 而 面 向 对 象 方 法 则 从 将 过 程 与 数 据 封 装 为 一 个 整 体 对 象 的 角 度 建 立 两 者 之 间 的 对 应 关 系 不 同 方 法 的 不 同 之 处 主 要 体 现 在 两 个 方 面

2 3. 1 系 统 开 发 方 法 概 述 53 (1 ) 对 问 题 空 间 和 求 解 空 间 的 结 构 描 述 方 法 不 同 这 种 结 构 主 要 体 现 在 两 个 方 面 : 一 是 构 成 系 统 的 基 本 要 素 不 同 例 如, 结 构 化 方 法 认 为 组 成 系 统 的 基 本 要 素 是 过 程 ( 模 块 ); 面 向 对 象 方 法 认 为 组 成 系 统 的 基 本 要 素 为 对 象 ( 参 见 图 3-1 ) 二 是 系 统 要 素 之 间 的 联 系 方 式 不 同 结 构 化 方 法 是 按 自 顶 向 下, 逐 步 求 精 的 方 法 来 描 述 问 题 空 间 和 求 解 空 间 的, 系 统 基 本 要 素 ( 即 模 块 ) 之 间 是 一 种 调 用 关 系 ; 面 向 对 象 方 法 则 是 一 种 归 纳 演 绎 的 过 程, 即 由 特 殊 ( 通 过 抽 象 ) 归 纳 为 一 般, 一 般 ( 通 过 继 承 ) 演 绎 到 特 殊, 因 此, 面 向 对 象 方 法 一 般 是 通 过 自 底 向 上 的 方 法 来 归 纳 描 述 问 题 空 间 的, 该 方 法 认 为 构 成 系 统 要 素 的 对 象 / 类 之 间 的 关 系 有 静 态 联 系 和 动 态 联 系 两 种, 其 中 静 态 联 系 方 式 包 括 : 泛 化 特 化 关 系 整 体 部 分 关 系 关 联 关 系 ; 而 动 态 联 系 方 式 则 通 过 消 息 传 递 来 实 现 图 3-1 不 同 开 发 方 法 的 问 题 分 解 (2 ) 映 射 的 构 造 方 法 不 同 一 种 普 遍 受 欢 迎 的 系 统 开 发 方 法 学 的 根 本 优 势 就 在 于 所 建 立 的 映 射 是 一 个 同 构 关 系 (Isomorphism), 通 过 同 构 关 系, 使 问 题 空 间 与 求 解 空 间 之 间 保 持 结 构 上 的 一 致 同 构 关 系 的 实 质 是 尽 可 能 接 近 人 类 的 思 维 方 式 管 理 信 息 系 统 的 开 发 过 程 可 以 理 解 为 一 种 对 话 过 程, 这 种 对 话 是 在 问 题 空 间 ( 即 业 务 系 统 领 域 ) 与 求 解 空 间 ( 即 计 算 机 领 域 ) 之 间 进 行 的 而 计 算 机 领 域 中 所 使 用 的 语 言 仍 然 是 二 进 制 语 言 要 把 各 式 各 样 的 问 题 领 域 的 语 言 转 换 ( 即 映 射 ) 成 二 进 制 语 言 在 今 天 看 来 仍 然 是 一 件 非 常 困 难 的 事 情 上 述 两 个 领 域 空 间 之 间 的 语 言 沟 通 问 题 仍 是 困 惑 系 统 开 发 人 员 的 一 个 大 问 题 在 实 际 进 行 系 统 开 发 时, 选 择 哪 种 方 法 来 开 发, 则 主 要 取 决 于 该 管 理 信 息 系 统 的 哪 个 基 本 特 征 占 主 导 地 位 如 果 一 个 管 理 信 息 系 统 的 功 能 特 征 占 主 导 地 位, 则 适 合 用 结 构 化 方 法 进 行 系 统 开 发 ; 如 果 一 个 管 理 信 息 系 统 的 行 为 特 征 占 主 导 地 位, 则 适 合 用 面 向 对 象 方 法 进 行 系 统 开 发 2. 人 类 思 维 方 式 与 方 法 论 任 何 一 种 具 有 较 强 生 命 力 的 方 法 学 的 产 生 都 是 与 人 类 认 识 世 界 的 思 维 方 式 密 不 可 分 的 计 算 机 技 术 50 多 年 来 的 发 展 已 经 充 分 证 明 : 一 种 方 法 或 技 术, 其 认 识 和 处 理 问 题 的 方 式 越 是 接 近 于 人 类 认 识 世 界 的 思 维 方 式, 则 该 方 法 就 越 具 生 命 力 结 构 化 方 法 的 实 质 是 自 顶 向 下, 逐 步 求 精 因 此, 该 方 法 体 现 了 从 整 体 到 局 部, 分 而 治 之 的 思 维 方 式

3 54 第 3 章 系 统 开 发 方 法 面 向 对 象 方 法 的 实 质 是 自 底 向 上, 先 归 纳 后 演 绎 因 此, 该 方 法 体 现 了 由 特 殊 到 一 般, 由 一 般 到 特 殊 的 思 维 方 式 该 方 法 近 年 来 越 来 越 受 到 人 们 的 重 视, 主 要 原 因 就 在 于 该 方 法 处 理 问 题 的 方 式 较 结 构 化 方 法 更 接 近 于 人 类 认 识 客 观 世 界 的 思 维 方 式 结 构 化 方 法 结 构 化 方 法 (Structured Method) 又 称 为 面 向 过 程 的 方 法 数 据 流 建 模 方 法, 是 一 种 应 用 广 泛 技 术 成 熟 的 系 统 开 发 方 法 1. 结 构 化 方 法 的 基 本 概 念 结 构 化 方 法 采 用 结 构 化 的 思 想 系 统 工 程 的 观 点 和 工 程 化 的 方 法, 按 照 自 顶 向 下, 逐 步 求 精 的 原 则, 从 全 局 出 发, 全 面 规 划 分 析, 从 而 确 定 简 明 的 易 于 导 向 的 系 统 方 式, 是 管 理 信 息 系 统 的 主 流 方 法 结 构 化 方 法 首 先 将 整 个 系 统 的 开 发 过 程 按 照 生 命 周 期 划 分 为 系 统 规 划 系 统 分 析 系 统 设 计 系 统 实 施 和 系 统 运 行 管 理 与 评 价 等 几 个 相 对 独 立 的 开 发 阶 段 然 后, 在 系 统 规 划 系 统 分 析 系 统 设 计 各 阶 段, 都 遵 循 自 顶 向 下 的 原 则, 进 行 系 统 的 结 构 化 划 分 从 最 顶 层 的 管 理 业 务 调 查 开 始, 直 至 最 底 层 业 务, 从 系 统 的 整 体 方 案 分 析 和 设 计 出 发, 先 优 化 整 体 的 逻 辑 或 物 理 结 构, 后 优 化 局 部 的 逻 辑 或 物 理 结 构 最 后, 在 系 统 实 施 阶 段, 遵 循 自 底 向 上 的 原 则, 从 最 底 层 的 模 块 编 程 开 始, 逐 步 组 合 和 调 试, 由 此 完 成 整 个 系 统 的 开 发 结 构 化 方 法 的 代 表 性 方 法 有 : (1 )Yourdon Constantine 方 法 该 方 法 采 用 的 过 程 分 析 工 具 是 DFD, 它 是 根 据 数 据 流 程 图 导 出 比 较 理 想 的 软 件 结 构 的 一 种 方 法 在 该 方 法 中, 软 件 结 构 是 用 倒 树 结 构 来 描 述 的, 这 种 倒 树 结 构 称 之 为 结 构 图 (Structure Chart) (2 )Warnier / Orr 方 法 该 方 法 是 一 种 面 向 数 据 结 构 的 方 法, 通 过 输 入 数 据 和 输 出 数 据 的 内 容 来 导 出 软 件 结 构 在 该 方 法 中, 软 件 结 构 用 一 系 列 自 左 向 右 的 大 括 号 来 描 述 (3 )Jackson 方 法 该 方 法 的 基 本 原 理 与 Warnier / Orr 方 法 类 似, 也 是 一 种 典 型 的 面 向 数 据 结 构 的 方 法, 它 根 据 输 入 数 据 和 输 出 数 据 之 间 的 对 应 关 系 来 建 造 软 件 结 构 该 方 法 在 欧 洲 十 分 流 行 与 Yourdon Constantine 方 法 类 似, 它 也 是 采 用 倒 树 结 构 来 描 述 软 件 结 构 的 2. 结 构 化 方 法 的 优 点 与 缺 陷 结 构 化 方 法 强 调 严 格 按 照 系 统 开 发 的 生 命 周 期 进 行 新 系 统 开 发, 适 合 于 大 型 系 统 的 开 发 该 方 法 具 有 以 下 优 点 : (1 ) 严 格 区 分 系 统 开 发 的 阶 段 性 每 个 阶 段 都 明 确 对 应 的 目 标 和 任 务, 每 个 阶 段 又 进 一 步 分 为 若 干 具 体 步 骤, 系 统 开 发 有 序 进 行, 便 于 管 理 和 控 制, 每 个 阶 段 开 始 于 前 一 阶 段 的 成 果, 又 以 本 阶 段 的 成 果 标 志 该 阶 段 工 作 的 结 束, 前 后 衔 接, 准 确 性 高 (2 ) 强 调 系 统 开 发 过 程 的 整 体 性 和 全 局 性 从 全 局 的 观 点 出 发 进 行 系 统 的 分 析 与 设 计, 保 证 系 统 总 体 结 构 的 合 理 性 系 统 内 数 据 信 息 的 完 整 性 与 一 致 性 以 及 各 子 系 统 之 间 的 有 机 联 系 ; 采 用 模 块 化 设 计 技 术 进 行 具 体 的 程 序 和 功 能 模 块 的 编 程 与 调 试, 逐 步 组 合 实 现 整 个 系 统, 使 复 杂 的 系 统 开 发 工 作 简 单 化 (3 ) 遵 循 用 户 至 上 原 则 面 向 用 户, 充 分 了 解 用 户 的 需 求, 详 细 调 查, 努 力 掌 握 系 统 的 实 际 业 务 处 理 过 程 各 个 具 体 环 节, 通 过 研 究 分 析, 制 定 科 学 合 理 的 新 系 统 开 发 方 案

4 3. 1 系 统 开 发 方 法 概 述 55 (4 ) 系 统 开 发 过 程 工 程 化, 文 档 资 料 标 准 化 阶 段 性 成 果 采 用 标 准 化 规 范 化 的 格 式 和 术 语 图 表 等 形 式 组 织 文 档, 便 于 系 统 开 发 人 员 和 用 户 的 交 流 但 不 可 否 认 结 构 化 方 法 也 存 在 自 身 缺 陷 : (1 ) 系 统 开 发 周 期 长 由 于 系 统 开 发 过 程 中 附 带 每 个 阶 段 的 中 间 结 果 总 结, 必 然 导 致 延 长 系 统 的 开 发 时 间, 而 可 能 因 为 开 发 周 期 内 管 理 理 念 和 计 算 机 技 术 的 发 展 与 更 新 系 统 环 境 的 变 化 等, 造 成 刚 建 立 的 新 系 统 迅 速 变 得 落 后 和 陈 旧, 缩 短 系 统 的 使 用 寿 命 (2 ) 要 求 在 开 发 之 初 全 面 认 识 系 统 的 信 息 需 求, 充 分 预 料 各 种 可 能 发 生 的 变 化, 这 并 不 是 十 分 现 实 的 往 往 许 多 系 统 的 建 设, 是 在 开 发 过 程 中 逐 步 明 确 和 完 善 的, 对 于 侧 重 于 辅 助 决 策 的 管 理 信 息 系 统 的 开 发 更 是 如 此 (3 ) 用 户 参 与 系 统 开 发 的 积 极 性 没 有 被 充 分 调 动, 造 成 系 统 交 接 过 程 不 平 稳, 系 统 运 行 维 护 管 理 难 度 加 大 面 向 对 象 方 法 面 向 对 象 方 法 (Object Oriented Method) 是 面 向 过 程 技 术 和 面 向 数 据 技 术 相 结 合 的 产 物 在 此 以 前 的 一 些 开 发 方 法, 要 么 只 能 是 单 纯 地 反 映 管 理 功 能 的 结 构 状 况, 要 么 只 是 侧 重 反 映 事 物 的 信 息 特 征 和 信 息 流 程, 而 面 向 对 象 的 方 法 把 数 据 和 过 程 包 装 成 为 对 象, 以 对 象 为 基 础 对 信 息 系 统 进 行 处 理, 因 此 它 是 一 种 综 合 性 的 开 发 方 法, 也 是 目 前 讨 论 研 究 的 热 点 1. 面 向 对 象 方 法 的 基 本 原 理 客 观 世 界 是 由 万 事 万 物 组 成 的, 而 客 观 世 界 中 任 何 具 体 的 事 物 反 映 在 人 脑 中 便 是 抽 象 的 概 念 我 们 把 客 观 世 界 中 的 每 一 个 事 物 或 人 脑 ( 即 人 的 主 观 世 界 ) 中 的 每 一 个 概 念 都 看 作 是 一 个 一 个 的 个 体, 把 这 些 个 体 直 接 映 射 到 计 算 机 世 界 中 就 是 面 向 对 象 方 法 中 的 一 个 个 对 象 (Object) 因 此, 面 向 对 象 方 法 中 的 对 象 和 客 观 世 界 中 的 每 一 个 具 体 事 物 或 人 的 主 观 世 界 中 的 每 一 个 抽 象 的 概 念 是 一 一 对 应 的 所 谓 面 向 对 象 的 思 想 是 直 接 面 对 现 实 世 界 ( 包 括 客 观 世 界 和 主 观 世 界 ) 的 思 想 大 千 世 界 可 以 抽 象 为 由 各 种 层 次 具 有 各 种 属 性 彼 此 相 互 联 系 又 相 互 作 用 的 一 系 列 对 象 构 成 的 一 个 复 杂 的 体 系 结 构 按 照 面 向 对 象 方 法 的 观 点, 对 象 则 是 这 个 体 系 结 构 的 基 本 元 素, 因 而 对 象 也 就 成 为 用 面 向 对 象 方 法 分 析 问 题 和 解 决 问 题 的 核 心, 它 也 是 面 向 对 象 方 法 中 最 重 要 最 基 本 的 概 念 面 向 对 象 方 法 的 基 本 原 理 就 是 按 照 人 类 自 己 认 识 客 观 世 界 的 一 般 方 法 和 一 般 思 维 方 式 去 分 析 问 题 和 解 决 问 题 即 面 向 对 象 方 法 直 接 反 映 了 人 们 对 客 观 世 界 的 认 知 模 式 人 类 认 识 客 观 世 界 有 两 个 基 本 过 程, 一 个 是 从 特 殊 到 一 般 的 归 纳 过 程, 另 一 个 是 从 一 般 到 特 殊 的 演 绎 过 程 这 两 个 过 程 在 面 向 对 象 方 法 中 都 得 到 了 充 分 的 体 现 在 面 向 对 象 方 法 中, 除 了 引 入 对 象 这 一 最 基 本 的 概 念 之 外, 还 引 入 了 对 象 类 (Class) 和 类 继 承 (Inheritance) 两 个 基 本 概 念 对 象 对 象 类 和 类 继 承 也 就 是 数 据 抽 象 抽 象 数 据 类 型 和 类 型 继 承, 是 面 向 对 象 的 三 大 要 素, 用 公 式 表 示 就 是 : 面 向 对 象 = 对 象 + 对 象 类 + 类 继 承 对 象 支 持 仅 仅 是 面 向 对 象 方 法 的 必 要 条 件, 还 必 须 有 对 对 象 集 合 进 行 管 理 的 机 制, 对 象 对 象 类 和 类 继 承 三 者 一 起 构 成 了 面 向 对 象 方 法 的 充 分 必 要 条 件 面 向 对 象 方 法 首 先 是 基 于 对 象 的, 对 象 又 是 具 有 类 的, 类 又 具 有 继 承 性, 这 样 的 语 言 称 为 面

5 56 第 3 章 系 统 开 发 方 法 向 对 象 的 程 序 设 计 语 言 这 些 基 本 概 念 的 引 入 正 是 和 现 实 世 界 中 的 实 际 问 题 以 及 人 们 对 这 些 问 题 的 认 知 过 程 相 对 应 的 首 先 把 实 际 问 题 中 的 个 体 当 作 面 向 对 象 方 法 中 的 对 象, 进 而 对 每 一 个 个 体 的 属 性 分 析 归 纳, 抽 象 出 它 们 的 共 性, 并 进 行 分 类, 这 样 就 构 成 了 对 象 类 对 象 类 的 构 成 过 程 便 是 人 们 对 事 物 从 特 殊 到 一 般 的 归 纳 抽 象 过 程 反 之, 任 何 一 个 具 体 的 个 体 必 然 具 有 它 同 类 的 一 般 属 性, 即 类 属 性, 因 此, 类 继 承 性 的 构 成 过 程 正 反 映 了 个 体 之 间 从 总 体 到 部 分 从 一 般 到 特 殊 的 演 绎 过 程 不 同 对 象 即 不 同 个 体 之 间 都 有 一 定 的 联 系 在 面 向 对 象 方 法 中 通 过 消 息 传 递 的 形 式 实 现 个 体 之 间 的 通 信 联 系, 不 同 对 象 个 体 之 间 都 是 相 互 作 用 的 每 一 个 个 体 都 有 各 自 的 内 部 状 态 和 运 动 规 律, 它 们 的 状 态 改 变 是 通 过 其 他 个 体 的 作 用, 可 实 施 的 操 作 来 实 现 的 面 向 对 象 方 法 中 的 方 法 就 是 改 变 对 象 状 态 操 作 和 实 现 操 作 的 一 些 算 法, 它 体 现 了 解 决 问 题 得 到 最 后 结 果 的 过 程 总 之, 正 是 由 于 对 象 对 象 类 以 及 类 继 承 等 概 念 的 引 入, 才 建 立 了 一 套 适 合 人 们 一 般 思 维 方 法 的 程 序 模 式 和 问 题 域 的 模 型 所 以, 面 向 对 象 方 法 和 认 知 科 学 是 密 不 可 分 的 面 向 对 象 思 想 如 同 人 们 的 主 观 世 界 是 客 观 世 界 在 人 们 头 脑 中 的 反 映 一 样, 它 是 现 实 世 界 在 计 算 机 世 界 的 直 接 映 射 面 向 对 象 思 想 是 人 类 认 知 过 程 的 计 算 机 模 拟, 是 对 面 向 对 象 方 法 本 质 的 概 括 2. 面 向 对 象 方 法 的 特 点 使 用 面 向 对 象 方 法 会 使 软 件 开 发 周 期 变 短, 开 发 的 软 件 使 用 周 期 变 长, 最 终 导 致 开 发 费 用 降 低 面 向 对 象 方 法 成 功 的 关 键 在 于 它 的 设 计 方 法 分 析 问 题 的 起 点 以 及 整 个 设 计 的 过 程 面 向 对 象 方 法 的 特 点 有 : 从 应 用 设 计 到 解 决 问 题 的 方 案 更 加 抽 象 化, 而 且 具 有 极 强 的 对 应 性 ; 在 设 计 中 容 易 与 客 户 沟 通 ; 把 信 息 和 操 作 封 装 到 对 象 里 去 ; 设 计 中 产 生 各 式 各 样 的 部 件, 然 后 由 部 件 组 成 构 架, 乃 至 整 个 程 序 ; 由 面 向 对 象 设 计 出 来 的 应 用 程 序 具 有 易 重 复 使 用 易 改 进 易 维 护 和 易 扩 充 的 特 性 尽 管 面 向 对 象 方 法 研 究 是 当 前 的 热 点, 但 是 其 应 用 还 局 限 于 面 向 对 象 程 序 设 计 方 面, 对 于 面 向 对 象 的 分 析 和 面 向 对 象 的 设 计 在 实 际 系 统 开 发 应 用 中 还 有 相 当 多 的 问 题, 例 如 如 何 构 造 对 象 等 3. 典 型 的 面 向 对 象 方 法 20 世 纪 80 年 代 末 以 来, 随 着 面 向 对 象 技 术 成 为 研 究 热 点, 出 现 了 许 多 支 持 系 统 开 发 的 面 向 对 象 方 法 其 中 Coad Yourdon 方 法 对 象 模 型 技 术 面 向 对 象 软 件 工 程 Booch 方 法 等 得 到 广 泛 的 认 可 (1 )Coad Yourdon 方 法 其 开 发 步 骤 由 面 向 对 象 分 析 面 向 对 象 设 计 和 面 向 对 象 实 现 所 组 成, 其 特 点 是 概 念 清 晰, 简 单 易 学 面 向 对 象 分 析 (Object Oriented Analysis,OOA) 方 法 主 要 包 括 : 分 析 发 现 对 象 ; 定 义 它 们 的 类, 然 后 建 立 类 之 间 的 关 系 ; 找 出 重 用 类, 最 后 用 重 用 类 的 实 例 对 象 构 造 系 统 框 架 这 种 方 法 通 过 对 问 题 空 间 的 若 干 实 例 进 行 抽 象, 将 外 部 实 体 的 静 态 特 性 和 动 态 行 为 定 义 为 描 述 对 象 的 属 性 和 服 务, 实 现 了 系 统 问 题 空 间 与 解 空 间 之 间 分 析 表 达 的 一 致 性 以 及 两 个 空 间 之 间 映 射 的 同 态 性, 从 而 满 足 系 统 对 适 应 需 求 变 化 的 稳 定 性 面 向 对 象 分 析 可 以 按 照 以 下 步 骤 来 进 行 : 标 识 对 象 标 识 结 构 标 识 主 题 定 义 属 性 定 义 方 法 面 向 对 象 设 计 (Object Oriented Design,OOD) 包 括 了 问 题 域 人 机 交 互 任 务 管 理 和 数 据 管 理 等 4 个 部 分 的 设 计 从 OOA 到 OOD 不 存 在 转 换 问 题, 而 是 同 一 种 表 示 方 法 在 不 同 范 围 的 运 用

6 3. 1 系 统 开 发 方 法 概 述 57 OOD 也 不 是 OOA 的 细 化, 它 的 问 题 域 部 分 是 直 接 针 对 OOA 模 型 实 现 的 要 求 进 行 必 要 的 增 补 和 调 整, 例 如, 需 要 对 类 结 构 属 性 及 方 法 进 行 分 解 和 重 组 这 种 分 解 是 根 据 一 定 的 过 程 标 准 来 进 行 的, 标 准 包 括 可 复 用 的 设 计 与 编 码 类, 把 问 题 域 专 用 类 组 合 在 一 起, 通 过 增 加 一 般 类 来 创 立 约 定, 提 供 一 个 继 承 性 的 支 撑 层 次 改 善 界 面, 提 供 存 储 管 理 以 及 增 加 底 层 细 节 等 因 此,OOD 的 问 题 域 设 计 部 分 与 OOA 并 没 有 严 格 的 划 分, 实 际 上 可 以 把 OOA 理 解 为 OOD 的 一 个 部 分, 这 种 分 析 和 设 计 的 无 缝 连 接 更 真 实 地 反 映 了 开 发 活 动 的 本 质 (2 ) 对 象 模 型 技 术 (Object Model Technology,OMT) OMT 的 思 想 是 建 立 三 种 模 型 : 描 述 系 统 数 据 结 构 的 对 象 模 型 描 述 系 统 控 制 结 构 的 动 态 模 型 和 描 述 系 统 功 能 的 功 能 模 型 这 些 模 型 涉 及 数 据 控 制 和 操 作 等 共 同 的 概 念, 只 是 每 种 模 型 描 述 的 侧 重 点 不 同 它 们 从 各 自 不 同 的 侧 面 反 映 了 系 统 的 实 质 性 内 容, 综 合 起 来 则 能 全 面 地 反 映 对 目 标 系 统 的 需 求 对 于 任 何 大 系 统 来 说, 这 三 种 模 型 都 是 必 需 的, 只 是 随 着 应 用 领 域 的 不 同, 三 个 模 型 的 相 对 重 要 程 度 有 所 不 同 但 是, 对 象 模 型 在 任 何 情 况 下 都 是 最 重 要 最 基 本 和 最 核 心 的 OMT 方 法 覆 盖 了 系 统 开 发 的 全 过 程, 包 括 系 统 分 析 系 统 设 计 对 象 设 计 和 实 现 在 分 析 阶 段,OMT 方 法 强 调 对 系 统 和 相 关 领 域 的 理 解, 通 过 分 析 确 定 对 象 关 系 事 件 流 和 功 能, 并 在 此 基 础 上 建 立 模 型 ; 设 计 阶 段 由 系 统 设 计 和 对 象 设 计 两 部 分 构 成 系 统 设 计 负 责 划 分 子 系 统, 确 定 系 统 的 体 系 结 构 对 象 设 计 的 主 要 任 务 是 细 化 分 析 阶 段 得 到 的 模 型, 实 现 问 题 领 域 到 计 算 机 领 域 的 转 换 实 现 阶 段 的 细 节 和 具 体 的 实 现 环 境 有 关, 可 以 使 用 面 向 对 象 的 语 言 非 面 向 对 象 的 语 言 等 实 现, 也 可 以 使 用 数 据 库 管 理 系 统 实 现 OMT 方 法 突 出 的 特 点 是 在 分 析 阶 段, 它 可 以 较 全 面 地 描 述 系 统 的 静 态 结 构, 因 此,OMT 方 法 适 合 于 数 据 密 集 型 信 息 系 统 的 开 发 (3 ) 面 向 对 象 软 件 工 程 (Object Oriented Software Engineering,OOSE) 面 向 对 象 软 件 工 程 (OOSE) 是 由 Jacobson 等 提 出 的 面 向 对 象 方 法, 它 将 面 向 对 象 的 思 想 贯 穿 到 软 件 工 程 中, 目 的 是 为 了 得 到 一 个 能 适 应 变 化 健 壮 性 好 和 易 维 护 的 系 统 OOSE 方 法 是 一 个 用 例 驱 动 的 方 法, 它 建 立 的 所 有 模 型 都 是 以 用 例 模 型 为 基 础 的 该 方 法 的 主 要 特 点 是 能 够 较 好 地 描 述 系 统 的 需 求, 比 较 适 用 于 商 务 处 理 方 面 的 应 用 系 统 开 发 OOSE 采 用 5 个 以 用 例 模 型 为 基 础 模 型 来 完 成 其 实 现 目 标 系 统 的 过 程, 分 别 是 需 求 模 型 分 析 模 型 设 计 模 型 实 现 模 型 测 试 模 型 OOSE 开 发 活 动 主 要 有 分 析 构 造 和 测 试 三 个 步 骤 其 中 分 析 产 生 需 求 模 型 与 分 析 模 型, 两 者 作 为 构 造 活 动 的 输 入 产 生 设 计 模 型 与 实 现 模 型, 最 后 对 实 现 模 型 进 行 测 试, 即 测 试 模 型 (4)Booch 方 法 Booch 方 法 将 系 统 的 开 发 工 作 分 为 两 个 过 程 : 微 观 过 程 和 宏 观 过 程 微 观 过 程 主 要 用 于 建 立 一 个 反 复 的 递 增 的 开 发 框 架, 而 宏 观 过 程 用 来 对 微 观 过 程 进 行 控 制 Booch 方 法 的 微 观 过 程 由 脚 本 和 产 品 的 体 系 结 构 驱 动, 包 括 4 个 步 骤 : 在 给 定 的 抽 象 层 次 上 确 定 类 和 对 象 ; 确 定 这 些 对 象 和 类 的 语 义 ; 确 定 这 些 类 和 对 象 之 间 的 关 系 ; 实 现 类 和 对 象 Booch 方 法 的 宏 观 过 程 控 制 开 发 过 程 中 的 许 多 活 动, 这 些 活 动 有 益 于 开 发 人 员 评 估 开 发 风 险 并 及 时 纠 正 微 观 过 程 中 的 各 种 错 误 宏 观 过 程 关 心 的 是 开 发 过 程 中 的 管 理 方 面, 由 5 个 步 骤 组 成 : 建 立 核 心 需 要 ( 概 念 化 ), 建 立 理 想 的 行 为 模 型 ( 分 析 ), 创 建 体 系 结 构 ( 设 计 ), 细 化 和 完 善 实 现 模 型 ( 进 化 ), 管 理 提 交 后 的 模 型 ( 维 护 ) Booch 方 法 将 工 作 集 中 在 开 发 过 程 中 的 设 计 阶 段, 该 方 法 对 于 开 发 的 各 阶 段 没 有 明 确 的 划

7 58 第 3 章 系 统 开 发 方 法 分, 并 且 没 有 规 范 需 求 说 明 书 阶 段 3. 2 系 统 开 发 环 境 与 工 具 任 何 开 发 方 法 都 需 要 开 发 环 境 与 工 具 的 支 持, 系 统 开 发 环 境 与 工 具 是 一 个 有 待 进 一 步 研 究 和 发 展 的 领 域 这 一 领 域 最 引 人 注 目 的 是 20 世 纪 80 年 代 发 展 起 来 的 计 算 机 辅 助 软 件 工 程 CASE 以 及 面 向 对 象 方 法 中 的 统 一 建 模 语 言 (UML) 计 算 机 辅 助 软 件 工 程 工 具 在 人 类 生 活 和 生 产 活 动 中 的 地 位 和 作 用 是 众 所 周 知 的, 对 软 件 工 程 也 不 例 外 为 支 持 软 件 开 发 维 护 管 理 而 研 制 的 计 算 机 程 序 系 统 称 为 软 件 工 具, 例 如, 操 作 系 统 文 本 编 辑 器 编 译 程 序 系 统 等 在 软 件 工 程 活 动 中, 软 件 工 程 师 和 管 理 员 按 照 软 件 工 程 的 方 法 和 原 则, 借 助 于 计 算 机 及 其 软 件 工 具 的 帮 助, 开 发 维 护 管 理 软 件 产 品 的 过 程 称 为 计 算 机 辅 助 软 件 工 程 (Computer Aided Software Engineering,CASE) 计 算 机 辅 助 软 件 工 程 属 于 软 件 开 发 环 境 / 工 具 的 范 畴, 其 实 质 是 一 种 软 件 自 动 化 技 术 CASE 的 目 的 是 使 系 统 开 发 工 具 和 系 统 开 发 方 法 学 统 一 结 合 起 来, 提 高 管 理 信 息 系 统 开 发 的 效 率 的 管 理 信 息 系 统 的 质 量, 最 终 实 现 系 统 开 发 的 自 动 化 1. CASE 工 具 支 持 软 件 工 程 活 动 的 软 件 工 具 品 种 多 数 量 大, 按 照 CASE 工 具 的 功 能, 可 以 将 它 们 划 分 为 9 类 所 有 这 些 工 具 都 是 在 软 件 工 程 信 息 库 的 支 持 下 工 作 的 (1 ) 事 务 系 统 规 划 工 具 (Business Systems Planning Tools) 这 类 工 具 为 制 定 事 务 信 息 系 统 规 划 提 供 元 模 型 利 用 元 模 型 可 以 生 成 专 用 事 务 信 息 系 统 模 型 该 模 型 反 映 了 一 个 单 位 各 部 门 之 间 的 信 息 流 程 建 立 专 用 事 务 信 息 系 统 模 型 需 要 提 供 系 统 资 源 模 型 运 行 方 式 和 管 理 方 法 (2 ) 项 目 管 理 工 具 (Project Management Tools) 多 数 CASE 的 项 目 管 理 工 具 只 支 持 项 目 管 理 的 某 一 项 活 动 项 目 管 理 员 从 CASE 工 具 箱 中 挑 选 适 当 的 工 具 估 算 项 目 的 工 作 量 和 成 本, 并 制 定 进 度 计 划 等 项 目 管 理 工 具 主 要 包 括 项 目 计 划 工 具 需 求 追 踪 工 具 度 量 和 管 理 工 具 等 (3) 支 撑 工 具 (Support Tools) 这 类 工 具 支 持 软 件 开 发 和 维 护 的 全 过 程, 主 要 包 括 文 档 工 具 操 作 系 统 网 络 系 统 软 件 质 量 保 证 工 具 软 件 配 置 管 理 工 具 数 据 库 管 理 工 具 等 (4) 分 析 和 设 计 工 具 (Analysis and Design Tools) 这 类 工 具 用 于 建 造 系 统 模 型, 该 模 型 包 括 数 据 的 表 示 数 据 内 容 控 制 流 控 制 规 格 说 明 和 进 程 表 示 等 分 析 和 设 计 工 具 不 仅 能 帮 助 建 造 模 型, 而 且 还 能 帮 助 评 价 模 型 的 质 量 检 查 模 型 的 一 致 性 和 正 确 性 主 要 工 具 包 括 结 构 化 分 析 / 结 构 化 设 计 (SA / SD) 工 具 原 型 / 模 拟 (PRO / SIM) 工 具 界 面 设 计 和 开 发 工 具 等 新 一 代 的 SA / SD 还 采 用 了 基 于 规 则 的 专 家 系 统, 丰 富 了 传 统 SA / SD 的 功 能 (5 ) 程 序 设 计 工 具 (Programming Tools) 这 类 工 具 用 于 软 件 开 发 过 程 的 编 码 活 动, 主 要 包 括 传 统 的 程 序 设 计 工 具 ( 如 各 种 编 辑 器 编 译 器 调 试 器 ) 第 四 代 程 序 设 计 工 具 ( 如 数 据 库 查 询 系 统 代 码 产 生 器 第 四 代 语 言 ) 和 面 向 对 象 的 程 序 设 计 工 具 ( 如 C ++ Smalltalk Eiffel) 等

8 3. 2 系 统 开 发 环 境 与 工 具 59 (6 ) 测 试 工 具 (Testing Tools) 支 持 软 件 测 试 的 工 具, 包 括 测 试 数 据 获 取 工 具 程 序 静 态 ( 非 执 行 状 态 ) 测 量 工 具 程 序 动 态 ( 执 行 状 态 ) 测 量 工 具 硬 件 或 其 他 外 部 设 备 的 模 拟 工 具 测 试 管 理 工 具 等 (7 ) 原 型 建 造 工 具 (Prototyping Tools) 通 常 支 持 某 一 领 域 的 原 型 建 造, 带 有 一 定 的 专 用 性 ( 如 通 信 航 空 和 航 天 ) 较 低 级 的 原 型 可 以 用 手 工 或 机 器 描 述 系 统 的 结 构 功 能 和 人 机 界 面 等, 这 样 的 原 型 是 静 态 的, 不 能 执 行 较 好 的 原 型 工 具 不 仅 能 描 述 系 统 的 特 征 和 功 能, 而 且 还 可 以 生 成 可 执 行 代 码, 演 示 系 统 的 动 态 行 为 和 功 能 近 年 来, 某 些 原 型 工 具 开 始 借 助 于 知 识 库 理 解 应 用 领 域 的 知 识, 建 造 可 执 行 的 原 型 系 统 (8 ) 维 护 工 具 (Maintenance Tools) 支 持 软 件 维 护, 按 功 能 划 分 包 括 从 程 序 到 规 格 说 明 的 逆 向 工 程 工 具 代 码 的 重 构 和 分 析 工 具 在 线 系 统 的 重 新 工 程 化 工 具 ( 例 如 修 改 在 线 数 据 库 系 统 ) (9 ) 框 架 工 具 (Framework Tools) 支 持 数 据 库 管 理 配 置 管 理 和 CASE 工 具 集 成 的 软 件 工 具 CASE 工 具 可 以 支 持 管 理 信 息 系 统 开 发 的 各 个 阶 段 及 各 种 常 用 技 术, 利 用 CASE 工 具 分 析 设 计 和 测 试 基 于 计 算 机 的 系 统, 可 以 有 效 提 高 工 作 效 率 和 系 统 质 量 2. 集 成 化 的 CASE 环 境 孤 立 的 软 件 工 具 虽 然 能 够 支 持 系 统 开 发 的 某 一 项 活 动 或 方 法, 但 工 具 之 间 不 能 通 信 工 具 界 面 没 有 统 一 的 标 准, 工 具 缺 乏 数 据 库 的 支 持, 零 散 的 软 件 工 具 难 以 有 效 地 支 持 系 统 开 发 的 全 过 程 集 成 化 的 CASE 环 境 (ICASE) 将 系 统 开 发 需 要 的 工 具 信 息 按 照 统 一 的 标 准 和 一 定 的 结 构 组 合 封 装 起 来, 使 得 工 具 之 间 人 员 之 间 及 系 统 开 发 各 个 过 程 之 间 均 能 方 便 地 通 信 ICASE 中 的 工 具 在 CASE 数 据 库 支 持 下 工 作, 共 享 数 据 库 的 信 息, 并 能 方 便 地 访 问 数 据 库 ICASE 环 境 能 比 较 方 便 地 从 一 种 硬 件 平 台 和 操 作 系 统 移 植 到 另 一 种 集 成 化 的 CASE 环 境 应 该 满 足 下 列 要 求 : (1 ) 建 立 软 件 工 程 信 息 库, 允 许 ICASE 环 境 中 的 所 有 工 具 访 问 该 数 据 库, 共 享 软 件 工 程 信 息 软 件 工 程 数 据 库 存 储 系 统 项 目 在 生 存 周 期 中 的 全 部 信 息, 包 括 项 目 合 同 计 划 进 度 软 件 设 计 文 档 软 件 模 块 和 测 试 方 案 等 (2 ) 当 对 数 据 库 中 的 某 一 项 信 息 进 行 修 改 时, 提 供 相 关 信 息 项 的 修 改 控 制 机 制 (3 ) 为 系 统 开 发 信 息 提 供 版 本 控 制 和 配 置 管 理 机 制 (4 ) 允 许 直 接 随 机 地 访 问 环 境 中 的 任 何 工 具 (5 ) 自 动 支 持 软 件 工 程 项 目 的 任 务 分 解 并 提 供 标 准 的 工 作 分 解 结 构 (WBS) (6 ) 支 持 软 件 工 程 师 之 间 的 通 信 (7 ) 在 系 统 开 发 过 程 中, 能 对 项 目 的 管 理 和 采 用 的 技 术 进 行 度 量, 以 便 控 制 系 统 开 发 过 程 和 软 件 产 品 质 量 (8 ) 帮 助 用 户 学 习 试 用 环 境 中 的 每 一 种 软 件 工 具, 验 证 工 具 的 功 能, 体 验 人 机 界 面 环 境 统 一 建 模 语 言 UML 面 向 对 象 方 法 的 发 展 在 20 世 纪 80 年 代 末 至 90 年 代 中 出 现 了 一 个 高 潮, 其 间 产 生 了 统 一 建 模 语 言 (Unified Model Language,UML) UML 是 一 种 用 于 描 述 构 造 可 视 化 和 文 档 化 软 件 系 统 的 语 言, 由 Rational Software 公 司 及 其 合 作 伙 伴 开 发 许 多 公 司 正 在 把 UML 作 为 一 种 标 准 整 合 到

9 60 第 3 章 系 统 开 发 方 法 开 发 过 程 和 产 品 中, 包 括 商 务 建 模 需 求 管 理 分 析 设 计 编 程 测 试 等 1. UML 的 基 本 概 念 UML 是 一 种 定 义 良 好 易 于 表 达 功 能 强 大 且 普 遍 适 用 的 建 模 语 言, 融 合 了 软 件 工 程 领 域 的 新 思 想 新 方 法 和 新 技 术 它 的 作 用 域 不 限 于 支 持 面 向 对 象 的 分 析 与 设 计, 还 支 持 从 需 求 分 析 开 始 的 软 件 开 发 的 全 过 程 作 为 一 种 建 模 语 言,UML 的 定 义 包 括 UML 语 义 和 UML 表 示 法 两 个 部 分 (1)UML 语 义 描 述 基 于 UML 的 精 确 元 模 型 定 义 元 模 型 为 UML 的 所 有 元 素 在 语 法 和 语 义 上 提 供 了 简 单 一 致 通 用 的 定 义 性 说 明, 使 开 发 者 能 在 语 义 上 取 得 一 致, 消 除 了 因 人 而 异 的 最 佳 表 达 方 法 所 造 成 的 影 响 此 外 UML 还 支 持 对 元 模 型 的 扩 展 定 义 (2 )UML 表 示 法 定 义 UML 符 号 的 表 示 法, 为 开 发 者 或 开 发 工 具 使 用 这 些 图 形 符 号 和 文 本 语 法 为 系 统 建 模 提 供 了 统 一 这 些 图 形 符 号 和 文 字 所 表 达 的 是 应 用 级 的 模 型, 在 语 义 上 它 是 UML 元 模 型 的 实 例 UML 的 主 要 内 容 可 以 由 五 类 视 图 来 定 义 (1) 用 例 视 图 (Use Case Diagram) 从 外 部 用 户 的 角 度 捕 获 系 统 子 系 统 或 类 的 行 为 ; 将 系 统 功 能 划 分 为 对 活 动 者 ( 系 统 的 理 想 用 户 ) 具 有 意 义 的 事 务 ; 这 些 功 能 称 为 用 例 用 例 通 过 系 统 与 一 个 或 多 个 活 动 者 之 间 的 一 系 列 消 息 描 述 与 活 动 者 的 交 互 活 动 者 包 括 人 员 其 他 的 计 算 机 系 统 和 进 程 (2 ) 静 态 视 图 (Static Diagram) 包 括 类 图 对 象 图 和 包 图 其 中 类 图 描 述 系 统 中 类 的 静 态 结 构 不 仅 定 义 系 统 中 的 类, 表 示 类 之 间 的 联 系 如 关 联 依 赖 聚 合 等, 也 包 括 类 的 内 部 结 构 ( 类 的 属 性 和 操 作 ) 类 图 描 述 的 是 一 种 静 态 关 系, 在 系 统 的 整 个 生 命 周 期 都 是 有 效 的 对 象 图 是 类 图 的 实 例, 几 乎 使 用 与 类 图 完 全 相 同 的 标 识 他 们 的 不 同 点 在 于 对 象 图 显 示 类 的 多 个 对 象 实 例, 而 不 是 实 际 的 类 一 个 对 象 图 是 类 图 的 一 个 实 例 由 于 对 象 存 在 生 命 周 期, 因 此 对 象 图 只 能 在 系 统 某 一 时 间 段 存 在 包 由 包 或 类 组 成, 表 示 包 与 包 之 间 的 关 系 包 图 用 于 描 述 系 统 的 分 层 结 构 (3 ) 行 为 视 图 (Behavior Diagram) 包 括 状 态 图 和 活 动 图, 描 述 系 统 的 动 态 模 型 和 组 成 对 象 间 的 交 互 关 系 状 态 图 描 述 类 的 对 象 所 有 可 能 的 状 态 以 及 事 件 发 生 时 状 态 的 转 移 条 件 通 常, 状 态 图 是 对 类 图 的 补 充 在 实 用 上 并 不 需 要 为 所 有 的 类 画 状 态 图, 仅 为 那 些 有 多 个 状 态 其 行 为 受 外 界 环 境 的 影 响 并 且 发 生 改 变 的 类 画 状 态 图 活 动 图 描 述 满 足 用 例 要 求 所 要 进 行 的 活 动 以 及 活 动 间 的 约 束 关 系, 有 利 于 识 别 并 行 活 动 (4 ) 交 互 视 图 (Interactive Diagram) 包 括 顺 序 图 和 合 作 图, 描 述 对 象 间 的 交 互 关 系 其 中 顺 序 图 显 示 对 象 之 间 的 动 态 合 作 关 系, 它 强 调 对 象 之 间 消 息 发 送 的 顺 序, 同 时 显 示 对 象 之 间 的 交 互 ; 合 作 图 描 述 对 象 间 的 协 作 关 系, 合 作 图 与 顺 序 图 相 似, 显 示 对 象 间 的 动 态 合 作 关 系 除 显 示 信 息 交 换 外, 合 作 图 还 显 示 对 象 以 及 它 们 之 间 的 关 系 如 果 强 调 时 间 和 顺 序, 则 使 用 顺 序 图 ; 如 果 强 调 对 象 间 关 系, 则 选 择 合 作 图 (5 ) 实 现 视 图 (Implementation Diagram) 包 括 组 件 图 和 配 置 图 其 中 组 件 图 描 述 代 码 部 件 的 物 理 结 构 及 各 部 件 之 间 的 依 赖 关 系 部 件 可 能 是 资 源 代 码 部 件 二 进 制 部 件 或 可 执 行 部 件 它 包 含 逻 辑 类 或 实 现 类 的 有 关 信 息 部 件 图 有 助 于 分 析 和 理 解 部 件 之 间 的 相 互 影 响 程 度 配 置 图 定 义 系 统 中 软 硬 件 的 物 理 体 系 结 构 它 可 以 显 示 实 际 的 计 算 机 和 设 备 ( 用 结 点 表 示 ) 以 及 它

10 3. 2 系 统 开 发 环 境 与 工 具 61 们 之 间 的 连 接 关 系, 也 可 显 示 连 接 的 类 型 及 部 件 之 间 的 依 赖 性 在 结 点 内 部, 放 置 可 执 行 部 件 和 对 象 以 显 示 结 点 与 可 执 行 软 件 单 元 的 对 应 关 系 从 应 用 的 角 度 看, 当 采 用 面 向 对 象 技 术 设 计 系 统 时, 首 先 是 描 述 需 求 ; 其 次 根 据 需 求 建 立 系 统 的 静 态 模 型, 以 构 造 系 统 的 结 构 ; 第 三 步 是 描 述 系 统 的 行 为 其 中 在 第 一 步 与 第 二 步 中 建 立 的 模 型 都 是 静 态 的, 包 括 用 例 图 类 图 对 象 图 组 件 图 和 配 置 图 等 五 个 图 形, 是 标 准 建 模 语 言 UML 的 静 态 建 模 机 制 第 三 步 中 所 建 立 的 模 型 或 者 可 以 执 行, 或 者 表 示 执 行 时 的 时 序 状 态 或 交 互 关 系 它 包 括 状 态 图 活 动 图 顺 序 图 和 合 作 图 等 四 个 图 形, 是 标 准 建 模 语 言 UML 的 动 态 建 模 机 制 因 此, 标 准 建 模 语 言 UML 的 主 要 内 容 也 可 以 归 纳 为 静 态 建 模 机 制 和 动 态 建 模 机 制 两 大 类 2. 使 用 UML 建 模 过 程 UML 的 目 标 是 以 面 向 对 象 图 的 方 式 来 描 述 任 何 类 型 的 系 统, 具 有 很 宽 的 应 用 领 域 其 中 最 常 用 的 是 建 立 软 件 系 统 的 模 型, 但 它 同 样 可 以 用 于 描 述 非 软 件 领 域 的 系 统, 如 机 械 系 统 企 业 机 构 或 业 务 过 程, 以 及 处 理 复 杂 数 据 的 信 息 系 统 具 有 实 时 要 求 的 工 业 系 统 或 工 业 过 程 等 此 外, UML 适 用 于 系 统 开 发 过 程 中 从 需 求 规 格 描 述 到 系 统 测 试 的 不 同 阶 段 需 求 分 析 阶 段, 可 以 用 用 例 来 捕 获 用 户 需 求 通 过 用 例 建 模, 描 述 对 系 统 感 兴 趣 的 外 部 角 色 及 其 对 系 统 ( 用 例 ) 的 功 能 要 求 分 析 阶 段 主 要 关 心 问 题 域 中 的 主 要 概 念 ( 如 抽 象 类 和 对 象 等 ) 和 机 制, 需 要 识 别 这 些 类 以 及 它 们 相 互 间 的 关 系, 并 用 UML 类 图 来 描 述 在 分 析 阶 段, 只 对 问 题 域 的 对 象 ( 现 实 世 界 的 概 念 ) 建 模, 不 考 虑 定 义 软 件 系 统 中 技 术 细 节 的 类 ( 如 处 理 用 户 接 口 数 据 库 通 信 和 并 行 性 等 问 题 的 类 ), 这 些 技 术 细 节 将 在 设 计 阶 段 引 入, 设 计 阶 段 为 构 造 阶 段 提 供 更 详 细 的 规 格 说 明 编 程 ( 构 造 ) 是 一 个 独 立 的 阶 段, 其 任 务 是 用 面 向 对 象 编 程 语 言 将 来 自 设 计 阶 段 的 类 转 换 成 实 际 的 代 码 在 用 UML 建 立 分 析 和 设 计 模 型 时, 应 尽 量 避 免 考 虑 把 模 型 转 换 成 某 种 特 定 的 编 程 语 言 因 为 在 早 期 阶 段, 模 型 仅 仅 是 理 解 和 分 析 系 统 结 构 的 工 具, 过 早 考 虑 编 程 十 分 不 利 于 建 立 简 单 正 确 的 模 型 UML 模 型 还 可 作 为 测 试 阶 段 的 依 据 系 统 通 常 需 要 经 过 单 元 测 试 集 成 测 试 系 统 测 试 和 验 收 测 试 不 同 的 测 试 小 组 使 用 不 同 的 UML 图 作 为 测 试 依 据 单 元 测 试 使 用 类 图 和 类 规 格 说 明 ; 集 成 测 试 使 用 组 件 图 和 合 作 图 ; 系 统 测 试 使 用 用 例 图 来 验 证 系 统 的 行 为 ; 验 收 测 试 由 用 户 进 行, 以 验 证 系 统 测 试 的 结 果 是 否 满 足 在 分 析 阶 段 确 定 的 需 求 标 准 建 模 语 言 UML 适 用 于 以 面 向 对 象 技 术 来 描 述 任 何 类 型 的 系 统, 且 适 用 于 系 统 开 发 的 不 同 阶 段, 从 需 求 规 格 描 述 直 至 系 统 完 成 后 的 测 试 和 维 护 如 图 3-2 所 示 为 开 发 过 程 以 及 每 个 阶 段 得 到 的 模 型 3. 统 一 开 发 过 程 (RUP) UML 是 一 种 建 模 语 言, 而 不 是 一 种 方 法 它 独 立 于 过 程, 利 于 其 建 模 时, 可 遵 循 任 何 类 型 的 建 模 过 程 该 建 模 语 言 的 作 者 们 给 出 了 一 种 推 荐 的 建 模 过 程 指 导, 即 统 一 开 发 过 程 (Rational Unified Process,RUP) RUP 是 以 用 例 为 驱 动 体 系 结 构 为 中 心 迭 代 和 增 量 的 过 程 RUP 包 括 4 个 阶 段, 每 个 阶 段 又 分 为 若 干 次 迭 代, 每 次 迭 代 都 有 一 个 核 心 工 作 流 用 例 驱 动 旨 在 为 到 最 终 产 品 为 止 的 每 个 阶 段 都 可 以 回 溯 到 用 户 的 真 正 需 求 以 体 系 结 构 为 中 心 是 指 关 注 体 系 结 构 模 式 的 开 发, 以 引 导 后 续 系 统, 保 证 系 统 的 平 滑 演 进 每 一 次 迭 代 包 括 迭 代 计 划 迭 代 评 价 和 一 些 具 体 活 动 核 心 工 作 流 包 括 5 个 活 动, 即 需 求 分 析 设 计 实 现 和 测 试

11 62 第 3 章 系 统 开 发 方 法 图 3-2 面 向 对 象 开 发 过 程 中 各 种 UML 视 图 的 使 用 (1 ) 初 始 阶 段 确 定 所 设 立 的 项 目 是 否 可 行, 具 体 工 作 有 : 对 需 求 有 一 个 大 概 的 了 解, 确 定 系 统 中 的 大 多 数 角 色 和 用 例, 给 出 的 系 统 体 系 结 构 的 概 貌 ; 识 别 影 响 项 目 可 行 性 的 风 险 ; 考 虑 时 间 经 费 技 术 项 目 规 模 和 效 益 等 因 素 ; 关 注 业 务 情 况, 制 订 开 发 计 划 (2 ) 细 化 阶 段 识 别 出 剩 余 的 大 多 数 用 例 对 当 前 迭 代 的 每 个 用 例 进 行 细 化, 分 析 用 例 的 处 理 流 程 状 态 细 节 以 及 可 能 发 生 的 状 态 改 变 细 化 流 程 时, 可 以 使 用 程 序 框 图 和 合 作 图, 还 可 以 使 用 活 动 图 类 图 分 析 用 例 ; 对 需 求 风 险 技 术 风 险 技 能 风 险 政 策 风 险 的 分 析 与 处 理 ; 进 行 高 层 分 析 和 设 计, 并 作 出 结 构 性 决 策 ; 为 构 造 阶 段 制 订 计 划 细 化 阶 段 的 完 成, 意 味 着 已 经 完 成 了 如 下 的 任 务 : 用 例 完 全 细 化 并 被 用 户 接 受 ; 完 成 概 念 验 证 ; 完 成 类 图 ; 开 发 人 员 能 给 出 项 目 估 算 ( 精 确 大 约 或 无 法 估 算 ); 基 于 用 例 考 虑 了 所 有 风 险 ( 高

12 3. 3 应 用 原 型 化 方 法 63 风 险 可 能 的 风 险 和 不 可 能 的 风 险 ), 并 制 订 了 相 应 的 对 策 和 计 划 ; 对 用 例 标 出 优 先 级 ( 必 须 先 实 现 短 期 内 实 现 和 长 期 实 现 ) (3 ) 构 造 阶 段 识 别 出 剩 余 的 用 例 每 一 次 迭 代 开 发 都 针 对 用 例 进 行 分 析 设 计 编 码 ( 如 类 声 明 属 性 声 明 范 围 声 明 函 数 原 型 声 明 和 继 承 的 声 明 等 ) 测 试 和 集 成 过 程, 所 得 到 产 品 满 足 项 目 需 求 的 一 个 子 集 由 于 细 化 阶 段 的 软 件 设 计 已 经 完 成, 这 样 各 项 目 组 可 以 并 发 开 发 系 统 在 编 码 完 成 后, 要 保 证 其 符 合 标 准 和 设 计 规 则, 并 要 进 行 质 量 检 查 对 于 新 出 现 的 变 化, 要 通 过 逆 向 工 具 把 编 码 转 换 为 模 型, 对 模 型 进 行 修 改, 再 重 新 产 生 编 码, 以 保 证 软 件 与 模 型 同 步 此 阶 段 要 建 立 类 图 交 互 图 和 配 置 图 ; 如 一 个 类 具 有 复 杂 的 生 命 周 期, 可 绘 制 状 态 图 ; 如 算 法 特 别 复 杂, 可 绘 制 活 动 图 (4 ) 移 交 阶 段 完 成 最 后 的 软 件 产 品 和 验 收 测 试, 并 完 成 用 户 文 档 编 制 以 及 用 户 培 训 等 工 作 UML 对 系 统 模 型 的 表 达 能 力 超 出 了 以 往 任 何 一 种 面 向 对 象 的 分 析 和 设 计 方 法 随 之 出 现 的 问 题 是, 它 的 复 杂 性 也 超 出 了 以 往 任 何 一 种 方 法 RUP 是 严 格 按 照 行 业 标 准 UML 开 发 的, 它 的 特 点 主 要 表 现 为 : 减 少 开 发 人 员 的 工 作 量, 并 保 证 软 件 质 量, 在 项 目 初 期 可 降 低 风 险 ; 对 需 求 进 行 有 效 管 理 ; 可 视 化 建 模 ; 使 用 组 件 体 系 结 构, 使 软 件 体 系 架 构 更 具 弹 性 ; 贯 穿 整 个 开 发 周 期 的 质 量 核 查 ; 对 软 件 开 发 的 变 更 控 制 3. 3 应 用 原 型 化 方 法 基 于 生 命 周 期 的 系 统 开 发 方 法, 其 前 提 是 需 要 提 早 冻 结 用 户 的 需 求 而 事 实 上, 对 于 许 多 应 用 系 统 开 发 而 言, 用 户 要 想 在 项 目 开 发 初 期 就 十 分 清 楚 地 陈 述 其 需 求 几 乎 是 不 可 能 的 大 量 事 实 表 明, 需 求 定 义 方 面 的 错 误 是 管 理 信 息 系 统 开 发 中 出 现 的 后 果 最 严 重 的 错 误 而 这 正 是 生 命 周 期 方 法 的 严 重 缺 陷 为 此,20 世 纪 80 年 代 中 期, 原 型 化 方 法 逐 渐 在 管 理 信 息 开 发 中 使 用, 并 得 到 广 泛 认 同 原 型 化 方 法 概 述 原 型 化 方 法 (Prototyping Method) 并 不 注 重 对 管 理 信 息 系 统 的 全 面 系 统 的 调 查 和 分 析, 而 是 根 据 对 用 户 的 信 息 需 求 的 大 致 了 解, 借 助 强 有 力 的 软 件 环 境 支 持, 迅 速 构 造 一 个 新 系 统 的 原 型, 然 后 通 过 反 复 修 改 和 完 善, 最 终 完 成 新 系 统 的 开 发 1. 原 型 化 方 法 的 基 本 思 想 管 理 信 息 系 统 的 原 型 既 不 是 对 系 统 的 仿 真, 也 不 是 系 统 工 程 中 的 缩 小 尺 寸 的 原 型 它 指 区 别 于 最 终 系 统 的 初 始 模 型, 这 种 原 型 经 过 多 次 反 复 修 改 完 善 后, 可 以 成 为 欲 开 发 的 最 终 系 统 因 此, 它 要 处 理 的 是 系 统 中 的 实 际 数 据, 应 该 包 括 最 终 系 统 的 大 部 分 具 体 功 能 原 型 化 方 法 中 的 原 型 应 当 是 可 以 实 际 运 行 的 软 件 系 统, 具 有 最 终 系 统 的 基 本 特 征, 且 构 造 方 便 快 速, 造 价 低 运 用 原 型 化 方 法 开 发 管 理 信 息 系 统, 首 先 要 对 用 户 提 出 的 初 步 需 求 进 行 总 结, 然 后 构 造 一 个 合 适 的 原 型 并 运 行, 此 后, 通 过 系 统 开 发 人 员 与 用 户 对 原 型 的 运 行 情 况 的 不 断 分 析 修 改 和 研 讨, 不 断 扩 充 和 完 善 系 统 的 结 构 和 功 能, 直 至 得 到 符 合 用 户 要 求 的 系 统 为 止

13 64 第 3 章 系 统 开 发 方 法 原 型 化 方 法 的 上 述 基 本 思 想 体 现 出 以 下 特 征 : (1 ) 原 型 化 方 法 并 不 要 求 在 系 统 开 发 之 初 即 完 全 掌 握 系 统 的 所 有 需 求 事 实 上, 由 于 各 种 因 素 的 影 响, 系 统 的 所 有 需 求 不 可 能 在 开 发 之 初 便 预 先 确 定, 用 户 只 有 在 看 到 一 个 具 体 的 系 统 时, 才 能 对 自 己 的 需 求 有 完 整 准 确 的 把 握, 同 时 也 才 能 发 现 系 统 当 前 存 在 的 问 题 和 缺 陷 (2 ) 构 造 原 型 必 须 依 赖 快 速 的 原 型 构 造 工 具 只 有 在 工 具 的 支 持 下 才 能 迅 速 建 立 系 统 原 型, 并 方 便 地 进 行 修 改 扩 充 变 换 和 完 善 原 型 构 造 工 具 必 须 能 够 提 供 目 标 系 统 的 动 态 模 型, 才 能 通 过 运 行 它 暴 露 出 问 题 和 缺 陷, 才 有 利 于 迅 速 修 改 和 完 善 (3 ) 原 型 的 反 复 修 改 是 必 然 的 和 不 可 避 免 的 必 须 根 据 用 户 的 要 求, 随 时 反 映 到 系 统 中 去, 从 而 完 善 系 统 的 结 构 和 功 能, 使 系 统 提 供 的 信 息 真 正 满 足 管 理 和 决 策 的 需 要 应 用 原 型 化 方 法 进 行 系 统 开 发, 有 利 于 用 户 及 早 参 与 开 发 过 程, 让 用 户 在 开 发 之 初 就 看 到 系 统 雏 形, 了 解 管 理 信 息 系 统, 激 发 参 与 开 发 的 热 情 和 积 极 性 ; 也 可 以 使 用 户 培 训 工 作 同 时 启 动, 有 利 于 系 统 今 后 顺 利 交 接 和 运 行 维 护 ; 构 造 原 型 快 速 成 本 较 低 ; 开 发 进 程 加 快, 周 期 缩 短, 反 馈 及 时 但 原 型 化 方 法 的 应 用 也 存 在 一 些 问 题 首 先, 对 于 大 型 系 统 或 复 杂 性 高 的 系 统, 没 有 充 分 的 系 统 需 求 分 析, 很 难 构 造 出 原 型 ; 其 次, 开 发 进 程 管 理 复 杂, 要 求 用 户 和 开 发 人 员 的 素 质 高, 配 合 默 契 ; 必 须 依 赖 强 有 力 的 支 撑 环 境, 否 则 无 法 进 行 2. 原 型 化 方 法 的 种 类 在 系 统 开 发 过 程 中, 根 据 原 型 的 作 用 和 变 化, 一 般 可 分 为 以 下 形 式 : (1 ) 抛 弃 式 原 型 化 方 法 (Throw It Away Prototyping Method) 该 方 法 中 的 原 型 在 系 统 真 正 实 现 以 后 就 放 弃 不 用 了 如 研 究 型 原 型, 其 初 始 的 设 计 仅 作 为 参 考, 用 于 探 索 目 标 系 统 的 需 求 特 征 ; 又 如 试 验 型 原 型, 作 为 目 标 系 统 大 规 模 开 发 前 的 某 种 实 施 方 案 而 设 计 的 原 型, 用 于 验 证 方 案 的 可 行 性 (2) 演 化 式 原 型 化 方 法 (Evolutionary Prototyping Method) 此 类 方 法 中 的 原 型 构 造 从 目 标 系 统 的 一 个 或 几 个 基 本 需 求 出 发, 通 过 修 改 和 追 加 功 能 的 过 程 逐 渐 丰 富, 演 化 成 最 终 系 统 如 展 开 型 原 型 和 递 增 型 原 型, 分 别 在 原 型 基 础 上 纵 向 或 横 向 发 展, 原 型 成 为 最 终 系 统 的 一 部 分 存 在 3. 原 型 化 的 准 则 原 型 化 的 准 则 提 供 一 套 原 型 开 发 的 思 想 方 法, 原 型 化 策 略 提 供 一 系 列 原 型 开 发 有 效 的 方 式, 它 们 较 系 统 地 阐 述 了 原 型 的 建 立 方 法 和 操 作 指 导 (1 ) 大 多 数 的 应 用 都 能 从 一 个 小 的 系 统 结 构 集 合 导 出 大 多 数 的 传 统 的 业 务 应 用 可 以 由 几 个 基 本 系 统 结 构 导 出 一 般 可 归 纳 成 8 种 基 本 的 系 统 模 型 结 构 : 成 批 编 辑 / 修 改 成 批 生 成 报 表 成 批 转 换 成 批 对 接 联 机 结 构 化 的 修 改 / 查 询 联 机 特 殊 查 询 联 机 界 面 联 机 报 表 生 成 (2 ) 多 数 系 统 使 用 一 个 常 用 的 和 熟 悉 的 功 能 集 合 有 一 个 基 本 功 能 的 共 同 集 合 作 为 一 个 规 格 化 的 子 集, 经 常 出 现 在 大 多 数 传 统 应 用 业 务 中 大 多 数 应 用 具 有 的 基 本 功 能 包 括 : 对 数 据 库 记 录 的 增 加 删 除 和 修 改 ; 对 文 件 的 显 示 浏 览 和 查 找 (3 ) 大 多 数 的 输 入 编 辑 能 从 一 个 小 的 编 辑 模 型 集 中 导 出 (4 ) 应 用 的 报 表 生 成 是 基 于 一 个 四 步 聚 的 报 表 模 型 从 数 据 库 生 成 报 表 的 四 步 骤 过 程 为 : 从 数 据 库 中 选 择 和 拆 卸 数 据 ; 按 照 说 明 分 类 每 个 报 表 ; 确 定 打 印 格 式 和 编 辑 数 据 ; 打 印 该 报 表 (5 ) 有 一 个 正 确 的 设 计 结 构 集 合, 对 原 型 将 会 产 生 积 累 作 用

14 3. 3 应 用 原 型 化 方 法 原 型 化 工 作 环 境 原 型 化 方 法 的 运 用, 必 须 依 赖 强 有 力 的 软 件 支 撑 环 境 为 后 台 这 个 支 撑 环 境 至 少 应 具 备 : 一 套 操 作 方 便 灵 活 的 关 系 型 数 据 库 管 理 系 统 软 件 一 个 与 数 据 库 系 统 相 适 应 的 数 据 字 典 生 成 工 具 一 套 与 数 据 库 系 统 相 适 应 的 快 速 查 询 系 统 并 支 持 复 合 条 件 查 询 一 套 支 持 结 构 化 编 程 代 码 自 动 生 成 和 维 护 的 高 级 软 件 工 具 或 环 境 要 快 速 开 发 原 型, 还 要 求 有 一 定 的 工 作 环 境, 包 括 : (1 ) 项 目 工 作 室 的 建 立 为 开 发 小 组 建 立 封 闭 式 开 发 的 工 作 室, 建 立 内 部 交 流 信 息 网, 保 证 及 时 交 流 沟 通 信 息, 同 时 能 及 时 与 用 户 在 网 上 交 流 (2 ) 快 速 响 应 的 工 作 环 境 对 原 型 能 模 拟 未 来 系 统 运 行 建 立 软 硬 件 环 境, 用 户 及 时 试 运 行 原 型, 提 供 改 进 意 见 (3 ) 规 范 的 原 型 构 造 过 程 制 定 统 一 命 名 接 口 规 范 建 立 一 套 制 度, 以 组 织 和 管 理 开 发 人 员 (4 ) 文 档 资 源 具 有 文 档 自 动 生 成 工 具 (5 ) 构 件 的 选 择 与 提 供 对 已 有 构 件 可 利 用 的 应 尽 可 能 利 用 或 购 买, 可 加 快 原 型 建 立 建 立 原 型 成 员 不 要 求 多, 但 要 有 高 度 的 责 任 心 和 协 作 精 神, 采 用 集 中 式 开 发 可 以 快 速 建 立 一 个 原 型, 而 此 原 型 也 可 作 为 系 统 对 外 演 示 功 能 的 表 演 软 件 原 型 化 方 法 的 应 用 与 其 他 开 发 方 法 一 样, 应 用 原 型 化 方 法, 首 先 要 从 宏 观 上 对 系 统 开 发 的 必 要 性 和 可 行 性 等 进 行 研 究, 如 果 认 为 可 行 才 可 进 入 开 发 阶 段 1. 原 型 化 方 法 的 适 应 范 围 原 型 化 方 法 适 用 于 用 户 不 明 确 管 理 及 业 务 处 理 不 稳 定 需 求 常 常 变 化 规 模 小 且 不 太 复 杂 不 要 求 集 中 处 理 的 系 统 或 者 是 有 比 较 成 熟 的 借 鉴 经 验 的 系 统 开 发 中 原 型 化 方 法 的 最 大 优 点 是 能 提 高 用 户 的 满 意 度 对 于 大 型 系 统, 建 立 原 型 有 较 大 的 困 难, 因 此 常 常 只 将 其 作 为 与 用 户 沟 通 的 一 种 界 面 设 计 模 型, 并 不 将 其 作 为 系 统 最 终 结 果 的 初 步 模 型 对 于 有 大 量 算 法 的 逻 辑 结 构 系 统, 由 于 它 的 交 互 方 式 少, 算 法 复 杂, 原 型 也 不 易 建 立 对 于 以 批 量 处 理 为 主 的 系 统 也 同 样 不 适 合 应 用 原 型 化 方 法 对 于 企 业 管 理 混 乱 不 规 范 的 系 统 也 不 易 抽 象 出 科 学 管 理 的 原 型 应 用 原 型 化 方 法 的 第 一 步 是 从 系 统 结 构 逻 辑 结 构 用 户 特 征 应 用 约 束 项 目 管 理 和 环 境 等 多 方 面 去 判 定 是 否 能 用 原 型 化 方 法 系 统 结 构 : 通 常 针 对 以 事 务 处 理 为 主 的 系 统 适 用 原 型 化 方 法 逻 辑 结 构 : 数 据 结 构 化 强 的 系 统 适 合 用 原 型 化 方 法, 如 文 件 管 理 操 作 系 统 之 类 对 于 以 算 法 为 主 的 系 统 如 决 策 系 统 智 能 专 家 系 统, 原 型 很 难 快 速 建 成 用 户 特 征 : 需 要 得 到 用 户 积 极 参 与, 否 则 原 型 的 创 建 和 修 改 都 不 能 很 好 地 实 现 应 用 约 束 : 缺 乏 建 立 原 型 的 适 当 的 软 件 工 具 和 环 境, 也 很 难 快 速 建 立 原 型 开 发 人 员 经 验 和 素 质 不 够 也 约 束 原 型 的 快 速 建 成 项 目 管 理 : 具 有 项 目 管 理 软 件 工 具 且 项 目 经 理 愿 意 选 用 原 型 化 方 法 时, 才 能 对 原 型 项 目 管 理 实 施 提 供 可 能, 并 考 虑 项 目 管 理 的 环 境 条 件

15 66 第 3 章 系 统 开 发 方 法 2. 原 型 化 方 法 的 基 本 流 程 原 型 化 方 法 的 基 本 工 作 流 程 可 描 述 为 以 下 步 骤 : (1 ) 确 定 系 统 的 基 本 需 求 必 须 对 系 统 进 行 大 量 调 查, 对 主 要 业 务 过 程 进 行 了 解 和 熟 悉, 与 用 户 沟 通, 尽 可 能 将 系 统 主 要 的 一 组 需 求 掌 握 得 准 确, 写 出 一 个 书 面 的 需 求 报 告, 获 得 企 业 最 高 层 管 理 人 员 的 认 可 (2 ) 开 发 工 作 模 型 原 型 的 模 型 可 用 各 种 方 法 去 辅 助 创 建, 并 用 一 些 建 模 语 言 帮 助 快 速 建 模 如 UML 语 言, 现 已 成 为 广 泛 开 发 应 用 的 建 模 工 具, 利 用 它, 可 为 建 模 在 线 生 成 一 套 文 档, 还 能 帮 助 提 交 一 个 可 多 次 迭 代 修 改 的 系 统 初 始 模 型 (3 ) 模 型 验 证 目 的 是 验 证 系 统 模 型 的 正 确 程 度, 进 而 开 发 新 的 模 型 并 修 改 原 有 的 需 求 它 必 须 通 过 所 有 有 关 人 员 的 检 查 评 价 和 测 试 为 了 改 进 和 验 证 模 型, 开 发 者 应 积 极 鼓 励 所 有 的 评 论 者, 充 分 解 释 所 完 成 模 型 的 合 理 性, 但 不 要 为 它 的 缺 点 辩 护, 以 在 交 互 中 达 到 完 善 开 发 者 要 在 用 户 的 评 估 中, 努 力 深 入 理 解 用 户 目 标 的 含 义, 并 随 时 改 善 用 户 界 面 (4 ) 修 改 和 改 进 当 发 现 严 重 的 理 解 错 误 使 正 常 操 作 的 应 用 系 统 与 用 户 愿 望 相 违 背 时, 产 生 废 品 的 可 能 性 也 是 存 在 的 但 大 多 数 ( 并 非 全 部 ) 原 型 不 合 适 的 部 分 都 可 以 修 正 或 作 为 新 模 型 的 基 础 如 果 发 现 是 废 品 应 该 立 即 放 弃 更 多 的 情 况 是 在 现 有 的 模 型 基 础 上 做 进 一 步 的 改 进, 这 就 要 求 控 制 随 之 可 能 引 起 的 影 响 可 以 设 计 一 个 字 典, 用 以 定 义 应 用 以 及 记 录 系 统 成 分 之 间 的 所 有 关 系 在 一 般 情 况 下, 特 别 是 用 户 积 极 参 与 的 情 况 下, 保 留 改 进 前 后 的 两 个 模 型 是 有 好 处 的, 这 不 仅 可 以 在 用 户 需 要 时 易 于 退 回, 而 且 并 存 地 演 示 两 个 可 供 选 择 的 对 象 也 是 帮 助 决 策 的 良 好 方 式 (5 ) 判 定 原 型 完 成 判 断 有 关 应 用 的 实 质 是 否 已 被 掌 握, 这 个 重 复 周 期 是 否 可 以 结 束 对 于 模 型 来 说, 每 一 个 成 功 的 改 进 都 会 促 进 模 型 的 进 一 步 完 善 实 际 上 模 型 就 是 用 于 描 述 功 能 和 展 示 最 终 系 统 判 定 结 果 可 能 有 不 同 的 转 向, 如 果 判 定 原 型 完 成, 进 行 细 节 说 明 并 判 定 原 型 效 果 ; 否 则 继 续 进 行 模 型 验 证 (6 ) 判 别 细 节 说 明 原 型 化 方 法 需 要 对 系 统 必 要 成 分 进 行 严 格 和 详 细 的 说 明, 如 将 需 求 转 化 为 报 表 给 出 统 计 数 字 等 不 能 通 过 模 型 进 行 说 明 的 成 分, 如 果 有 必 要 的 话, 必 须 提 供 说 明, 并 借 助 屏 幕 进 行 讨 论 和 确 定, 当 各 种 成 分 都 被 说 明 后, 即 可 退 出 (7 ) 严 格 说 明 细 节 对 已 提 交 的 需 求 说 明, 定 义 它 所 有 严 格 说 明 的 成 分 ; 不 能 通 过 模 型 说 明 的 所 有 项 目, 如 系 统 的 输 入 / 输 出 系 统 的 转 化 系 统 的 逻 辑 功 能 数 据 库 组 织 系 统 可 靠 性 用 户 地 位 等, 仍 需 通 过 文 件 说 明 原 型 化 对 于 完 成 严 格 的 需 求 说 明 是 有 帮 助 的, 如 输 入 / 输 出 记 录 都 可 以 通 过 屏 幕 进 行 统 计 和 讨 论 严 格 说 明 成 分 要 作 为 原 型 化 方 法 的 模 型 编 入 字 典, 这 样 将 有 一 个 统 一 的 连 贯 的 需 求 说 明 提 供 给 开 发 过 程 (8 ) 判 定 原 型 效 果 考 察 由 严 格 说 明 成 分 附 加 的 信 息 是 否 会 使 模 型 失 效 如 果 新 加 入 的 成 分 导 致 模 型 部 分 失 效, 则 不 应 使 模 型 进 入 初 步 设 计 如 果 模 型 存 在 问 题, 应 对 附 加 成 分 进 行 修 改, 使 其 满 足 用 户 需 要 (9 ) 整 理 原 型 和 提 供 文 档 整 理 原 型 和 提 供 文 档 是 把 原 型 整 理 编 号, 为 下 一 步 的 开 发 服 务 像 其 他 的 任 何 软 件 系 统 一 样, 原 型 化 方 法 必 须 有 文 档 当 然, 原 型 软 件 的 初 期 需 求 模 型 就 是 一 个 文 档

16 3. 4 本 章 小 结 67 随 着 面 向 对 象 和 基 于 构 件 的 软 件 开 发 技 术 的 发 展, 原 型 化 方 法 的 策 略 更 多 地 利 用 构 件 组 合 构 成, 利 用 各 种 工 具 自 动 生 成 文 档, 在 许 多 软 件 平 台 上 建 立 交 互 式 原 型 ; 更 多 地 运 用 混 合 原 型 化 策 略, 多 次 迭 代 ; 更 重 视 多 次 的 评 估, 请 专 家 用 户 开 发 者 共 同 完 成 3. 原 型 化 方 法 在 应 用 中 的 问 题 作 为 一 种 具 体 的 开 发 方 法, 原 型 化 方 法 也 有 其 局 限 性, 在 使 用 时 应 注 意 以 下 几 点 (1 ) 应 当 重 视 开 发 过 程 的 控 制 由 于 原 型 化 方 法 缺 乏 统 一 规 划 和 对 系 统 开 发 的 分 析 设 计, 只 是 按 照 构 造 原 型 修 改 再 修 改 等 粗 略 过 程 反 复 迭 代, 用 户 可 能 提 出 过 多 的 甚 至 无 关 紧 要 的 新 的 修 改 要 求, 又 没 有 约 束 原 型 完 成 和 资 源 分 配 的 标 准, 从 而 使 开 发 过 程 难 以 控 制, 项 目 的 管 理 和 系 统 的 维 护 比 较 困 难 为 此, 用 户 和 开 发 者 不 仅 需 要 达 成 一 个 具 体 的 开 发 协 议, 规 定 一 些 开 发 的 标 准 和 目 标, 还 要 建 立 完 整 准 确 的 文 字 档 案 特 别 在 每 次 原 型 的 改 进 完 善 中 都 必 须 做 好 相 应 的 文 档 记 录 和 整 理, 这 是 很 容 易 被 忽 视 而 又 不 能 忽 视 的 问 题 (2 ) 应 将 原 型 化 方 法 与 结 构 化 方 法 有 机 结 合 在 具 体 的 开 发 中, 为 了 得 到 有 效 的 开 发 软 件, 在 整 体 上 仍 可 使 用 结 构 化 方 法, 以 弥 补 原 型 化 方 法 的 不 足 系 统 规 范 化 是 管 理 信 息 系 统 开 发 的 关 键, 开 发 应 当 做 到 完 整 一 致 和 准 确 可 把 原 型 作 为 需 求 描 述 的 补 充 和 量 化, 以 代 替 传 统 的 数 字 审 核 与 确 认, 提 高 需 求 描 述 的 质 量 可 把 系 统 分 析 设 计 和 建 造 原 型 结 合 起 来, 在 分 析 的 同 时 考 虑 设 计 的 要 求 和 目 标 实 实 在 在 的 系 统 原 型 能 给 用 户 和 开 发 人 员 一 个 直 观 的 对 象, 便 于 在 系 统 开 发 的 早 期 较 全 面 认 识 和 评 价 系 统, 从 而 打 破 使 用 与 开 发 的 分 割 状 态 (3 ) 应 当 充 分 了 解 原 型 化 方 法 的 使 用 环 境 和 开 发 工 具 原 型 化 方 法 有 很 多 长 处 和 很 大 推 广 价 值, 相 应 地 对 它 的 开 发 环 境 要 求 更 高 开 发 环 境 包 括 软 件 环 境 硬 件 环 境 和 开 发 人 员, 最 主 要 的 是 软 件 环 境 尤 其 需 要 支 持 开 发 过 程 中 主 要 步 骤 的 工 程 化 软 件 支 撑 环 境, 以 解 决 原 型 的 快 速 构 造, 以 及 从 原 型 系 统 到 最 终 系 统 形 成 的 各 种 变 换 以 及 这 些 变 换 的 一 致 性 没 有 充 分 了 解 和 掌 握 这 些 软 件 环 境 工 具, 原 型 化 方 法 的 所 有 优 点 都 难 以 实 现 一 般 认 为, 第 四 代 语 言 (4 GL) 和 软 件 开 发 工 具 是 支 持 原 型 开 发 的 有 力 工 具, 例 如 数 据 库 语 言 图 形 语 言 决 策 支 持 语 言 报 表 生 成 器 和 应 用 程 序 生 成 器 等, 以 及 支 持 软 件 开 发 各 个 阶 段 的 工 具 系 统, 如 计 算 机 辅 助 软 件 工 程 (CASE) 这 些 工 具 的 使 用 可 大 大 提 高 系 统 开 发 的 效 率 3. 4 本 章 小 结 管 理 信 息 系 统 开 发 方 法 学 是 一 组 思 路 规 范 过 程 技 术 环 境 及 工 具 的 集 成 不 同 方 法 的 不 同 之 处 主 要 体 现 在 两 个 方 面 : 对 问 题 空 间 和 求 解 空 间 的 结 构 描 述 方 法 不 同 ; 业 务 系 统 与 计 算 机 模 型 系 统 之 间 映 射 的 构 造 方 法 不 同 结 构 化 方 法 采 用 结 构 化 的 思 想 系 统 工 程 的 观 点 和 工 程 化 的 方 法, 按 照 自 上 而 下, 逐 步 求 精 的 原 则, 从 全 局 出 发, 全 面 规 划 分 析, 从 而 确 定 简 明 的 易 于 导 向 的 系 统 方 式, 是 管 理 信 息 系 统 建 设 的 主 流 方 法 结 构 化 方 法 的 代 表 性 方 法 有 :Yourdon Constantine 方 法 Warnier / Orr 方 法 Jackson 方 法 面 向 对 象 方 法 把 管 理 信 息 系 统 看 做 是 共 同 工 作 以 完 成 某 项 任 务 的 相 互 作 用 的 对 象 集 合 问 题 空 间 中 的 对 象 是 系 统 中 最 稳 定 的 部 分, 基 于 对 象 的 分 类 结 构 和 组 装 结 构, 并 利 用 服 务 消 息 继

17 68 第 3 章 系 统 开 发 方 法 承 等 概 念 建 立 的 系 统, 有 较 强 的 应 变 能 力 面 向 对 象 方 法 由 于 其 灵 活 性 高 效 性 以 及 对 面 向 对 象 程 序 设 计 语 言 ( 如 Visual Basic Java C ++ 等 ) 提 供 简 单 的 过 渡 而 被 广 泛 使 用 常 用 的 方 法 有 Coad Yourdon 方 法 对 象 模 型 技 术 面 向 对 象 软 件 工 程 Booch 方 法 等 面 向 对 象 方 法 与 结 构 化 方 法 的 主 要 区 别 体 现 在 认 识 问 题 空 间 的 角 度 和 方 法 上 结 构 化 方 法 从 过 程 的 角 度, 按 照 自 顶 向 下 逐 步 求 精 的 思 路 认 识 描 述 问 题 空 间 ; 而 面 向 对 象 方 法 则 从 对 象 的 角 度, 按 照 先 归 纳 后 演 绎 的 思 路 来 认 识 和 描 述 问 题 空 间 计 算 机 辅 助 软 件 工 程 CASE 是 借 助 于 计 算 机 及 其 软 件 工 具 的 帮 助, 开 发 维 护 管 理 软 件 产 品 的 过 程, 其 目 的 是 为 了 加 快 系 统 开 发 的 过 程, 提 高 开 发 系 统 的 质 量 统 一 建 模 语 言 UML 是 大 众 所 接 受 的 标 准 建 模 语 言 UML 的 重 要 内 容 可 以 由 5 类 视 图 来 定 义 : 用 例 视 图 静 态 视 图 行 为 视 图 交 互 视 图 实 现 视 图 RUP 是 以 用 例 为 驱 动 体 系 结 构 为 中 心 迭 代 和 增 量 的 过 程 RUP 包 括 初 始 细 化 构 造 移 交 4 个 阶 段 原 型 化 方 法 通 过 快 速 建 立 并 供 用 户 使 用 的 原 型 来 激 发 用 户 的 信 息 需 求 原 型 化 方 法 加 速 了 系 统 开 发 中 用 户 需 求 的 获 取 过 程, 有 助 于 解 决 一 些 不 确 定 因 素 较 多 的 管 理 决 策 问 题, 提 高 系 统 开 发 的 效 率 与 有 效 性 3. 5 本 章 练 习 问 题 思 考 1. 什 么 是 开 发 方 法 学? 不 同 的 开 发 方 法 表 现 在 哪 些 方 面? 2. 常 用 的 开 发 方 法 有 哪 些? 强 调 系 统 开 发 方 法 的 意 义 是 什 么? 3. 结 构 化 方 法 的 基 本 思 想 是 什 么? 4. 结 构 化 方 法 将 系 统 开 发 分 为 哪 几 个 阶 段? 各 阶 段 是 什 么 关 系? 5. 面 向 对 象 方 法 的 基 本 思 想 是 什 么? 6. 面 向 对 象 系 统 中, 类 的 概 念 与 对 象 的 概 念 有 什 么 区 别? 7. 试 比 较 结 构 化 方 法 面 向 对 象 方 法 的 优 缺 点 和 使 用 场 合 8. CASE 的 基 本 特 点 是 什 么?CASE 工 具 有 哪 些? 9. 什 么 是 UML?UML 的 主 要 内 容 可 以 由 哪 些 视 图 来 定 义? 10. RUP 如 何 支 持 UML 的 应 用? 11. 原 型 化 方 法 的 基 本 思 想 是 什 么? 根 据 其 作 用 和 变 化, 可 分 为 几 种 类 型? 12. 原 型 化 方 法 的 适 应 范 围 是 什 么? 应 用 中 应 注 意 哪 些 问 题? 专 题 讨 论 1. 针 对 管 理 信 息 系 统 的 开 发 方 法 应 该 如 何 分 类 提 出 自 己 的 看 法 2. 结 构 化 方 法 认 为 系 统 开 发 是 一 个 在 不 同 层 次 上 抽 象 的 过 程 分 析 其 含 义 3. 分 析 : 面 向 对 象 = 对 象 + 对 象 类 + 类 继 承 性 4. UML 适 用 于 系 统 开 发 过 程 中 从 需 求 规 格 描 述 到 系 统 完 成 后 测 试 的 不 同 阶 段, 试 加 以

18 3. 5 本 章 练 习 69 说 明 5. 当 你 向 用 户 讲 述 抛 弃 式 原 型 化 方 法 的 概 念 时, 用 户 说 : 抛 弃 式 原 型 化 方 法 是 浪 费 时 间 和 金 钱 的 方 法 你 如 何 回 答? 应 用 实 践 1. 调 查 我 国 企 业 信 息 化 建 设 的 发 展 状 况, 说 明 开 发 方 法 在 信 息 化 建 设 中 的 重 要 作 用 2. 了 解 现 阶 段 大 多 企 业 开 发 管 理 信 息 系 统 的 所 采 用 方 法 技 术 及 工 具 3. 通 过 调 查 研 究, 说 明 面 向 对 象 分 析 与 设 计 方 法 的 最 新 进 展 4. 如 果 要 用 面 向 对 象 方 法 开 发 一 个 学 生 成 绩 管 理 系 统, 试 设 计 出 类 ( 包 括 属 性 和 方 法 ) 和 类 层 次 结 构 5. 确 定 图 书 管 理 信 息 系 统 拟 采 用 的 开 发 方 法, 并 简 述 选 择 依 据