Процесс объектно-ориентированного проектирования

В этом разделе процесс объектно-ориентированного проектирования показан на примере разработки структуры управляющей программной системы, встроенной в автоматизированную метеостанцию. Как отмечалось выше, есть несколько методов объектно-ориентированного проектирования, причем какого-либо предпочтительного метода или процесса проектирования не существует. Рассматриваемый здесь процесс является достаточно общим, т.е. состоит из операций, характерных для большинства процессов объектно-ориентированного проектирования. В этом отношении он сравним с процессом, предлагаемым языком UML [304], однако я значительно упростил его.

Общий процесс объектно-ориентированного проектирования состоит из нескольких этапов.

1.Определение рабочего окружения системы и разработка моделей ее использования.

2. Проектирование архитектуры системы.

3. Определение основных объектов системы.

4. Разработка моделей архитектуры системы.

5. Определение интерфейсов объекта.

Процесс проектирования нельзя представить в виде простой схемы, в которой предполагается четкая последовательность этапов. Фактически все перечисленные этапы в значительной мере можно выполнять параллельно, с взаимным влиянием друг на друга. Как только разработана архитектура системы, определяются объекты и (частично или полностью) интерфейсы. После создания моделей объектов отдельные объекты можно переопределить, а это может привести к изменениям в архитектуре системы. Далее в этом разделе каждый этап процесса проектирования обсуждается отдельно.

Пример ПО, которым я воспользуюсь для иллюстрации объектно-ориентированного проектирования, представляет собой часть системы, создающей метеорологические карты на основе автоматически собранных метеорологических данных. Подробное перечисление требований для такой системы займет много страниц. Однако, даже ограничившись кратким описанием системы, можно разработать ее общую архитектуру.

Одним из требований системы построения карты погоды является регулярное обновление метеорологических карт на основе данных, полученных от удаленных метеостанций и других источников, например наблюдателей, метеозондов и спутников. В ответ на запрос регионального компьютера системы обслуживания метеостанций передают ему свои данные.

Региональная компьютерная система объединяет данные из различных источников. Собранные данные архивируются и с помощью данных из этого архива и базы данных цифровых карт создается набор локальных метеорологических карт. Карты можно распечатать, направив их на специальный принтер, или же отобразить в разных форматах.

Из данного описания видно, что одна часть общей системы занимается сбором данных, другая обобщает данные, полученные из различных источников, третья выполняет архивирование данных и наконец четвертая создает метеорологические карты. На рис. 12.5 изображена одна из возможных архитектур системы, которую можно построить на основе предложенного описания. Она представляет собой многоуровневую архитектуру (обсуждаемую в главе 10), в которой отражены все этапы обработки данных в системе, т.е. сбор данных, обобщение данных, архивирование данных и создание карт. Такая многоуровневая архитектура вполне годится для нашей системы, так как каждый этап основывается только на обработке данных, выполненной на предыдущем этапе.

Рис. 12.5. Многоуровневая архитектура системы построения карт погоды

На рис. 12.5 показаны все уровни системы. Названия уровней заключены в прямоугольники, что в нотации UML обозначает подсистемы. Прямоугольники UML (т.е. подсистемы) – это набор объектов и других подсистем. Я использую здесь это обозначение, чтобы показать, что каждый уровень включает в себя множество других компонентов.

На рис. 12.6 изображена расширенная модель архитектуры, в которой показаны компоненты подсистем. Эти компоненты также очень абстрактны и построены на информации, содержащейся в описании системы. Продолжим рассматривать этот пример, уделяя особое внимание подсистеме Метеостанция, которая является частью уровня Сбор данных.

Рис. 12.6. Подсистемы в системе построения карт погоды