Организация системы классов с использованием наследования
В рассматриваемом примере естественно определить суперклассы для объектов, определяющих различные терминалы: кассовый терминал и ATM (банкомат), и для объектов, определяющих проводки: проводка кассира и удалённая проводка (с банкомата).
Внеся соответствующие изменения, получим объектную диаграмму, представленную на рисунке 2.39.
Рис. 2.39. Объектная диаграмма для банковской с учётом наследования
Дальнейшее усовершенствование модели
Карточка выступает в двух сущностях: как регистрационная единица в банке (сберкнижка), обеспечивающая клиенту доступ к его счетам, и как структура данных, с которой работает ATM. Поэтому удобно расщепить класс карточка на два класса: регистрация карточки и карточка; первый из этих классов обеспечивает клиенту доступ к его счетам в банке, а второй определяет структуру данных, с которой работает ATM.
Класс проводка удобно представить как агрегацию классов изменение, так как проводка – это согласованная последовательность внесения изменений в счета и другие банковские документы; при работе с банковскими документами рассматривается три вида изменений: снятие, помещение и запрос.
Класс банк естественно объединить с классом компьютер банка, а класс консорциум – с классом центральный компьютер.
Рис. 2.40. Окончательный вид объектной диаграммы для банковской сети
После внесения перечисленных изменений объектная диаграмма примет вид, представленный на рисунке 2.40. На этом построение объектной модели этапа предварительного проектирования заканчивается. Дальнейшие уточнения объектной модели будут производиться на следующих фазах жизненного цикла системы.
Выделение подсистем
Понятие подсистемы
Итак, прикладная система представляет собой множество взаимозависимых объектов (см. п. 2.1). Каждый объект характеризуется набором атрибутов, значения которых определяют состояние объекта, и набором операций, которые можно применять к этому объекту. При разработке прикладных систем удобно считать, что все атрибуты объектов являются закрытыми (т.е. они не доступны вне объекта, и для того чтобы в некотором объекте узнать значение атрибута другого объекта, или изменить его, необходимо воспользоваться одной из открытых операций этого объекта, если, конечно, такая операция определена). Операции объектов могут быть как открытыми, так и закрытыми.
Таким образом, каждый объект имеет строго определённый интерфейс, т.е. набор открытых операций, которые можно применять к этому объекту. Все объекты одного класса имеют одинаковый интерфейс. Интерфейс класса (а следовательно, и каждого объекта этого класса) задаётся списком сигнатур его открытых (общедоступных) операций (и реализующих их методов); сигнатуры закрытых операций в интерфейс объектов соответствующего класса не входят.
Объектная модель системы задаёт множество взаимозависимых объектов, составляющих систему, и, следовательно, определяет набор интерфейсов, доступных внутри системы. Все возможности по обработке данных внутри системы (т.е. в каждом объекте, входящем в состав системы) определяются этим набором интерфейсов, который определяет внутреннее окружение (или среду) системы.
Наряду с внутренним окружением системы можно определить её внешнее окружение. Оно определяется функциями (операциями), реализованными в составе системного программного обеспечения (т.е. операционной системы, системы программирования, различных редакторов, системы управления базами данных и т.п.), а также в других прикладных системах и библиотеках, используемых совместно с системой. Объекты и операции, составляющие внешнее окружение системы, тоже могут быть доступны внутри системы. Чтобы не упустить этого из виду, можно было бы добавить в объектную модель ещё один объект, интерфейс которого представлял бы возможности внешнего окружения, используемые в системе (такой интерфейс обычно представляет лишь часть возможностей внешнего окружения). Но это было бы не совсем точно, так как внешнее окружение реализуется не одним, а несколькими объектами. С другой стороны внутри системы нет резона рассматривать структуру её внешнего окружения. Выход из указанного противоречия во введении в рассмотрение ещё одной сущности – подсистемы.
Подсистема – это набор объектов и подсистем, обеспечивающих некоторую функциональность, и взаимодействующих между собой в соответствии с их интерфейсами. Интерфейс подсистемы представляет собой подмножество объединения интерфейсов всех объектов и подсистем, составляющих эту подсистему. В состав подсистемы может входить один или более взаимозависимых объектов и/или подсистем.
Множество интерфейсов объектов (и подсистем), которые в своей совокупности составляют некоторую подсистему, составляет внутреннее окружение этой подсистемы. В состав каждой подсистемы должна быть включена подсистема окружение, представляющая внешнее окружение этой подсистемы. Подсистема окружение для системы банковского обслуживания, рассматриваемой в качестве сквозного примера, представлена на рисунке 2.41.
Рис. 2.41. Объектная диаграмма банковской сети,
в которой указан интерфейс с системным окружением
Интерфейс подсистемы окружение определяет, в каком программном окружении будет работать проектируемая система и какие возможности этого окружения будут использоваться во время её работы (это важно, когда возникает потребность модификации или замены отдельных компонентов окружения).
Отметим, что подсистема окружение представляет только интерфейс системы банковского обслуживания с её внешним окружением. Внешнее окружение системы банковского обслуживания состоит из нескольких подсистем и библиотек, и для него тоже может быть разработана объектная модель, которая может содержать и разрабатываемую систему (в этой объектной модели она будет одной из подсистем).
Объектную модель системы банковского обслуживания и её системного (внешнего) окружения тоже можно изобразить в виде объектной диаграммы (правда, в состав этой объектной диаграммы будут входить не объекты, а только подсистемы; каждая подсистема изображается на диаграмме в виде прямоугольника с двойными вертикальными сторонами). Зависимости между подсистемами, изображённые на этой объектной диаграмме (рис. 2.42), отражают взаимодействие проектируемой системы банковского обслуживания и соответствующих подсистем в процессе работы системы. Тем самым определяются требования проектируемой системы к её системному окружению.
Рис. 2.42. Объектная диаграмма банковской сети
и её системного окружения
Введение понятия подсистемы и возможность включать в объектную модель наряду с объектами (классами) и подсистемы определяет иерархическую структуру объектной модели и позволяет использовать методологию OMT при проектировании достаточно сложных программных систем, содержащих большое число различных объектов и классов.
Интерфейсы и окружения
Объекты и подсистемы, составляющие подсистему более высокого уровня, будем называть компонентами последней. Как уже было отмечено, для каждого компонента, входящего в состав объектной модели подсистемы, определён его интерфейс, т.е. набор открытых (общедоступных) операций, которые можно применять к этому компоненту (объекту или подсистеме).
Интерфейс объекта определяется интерфейсом соответствующего класса и задаётся списком сигнатур его открытых операций (методов). Интерфейс подсистемы определяется через итерфейсы составляющих её объектов и подсистем следующим образом: операция может быть включена в интерфейс подсистемы, если в составе этой подсистемы имеется объект (подсистема), интефейс которого содержит эту операцию. Интерфейсы описываются на языке описания интерфейсов IDL (Interface Definition Language).
Все возможности по обработке данных внутри подсистемы (т.е. в каждом компоненте, входящем в её состав) определяются набором интерфейсов её компонентов, который определяет внутреннее окружение подсистемы.
Если для некоторой подсистемы оказывается, что ни один её компонент не содержит операции, которую желательно включить в её интерфейс, в её состав можно добавить объект, реализующий такую операцию. Такой объект называется интерфейсным объектом. Интерфейсные объекты позволяют согласовать внешний интерфейс подсистемы с её внешним окружением, т.е. с интерфейсами других объектов и подсистем, которые вместе с рассматриваемой подсистемой составляют подсистему более высокого уровня.
Поясним введённые понятия на примере системы банковского обслуживания. В её составе можно выделить подсистему банк (на самом деле в системе будет несколько экземпляров подсистемы банк – по одной для каждого банка, входящего в консорциум). При этом объектная модель системы примет вид, изображённый на рисунке 2.43.
Рис. 2.43. Объектная диаграмма банковской сети после выделения
подсистемы банк
При этом внешние интерфейсы подсистем банк и окружение вместе с интерфейсами объектов ATM и консорциум образуют внутреннее окружениесистемы банковского обслуживания. Её внешнее окружение представлено на рисунке 2.42; оно состоит из внешних интерфейсов различных программных систем, используемых в системе банковского обслуживания (на рисунке показана лишь часть этих систем), и её собственного внешнего интерфейса.