面向?qū)ο蟮姆治雠c設計-設計篇課件(PPT 134頁)

1、第三部分：設計篇主講教師1.第1頁，共134頁。OOD模型框架從兩個側(cè)面來描述人機交互部分數(shù)據(jù)接口部分控制驅(qū)動部分問題域部分從一個側(cè)面看：OOD模型包括幾個主要部分？一個核心加三個外圍需 求 模 型輔 助 模 型類 圖模 型 規(guī) 約從另一側(cè)面看：OOD模型每個部分如何用OO概念表達？采用與OOA相同的概念及模型組織方式回顧2.第2頁，共134頁。問題域部分設計輸入OOA模型人機交互部分設計控制驅(qū)動部分設計數(shù)據(jù)接口部分設計構件化與系統(tǒng)部署向OOP輸出OOD模型OOD過程3.第3頁，共134頁。將OOA模型搬到OOD作為OOD的基礎人機交互部分數(shù)據(jù)接口部分控制驅(qū)動部分問題域部分OOA模型按編程語言

2、、網(wǎng)絡、操作系統(tǒng)、復用支持等實現(xiàn)條件進行必要的調(diào)整11.1 什么是問題域部分問題域部分是OOD模型的四個組成部分之一，由來自問題域的對象構成，是在OOA模型基礎上，按照具體的實現(xiàn)條件進行必要的修改、調(diào)整和細節(jié)補充而得到的。第11章問題域部分的設計4.第4頁，共134頁。人機交互部分數(shù)據(jù)接口部分控制驅(qū)動部分OOA模型編程語言、網(wǎng)絡、操作系統(tǒng)、復用支持等實現(xiàn)條件OOD過程從MDA的觀點看問題域部分的產(chǎn)生問題域部分5.第5頁，共134頁。11.2 實現(xiàn)條件對問題域部分的影響編程語言語言的實現(xiàn)能力硬件、操作系統(tǒng)及網(wǎng)絡設施 對象分布、并發(fā)、通信、性能 復用支持 根據(jù)復用支持對模型做適當調(diào)整，以實現(xiàn)復用數(shù)

3、據(jù)管理系統(tǒng) 為實現(xiàn)對象的持久存儲，對問題域部分做某些修改界面支持系統(tǒng)問題域部分與人機界面之間的消息傳輸6.第6頁，共134頁。設計準備保留OOA文檔復制OOA文檔，作為OOD的輸入根據(jù)需求的變化和發(fā)現(xiàn)的錯誤進行修改設計內(nèi)容與策略（本節(jié)的重點）針對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 實現(xiàn)復用提高性能 為實現(xiàn)對象持久存儲所做的修改 完善對象的細節(jié) 定義對象實例 對輔助模型、模型規(guī)約的修改和補充建立OOD文檔與OOA文檔的映射11.3 設計過程7.第7頁，共134頁。1、按編程語言調(diào)整繼承與多態(tài)起因：OOA強調(diào)如實地反映問題域，OOD考慮實現(xiàn)問題，如果語言不支持多繼承或多態(tài)，就要進行對

4、模型調(diào)整多繼承模式狹義菱形廣義菱形（1）多繼承化為單繼承8.第8頁，共134頁。方法1：簡單轉(zhuǎn)換（a） 一般方法或AC111111BACB1ACB（c） 不合適的例子？職員學員在職學員職員學員在職學員1111（b） 合適的例子汽車制冷設備冷藏車或111111汽車制冷設備冷藏車汽車制冷設備冷藏車（d） 轉(zhuǎn)換產(chǎn)生信息重復AABCD？BCD9.第9頁，共134頁。方法2：重新定義對象類，化解多繼承職員學員在職學員人員職員身份學員身份人員10.110.1職員身份學員身份身份人員10.210.第10頁，共134頁。不適當?shù)姆椒ㄔ黾映绦虼a職員學員人員在職學員方法3：保持分類，剝離多繼承信息職員學員人員在

5、職學員職員信息學員信息1111111111.第11頁，共134頁。（2）取消多態(tài)性(a)(b)多邊形線條色線型邊數(shù)頂點坐標繪圖填充正多邊形*頂點坐標*繪圖矩形邊數(shù)*頂點坐標*繪圖多邊形線條色線型正多邊形繪圖矩形頂點坐標繪圖不規(guī)則多邊形繪圖邊數(shù)頂點坐標邊數(shù)頂點坐標填充12.第12頁，共134頁。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：提供持久存儲及恢復功能13.第13頁，共134頁。 B CE A屬性操作DF1*屬性操作屬性操作屬性操作屬性操作屬性操作例：Object復用14.第14頁，共

6、134頁。3、實現(xiàn)復用的設計策略如果已存在一些可復用的類，而且這些類既有分析、設計時的定義，又有源程序，那么，復用這些類即可提高開發(fā)效率與質(zhì)量。目標：盡可能使復用成分增多，新開發(fā)的成分減少當前所需的類的信息比可復用類定義的信息直接復用 通過繼承復用 刪除可復用類的多余信息刪除多余信息，通過繼承而復用15.第15頁，共134頁。例：車輛序號顏色式樣出廠年月序號認證車輛序號廠商式樣序號認證可復用的類問題域部分的類復用車輛序號廠商式樣序號認證可復用的類16.第16頁，共134頁。4、提高性能（1）調(diào)整對象分布（2）縮短對象存取時間設立緩沖區(qū)甲機乙機sendcallcallsend類A類A類B類C類B

7、類C甲機乙機17.第17頁，共134頁。（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) 流速探測器當前流速流速探測取當前流速 流速控制器指定流速當前流速流速調(diào)節(jié)流速探測 合并前合并后（4）增加屬性以減少重復計算call18.第18頁，共134頁。（5）降低算法的計算復雜性（6）細化對象的分類 二次曲線繪圖 二次曲線 拋物線繪圖 雙曲線繪圖 橢圓繪圖 19.第19頁，共134頁。（7）將復雜對象化為整體-部分結構 幀5、為數(shù)據(jù)存儲管理增補屬性與操作在數(shù)據(jù)接口部分設計中介紹背景前景顯示顯示1*1120.第20頁，共134頁。6、完善對象的細節(jié)OOD在OOA模型基礎上所做的主要工作，不能用“細化”

8、二字概括，但細化是不可缺少的（1）完善與問題域有關的屬性和操作在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：因封裝原則而設立的對象操作與OOD模型其他部分有關的屬性和操作（3）設計類的每個操作必要時用流程圖或者活動圖表示（4）設計表示關聯(lián)的屬性區(qū)分多重性的3種情況，決定屬性設置在哪一端（5）設計表示聚合的屬性區(qū)分組合與松散的聚合對于組合，用嵌套對象實現(xiàn)對于松散的聚合，采用與關聯(lián)相同的策略21.第21頁，共134頁。7、定義對象實例在邏輯上，一個類的對象實例是：問題域中所有可用這個類描述的實際事物在物理上，一個類的對象實例可以是：內(nèi)存中的對象變量文件的一個記

9、錄，或數(shù)據(jù)庫表的一個元組一個類的對象實例可以分布到不同的處理機上對每一臺處理機說明在它之上創(chuàng)建的每一個（或組）內(nèi)存對象說明在它之上保存的外存對象類的對象實例說明： 處理機：, 內(nèi)存對象：（n元數(shù)組） 外存對象：22.第22頁，共134頁。8、修改或補充輔助模型及模型規(guī)約包圖類的增減、拆分、合并以及各個類之間關系的變化 順序圖操作與消息活動圖操作流程其他模型圖狀態(tài)機圖、定時圖、交互概覽圖、組合結構圖 模型規(guī)約類的屬性、操作及其對外關系的修改或細化 23.第23頁，共134頁。建立與OOA文檔的映射指出OOA模型中的哪個（或哪些）類演化為OOD模型中的哪個（或哪些）類24.第24頁，共134頁。1

10、2.1 什么是人機交互部分人機交互部分是OOD模型的外圍組成部分之一，是系統(tǒng)中負責人機交互的部分。其中所包含的對象（稱作界面對象）構成了系統(tǒng)的人機界面?，F(xiàn)今的系統(tǒng)大多采用圖形方式的人機界面形象、直觀、易學、易用，遠遠勝于命令行方式的人機界面，是使軟件系統(tǒng)嬴得廣大用戶的關鍵因素之一。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X Window，News）；圖形用戶界面（GUI）（如OSF/Motif，Open Look）；可視化開發(fā)環(huán)境（如Visual C+，Visual Basic，Delphi）統(tǒng)稱界面支持系統(tǒng)。人機交互部分既取決于需求，又與界

11、面支持系統(tǒng)密切相關。第12章人機交互部分的設計25.第25頁，共134頁。人機界面的開發(fā)不僅是設計和實現(xiàn)問題，也包括分析問題對人機交互需求的分析。人機界面的開發(fā)也不純粹是軟件問題，它還需要心理學、美學等許多其它學科的知識。把人機交互部分作為系統(tǒng)中一個獨立的組成部分進行分析和設計，有利于隔離界面支持系統(tǒng)的變化對問題域部分的影響控制驅(qū)動部分問題域部分數(shù)據(jù)接口部分人機交互部分 X-Window人機交互部分 OSF/Motif人機交互部分 Visual C+26.第26頁，共134頁。12.2 人機交互部分的需求分析對使用系統(tǒng)的人進行分析以便設計出適合其特點的交互方式和界面表現(xiàn)形式對人和機器的交互過程

12、進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）人對界面的需求，不僅在于人機交互的內(nèi)容，而且在于他們對界面表現(xiàn)形式、風格等方面的愛好。前者是客觀需求，對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（或估算）各類人員的比例了解使用者的主觀需求27.第27頁，共134頁。（2）從用況分析人機交互用況的構成參與者的行為和系統(tǒng)行為按時間順序交替出現(xiàn)，左右分明。形成交叉排列的段落。每個段落至少含有一個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。抽取方法：刪除所有與輸入、輸

13、出無關的語句刪除不再包含任何內(nèi)容的控制語句與括號剩下的就是對一項功能的人機交互描述28.第28頁，共134頁。收款員收款輸入開始本次收款的命令；作好收款準備，應收款總數(shù)置為0，輸出提示信息；for 顧客選購的每種商品 do 輸入商品編號； if 此種商品多于一件 then 輸入商品數(shù)量 end if；檢索商品名稱及單價；貨架商品數(shù)減去售出數(shù)；if 貨架商品數(shù)低于下限 then 通知供貨員請求上貨end if；計算本種商品總價并打印編號、名稱、數(shù)量、單價、總價；總價累加到應收款總數(shù)；end for；打印應收款總數(shù)；輸入顧客交來的款數(shù)；計算應找回的款數(shù)，打印以上兩個數(shù)目，收款數(shù)計入賬冊。 （b）刪

14、除與輸入輸出無關的陳述收款輸入開始本次收款的命令；作好收款準備，應收款總數(shù)置為0，輸出提示信息；for 顧客選購的每種商品 do 輸入商品編號； if 此種商品多于一件 then 輸入商品數(shù)量 end if；檢索商品名稱及單價；貨架商品數(shù)減去售出數(shù)；if 貨架商品數(shù)低于下限 then 通知供貨員請求上貨end if；計算本種商品總價并打印編號、名稱、數(shù)量、單價、總價；總價累加到應收款總數(shù)；end for；打印應收款總數(shù)；輸入顧客交來的款數(shù)；計算應找回的款數(shù)，打印以上兩個數(shù)目，收款數(shù)計入賬冊。 （a）一個用況的例子收款員收款（人機交互）輸入開始本次收款的命令；輸出提示信息；for 顧客選購的每種

15、商品 do 輸入商品編號； if 此種商品多于一件 then 輸入商品數(shù)量 end if；打印商品編號、名稱、數(shù)量、單價、總價；end for；打印應收款總數(shù)輸入顧客交來的款數(shù)打印交款數(shù)及找回款數(shù)； （c）得到人機交互描述例：29.第29頁，共134頁。人機交互的細化輸入的細化輸入步驟的細化輸入設備的選擇輸入信息表現(xiàn)形式的選擇輸出的細化輸出步驟的細化輸出設備的選擇輸出信息表現(xiàn)形式的選擇輸入與輸出相比，輸入在人機交互中起到主導作用一次輸入，廣義地稱為對系統(tǒng)的一條“命令”30.第30頁，共134頁。（3）分析處理異常事件的人機交互（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

16、項系統(tǒng)有大量命令，不加任何組織和引導基本命令：使用一項獨立的系統(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31.第31頁，共134頁。（c） 半序網(wǎng)狀結構（b） 樹型結構（a） 線性結構（d） 一般的網(wǎng)狀結構基本命令及其命令步的結構32.第32頁，共134頁。高層命令的組織結構 33.第33頁，共134頁。（5）輸出信息的組織結構分析兩層命令之間的輸出信息結構兩層命令反饋信息處理結果提示信息典型的

17、輸出信息結構反饋信息處理結果處理結果提示信息提示信息處理結果提示信息復雜的輸出信息結構34.第34頁，共134頁。12.3 人機界面的設計準則使用簡便一致性啟發(fā)性減少人腦記憶的負擔減少重復的輸入容錯性及時反饋其它：藝術性、趣味性、風格、視感35.第35頁，共134頁。12.4 人機界面的OO設計（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、圖形資源及輸入設備?！?例：Smalltalk，Macintosh，X Window 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

18、視感和風格，支持應用系統(tǒng)界面開發(fā)的系統(tǒng) 。例：OSF/Motif， Open Look 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合為一體的可視化開發(fā)平臺，支持用戶以“所見即所得”的方式構造用戶界面 。例：Visual C+，Delphi，Visual Basic 考慮的因素：硬件、操作系統(tǒng)及編程語言 ，支持級別 ，風格與視感 36.第36頁，共134頁。（2）根據(jù)人機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、對話盒、圖符、滾動條等系統(tǒng)的啟動選用實現(xiàn)主界面的界面元素，如框架窗口、對話框窗口高層命令組織結構的實現(xiàn)通過界面

19、元素的構造層次體現(xiàn)高層命令的組織結構例如：窗口菜單下級菜單基本命令的執(zhí)行通過高層命令引向基本命令例如：窗口菜單菜單選項詳細交互過程的輸入與輸出選擇適當?shù)慕缑嬖赝瓿擅總€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，如鼠標右鍵菜單37.第37頁，共134頁。（3）用OO概念表示界面元素對象和類 盡可能使用界面類庫中提供的可復用類自定義的類類名屬性操作 類名復用復用類庫中的類屬性與 操作用屬性表示界面對象的靜態(tài)特征物理特征如：位置、尺寸、顏色、立體效果 邏輯特征聚合、關聯(lián)用操作表示界面對象的行為例如：創(chuàng)建、激活、最大化、最小化、移動、選中、單擊、雙擊 38.第38頁，共134頁。

20、整體-部分結構表示界面元素之間的構成關系，例如：窗口 與 其中的菜單、按鈕、圖符、對話框、滾動條表示界面對象在操作中的邏輯層次反映上、下兩層命令之間的關系例：框架窗口39.第39頁，共134頁。框架窗口主菜單下拉菜單視窗工具條滾動條按鈕111*1*1112111*40.第40頁，共134頁。一般-特殊結構表示較一般的界面類和較特殊的界面類之間的關系 自定義的類之間的一般-特殊關系用一般-特殊結構特化可復用類CDialog復用操作屬性對話框 A41.第41頁，共134頁。關聯(lián)表示界面類之間一個有特定意義的關系，例如：按鈕11對話框消息 高層命令到低層命令界面對象之間的消息基本命令的執(zhí)行從界面對象

21、向功能對象發(fā)消息 信息輸出從功能對象向界面對象發(fā)消息工具條1*42.第42頁，共134頁。12.5 可視化編程環(huán)境下的人機界面設計（1）問題的提出（2）所見即所得的界面開發(fā)（3）設計的必要性為實現(xiàn)提供依據(jù)為了滿足人機交互的需求，人機界面中要使用哪些界面對象？交互過程中的各項輸入和輸出應由哪些界面對象完成？如何通過界面對象類之間的各種關系體現(xiàn)人機交互命令的組織結構與層次？如何通過界面對象和功能對象之間的消息實現(xiàn)它們之間的動態(tài)聯(lián)系？降低失敗的風險設計策略需要改進類庫的存在以所見即所得的定義界面對象的各種物理屬性更為直接43.第43頁，共134頁。（4）基于可視化編程環(huán)境的設計策略類的設立首先想到復

22、用Cdialog復用CMysystemDig CEdit 復用通過繼承復用直接復用44.第44頁，共134頁。屬性忽略物理特征，著重表示邏輯特征設計階段不必關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)命令的組織結構的屬性、例如：菜單類的每個選項表示什么命令表現(xiàn)界面元素之間組成關系和關聯(lián)的屬性例如：對話框中包含哪些控件45.第45頁，共134頁。CMysystemDig SetDlgItemText 操作顯式地表示從高層類繼承的操作例：CDialog復用46.第46頁，共1

23、34頁。整體-部分結構表現(xiàn)界面的組織結構和命令層次通過整體-部分結構表現(xiàn)界面對象之間的組成關系和人機交互命令的層次關系與采用其它界面支持系統(tǒng)的策略相同區(qū)分界面對象的普通屬性和它的部分對象有些組成部分被作為對象的一個普通屬性例如下拉菜單的選項，窗口的邊框有些組成部分則被作為一個部分對象例如對話框的一個下拉菜單或按鈕區(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47.第47頁，共134頁。一般-特殊結構多從可復用類直接繼承例：對話框復用對話框 A對話框 B編輯框復用按鈕復用1311 普通策略21對話框復用 對話框 A 對話框 B編輯框復用按鈕復用11151113直接繼承可復用類的策略48

24、.第48頁，共134頁。消息忽略自動實現(xiàn)的消息注意需要編程實現(xiàn)的消息1、界面對象接收到一個操作事件，通過它的一個操作向處理該事件的功能對象所發(fā)送的消息。2、從功能對象向完成其輸入/輸出的界面對象發(fā)送的消息。3、其它：凡是需要通過手工編程來實現(xiàn)的消息，都要在設計中加以表示。49.第49頁，共134頁。13.1 什么是控制驅(qū)動部分控制驅(qū)動部分是OOD模型的外圍組成部分之一，由系統(tǒng)中全體主動類構成。這些主動類描述了整個系統(tǒng)中所有的主動對象，每個主動對象是系統(tǒng)中一個控制流的驅(qū)動者。 控制流（control flow）進程（process）和線程（thread）的總稱有多個控制流并發(fā)執(zhí)行的系統(tǒng)稱作并發(fā)系

25、統(tǒng)（多任務系統(tǒng)）第13章 控制驅(qū)動部分的設計50.第50頁，共134頁。為什么需要控制驅(qū)動部分并發(fā)行為是現(xiàn)實中固有的當前大量的系統(tǒng)都是并發(fā)系統(tǒng)（多任務系統(tǒng)），例如：外圍設備與主機并發(fā)工作的系統(tǒng)有多個窗口進行人機交互的系統(tǒng)多用戶系統(tǒng)多個子系統(tǒng)并發(fā)工作的系統(tǒng)單處理機上的多任務系統(tǒng)多處理機系統(tǒng)多任務的設置描述問題域固有的并發(fā)行為表達實現(xiàn)所需的設計決策隔離硬件、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡的變化對整個系統(tǒng)的影響51.第51頁，共134頁。13.2 相關技術問題（1）由系統(tǒng)總體方案決定的實現(xiàn)條件：計算機硬件性能、容量和CPU數(shù)目操作系統(tǒng)對并發(fā)和通訊的支持網(wǎng)絡方案網(wǎng)絡軟硬件設施、網(wǎng)絡拓撲結構、通訊速率、網(wǎng)絡協(xié)議等軟件體

26、系結構（詳后）編程語言對進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)、構件庫等對共享和并發(fā)訪問的支持52.第52頁，共134頁。（2）軟件體系結構抽象地說，軟件體系結構描述了構成系統(tǒng)的元素、這些元素之間的相互作用、指導其組合的模式以及對這些模式的約束 Mary Shaw 幾種典型的軟件體系結構風格管道與過濾器風格（pipe and filter style）數(shù)據(jù)抽象風格（data abstraction style）面向?qū)ο箫L格（object-oriented style）隱式調(diào)用風格（implicit invocation style）層次風格（layered style）倉

27、庫風格（repository style）黑板風格（blackboard style）解釋器模型（interpreter model）進程控制風格（process control style）客戶-服務器風格（client-server style） 53.第53頁，共134頁。主機+仿真終端體系結構文件共享體系結構客戶-服務器體系結構二層客戶-服務器體系結構三層客戶-服務器體系結構對等式客戶-服務器體系結構瘦客戶-服務器體系結構瀏覽器-服務器體系結構（3）分布式系統(tǒng)的體系結構風格54.第54頁，共134頁。進程（process）概念出現(xiàn)之前，并發(fā)程序設計困難重重主要原因：并發(fā)行為彼此交織，理

28、不出頭緒與時間有關的錯誤不可重現(xiàn)進程概念的提出使這個問題得到根本解決進程的全稱是順序進程（sequential process），其基本思想是把并發(fā)程序分解成一些順序執(zhí)行的進程，使得：每個進程內(nèi)部不再包含并發(fā)行為所以叫做順序進程，其設計避免了并發(fā)問題多個進程之間是并發(fā)（異步）執(zhí)行的所以能夠構成并發(fā)程序（4）系統(tǒng)的并發(fā)性55.第55頁，共134頁。線程（Thread ）由于并行計算的需要，要求人為地在順序程序內(nèi)部定義和識別可并發(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。線程與進程的區(qū)別：進程既是處理機分配單位，也是存儲空間、設備等資源的分配單位（重量級的控制流）；線程只是處理機分配單位（輕

29、量級的控制流） ；一個進程可以包含多個線程，也可以是單線程的?？刂屏魇沁M程和線程的總稱。56.第56頁，共134頁。應用系統(tǒng)的并發(fā)性從網(wǎng)絡、硬件平臺的角度看：分布在不同計算機上的進程之間的并發(fā)在多CPU的計算機上運行的進程或線程之間的并發(fā)在一個CPU上運行的多個進程或線程之間的并發(fā)從應用系統(tǒng)的需求看：需要跨地域進行業(yè)務處理的系統(tǒng)需要同時使用多臺計算機或多個CPU進行處理的系統(tǒng)需要同時供多個用戶或操作者使用的系統(tǒng)需要在同一時間執(zhí)行多項功能的系統(tǒng)需要與系統(tǒng)外部多個參與者同時進行交互的系統(tǒng)57.第57頁，共134頁。處理應用系統(tǒng)并發(fā)性的例子見教材節(jié)例1 例758.第58頁，共134頁。例5：用多進程

30、實現(xiàn)遙感信息的輸入、處理和顯示輸入進程操作數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理進程操作數(shù)據(jù)顯示進程操作數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)IPCIPC數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)顯示屏地面接收設備輸入輸出遙感信息處理系統(tǒng)59.第59頁，共134頁。例6：用多線程實現(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備顯示屏遙感信息處理進程60.第60頁，共134頁。業(yè)務處理進程 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)務處理進程 n操作數(shù)據(jù)IPC/RPC例7：同時采用多進程和多線程 61.第61頁，共134頁。13.3 如何設計控制驅(qū)動部分（1）選擇軟件體系結構風格二層客戶-服務器體

31、系結構（數(shù)據(jù)）服務器客戶機三層客戶-服務器體系結構數(shù)據(jù)服務器應用服務器客戶機 62.第62頁，共134頁?？紤]分布方案之前，暫時將系統(tǒng)看作集中式的確定分布方案之后，將對象分布到各個處理機上以每臺處理機上的類作為一個包集中式類圖分布到不同結點上結點A包A結點B包B結點C包C（2）確定系統(tǒng)分布方案63.第63頁，共134頁。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)于對象分布原則：減少遠程傳輸，便于管理對象分布軟件體系結構系統(tǒng)功能在哪些結點提供數(shù)據(jù)在哪些結點長期存儲管理，在哪些結點臨時使用參照用況 把合作緊密的對象盡可能分布在同一結點追蹤消息 把一個控制流經(jīng)歷的對象分布在同一結點64

32、.第64頁，共134頁。分布在每個結點上的對象，都需要相應的類來創(chuàng)建（1）如果一個類只需要在一個結點上創(chuàng)建對象實例把這個類分布在該結點上（2）如果一個類需要在多個結點上創(chuàng)建對象實例把這個類分布到每個需要創(chuàng)建其實例的結點上其中一個作為正本，其他作為副本類的分布：根據(jù)對象分布的需要65.第65頁，共134頁。(a) 一個集中式類圖1*ABCDEFG*1服務器HIJABCDEFG*1(b) 服務器包1*副本DHIJ副本A客戶機(c) 客戶機包（第一種策略）(d) 客戶機包（第二種策略）1*副本DHIJ客戶機callcallcall例66.第66頁，共134頁。13.3.3 識別控制流（1）以結點為單

33、位識別控制流不同結點上程序的并發(fā)問題已經(jīng)解決考慮在每個結點上運行的程序還需要如何并發(fā) （2）從用戶需求出發(fā)認識控制流有哪些任務必須在同一臺計算機上并發(fā)執(zhí)行 （3）從用況認識控制流 關注描述如下三類功能的用況要求與其他功能同時執(zhí)行的功能用戶隨時要求執(zhí)行 的功能處理系統(tǒng)異常事件功能（4）參照OOA模型中的主動對象（5）為改善性能而增設的控制流高優(yōu)先級任務、低優(yōu)先級任務、緊急任務（6）實現(xiàn)并行計算的控制流（線程）（7）實現(xiàn)結點之間通訊的控制流（進程）（8）對其它控制流進行協(xié)調(diào)的控制流67.第67頁，共134頁。active 類 名UML1的主動類表示法類 名process類 名thread類 名UM

34、L2的主動類表示法13.3.4 用主動對象表示控制流控制流是主動對象中一個主動操作的一次執(zhí)行。其間可能要調(diào)用其他對象的操作，后者又可能調(diào)用另外一些對象的操作，這就是一個控制流的運行軌跡。 問題：一個主動類可以有多個主動操作和若干被動操作，這種表示法不能顯式地表示哪個（哪些）操作是主動操作。68.第68頁，共134頁。用關鍵詞表示主動操作類名進程操作名() 線程操作名() 線程操作名()操作名()active類名進程操作名() 線程操作名() 線程操作名()操作名()69.第69頁，共134頁。顯示地表示由進程創(chuàng)建線程類B線程 T1create create 類C線程 T2類A進程 P70.第7

35、0頁，共134頁。把控制驅(qū)動部分看成一個包其中包含了系統(tǒng)中全部主動類可以從多種觀點把OOD模型劃分成包人機交互部分數(shù)據(jù)接口部分控制驅(qū)動部分問題域部分問題域部分控制驅(qū)動部分人機交互部分數(shù)據(jù)接口部分按OOD模型的四個組成部分按分布的結點數(shù)據(jù)服務器應用服務器客戶機按子系統(tǒng)技術部財物部營業(yè)部人事部71.第71頁，共134頁。主動對象屬于控制驅(qū)動部分，也可以同時屬于其他部分因為OOD模型的各個部分可以交叉例：訂單系統(tǒng)中營業(yè)員對象可以有不同的設計方案人機交互部分數(shù)據(jù)接口部分控制驅(qū)動部分問題域部分營業(yè)員active營業(yè)員進程營業(yè)員窗口callcall方案1：無交叉72.第72頁，共134頁。人機交互部分數(shù)據(jù)

36、接口部分控制驅(qū)動部分問題域部分進程營業(yè)員營業(yè)員窗口call方案2：問題域部分和控制驅(qū)動部分交叉73.第73頁，共134頁。方案3：問題域部分和人機交互部分交叉人機交互部分數(shù)據(jù)接口部分控制驅(qū)動部分問題域部分營業(yè)員callactive營業(yè)員進程74.第74頁，共134頁。人機交互部分數(shù)據(jù)接口部分控制驅(qū)動部分問題域部分方案4：問題域部分、人機交互部分、控制驅(qū)動部分都交叉active營業(yè)員提問：1、還有沒有其他方案？2、是否違背了隔離對問題域部分影響的初衷？75.第75頁，共134頁。數(shù)據(jù)接口部分是OOD模型中負責與具體的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)銜接的外圍組成部分，它為系統(tǒng)中需要長久存儲的對象提供了在選定的數(shù)據(jù)管

37、理系統(tǒng)中進行數(shù)據(jù)存儲與恢復的功能。 問題范圍：對象在永久性存儲介質(zhì)上的存儲只須存儲對象的屬性部分可能只有一部分對象需要長久存儲11.1 什么是數(shù)據(jù)接口部分大部分實用的系統(tǒng)都要處理數(shù)據(jù)的持久存儲問題 數(shù)據(jù)保存于永久性存儲介質(zhì)在數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的支持下實現(xiàn)其存儲、檢索和維護 在面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)中，數(shù)據(jù)的存儲表現(xiàn)為對象存儲 第14章數(shù)據(jù)接口部分的設計76.第76頁，共134頁。不同的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)：文件系統(tǒng)關系型數(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)操縱方式針對不同的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，需要做不同設計 根據(jù)所選用的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)特點，設計一些專門處理其它對象的持久存儲問題的對象組織成一個

38、獨立的組成部分 數(shù)據(jù)接口部分77.第77頁，共134頁。優(yōu)點：集中解決對象存儲問題隔離數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)對其它部分的影響選用不同的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)時，問題域部分變化較少人機交互部分控制驅(qū)動部分問題域部分數(shù)據(jù)接口部分文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口部分文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口部分關系型DBMS數(shù)據(jù)接口部分OO-DBMS78.第78頁，共134頁。14.2 數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)及其選擇數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲、檢索、管理與維護的系統(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) file system 關系型數(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) OODBMS79.第79頁，共134頁。（一）文件系統(tǒng) 通常是操作系統(tǒng)的一部分管理外

39、存空間的文件數(shù)據(jù)提供存儲、檢索、更新、共享和保護等功能文件結構物理結構文件數(shù)據(jù)在存儲空間的存放方法和組織關系 邏輯結構呈現(xiàn)給用戶的文件結構如流式結構、記錄式結構 等文件系統(tǒng)提供的支持在人機界面上進行操作的系統(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 80.第80頁，共134頁。優(yōu)點：廉價，容易學習和掌握，對數(shù)據(jù)類型沒有限制 缺點：功能貧乏、低級不容易體現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的關系只能按地址或者記錄讀寫，不能按屬性進行數(shù)據(jù)檢索與更新缺少數(shù)據(jù)完整性支持數(shù)據(jù)共享支持薄弱文件系統(tǒng)的優(yōu)缺點 81.第81頁，共134頁。（二）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫：

40、長期存儲在計算機內(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、描述和儲存，具有較小的冗余度，較高的數(shù)據(jù)獨立性和易擴展性，并可為各種用戶共享。 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS） ：用于建立、使用和維護數(shù)據(jù)庫的軟件。它對數(shù)據(jù)庫進行統(tǒng)一的管理和控制，以保證數(shù)據(jù)庫的安全性和完整性數(shù)據(jù)模型：描述如何在數(shù)據(jù)庫中定義數(shù)據(jù)及其操作，內(nèi)容包括：實體及實體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)結構描述，對數(shù)據(jù)的操作，完整性約束不同的數(shù)據(jù)庫基于不同的數(shù)據(jù)模型網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫關系型數(shù)據(jù)庫面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫層次數(shù)據(jù)庫基于網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型基于層次數(shù)據(jù)模型基于關系數(shù)據(jù)模型基于面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型82.第82頁，共134頁。1、關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) RDBM

41、S關系模型給定一組域D1，D2，Dn其笛卡爾積D1D2Dn的一個子集就是一個關系，又稱二維表 基本要求：關系的每個屬性必須是原子的 數(shù)據(jù)的組織：用二維表組織各類數(shù)據(jù)既可存放描述實體自身特征的數(shù)據(jù)也可存放描述實體之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)每一列稱作一個屬性每一行稱作一個元組數(shù)據(jù)的運算：提供并、交、差等集合運算以及選取、投影、聯(lián)結等操作 83.第83頁，共134頁。關系數(shù)據(jù)庫術語對照數(shù)據(jù)庫專業(yè)術語開發(fā)者的習慣術語用戶習慣術語關系relation文件file表table元組tuple記錄record行row屬性attribute字段，域field列column84.第84頁，共134頁。2、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫管理系

42、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技術開發(fā)（采用OO數(shù)據(jù)模型） RDBMS的局限性（采用關系數(shù)據(jù)模型） 不能直接、有效地組織和存儲對象數(shù)據(jù)，需要對數(shù)據(jù)模式進行轉(zhuǎn)換，并提供相應的接口因此出現(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ο?、類、對象標識、對象的屬性與操作、封裝、繼承、聚合、關聯(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、安全機制，并發(fā)控制、故障恢復、事務運行管理、可擴充85.第85頁，共134頁。三種類型的OODBMS產(chǎn)品1）在OOPL基礎上增加數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能例如：G

43、emStone 和 ObjectStore2）對RDBMS進行擴充，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贸绦蚪涌诶纾篒ris 和 POSTGRES3）“全新的”O(jiān)ODBMS即按照面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型進行全新的設計 例如：O2 和 DAMOKLES 目前狀況：理論和技術上都有待完善86.第86頁，共134頁。（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)實際上要權衡技術和非技術兩方面的因素非技術因素與項目的成本、工期、風險、宏觀計劃有關的問題 產(chǎn)品的成熟性和先進性 價格開發(fā)隊伍的技術背景 與其它系統(tǒng)的關系 87.第87頁，共134頁。技術因素考慮各種數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

44、適應哪些情況，不適應哪些情況 文件系統(tǒng)的適應性優(yōu)點：可儲任何類型的數(shù)據(jù)，包括具有復雜內(nèi)部結構的數(shù)據(jù)和圖形、圖象、視頻、音頻等多媒體數(shù)據(jù)。以類和對象的形式定義的數(shù)據(jù)都可以用文件存儲 適應：數(shù)據(jù)類型復雜，但對數(shù)據(jù)存取、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)完整性維護、故障恢復、事務處理等功能要求不高的應用系統(tǒng)；缺點：操作低級；數(shù)據(jù)操縱功能貧乏；缺少數(shù)據(jù)完整性支持；缺少多用戶及多應用共享、故障恢復、事務處理等功能不適應：數(shù)據(jù)操縱復雜、多樣，數(shù)據(jù)共享及數(shù)完整性維護要求較高的系統(tǒng)。 88.第88頁，共134頁。關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的適應性優(yōu)點：對數(shù)據(jù)存取、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)完整性維護、故障恢復、事務處理等功能提供強有力的支持適應：對

45、這些功能要求較高的應用系統(tǒng)，以及需大量保存和管理各類實體之間關系信息的應用系統(tǒng)問題：關系數(shù)據(jù)模型對數(shù)據(jù)模式的限制較多 當對象的內(nèi)部結構較為復雜時，就不能直接地與關系數(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)點和缺點形成了明顯對照但是對二者的選擇卻未必互相排斥，有時它們是互補的。某些應用系統(tǒng)可能同時采用RDBMS和文件系統(tǒng)，分別存儲各自所適合的數(shù)據(jù)。 89.第89頁，共134頁。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的適應性從純技術的角度看，對用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

46、目不適合，主要是由于非技術因素，而不是技術因素 各種OODBMS采用的對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，對不同的應用系統(tǒng)有不同的適應性 90.第90頁，共134頁。14.3 對象存儲方案和數(shù)據(jù)接口的設計策略 針對三種數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)文件系統(tǒng)RDBMSOODBMS對象存儲方案如何把對象映射到數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口部分的設計策略如何設計數(shù)據(jù)接口部分的對象類分別討論如何對問題域部分做必要的修改91.第91頁，共134頁。（一）針對文件系統(tǒng)的設計 應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口文件系統(tǒng)對象對象對象1、對象在內(nèi)存空間和文件空間的映像如何看待用文件系統(tǒng)存儲對象應用

47、系統(tǒng)仍然是面向?qū)ο蟮闹皇怯梦募到y(tǒng)存儲對象的數(shù)據(jù)92.第92頁，共134頁。從應用系統(tǒng)的對象到文件記錄的不同映射方式類A對象1數(shù)據(jù)接口實例化記錄1記錄2記錄n對象2對象n內(nèi)存空間文件系統(tǒng)文件A一一對應的映射方式類A數(shù)據(jù)接口實例化記錄1記錄2記錄n對象內(nèi)存空間文件系統(tǒng)文件A非一一對應的映射方式93.第93頁，共134頁。2、對象在文件中的存放策略 1）基本策略把由每個類直接定義、需要持久存儲的全部對象實例存放在一個文件中；每個對象實例的全部屬性作為一個存儲單元，占用該文件的一個記錄。 如何理解“由一個類直接定義的”對象實例另一種策略一個結構用一個文件浪費空間模糊了對象分類關系使操作復雜化 人員姓

48、名教職工職稱專業(yè)研究生學號班級專業(yè)在職研究生在職單位 例:94.第94頁，共134頁。2）提高檢索效率 在對象和文件記錄之間建立有規(guī)律的映射關系對象名或關鍵字呈線性規(guī)律 按對象名或關鍵字的順序形成文件記錄給出對象名稱或關鍵字，快速地計算出它的存放位置 對象名稱或關鍵字可以比較和排序 按關鍵字順序安排記錄，檢索時采用折半查找法建立按對象名稱或者按關鍵字排序的索引表，通過該表中的記錄指針找到相應的記錄其他措施如散列表、倒排表、二叉排序樹等等95.第95頁，共134頁。3、設計數(shù)據(jù)接口部分的對象類 對象存取器對象存儲對象恢復類名-文件名對照表 負責對象的存儲與恢復換算型對象存取器*對象存儲*對象恢復

49、查找型對象存取器*對象存儲*對象恢復索引型對象存取器*對象存儲*對象恢復索引表查記錄指針文件記錄索引特殊類提供不同的查找功能96.第96頁，共134頁。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對象存取器 每個持久對象類都要增加請求存儲和恢復所需的屬性和操作，以便向數(shù)據(jù)接口部分發(fā)出請求類名 請求保存請求恢復 類名 請求保存請求恢復 類名 請求保存請求恢復 持久對象請求保存請求恢復 類名 增加一個一般類來定義它們，作為共同協(xié)議，供所有的持久對象類繼承 97.第97頁，共134頁。（二）針對RDBMS的設計 應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口RDBMS對象對象對象1、對象及其對數(shù)據(jù)庫的使用如何

50、看待用 RDBMS存儲對象應用系統(tǒng)仍然是面向?qū)ο蟮闹皇怯藐P系數(shù)據(jù)庫存儲對象的數(shù)據(jù)關系數(shù)據(jù)庫98.第98頁，共134頁。從應用系統(tǒng)的對象到數(shù)據(jù)庫表元組的不同映射方式類A對象1實例化元組1元組2元組n對象2對象n內(nèi)存空間數(shù)據(jù)庫表A一一對應的映射方式數(shù)據(jù)接口RDBMS類A數(shù)據(jù)接口實例化元組1元組2元組n對象內(nèi)存空間數(shù)據(jù)庫表A非一一對應的映射方式RDBMS99.第99頁，共134頁。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)存儲對象 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：關系數(shù)據(jù)庫對規(guī)范化的要求 對象從數(shù)據(jù)庫獲得其他數(shù)據(jù)關系數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)

51、對象數(shù)據(jù)接口對象RDBMS對象對象保存與恢復100.第100頁，共134頁。2、對象在數(shù)據(jù)庫中的存放策略對象數(shù)據(jù)的規(guī)范化修改類圖確定關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象實例行對一般-特殊結構、整體-部分結構、關聯(lián)等OO概念的處理101.第101頁，共134頁。第一范式（1NF）：關系（表）的每個屬性都必須是原子的。就是說，關系的每個屬性都是單值的，它不再包含內(nèi)部的數(shù)據(jù)結構。第二范式（2NF）：如果一個關系的所有非關鍵字屬性都只能依賴整個關鍵字（而不是依賴關鍵字的一部分屬性），則該關系在第二范式中。第三范式（3NF）：如果一個關系在第二范式中，而且沒有傳遞依賴，則該關系在第三范式中

52、。Boyce-Codd范式（BCNF）：如果一個關系的每個決定因素都是候選關鍵字，則該關系在BCNF中。第四范式（4NF）：如果一個關系在BCNF中，而且沒有多值依賴，則該關系在第四范式中。1）對象數(shù)據(jù)的規(guī)范化關系數(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。 是由關系數(shù)據(jù)模型決定的，是對一個關系的起碼要求 主要為了解決關系中的函數(shù)依賴帶來的更新異常問題。也可以減少數(shù)據(jù)冗余，但更新異常問題更為重要 主要為了減少數(shù)據(jù)冗余102.第102頁，共134頁。未必規(guī)范化程度越高越好規(guī)范化的代價響系統(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關系數(shù)據(jù)庫的規(guī)范化目標既有相違

53、的一面，又有相符的一面 以對象為中心組織數(shù)據(jù)與操作，恰恰有助于達到第2NF、3NF、BCNF和4NF要求的條件 對象的數(shù)據(jù)結構常常連1NF的要求都不能滿足 例如“通信地址”屬性103.第103頁，共134頁。HOUSING（SID，Building，F(xiàn)ee）Key:SIDFunctional Dependencies: BuildingFee SIDBuildingFee100Randolph1200150Ingersoll1100200Randolph1200250Pitkin1100300Randolph1200SID Building Fee例1：一個不滿足3NF的關系及其規(guī)范化 STU

54、-HOUSING（SID，Building）Key:SID SID Building100Randolph150Ingersoll200Randolph250Pitkin300RandolphBLDG-FEE（Building，F(xiàn)ee）Key:Building Building FeeRandolph1200Ingersoll1100Pitkin1100從面向?qū)ο蟮挠^點看應該定義“學生”和“建筑物”兩個類恰好與規(guī)范化要求吻合學生住所建筑物房費分析原因：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 David M. Kroenke 著. 數(shù)據(jù)庫處理. 北京：電子工業(yè)出版社，1998104

55、.第104頁，共134頁。例2：一個不滿足4NF的關系及其規(guī)范化 STUDENT（SID，Major，Activity）Key:（SID，Major，Activity） SID Major Activity100MusicSwimming100AccountingSwimming100MusicTennis100AccountingTennis150MathJoggingSTU-MAJOR（SID，Major）Key:（SID，Major） SID Major 100Music100Accounting150MathSTU-ACT（SID，Activity）Key:（SID，Activity）

56、 SID Activity100Skiing100Swimming100Tennis150Jogging105.第105頁，共134頁。SIDMajor1111*課程學生活動學生-課程學生-活動SIDActivity*課程學生活動用面向?qū)ο蠓椒ǖ玫降姆诸愑腥悓ο蠡舛鄬Χ嚓P聯(lián)之后的結果為什么多出來3個類？106.第106頁，共134頁。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月工資所得稅 可以不通過規(guī)范化解決問題討論為什么107.第107頁，共134頁。規(guī)范化的兩種策略保持類圖，對表規(guī)范化缺點是對象的存儲與恢復必須經(jīng)過數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換 修改類圖對問題域的映射可能不像規(guī)范化之前那么直接。

57、但是這個問題并不嚴重 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計內(nèi)容之一2）修改類圖108.第108頁，共134頁。3）確定關鍵字 用較少的屬性作關鍵字，將為含關鍵字的操作帶來方便 常用的技巧引入編號最終效果：經(jīng)過必要的規(guī)范化處理和關鍵字處理之后，得到一個符合數(shù)據(jù)庫設計要求的類圖，其中每個需要映射到數(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鍵字109.第109頁，共134頁。4）從類圖到數(shù)據(jù)庫的映射（1）映射策略概要對每個要在數(shù)據(jù)庫中存儲對象實例的類，都建立一個數(shù)據(jù)庫表類的每個屬性（包括從所有祖先繼承來的屬性）都對應表的一

58、個屬性（列）名稱、數(shù)據(jù)類型完全相同其中一組屬性被確定為關鍵字類的每個對象實例將對應表的一個元組（行）110.第110頁，共134頁。（2）對OO概念的處理對一般-特殊結構的處理抽象類不對應數(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)研究生學號班級攻讀專業(yè)在職研究生在職單位 例:5個屬性4個屬性8個屬性不建表111.第111頁，共134頁。在關聯(lián)連接線一端的類中定義一個（或一組）屬性，表明另一端類的哪個對象實例與本端的對象實例相關聯(lián)該屬性（屬性組）應該和另一端的關鍵字相同如果另一端的關鍵字包含多個屬性，本端也要定義同樣的多個屬性在對應的數(shù)據(jù)庫表中，一個表以該屬

59、性（或?qū)傩越M）作為外鍵，另一個表以它作為主鍵，使前者的元組通過其屬性值指向后者的元組 對關聯(lián)的處理一對一的關聯(lián) AB0.11從B端指向A端，則B表的外鍵對有些元組可能是空值（NULL）從A端指向B端則不存在這一問題 表A表B112.第112頁，共134頁。一對多的關聯(lián)從多重性約束為“m”的一端指向多重性約束為 “1”的一端 AB1*映射為數(shù)據(jù)庫表后，A表以B表的主鍵作為自己的外鍵表A表B113.第113頁，共134頁。多對多的關聯(lián)AB*先在類圖中化為兩個一對多的關聯(lián)AC11B*114.第114頁，共134頁。多對多的關聯(lián)AB*先在類圖中化為兩個一對多的關聯(lián)AC11B*C表含有兩個外鍵，一個是A

60、的主鍵，一個是B的主鍵然后將每個類映射到一個數(shù)據(jù)庫表表A表B115.第115頁，共134頁。對象類轉(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 116.第116頁，共134頁。對整體-部分結構的處理分為緊密、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)庫表的設計體現(xiàn)出來 緊密、固定方式：把部分對象類的屬性合并到整體對象類中松散、靈活方式：整體對象類和部分對象類分別建立一個表通過外鍵表現(xiàn)整體部分關系117.第117頁，共134頁。A1B1A0.1B1A*B