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  第3题      
  知识点:   类图   用例图   面向对象方法   模板   软件系统   软件支持   温度

 
图3-1所示为某软件系统中一个温度控制模块的界面。界面上提供了两种温度计量单位,即华氏度(Farechet)和摄氏度(Celsius)。软件支持两种计量单位之间的自动换算,即若输入一个华氏度的温度,其对应的摄氏度温度值会自动出现在摄氏度的显示框内,反之亦然。
用户可以通过该界面上的按钮Raise (升高温度)和Lower (降低温度)来改变温度的值。界面右侧是个温度计,将数字形式的温度转换成温度计上的制度比例进行显示。当温度值改变时,温度计的显示也随之同步变化。

现在采用面向对象方法现实该温度控制模板,得到如图3-2所示的用例图和3-3所示的类图
 
问题:3.1   (4分)
根据说明中的描述,给出图3.2中U1~U4所对应的用例名。?
 
问题:3.2   (8分)
根据说明中的描述,给出图3-3中C1~C8所对应的类名(类名使用图3-1中标注的词汇)。?
 
问题:3.3   (3分)
现需将图3-1所示的界面改造为个更为通用的GUI应用,能够实现任意计量单位之间的换算,例如千克和确之间的模算、厘米和英寸之间的换算等等。为了实现这个新的需求,可以在图3-3所示的类图上增加哪种设计模式?请解释选择该设计模式的原因(不超过50字)。
 
 
 

   知识点讲解    
   · 类图    · 用例图    · 面向对象方法    · 模板    · 软件系统    · 软件支持    · 温度
 
       类图
        类图(Class Diagram)展现了一组对象、接口、协作及其之间的关系。在面向对象系统的建模中所建立的最常见的图就是类图。
        类图给出了系统的静态设计视图,包含主动类的类图给出了系统的静态进程视图。作为模型管理视图还可以含有包或子系统,二者都用于把模型元素聚集成更大的组块。类图用于对系统的静态视图建模。这种视图主要支持系统的功能需求,即系统要提供给最终用户的服务。当对系统的静态设计建模时,通常以下述3种方式之一使用类图:对系统的词汇建模;对简单的协作建模;对逻辑数据库模式建模。
        作为静态视图的类图可以包含依赖、关联、泛化、组合、实现关系以及注解和约束等。
        (1)依赖关系是两个事物之间的语义关系,其中一个事物发生变化会影响另一个事物的语义。
        (2)关联关系是一种结构关系,它描述了一组对象之间的链接关系。其中有一种特殊类型的关联关系,即聚集关系,它描述了整体与部分的结构关系。
        (3)泛化关系是一种一般—特殊关系,利用这种关系,子类可以共享父类的结构和行为。
        (4)实现关系是类之间的语义关系,其中的一个类制订了另一个类保证执行的契约。实现关系用于两种情况:在接口和实现它们的类或构件之间;在用例和它们的协作之间。
        (5)组合是聚集关系的变种,表示元素间更强的组合关系。各种关系图例如下图所示。
        
        各种关系图例
 
       用例图
        用例图(Use Case Diagram)展现了一组用例、参与者(Actor)以及两者之间的关系。用例图通常包括用例、参与者、扩展关系、包含关系。用例图用于对系统的静态用例视图进行建模,主要支持系统的行为,即该系统在它的周边环境的语境中所提供的外部可见服务。当对系统的静态用例视图建模时,可以用下列两种方式来使用用例图:对系统的语境建模;对系统的需求建模。
 
       面向对象方法
        面向对象方法是当前的主流开发方法,拥有大量不同的方法,主要包括OMT(Object Model Technology,对象建模技术)方法、Coad/Yourdon方法、OOSE(Object-Oriented Software Engineering,面向对象的软件工程)及Booch方法等,而OMT、OOSE及Booch最后统一成为UML(United Model Language,统一建模语言)。
               Coad/Yourdon方法
               Coad/Yourdon方法主要由面向对象的分析(Object-Oriented Analysis, OOA)和面向对象的设计(Object-Oriented Design, OOD)构成,特别强调OOA和OOD采用完全一致的概念和表示法,使分析和设计之间不需要表示法的转换。该方法的特点是表示简炼、易学,对于对象、结构、服务的认定较系统和完整,可操作性强。
               在Coda/Yourdon方法中,OOA的任务主要是建立问题域的分析模型。分析过程和构造OOA概念模型的顺序由5个层次组成,分别是类与对象层、属性层、服务层、结构层和主题层,它们表示分析的不同侧面。OOA需要经过5个步骤来完成整个分析工作,即标识对象类、标识结构与关联(包括继承、聚合、组合及实例化等)、划分主题、定义属性和定义服务。
               OOD中将继续贯穿OOA中的5个层次和5个活动,它由4个部分组成,分别是人机交互部件、问题域部件、任务管理部件和数据管理部件,其主要的活动就是这4个部件的设计工作。
               Booch方法
               Booch认为软件开发是一个螺旋上升的过程,每个周期包括4个步骤,分别是标识类和对象、确定类和对象的含义、标识关系、说明每个类的接口和实现。Booch方法的开发模型包括静态模型和动态模型,静态模型分为逻辑模型(类图、对象图)和物理模型(模块图、进程图),描述了系统的构成和结构。动态模型包括状态图和顺序图。该方法对每一步都做了详细的描述,描述手段丰富而灵活。
               Booch不仅建立了开发方法,还提出了设计人员的技术要求,以及不同开发阶段的人力资源配置。Booch方法的基本模型包括类图与对象图,主张在分析和设计中既使用类图,也使用对象图。
               OMT方法
               OMT作为一种软件工程方法学,支持整个软件生存周期,覆盖了问题构成分析、设计和实现等阶段。OMT方法使用了建模的思想,讨论如何建立一个实际的应用模型。从3个不同而又相关的角度建立了3类模型,分别是对象模型、动态模型和函数模型,OMT为每一个模型提供了图形表示。
               (1)对象模型。描述系统中对象的静态结构、对象之间的关系、属性和操作。它表示静态的、结构上的、系统的“数据”特征。主要用对象图来实现对象模型。
               (2)动态模型。描述与时间和操作顺序有关的系统特征,如激发事件、事件序列、确定事件先后关系的状态。它表示瞬时、行为上的和系统的“控制”特征。主要用状态图来实现动态模型。
               (3)函数模型。描述与值的变换有关的系统特征,包括功能、映射、约束和函数依赖。主要用数据流图来实现功能模型。
               在进行OMT建模时,通常包括4个活动,分别是分析、系统设计、对象设计和实现。
               (1)分析:建立可理解的现实世界模型。通常从问题陈述入手,通过与客户的不断交互及对现实世界背景知识的了解,对能够反映系统的3个本质特征(对象类及它们之间的关系,动态的控制流,受约束的数据的函数变换)进行分析,构造出现实世界的模型。
               (2)系统设计:确定整个系统的体系结构,形成求解问题和建立解答的高层策略。
               (3)对象设计:在分析的基础上,建立基于分析模型的设计模型,并考虑实现细节。其焦点是实现每个类的数据结构及所需的算法。
               (4)实现:将对象设计阶段开发的对象类及其关系转换为程序设计语言、数据库或硬件的实现。
               OOSE
               OOSE在OMT的基础上,对功能模型进行了补充,提出了用例(use case)的概念,最终取代了数据流图来进行需求分析和建立功能模型。
               OOSE方法采用5类模型来建立目标系统。
               (1)需求模型:获取用户的需求,识别对象,主要的描述手段有用例图、问题域对象模型及用户界面。
               (2)分析模型:定义系统的基本结构。将分析模型中的对象分别识别到分析模型中的实体对象、界面对象和控制对象三类对象中。每类对象都有自己的任务、目标并模拟系统的某个方面。实体对象模拟那些在系统中需要长期保存并加以处理的信息。实体对象由使用事件确定,通常与现实生活中的一些概念相符合。界面对象的任务是提供用户与系统之间的双向通信,在使用事件中所指定的所有功能都直接依赖于系统环境,它们都放在界面对象中。控制对象的典型作用是将另外一些对象组合形成一个事件。
               (3)设计模型:分析模型只注重系统的逻辑构造,而设计模型需要考虑具体的运行环境,即将分析模型中的对象定义为模块。
               (4)实现模型:用面向对象的语言来实现。
               (5)测试模型:测试的重要依据是需求模型和分析模型,测试的方法与9.8节所介绍的方法类似,而底层是对类(对象)的测试。测试模型实际上是一个测试报告。
               OOSE的开发活动主要分为3类,分别是分析、构造和测试。其中分析过程分为需求分析和健壮性分析两个子过程,分析活动分别产生需求模型和分析模型。构造活动包括设计和实现两个子过程,分别产生设计模型和实现模型。测试过程包括单元测试、集成测试和系统测试三个过程,共同产生测试模型。
               用例是OOSE中的重要概念,在开发各种模型时,它是贯穿OOSE活动的核心,描述了系统的需求及功能。用例实际上是描述系统用户(使用者、执行者)对于系统的使用情况,是从使用者的角度来确定系统的功能。因此,首先必须分析确定系统的使用者,然后进一步考虑使用者的主要任务、使用的方式、识别所使用的事件,即用例。
 
       模板
        模板是Word 2003中采用dot为扩展名的特殊文档,它由多个特定的样式组合而成,能为用户提供一种预先设置好的最终文档外观框架,也允许用户加入自己的信息。新建一个文档时,用户可以选择系统提供的模板建立文档。用户也可以自建一个新的模板。
        当用户自己创建好一个文档后,若要保存为模板,只要在“另存为”对话框中选择保存类型为“文档模板(*.dot)”就可以了。使用模板的方法在如何创建一个空白文档时已经介绍,这里不再赘述。
 
       软件系统
        网络系统软件包括网络操作系统和网络协议等。网络操作系统是指能够控制和管理网络资源的软件,是由多个系统软件组成,在基本系统上有多种配置和选项可供选择,使得用户可根据不同的需要和设备构成最佳组合的互联网络操作系统。网络协议是保证网络中两台设备之间正确传送数据的约定。
 
       软件支持
        iOS不仅自带一些常用的应用程序,更具有特色的是,iOS 2.0可以通过App Store支持第三方应用程序。
        以iOS 4.3版本为例,iPhone的主接口包括以下自带的应用程序:SMS(短信)、日历、照片、YouTube、股市、地图(AGPS辅助的Google地图)、天气、时间、计算器、备忘录、系统设置、iTunes(将被链接到iTunes Music Store和iTunes广播目录)、App Store、Game Center以及联络信息。iPad只保留了部分iPhone自带的应用程序,包括日历、通讯录、备忘录、视频、YouTube、iTunes Store、App Store以及设置;四个位于屏幕最下方的常用应用程序是Safari、Mail、照片和iPod。
        App Store允许用户从iTunes Store或Mac App Store浏览和下载一些为iPhone SDK或Mac开发的应用程序。用户可以购买或免费试用,将应用程序直接下载到iPhone、iPod Touch、iPad、Mac,其中包含游戏、日历、翻译程式、图库以及许多实用的软件。App Store在iPhone、iPod Touch、iPad以及Mac的应用程序商店都具有相同的名称。
 
       温度
        计算机机房室内温度要适当并维持在稳定状态,温度过高或过低都会影响计算机系统的正常工作。如果工作环境温度过高,特别是在南方气候炎热的夏天,很容易造成系统内部元器件的温度过高,轻者计算机系统工作不正常、死机,重者将烧毁部件。如果工作环境温度过低,过低的室温会引起凝聚和结露现象,从而引起器件生锈,温度过低还会使绝缘材料变硬、变脆。
        机房的温度应保持在15℃~35℃,安装空调来调节温度是解决此问题的最佳办法。对于没有条件安装空调的单位来说,假如机器已超频的话,在炎热的季节就应该把频率降下来了。其次要注意机房的通风,上机时尽量开窗开门,并借助于电风扇进行通风。机房室内布局要合理,各个设备之间不应该靠得太挤,保持一定的距离以保证正常散热,并且尽量为CPU选用合格的功能强的风扇。
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