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  第1题      
  知识点:   类图   状态图   CF   功能描述   面向对象方法

 
某航空公司会员积分系统(CFequentFlyer)的主要功能描述如下:
乘客只要办理该航空公司的会员卡,即可成为普卡会员(CBasic)。随着飞行里程数的积累,可以从普卡会员升级到银卡会员(CSilver)或金卡会员(CGold)。非会员(CNonMember)不能累积里程数..
每年年末,系统根据会员在本年度累积的里程数对下一年会员等级进行调整。
普卡会员在一年内累积的里程数若满25,000英里但不足50,000英里,则自动升级为银卡会员;若累积的里程数在50,000英里以上,则自动升级为金卡会员。银卡会员在一年内累积的里程数若在50,000英里以上,则自动升级为金卡会员。
若一年内没有达到对应级别要求的里程数,则自动降低会员等级。金卡会员一年内累积的里程数若不足25,000英里,则自动降级为普卡会员;若累积的里程数达到25,000英里,但是不足50,000英里,则自动降级为银卡会员。银卡会员一年内累积的里程数若不足25,000英里,则自动降级为普卡会员。
采用面向对象方法对会员积分系统进行分析与设计,得到如图3-1所示的状态图和图3-2所示的类图


 
问题:1.1   根据说明中的描述,给出图3-1中S1〜S3处所对应的状态以及T1~T3处所对应的迁移的名称。
 
问题:1.2   根据说明中的描述,给出图3-2中C1〜C4所对应的类名(类名使用说明中给出的英文词汇)。
 
问题:1.3   图3-2所示的类图中使用了哪种设计模式?在这种设计模式下,类CFrecuentFlyer必须具有的属性是什么?C1〜C4中的travel方法应具有什么功能?
 
 
 

   知识点讲解    
   · 类图    · 状态图    · CF    · 功能描述    · 面向对象方法
 
       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
 
       状态图
        状态图(State Diagram)展现了一个状态机,它由状态、转换、事件和活动组成。
        状态图关注系统的动态视图,它对接口、类和协作的行为建模尤为重要,强调对象行为的事件顺序。状态图通常包含简单状态和组合状态、转换(事件和动作)。
        可以用状态图对系统的动态方面建模。这些动态方面可以包括出现在系统体系结构的任何视图中的任何一种对象的按事件排序的行为,这些对象包括类(主动类)、接口、构件和节点。
 
       CF
        CF(Compact Flash)。CF卡由SanDisk公司与1994年生产,并制定了相关规范,其用于便携式电子设备的数据存储设备。它革命性的使用了闪存技术。CF卡采用闪存(flash)技术,是一种稳定的存储解决方案,不需要电池来维持其中存储的数据。对所保存的数据来说,CF卡比传统的磁盘驱动器安全性和保护性都更高;比传统的磁盘驱动器及Ⅲ型PC卡的可靠性高5~10倍,而且CF卡的用电量仅为小型磁盘驱动器的5%。这些优异的条件使得大多数数码相机选择CF卡作为其首选存储介质。
        Compact Flash的电气特性与PCMCIA-ATA接口一致,但外形尺寸较小。连接器的宽度为43mm宽,外壳的深度是36mm,厚度分3.3mm(CF Ⅰ型卡)和5mm(CF Ⅱ型卡)两种。CF Ⅰ型卡可以用于CF Ⅱ型卡插槽,但CF Ⅱ型卡由于厚度的关系无法插入CF Ⅰ型卡的插槽中。CF闪存卡多数是CF Ⅰ型卡。
        CF接口已广泛用于PDA、笔记本电脑、数码相机和包括台式机在内的各种设备。
 
       功能描述
        与PC端一样,移动端登录是商务活动不可或缺的功能。用户应用社交、电商、金融等App必须进行注册登录,如微信、QQ、支付宝、淘宝、美团等。移动端用户账号登录注册主要有几种形式:第三方账号、手机号、邮箱。
        (1)第三方账号(QQ、微信、微博等)。使用第三方账号优势是用户操作简单,方便用户快速的体验产品;其缺点是通过第三方平台获取到的用户信息太少,手机没有安装对应App时,通过网页进行登录认证需要输入账号密码,复杂度很高。移动端第三方登录模块的基本功能如下图所示。
        
        移动第三方登录模块基本流程图
        (2)手机号注册登录。通过手机获取验证码(短信),验证后设置密码进行注册;登录时使用手机号和密码登录。获取验证码的优点是可以很大程度上防止恶意注册,可以导入通讯录关系而且用户不需要记忆成本;其缺点是短信验证码需要成本,用户隐私可能泄露,手机号丢失后找回复杂。移动端手机号注册登录模块的基本功能如下图所示。
        
        移动手机号注册登录模块基本流程图
        (3)邮箱登录注册。邮箱登录验证成本低,对用户来说隐私性更好,但是移动端邮箱输入复杂,验证不方便,普及率不高普及率高。
 
       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。
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第1题    在手机中做本题