Объектно-ориентированные информационные технологии

Объектно-ориентированная технология основана на выявлении и установлении взаимодействия множества объектов и используется чаще всего при создании компьютерных систем на стадии проектирования и программирования.

Объектно-ориентированный подход использует объектную декомпозицию, при которой статическая структура системы описывается в терминах объектов и связей между ними, а поведение системы описывается в терминах обмена сообщениями между объектами.

Объект - это предмет, событие, явление, которые выполняют определенные функции и являются источником или потребителем информации.

Объект системы обладает собственным поведением, моделирует поведение объекта реального мира. В качестве объектов могут выступать, например, пользователи, программы, клиенты, документы, файлы, таблицы, базы данных и т.д.

Объект содержит инструкции (программный код), определяющие действия, которые может выполнять объект, и обрабатываемые данные.

Свойство - характеристика объекта, его параметр.

Все объекты наделены определенными свойствами, которые в совокупности выделяют объект из множества других объектов.

Объект обладает качественной определенностью, что позволяет выделить его из множества других объектов и обусловливает независимость создания и обработки от других объектов.

Например, объект можно представить перечислением присущих ему свойств:

ОБЪЕКТ_А (свойство_1, свойство_2,...., свойство_k).

Свойства объектов различных классов могут пересекаться, т.е. возможны объекты, обладающие одинаковыми свойствами:

ОБЪЕКТ_В (...свойство_n, свойство_m,...свойство_r,...)

ОБЪЕКТ_С (...свойство_n,.., свойство_r,...).

Одним из свойств объекта являются метод его обработки.

Метод - программа действий над объектом или его свойствами.

Метод реализуется с помощью программного кода, связанного с определенным объектом; осуществляет преобразование свойств, изменяет поведение объекта.

Объект может обладать набором заранее определенных встроенных методов обработки, либо созданных пользователем или заимствованных в стандартных библиотеках, которые выполняются при наступлении заранее определенных событий, например, однократное нажатие левой кнопки мыши, вход в поле ввода, выход из поля ввода, нажатие определенной клавиши и т.п.

По мере развития систем обработки данных создаются стандартные библиотеки методов, в состав которых включаются типизированные методы обработки объектов определенного класса (аналог - стандартные подпрограммы обработки данных при структурном подходе), которые можно заимствовать для различных объектов.

Событие - изменение состояния объекта.

Внешние события генерируются пользователем (например, клавиатурный ввод или нажатие кнопки мыши, выбор пункта меню, запуск макроса); внутренние события генерируются системой.

Объектно-ориентированный подход является удобным средством моделирования

предметной области.

Объектно-ориентированный подход базируется на объектной модели, включающей основные элементы:

􀂃 абстрагирование;

􀂃 инкапсуляция;

􀂃 модульность;

􀂃 иерархия.

Вспомогательными элементами модели, не являющиеся обязательными, выступают:

􀂃 типизация;

􀂃 параллелизм;

􀂃 устойчивость.

Дадим краткую характеристику указанных выше элементов.

Абстрагирование – это выделение существенных характеристик анализируемого

объекта или процесса.

Абстрагирование позволяет сконцентрировать внимание на внешних особенностях

объекта, позволяет отделить самые существенные особенности его поведения от несущественных деталей их реализации.

Инкапсуляция – это процесс отделения друг от друга отдельных элементов объекта, определяющих его устройство и поведение.

Инкапсуляция служит для того, чтобы изолировать интерфейс объекта, отражающий его внешнее поведение, от внутренней реализации объекта. Абстрагирование и инкапсуляция являются взаимно дополняющими операциями.

Модульность – это свойство системы, связанное с возможностью ее декомпозиции

на ряд внутренне связных, но слабо связанных между собой модулей.

Иерархия – это ранжированная или упорядоченная система абстракций, расположение их по уровням.

Основными видами иерархических структур применительно к сложным системам являются структура классов (иерархия по номенклатуре) и структура объектов (иерархия по составу).

Типизация – это ограничение, накладываемое на класс объектов и препятствующее

взаимозаменяемости различных классов.

Типизация позволяет защититься от использования объектов одного класса вместо другого.

Параллелизм – это свойство объектов находиться в активном или пассивном состоянии и различать активные и пассивные объекты между собой.

Устойчивость – это свойство объекта существовать во времени и/или в пространстве.

Декомпозиция сложных систем с целью построения их информационных моделей на основе объектно-ориентированного подхода оперирует понятиями: объект, класс, экземпляр.

Объект - это абстракция множества предметов реального мира, обладающих одинаковыми характеристиками и законами поведения.

Основной характеристикой объекта является состав его атрибутов (свойств).

Атрибуты - это специальные признаки, посредством которых можно задать правила

описания свойств объектов.

Экземпляр объекта - это конкретный элемент множества.

Например, объектом может являться лицевой счет клиента банка, а экземпляром этого объекта - конкретный номер счета.

Объекты могут объединяться в классы (группы или наборы - в различных программных системах возможна другая терминология).

Класс - это множество предметов реального мира, связанных общностью структуры и поведением.

Элемент класса - это конкретный элемент данного множества.

Например, выделяем класс лицевых счетов клиентов.

Обобщая эти определения, можно сказать, что объект - это типичный представитель класса, а термины «экземпляр объекта» и «элемент класса» равнозначны.

Понятия полиморфизма и наследования определяют эволюцию объектно-

ориентированной системы, что подразумевает определение новых классов объектов на основе базовых.

Полиморфизм интерпретируется как способность объекта принадлежать более чем

одному типу.

Наследование выражает возможность определения новых классов на основе существующих с возможностью добавления или переопределения данных и методов.

Использование объектно-ориентированных технологий позволяет иметь более эффективные решения в системах организационного управления.

Объектно-ориентированные технологии реализуются на основе специальных языков моделирования.

Язык моделирования – это нотация, которая используется методом для описания

информационных процессов.

Нотация представляет собой совокупность графических объектов, которые используются в моделях.

Примером нотации могут выступить диаграммы классов, определяющие, каким образом представляются такие элементы и понятия, как класс, ассоциация и множественность.

Для различных методик объектно-ориентированного проектирования характерны следующие черты:

􀂃 объект описывается как модель некоторой сущности реального мира;

􀂃 объекты, для которых определены места хранения, рассматриваются во взаимосвязи, и применительно к ним создаются программные модули системы.

Проводится объектно-ориентированный анализ:

􀂃 осуществляется идентификация объектов и их свойств;

􀂃 устанавливается перечень операций (методов обработки), выполняемых над каждым объектом, в зависимости от его состояния (событий);

􀂃 определяются связи между объектами для образования классов;

􀂃 устанавливаются требования к интерфейсу с объектами.

Основными этапами объектно-ориентированного проектирования выступают:

􀂃 разработка диаграммы аппаратных средств системы обработки данных, показывающей процессоры, внешние устройства, вычислительные сети и их соединения;

􀂃 разработка структуры классов, описывающей связь между классами и объектами;

􀂃 разработка диаграмм объектов, показывающих взаимосвязи с другими объектами;

􀂃 разработка внутренней структуры программного продукта.

В качестве современного средства моделирования можно указать на унифицированный язык моделирования UML (Unified Modeling Language) [19, 28].