1

204362 Object-oriented designการออกแบบเชงวตถCredit 3(3/3-0/p)Pre : CS 211 and CS 361

อ.วาสนา นยโพธ

2

Outline1. Introduction2. Software life-cycle model3. OO analysis -structure analysis4. Notation5. OO analysis -behavior analysis6. The method7. Object-oriented design

3

References :Coad,peter and Yourdon,edward.�Object-oriented design�.

Prentice-Hall International,Inc.,1991.Coad,peter and Yourdon,edward.�Object-oriented design�.

Prentice-Hall International,Inc.,1991.Gready booch . �Object-orientd analysis and design�.

Addison-wesley publishing company,1994.

4

Stephen R. schach , �Classical and object-oriented software engineering with UML and C++� , McGraw-hillinternational editor,1999.

Oestereich Bernd , �Developing software with UML:object-oriented analysis and design in practice� ,addisonwesley,2002.

5

คะแนน 100 คะแนนMidterm 35Final 35Project 20Class 5การบาน 5

วนสอบMidterm องคาร 21 ธ.ค. 12.00 - 15.00Final Th 24 Feb 15.30 - 18.30

6

บทท 1 บทนา1.1 ความหมายของ object1.2 แนวคดหลกเชงวตถ1.3 การจดการกบระบบทซบซอน1.4 เปรยบเทยบ Functional decomposition

Data Flow Information Modeling

7

1.1 ความหมายของ คลาส และ วตถ (definitions of class and object)

คาวา เชงวตถ (Object-oriented) เปนแนวคดของออปเจค ออปเจคเปนอะไรกไดเปนไดทงรปธรรมและนามธรรม

ออปเจคตองประกอบดวยคณสมบต (attribute)และพฤตกรรม (behavior)

8

พฤตกรรม สนใจวาทาเชนนแลวไดผลเชนนนไมสนใจกลไกภายใน

คณสมบต เชน ส รปราง ซงคณสมบตนมมมองของแตละระบบ จะไมเหมอนกน

เชน พนกงานระบบบคคลระบบการฝกอบรม(training)

คณสมบตของพนกงานจาก ทง 2 ระบบจะตางกนไมเหมอนกน

9

ตวอยางออปเจค ของบญชธนาคารคณสมบต : เลขบญช

ชอลกคาทอางองไดยอดคงเหลอวงเงนยอดเครดต

พฤตกรรม : เปดบญชฝากถอนปดบญชถามยอดคงเหลอ

10

หากชนสวนนมอยแลวในคลงโปรแกรม และมพฤตกรรมทตรงกบทเราตองการ

นามาประกอบเปนชนงานของเรา ไมตองสนใจกลไกภายในวาทางานอยางไรแตตองรวาแตละชนสวนมความสมพนธกนอยางไร

ระบบงาน ประกอบดวยชนสวนหรองานอะไรบาง แตละชนสวนหรองานนมสวนยอยๆ ประกอบดวยอะไรบาง

สรปวา เวลาทางานเราจะเรมจากทมอยแลวสรางสวนทไมมเพมเขามา

หากไมมชนสวนนกสรางชนใหม แลวนามาไวในคลงโปรแกรม

11

wording problem domain คอ ขอบเขตของปญหาทตองการแกไขsystem�s responsibilityคอการจดสงทสมพนธกนไวดวยกน

12

1.2 แนวคดหลกเชงวตถ (object-oriented concepts)มหลกการคดดงน- การแปลงเปนนามธรรม (abstraction)

เปนการลอมกรอบความคดในการมองสงใดสงหนง เพอเนนเฉพาะสวนทเกยวของกบปญหาทเราจะแก ตดสวนทไมเกยวของออกไปเปนการลดความซบซอนได

13

- การหอหม (encapsulation) การหอหมออปเจค คอ มองเหนเฉพาะพฤตกรรมท

ตองการใหเหน ทาไดเฉพาะการดาเนนงานทใหทา นอกนนเปลยนแปลงหรอเขาถงไมได- ขอความปฏบตการ (message)

การตดตอระหวางออปเจคออปเจคหนงสงไปยงอกออปเจคหนงเพอใหออปเจคนนทางานตามทตองการ

14

- การจาแนกชน (classification) ในระบบมหลาย ๆ ออปเจค เราจะนาคณสมบตและ

พฤตกรรมทเหมอนกนมา กรปใหอยในคลาสเดยวกน ในคลาสนนๆ มคณสมบตรวมกน

superclass / subclassบางทเรยกวา generalization / specialization

15

-การถายทอด(inheritance) เปนการรบมรดกซง Subclass จะรบจาก Superclassนนคอ subclass เหมอน (คอไดรบการถายทอดมา)subclass + คณสมบตพเศษ

ความสมพนธระหวาง Subclass กบ Superclass คอ ISA

16

ลกษณะความสมพนธการถายทอด- การถายทอดบางสวน (partial inheritance) (=LIKE)

บางสวนทงคณสมบตและพฤตกรรม-การถายทอดทงหมด (full inheritance)

ถายทอดหมดทงคณสมบตและพฤตกรรม-การถายทอดแบบไมสมบรณ (incomplete inheritance)

บางสวนเฉพาะพฤตกรรม คณสมบตถายทอดหมดในหนงสอเลมนเราจะศกษาการถายทอดทงหมด

17

การถายทอดแบงเปน- การถายทอดทางเดยว (single inheritance) ลกษณะคอ Subclass หนงมไดเพยง Superclass เดยว-การถายทอดหลายทาง (multiple inheritance)

Subclass หนงมไดมากกวาหนง Superclass

18

- การนากลบมาใชไดอก (reuse) เนองจากเราออกแบบทกอยางเปนคลาส

และเกบไวในคลงโปรแกรม เมอมระบบใหมจะใช กนาทมอยแลวในคลงมาใช

19

1.3 การวเคราะหระบบทซบซอน (principles for managing complexity)การวเคราะหระบบ เนองจากระบบมความซบซอน

เรามวธการทจะจดการกบสงทซบชอนดงน

20

(1) การแปลงเปนนามธรรมซงแบงเปน 2 สวน- การแปลงโฟรซเยอรเปนนามธรรม

(procedure abstraction) คอการดาเนนงานใด ๆ กตามทผใชมองเหนวามผลกระทบทางเดยว(single effect)คอทางานไดอยางเดยว

แมวาโฟรซเยอรนน จะประกอบดวยกรหสคาสงหรอกโปรแกรมยอยกตาม

21

-การแปลงขอมลเปนนามธรรม (data abstraction) คอ การกาหนดขอมลพรอมกบการดาเนนงานททาบนขอมล การทางานบนขอมลตองผานการดาเนนงานทเรากาหนดเทานนหามใชการดาเนนงานอน

22

(2) การหอหม เปนเหมอนกลองดาททกอยางถกหอหมไวภายใน การตดตอ รแควาเราสงอะไรเขาไปแลวจะไดอะไรออกมา

(3) การถายทอดเปนการถายทอดจากซปเปอรคลาสไปหาซบคลาส เปนเทคนคทเราสามารถระบในการวเคราะหไดวาsuperclass กบ subclassมสวนเหมอนกนอยาไร มตรงไหนทเหมอนกนระหวางหลาย ๆ คลาสระบไดในการวเคราะหของเรา

23

(4) การมสวนรวม (association)เปนการเชอมตอแนวคด เปนการเชอมตอระหวาง 2 สง และ 2 สงน

เชอมตอกนไดอยางไร(5) การตดตอดวยขอความ (communication with message)

ออปเจคหนงจะตดตอกบอกออปเจคหนงตองเปนการสงขอความเทานน จะตดตอโดยวธอนไมได เปนการกาหนดการตดตอระหวางกน

24

(6) วธการในการจดระเบยบ (method of organization )เปนวธการทเราจะจดสงตางๆ จะทาอยางม 3 วธ

6.1 ออปเจคและคณสมบต เปนการจดระหวางออปเจคกบคณสมบตวา สมพนธ

กนอยางไร เปนการหาความตางของสงทเหมอนกนโดยใชคณสมบต เชน ปากกาทเปนประเภทเดยวกนแตคนละส เราจงไดปากกาสแดง ปากกาสนาเงน เปนตน6.2 สวนประกอบ ( whole and part) เปนการหาสวนประกอบของของนนๆ

25

6.3 ความแตกตางระหวางคลาสเวลาดคลาส เราจะดสมาชก แลวหาความแตกตางของคลาสตางๆ สมมตมหลายๆออปเจค เราจะจดจาแนกออปเจค เหลานน ออกเปนกกลมโดยดจากคณสมบตและพฤตกรรม เชน ปากกาเขยนแผนใส ปากกาหมกซม ปากกาเขยนไวทบอรด เปนตน

26

(7) สเกล (scale)เปนการประยกตสวนประกอบเขาไป

ชวยทาใหเราเหน ออปเจคใหญขนซบซอนขน

27

(8) การจาแนกโดยพฤตกรรม (categories of behavior)เรามวธการจดพฤตกรรมวาเหมอนหรอตางกนอยางไรม 3 วธ8.1 สาเหตของการเกดพฤตกรรมมอะไรมากระตนใหเกดพฤตกรรมนน

8.2 ประวตของพฤตกรรมนนเปนมาอยางไร มรปแบบ (pattern) ทเหมอนกนหรอไม8.3 พฤตกรรมทงสอง มฟงกชนเหมอนกนหรอไม

28

1.4 วธการวเคราะห (analysis method)เปรยบเทยบวธการวเคราะหในแนวทางดงน

- functional decomposition- data flow approach- information modeling- object-oriented

29

เราจะศกษาวา functional decomposition เปนอยางไรมขอดขอเสยอยางไรdata flow diagram เปนอยางไร มขอดขอเสยอยางไรinformation modeling เปนอยางไร มขอดขอเสยอยางไรแลววธการเชงวตถนาขอดของวธการตางๆ มารวมกน

30

Functional decomposition= ฟงกชน + ฟงกชนยอย + การตดตอระหวางฟงกชนอธบายเปนการแบงระบบออกเปนฟงกชน จากฟงกชนแบงเปนฟงกชนยอยระหวางฟงกชนหรอฟงกชนยอยอาจมการตดตอกน

31

วธการนมองปญหา หรอโดเมนของปญหาเปนฟงกชน โดยดวาระบบเราตองการ กระบวนการอะไร

และการตดตอกนทาอยางไรขอเสย - ฟงกชนทเราวเคราะหอาจไมตรงตามทผใชตองการ- หากความตองการ ของผใชเปลยน ฟงกชนหรอฟงกชนยอยกตองเปลยนตาม

จะเหนวาวธการนมพนฐานอยบนสงทเปลยนแปลงเรว ทาใหนกวเคราะหตองเปลยนแปลงรปแบบเรอยๆ เพอใหตรงกบสงทผใชตองการ

32

data flow = การไหลของขอมล (data (& control ) flow)+ data ( & control ) transformation+ การเกบขอมล (data store)+ termination+ process spec.+ data dictionary

33

data flow diagram ใชสญลกษณวงกลม เรยก bubble แทนกระบวนการตางๆ - ขอมลมการไหลอยางไร - มการจดเกบขอมลทไหน - terminate คอจบทไหน - process spec เปนอยางไร (กระบวนการนทาอะไรบาง)- data dictionary ในระบบม field อะไรบาง แตละ field มชนดขอมลเปนอะไร มขนาดเทาไร

34

data flow มหลายระดบ แลวแตวาตองการดละเอยดแคไหน การดเปนระดบ จงเปนระดบของการแปลงเปนนามธรรม (level of abstraction)

เมอมระบบ เรากหาความตองการโดยอาจคยกบผใช

แลวเราจะเลอกวาอะไรควรเปน bubble

การเลอก bubble

35

- bubble แรก คอ bubble ทรบเหตการณทกระตนใหระบบเกด ซงอาจมหลายเหตการณ กมหลาย bubble เพอรบเหตการณตางๆ

- จากนนดวาขอมลอะไรไหล เขาสระบบ และไดขอมล อะไรออกไป

- แลวมอาจการเพมการจดเกบขอมล หากขอมลนนมการนาไปใชหรอถกตองการ

36

เมอเปนระดบลางๆ เชน ระดบ 2 ระดบ 3 กจะประยกต functional decomposition เขาไป วา bubble น จะมฟงกชนหรอฟงกชนยอยอะไรบาง ขอเสย - หากในระดบท 1 มเหตการณมาก bubble จะมาก&ยงยาก- ไมมวธทจะกร ป bubble ตาง ๆ ใหอยในกลมเดยวกน ซงการรวมอาจจะไมถกตองกได- ไมไดบอกวาการจดเกบนนมโครงสรางขอมลเปนอยางไร

37

-ไมเหมาะกบระบบททาเฉพาะ แกไขขอมล (update) คนคน ( retrieve) เพราะวาแทบจะไมม bubble ใดเลยนอกจาก update retrieve bubble และบอกรายละเอยดอะไรไมได

- จาก data flow เมอเขาสการออกแบบหรอ structure chart ไมมวธการไหนทจะ map ไปไดตองเรมการออกแบบใหม

38

information modeling= ออปเจค หรอ เอนทต+ คณสมบต+ ความสมพนธ+ ชนดซปเปอร/ชนดยอย(supertype/subtype)+ ความสมพนธของออปเจค (associative object)

เอนทตประกอบดวยคณสมบต อะไรบาง

?

E-R diagram เปน information modeling แบบหนง

39

1

1

1MWORKER WORK PROJECT

USES

MACHINE

รป associative object

40

อธบาย คาวา associative objectปกตความสมพนธเกดจากความสมพนธระหวางเอนทตกบเอนทต

แตหากเปน associative object หมายถงความสมพนธทเกดจากเอนทต กบความสมพนธ หรอ ความสมพนธ กบความสมพนธ

41

จากตวอยาง คนงานหลายๆ คน ทางานใน 1 โครงงาน และการทางาน(work) นน จะใชเครองมอ 1 ชดและความสมพนธ USES จะเกดไมได ถาความสมพนธ WORK ไมเกดขนกอนเรารวมเอนทตและความสมพนธ และตงชอใหเปนความสมพนธของออปเจค ชอ WORKแลวความสมพนธของออปเจค นจงมความสมพนธ USES กบเครองมอ

42

- ไมมการดาเนนงานตางๆ เนองจาก ใน E-R diagramมแตเอนทตและความสมพนธของเอนทต- การตดตอระหวางเอนทตไมม เนองจากไมมการดาเนนงานเราไมมการกาหนดขอความเลย- ไมมการถายทอด คอใน E-R diagram ความสมพนธระหวาง Superclass/subclassคอ ISA แตไมไดบงบอกวามการถายทอด จะนามาแค key ลกษณะอนๆ ไมไดระบชดเจนวามการถายทอดอยางไร

ขอเสยของ information modeling

43

การถายทอด ใน E-R diagram

แปลงเปนตาราง ไดดงนตาราง A ประกอบดวย 3 คอลมน R S T ม R เปน keyตาราง B ได 3 คอลมน R U Vตาราง C ได 3 คอลมน R X Y

A R , S , T

B U , V C X , Y

ISA

44

เชงวตถ = คลาสและออปเจค+ การถายทอด+ การตดตอดวยขอความ

Attribute and exclusive operationCommunication with messageGeneralization Specialization

attributeinstance connectiongeneralization specializationwhole & partE-R

OOPL

OOA

semantic

Inheritance

45

ในการวเคราะหเชงวตถ (OOA) เปนการ merge ระหวาง information modeling กบ OOPLนนคอเปนการนาสงทดของแตละสวนมา

46

สงทดใน E-R-คณสมบต-การตดตอระหวางออปเจค ออปเจคสมพนธกนอยางไร ตดตอกนอยางไร-เจนเนอรรลเซชน/สเปเชยลไรซเชชน คอ ความสมพนธ ISA ใน E-R diagram- สวนประกอบ เปนความสมพนธทออปเจคตางๆ ประกอบดวยออปเจคอะไรบาง

47

จาก OOPL- คณสบบตและการดาเนนงาน ใน OOPL เวลาออกแบบ ออปเจคเราตองกาหนดวาออปเจคนนมคณสมบตและการดาเนนงานอะไรบาง เพราะวาออปเจค กคอ การแปลงเปนนามธรรมอยางหนง- การตดตอระหวางออปเจค - มลกษณะของ Generalization/Specialization- มการถายทอด มลกษณะเปนการถายทอดแบบภายนอก คอการถายทอดใน 3 โมเดลทกลาวมายงไมกลาวถงการถายทอดทชดเจน แตมการกลาวใน OOPL

48

จบ...บทท 1 บทนา1.1 ความหมายของ object1.2 แนวคดหลกเชงวตถ1.3 การจดการกบระบบทซบซอน1.4 เปรยบเทยบ Functional decomposition Data Flow

Information Modeling