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软件设计动态动态模型设计动动态模型设计什么是设计？•把问题转化为解决方案的创造性过程；解决方案的描述也称为设计。设计和需求有什么不同？•张君和李丽想做一栋新房子。他们的需求如下：–三个小孩有玩耍的空间，并独立拥有各自的睡房–一间主人卧房–一个厨房–冬天可取暖，夏天可制冷–室内通水通电–等等设

计和需求有什么不同？•设计师的方案:–屋子的楼上有四间睡房，楼下有一间客房，一间厨房，一个玩具房和一个杂物室等等。•还有其他方案吗？软件设计的任务•分析模型设计模型设计文档•回答Howtodo?•可以分为概要设计、详细设计软件设计—目录•面向对象设计概述•类设计•动态模型设计•用户界面设计面向对

象设计概述•面向对象设计过程的步骤1.系统设计•系统整体结构的设计2.对象设计•对OOA模型中类/对象模型的具体化和细化3.消息设计•从对象——关系模型，设计出消息模型4.设计模型复审OOD遵循的原则（一）模块化–对象就是模块

，把数据和方法结合在一起（二）抽象–过程抽象–数据抽象–参数化抽象（某些PDL）OOD遵循的原则（三）信息隐藏–通过对象的封装性实现（四）弱耦合–降低交互耦合–提高继承耦合OOD遵循的原则（五）强内聚–服务内聚–类内聚–一般-特殊内聚（六）可重用

–尽量使用已有的类–创建新类时，考虑将来的可重用性用例对象-关系模型CRC索引卡片子系统设计类及对象设计消息设计责任设计分析模型设计模型对象-行为模型将OO分析模型转换为OO设计模型软件设计—目录•面向对象设计概述•类设计•动态模型设计•用户界面设

计关键抽象是在系统范围上的一些重要概念，主要是从需求中得到（例如词汇表、业务规约以及用例模型），这些概念也会涉及到系统所针对的业务领域知识。关键抽象通常表现为系统的实体，其重要的原因为：关键抽象在线拍卖拍卖和拍卖物项信用卡竞拍分类用户帐户和未付款项关

键抽象业务实体实体之间的关系例如：一个拍卖就包含一个拍卖物项强调与系统设计有关的实体排除系统外部多余的实体最后，关键抽象成为分析模型中的类候选类•在分析的初始过程中阐明的类称为候选类冗余类无关类标识类的角色多个

类定义同一个实体任何不属于应用程序域的类都需去除保留基类，而排除所有作为角色的类标识候选类模糊类没有明确功能的类称为模糊类识别类3-1类是一组对象，这些对象具有共同的属性和共同的行为类是创建对象的模板类可捕获对象的本质对象是类的实例化识别类3-2在标识类时，需查找：有形事物

事件扮演的角色交互位置组织单位识别类3-3•标识的类也称为候选类。可从以下方面标识类：需求说明用例应用程序专家研究系统分析以下方面可标识其他候选类：相似的系统以前的系统用例应用程序专家需求说明以前的系统相似的系统候选类类图2-1结构说明语法类对一组对象的描述，这些对象具有相同

的属性、操作、方法、关系和语义类是对一组对象的描述，这些对象具有相似的属性、操作、关系和行为。Windowsize:Sizevisibility:booleandisplay()hide()类名称属性操作类名称属性方法类图2-2类名称通常

可对应于现实生活中的实体类名称类属性类方法属性（：特性，特征）属性是进一步描述对象实例的数据。操作（:方法、服务和行为）操作是对象可执行的过程。AccountHolder-Name:String-Age:Integer+Status:B

oolean#Hobby:StringAccountHolder-Name:String-Age:Integer+Status:Boolean#Hobby:String+GetName():String+

SetName(sName:String)类图示例类关系•类不是孤立存在的•因此，类与类之间创建了一种关系：–类关系可能指明某种共享关系–类关系可能指明某种类型的语义连接关联接口与实现组合泛化与继承聚合

依赖类关系关联结构说明语法关联两个或多个类符之间的一种关系，此关系涉及类的各个实例之间的连接识别类之后，需要识别关联多重性（multiplicity）定义有多少对象参与了某个关系各个类都可能与自身有关联公司部门雇员示例：“雇员为公司工作

”泛化结构说明语法泛化它是较一般类和较具体类之间的分类关系泛化：标识各个类之间的共同性。指明特化类（子类）的对象可取代泛化类（父类）的对象。是“is-a”关系。形状{抽象}圆圈父类子类抽象类泛化关系依赖结构说明语法依存如果一个类依靠另一个类的服务来完成其角色，则它们之间的关系称为依存关系

依赖关系指明两个或多个类之间的语义关系，尽管两个类之间没有明确的关联，一个类发生变化也会导致另一个类发生变化。可用一种构造型来表示依赖的类型。聚合结构说明语法聚合一种特殊形式的关联，指定了聚合（整体）和组件部分之间的整体-部分关系

共享聚合（空心菱形）意味着在组合端的多重性有多个。模拟“整体-部分”关系。整体部分门房子1..*2..*汽车组合结构说明语法组合一种特殊形式的关联，指定了聚合（整体）和组件部分之间的整体-部分关系这是一种更强的聚合，表

达了类与类之间更强的耦合组合的图形为实心菱形。容器负责创建和删除各个部分。圆圈点多边形点圆圈接口和实现符号•类接口用于描述类的外部可见行为。•它呈现为一个圆圈与名称一同出现。验证•类的实现是其内部视图，涵盖

了其行为的秘密•类的接口提供了其外部视图，因此在隐藏其结构以及其行为的秘密时，强调了抽象绘制”图书管理”系统的类图软件设计—目录•面向对象设计概述•类设计•动态模型设计•用户界面设计简介模型表示系统静态和动态的行为。这种表示形式可为同一系统提供不同的视角静态模型展示了构思中的系统结

构方面动态模型是系统的表示形式，也就是过程和行为的集合采用动态建模的优点简易性动态模型的优越性2-1动态模型描述系统与操作时间和顺序有关的系统方面、影响更改的事件、事件的序列、事件的环境以及事件的组织使用高级表示层通常可导致使用更少但更广泛的结构模型可按数据实际存储的

方式表示数据，这有助于开发人员熟悉将要使用的数据图示是通过列表和图指明错误的简单方法操作和维护模型比操作和维护实际系统容易得多使用户和开发人员都能更容易地理解构思中的系统可助于解释状态的改变和降低复杂度可监视构思中的系统是否存

在任何类型的缺陷动态模型的优越性2-2动态模型的优越性动态模型的组件5-1状态图时序图活动图协作图动态模型的组件动态模型的组件5-2状态1状态2初始状态如果无效则重复状态1如果有效则转换状态2最终状态状态图描述了单个事物如何为响应发生的事件

而更改状态和生成响应，并通过此方式与其环境进行交互状态图示例如下所示：动态模型的组件5-3Message1对象1对象2对象3Message2method1()method1()同步消息异步消息生命线表示对象存在的时间时序图

用于按时间顺序模拟控制流程。它显示了在对象生命线上各点之间的对象传递的消息，演示了在时间序列中对象之间的交互时序图示例如下所示：时序图示例动态模型的组件5-4对象1对象2对象3对象4对象51.1进行交易()1.1.1进

行交易()1.1.1.2checkMoneyLine()1.1.1.2.1gotoMarket()协作图用于按组织模拟控制流程。消息在对象之间传递，但重点应在于演示或检测对象间结构样式的协作协作图示例动态模型的组件5-5活动图显示活动与活动之间的流程。活动是状态机中当

前执行的活动，由作用于系统状态的操作组成活动图示例操作活动1操作活动2操作活动3初始状态结束状态操作活动4时序图演示按时间序列安排的交互，用于显示特定用例或特定用例某部分的详细流程时序图时序图6-1时序图6-2在显示递归时，事件箭头会回到从其开始的同一对象

处，“validateCoin‖方法调用就是一个递归调用，其目的为验证硬币。可通过验证硬币的重量及其尺寸来执行硬币的验证递归递规时序图6-3在RationalXDE中单击“文件”->―OpenRational…‖打

开第二章创建的“在线拍卖”系统的工程。创建一个类图演示：创建时序图的步骤。时序图6-4在ModelExplorer中，右击要在其中添加新图的模型，然后选择“AddDiagram‖，再从不同的图类型中选择“

Sequence：Role‖，创建一个时序图。从ModelExplorer中拖出参与者“买主”和步骤2创建的所有分析类，放置到时序图上。时序图6-5创建对象之间的消息传递演示：创建时序图的步骤。时序图6-6竞拍

用例的时序图演示：创建时序图的步骤。状态图4-1状态图显示对象在生命周期内响应外部事件和消息时所经历的状态序列。状态图未结算的余额更新余额支票存款支票结算在ModelExplorer中，右击然后并单击“AddDiagram‖>―Statech

art‖。状态图4-2创建一个工程后，再创建状态图演示：创建状态图的步骤。状态图4-3创建状态图符号演示：创建状态图的步骤。状态图中的用户帐户的各种状态创建转换状态图4-4演示：创建状态图的步骤。状态图中的转换活动图4-1活动图活动图通过显示已执行活动的序列描述活动

的状态。活动图描述系统的工作流行为第二天到货紧急定货否则接到订单订单填写结束订单发送发票收到付款常规交付活动图4-2创建一个工程，再右击ModelExplorer，然后单击“AddDiagram‖>―Activity‖。在模型中添加一

个新的活动图。新建一个活动图活动图4-3创建活动及连接活动图中的活动与连接活动图4-4创建分支活动图中的分支软件设计—目录•面向对象设计概述•类设计•动态模型设计•用户界面设计人机界面设计人机界面（HumanComputerInterface，简称HCI）通常也称

为用户界面界面设计主要包括三个方面：•设计软件构件之间的接口•设计模块和其他非人的信息生产者和消费者的界面•设计人（如用户）和计算机间的界面界面的设计原则•分析用户类型•应用程序和界面分离•一致性•尽量减少用户工作•提供反馈•出错处理

和帮助功能•增加可视化图形表示黄金规则在有关界面设计的著作中，TheoMandel创造了三条黄金原则：•置于用户控制之下•减少用户的记忆负担•保持界面一致黄金规则：置于用户控制之下Mandel定义的一组允许用户操作控制的原则：•以不强迫用户进入不必要的或不希望的动作的方式来定义交互方式

•提供灵活的交互•允许用户交互可以被中断和撤消•当技能级别增加时可以使交互流水化并允许定制交互•使用户隔离内部技术细节•设计应允许用户和出现在屏幕上的对象直接交互黄金规则：减少用户的记忆负担Mandel定义了一组设计

原则，使界面能够减少用户记忆负担：•减少对短期记忆的要求•建立有意义的缺省•定义直觉性的捷径•界面的视觉布局应该基于真实世界的隐喻•以不断进展的方式揭示信息缺省值黄金规则：保持界面一致用户应以一致的方式展示和获取信息：•所有可视信息的组织均按照均按照贯穿所有屏幕显示所保持的设计标准•输入机制

被约束到有限的集合，在整个应用中被一致地使用•从任务到任务的导航机制被一致地定义和实现Mandel定义了一组帮助保持界面一致性的设计原则：•允许用户将当前任务放入有意义的语境•在应用系列内保持一致性•如过去的交互模型已建立起了用户期望，除非有迫不得已的理由，不要改变它用户友好性设计用户

友好性一般属软件的性能特性，它独立于所有具体功能，却影响着所有功能的重用性。用户友好性应体现在与用户有接口的软件特性上。用户友好性的根本目的是为了软件可重用性、可维护性。用户友好性的标志•可操作性•健壮性•

易学习性•可扩展性反馈响应时间(系统延迟)系统闭合等级：•极限闭合等级:>15秒•复杂闭合等级：4～15秒•简单闭合等级：2～4秒•最简单闭合等级:1～2秒•瞬时响应:<1秒用户界面设计界面设计模型设计用户界面要考虑四种模型：•软件工程师创建的设计模型•人员工程师创建的用户模型•终

端用户对未来系统的假想•系统实现后得到的系统映象四种模型可能相差甚远，界面设计人员的任务就是消除这些差距，导出一致的界面表示用户界面设计过程用户界面设计过程包括四种不同的框架：•用户、任务和环境分析及建模•界面设计•界面构造•界面确认用

户分析•偶然型•生疏型•熟练型•专家型•新手•对系统有了解的中级用户•对系统有了解的经常用户用户类型:影响用户行为特性的因素•人-机匹配性•人的固有技能•人的固有弱点•用户的知识经验•用户对系统的期望和态度

用户对计算机系统的要求•让用户灵活地使用•适应不同类型用户•系统的行为及效果对用户透明•用户对系统的期望和态度•提供联机帮助功能•人机交互尽可能和人际通信相似用户技能方面的使用需求•应让系统去适应用户•使用易于理解、掌握的准自

然语言•一致性的系统设计•用户对系统的期望和态度•能通过系统学习•系统提供演示及范例用户习性方面的使用需求•系统应让用户有耐心•系统应很好地对付人的易犯错误•系统应对不同用户提供不同交互方式用户经验、知识方面的使用需求•系统应能让未经专门训练

的用户使用•系统能对不同经验用户做出不同反应•提供同一系统的一致性，建立标准化人-机界面•系统必须适应用户在应用领域的知识变化，提供动态的自适应的设计用户对系统的期望方面的要求•用户界面应提供形象、生动、美观的布局显示和操作环境•系统处理问题应尽可能简单，提供学习机制•系统应对

不同用户提供不同交互方式人-机界面的交互方式1菜单界面按显示形象分类:•正文菜单•图标菜单•正文图标混合菜单按屏幕位置和操作风格分类:•固定•浮动•下拉式•嵌入式图标式菜单菜单条弹出式菜单弹出式帮助文本下拉式菜单、瀑布式菜单瀑布式菜单对话对话形式:(1)

必须回答式(2)无需回答式(3)警告式对话实现方式:(1)标准对话(2)定做式对话3.功能键4.图符界面5.填表界面6.命令语言界面7.查询语言界面8.自然语言界面控制界面的设计(1)用控制对话选择操

作命令(2)用菜单界面进行控制(3)用功能键定义操作命令(4)用图标表示对象或命令界面设计开发界面设计过程的步骤：•建立任务的目标和意图•为每个目标和意图制定特定的动作序列•按在界面上执行的方式对动作序列进行规约•指明系统状态，即执行动作时的界面表现•定义控制机制，即用户可用的改变系统状

态的设备和动作•指明控制机制如何影响系统状态•指明用户如何通过界面上的信息解释系统状态定义界面对象和动作为创建描述图符的图形设计和放置、描述性屏幕文字的定义、窗口的规约和命名、菜单项的规约的屏幕布局提供基础。响应时间、命令和动作结构、错误处

理和帮助设施等设计问题应该在精化设计模型时考虑。3.2导航方式线性层次网络式混合式数据输入界面设计数据输入的规则•明确的输入•明确的动作•明确的取消•确认删除•提供反馈•允许编辑•提供复原（Undo）•自

由格式•提示输入的范围数据显示界面设计数据显示的规则•只显示必要的数据•在一起使用的数据显示在一起•显示出的数据应与用户执行的任务有关•每一屏数据的数量不应超过整个屏幕面积的30%屏幕布局规则•尽量少用代码和缩写•多个显示画面，应建立统一格式•提供明了的标题、标栏及其它提示信息

•遵循用户习惯•采用颜色、字符大小、下划线、不同字体等方式强化重要数据谢谢！