【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 服務(wù) 。 2022/8/21 61 ATM系統(tǒng)實(shí)例 ? 如圖描繪了 ATM系統(tǒng)的問題域子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)： ? 把 ATM系統(tǒng)劃分成 3個(gè)子系統(tǒng)： ATM站、中央計(jì)算機(jī)、分行計(jì)算機(jī)。 ? 3個(gè)子系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星形，以中央計(jì)算機(jī)為中心向外幅射，同所有 ATM站及分行計(jì)算機(jī)通信。 ? 物理聯(lián)結(jié)用專用電話線。根據(jù) ATM站號(hào)和分行代碼，區(qū)分由每個(gè) ATM站和每臺(tái)分行計(jì)算機(jī)聯(lián)向中央計(jì)算機(jī)的電話線。 2022/8/21 62 ATM系統(tǒng)實(shí)例的補(bǔ)充說明 ? 由于在 OOA過程中 —— ? 已對(duì) ATM系統(tǒng)做了相當(dāng)仔細(xì)的分析 ? 而且假設(shè)所使用的實(shí)現(xiàn)環(huán)境完全支持 OOA模型的實(shí)現(xiàn) ? 因此，在面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)階段無須對(duì)已有的問題域模型作實(shí)質(zhì)性的修改或擴(kuò)充。 2022/8/21 63 主要內(nèi)容 ?面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的準(zhǔn)則 ?啟發(fā)規(guī)則 ?軟件重用 ?系統(tǒng)分解 ?設(shè)計(jì)問題域子系統(tǒng) ?設(shè)計(jì)人機(jī)交互子系統(tǒng) ?設(shè)計(jì)任務(wù)管理子系統(tǒng) ?設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng) ?設(shè)計(jì)類中的服務(wù) ?設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián) ?設(shè)計(jì)優(yōu)化 2022/8/21 64 設(shè)計(jì)人機(jī)交互子系統(tǒng)的內(nèi)容與步驟 ? 在 OOA過程中，已對(duì)用戶界面需求做了初步分析。 ? 在 OOD過程中，應(yīng)該對(duì)系統(tǒng)的 人機(jī)交互子系統(tǒng) 進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，以確定人機(jī)交互的細(xì)節(jié)，其中包括指定窗口和報(bào)表的形式、設(shè)計(jì)命令層等項(xiàng)內(nèi)容。 ? 利用 OOD設(shè)計(jì)人機(jī)交互子系統(tǒng)的步驟： ? 分類用戶 ? 描述用戶 ? 設(shè)計(jì)命令層次 ? 設(shè)計(jì)人機(jī)交互類 2022/8/21 65 人機(jī)交互子系統(tǒng) 1分類用戶 ? 人機(jī)交互界面是給用戶用的，設(shè)計(jì)者應(yīng)該認(rèn)真研究這些用戶。 ? 在深入現(xiàn)場(chǎng)過程中，設(shè)計(jì)者應(yīng)該認(rèn)真思考下述問題： ? 用戶必須完成哪些工作？ ? 設(shè)計(jì)者能夠提供什么工具來支持這些工作的完成？ ? 怎樣使得這些工具使用起來更方便更有效？ ? 通常從下列幾個(gè)不同角度對(duì)用戶進(jìn)行分類： ? 按技能水平分類 (新手、初級(jí)、中級(jí)、高級(jí) )。 ? 按職務(wù)分類 (總經(jīng)理、經(jīng)理、職員 )。 ? 按所屬集團(tuán)分類 (職員、顧客 )。 2022/8/21 66 人機(jī)交互子系統(tǒng) 2描述用戶 ? 描述用戶信息有： ? 用戶類型。 ? 使用系統(tǒng)欲達(dá)到的目的。 ? 特征 (年齡、性別、受教育程度、限制因素等 )。 ? 關(guān)鍵的成功因素 (需求、愛好、習(xí)慣等 )。 ? 技能水平。 ? 完成本職工作的腳本。 2022/8/21 67 人機(jī)交互子系統(tǒng) 3設(shè)計(jì)命令層次 ? 設(shè)計(jì)命令層次的工作通常包含以下內(nèi)容： 1. 研究現(xiàn)有的人機(jī)交互含義和準(zhǔn)則 2. 確定初始的命令層次 3. 精化命令層次。應(yīng)該考慮下列一些因素： 2022/8/21 68 人機(jī)交互子系統(tǒng) 3設(shè)計(jì)命令層次 ? 現(xiàn)在， Windows已經(jīng)成為微機(jī)圖形用戶界面事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 ? 所有 Windows應(yīng)用程序的基本外觀及給用戶的感受都是相同的。 ? Windows程序通常還遵守廣大用戶習(xí)以為常的許多約定。 ? 設(shè)計(jì)圖形用戶界面時(shí)，應(yīng)該保持與普通 Windows應(yīng)用程序界面相一致，并遵守廣大用戶習(xí)慣的約定，這樣才會(huì)被用戶接受和喜愛。 2022/8/21 69 人機(jī)交互子系統(tǒng) 3設(shè)計(jì)命令層次 ? 所謂 命令層次 ，實(shí)質(zhì)上是用過程抽象機(jī)制組織起來的、可供選用的服務(wù)的表示形式。 ? 設(shè)計(jì)命令層次時(shí)，通常先從對(duì)服務(wù)的過程抽象著手，然后再進(jìn)一步修改它們，以適合具體應(yīng)用環(huán)境的需要。 2022/8/21 70 人機(jī)交互子系統(tǒng) 3設(shè)計(jì)命令層次 ? 為進(jìn)一步修改完善初始的命令層次，應(yīng)該考慮下列一些因素： ? 次序 ：仔細(xì)選擇每個(gè)服務(wù)的名字，并在命令層的每一部分內(nèi)把服務(wù)排好次序。 ? 整體 部分關(guān)系 ：尋找在這些服務(wù)中存在的整體 部分模式，這樣做有助于在命令層中分組組織服務(wù)。 ? 寬度和深度 ：命令層次的寬度和深度都不應(yīng)該過大。 ? 操作步驟 ：應(yīng)該用盡量少的單擊、拖動(dòng)和擊鍵組合來表達(dá)命令，而且應(yīng)該為高級(jí)用戶提供簡(jiǎn)捷的操作方法。 2022/8/21 71 人機(jī)交互子系統(tǒng) 4設(shè)計(jì)人機(jī)交互類 ? 人機(jī)交互類與所使用的操作系統(tǒng)及編程語(yǔ)言密切相關(guān)。 ? 例如，在 Windows環(huán)境下運(yùn)行的 Visual C++語(yǔ)言提供了 MFC類庫(kù)，設(shè)計(jì)人機(jī)交互類時(shí)，往往僅需從 MFC類庫(kù)中選出一些適用的類，然后從這些類派生出符合自己需要的類就可以了。 2022/8/21 72 主要內(nèi)容 ?面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的準(zhǔn)則 ?啟發(fā)規(guī)則 ?軟件重用 ?系統(tǒng)分解 ?設(shè)計(jì)問題域子系統(tǒng) ?設(shè)計(jì)人機(jī)交互子系統(tǒng) ?設(shè)計(jì)任務(wù)管理子系統(tǒng) ?設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng) ?設(shè)計(jì)類中的服務(wù) ?設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián) ?設(shè)計(jì)優(yōu)化 2022/8/21 73 任務(wù)管理與對(duì)象 ? 任一 “ 任務(wù) ” 都是由各個(gè) “ 對(duì)象 ” 協(xié)同工作完成的，不同的任務(wù)標(biāo)識(shí)了必須同時(shí)發(fā)生的不同行為。所以任務(wù)管理時(shí)要特別考慮對(duì)象之間的協(xié)調(diào)，特別是那些 需要并發(fā)工作的對(duì)象、存在相互依賴的對(duì)象 ： ? 因此，設(shè)計(jì) “ 任務(wù)管理子系統(tǒng) ” 時(shí)： ? 一項(xiàng)重要內(nèi)容就是： 確定哪些是必須同時(shí)動(dòng)作的對(duì)象，哪些是相互排斥的對(duì)象 。 ? 然后進(jìn)一步設(shè)計(jì) 任務(wù)管理子系統(tǒng) 。 ? 即如教材中所敘述的，分為以下兩步： ? 分析并發(fā)性 ? 設(shè)計(jì)任務(wù)管理子系統(tǒng) 2022/8/21 74 并發(fā)的含義 ? 通過面向?qū)ο蠓治鼋⑵饋淼?動(dòng)態(tài)模型，是分析并發(fā)性的主要依據(jù) 。 ? 如果兩個(gè)對(duì)象彼此間不存在交互，或者它們同時(shí)接受事件，則這兩個(gè)對(duì)象在本質(zhì)上是并發(fā)的。 2022/8/21 75 控制線的含義 ? 通過檢查各個(gè)對(duì)象的狀態(tài)圖及它們之間交換的事件，能夠把若干個(gè)非并發(fā)的對(duì)象歸并到一條控制線中。 ? 所謂 控制線 ，是一條遍及 狀態(tài)圖 集合的路徑，在這條路徑上每次只有一個(gè)對(duì)象是活動(dòng)的。 ? 在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中用 任務(wù) (task)實(shí)現(xiàn)控制線，一般認(rèn)為任務(wù)是 進(jìn)程 (process)的別名。通常把多個(gè)任務(wù)的并發(fā)執(zhí)行稱為 多任務(wù) 。 2022/8/21 76 任務(wù)與并發(fā)的關(guān)系 ? 對(duì)于某些應(yīng)用系統(tǒng)來說，通過劃分任務(wù)，可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及編碼工作。 ? 不同的任務(wù)標(biāo)識(shí)了必須同時(shí)發(fā)生的不同行為 。 ? 這種并發(fā)行為既可以在不同的處理器上實(shí)現(xiàn)，也可以在單個(gè)處理器上利用多任務(wù)操作系統(tǒng)仿真實(shí)現(xiàn) (通常采用時(shí)間分片策略仿真多處理器環(huán)境 )。 2022/8/21 77 設(shè)計(jì)任務(wù)管理子系統(tǒng)常見的任務(wù) ? 常見的任務(wù)有： ? 事件驅(qū)動(dòng)型任務(wù) ? 時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)型任務(wù) ? 優(yōu)先任務(wù) ? 關(guān)鍵任務(wù) ? 協(xié)調(diào)任務(wù) ? …… 2022/8/21 78 設(shè)計(jì)任務(wù)管理子系統(tǒng)的工作內(nèi)容 ? 設(shè)計(jì)任務(wù)管理子系統(tǒng)，包括： ? 確定各類任務(wù) ? 把任務(wù)分配給適當(dāng)?shù)挠布蜍浖?zhí)行 2022/8/21 79 事件驅(qū)動(dòng)型任務(wù)的意義 ? 某些任務(wù)是由事件驅(qū)動(dòng)的，這類任務(wù)可能主要完成通信工作。 ? 例如，與 設(shè)備 、 屏幕窗口 、 其他任務(wù) 、 子系統(tǒng) 、另一個(gè)處理器 或 其他系統(tǒng) 通信。 ? 事件 通常是表明某些數(shù)據(jù)到達(dá)的信號(hào) 。 2022/8/21 80 事件驅(qū)動(dòng)型任務(wù)的工作過程 ? 在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)， 事件驅(qū)動(dòng)型任務(wù) 的工作過程如下： ? 任務(wù)處于睡眠狀態(tài) (不消耗處理器時(shí)間 )，等待來自數(shù)據(jù)線或其他數(shù)據(jù)源的中斷； ? 一旦接收到中斷就喚醒了該任務(wù)： ? 接收數(shù)據(jù) ? 把數(shù)據(jù)放入內(nèi)存緩沖區(qū)或其他目的地 ? 通知需要知道這件事的對(duì)象 ? 該任務(wù)又回到睡眠狀態(tài)。 2022/8/21 81 “時(shí)針驅(qū)動(dòng) ” 的含義 ? 某些任務(wù)每隔一定時(shí)間間隔就被觸發(fā)以執(zhí)行某些處理。 ? 例如： ? 某些設(shè)備需要周期性地獲得數(shù)據(jù) ? 某些人機(jī)接口、子系統(tǒng)、任務(wù)、處理器或其他系統(tǒng)也可能需要周期性地通信 ? 在這些場(chǎng)合往往需要使用時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)型任務(wù)。 2022/8/21 82 時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)型任務(wù)的工作過程 ? 時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)型任務(wù)的工作過程如下： ? 任務(wù)設(shè)置了喚醒時(shí)間； ? 任務(wù)進(jìn)入睡眠狀態(tài)； ? 任務(wù)睡眠 (不消耗處理器時(shí)間 )，等待來自系統(tǒng)的中斷； ? 一旦接收到中斷，任務(wù)就被喚醒并做它的工作： 通知有關(guān)對(duì)象 ； ? 任務(wù)又回到睡眠狀態(tài)。 2022/8/21 83 確定優(yōu)先任務(wù) ? 優(yōu)先任務(wù)可以滿足高優(yōu)先級(jí)或低優(yōu)先級(jí)的處理需求： ? 高優(yōu)先級(jí)： ? 某些服務(wù)具有很高的優(yōu)先級(jí) ? 為了在嚴(yán)格限定的時(shí)間內(nèi)完成這種服務(wù)，可能需要把這類服務(wù)分離成獨(dú)立的任務(wù)。 ? 低優(yōu)先級(jí)： ? 與高優(yōu)先級(jí)相反，有些服務(wù)是低優(yōu)先級(jí)的，屬于低優(yōu)先級(jí)處理 (通常指那些背景處理 )。 ? 設(shè)計(jì)時(shí)可能用額外的任務(wù)把這樣的處理分離出來。 2022/8/21 84 確定關(guān)鍵任務(wù) ? 關(guān)鍵任務(wù) 是有關(guān)系統(tǒng)成功或失敗的關(guān)鍵處理，這類處理通常都有嚴(yán)格的可靠性要求。 ? 在設(shè)計(jì)過程中可能用額外的任務(wù)把這樣的關(guān)鍵處理分離出來，以滿足高可靠性處理的要求。 ? 對(duì)高可靠性處理應(yīng)該精心設(shè)計(jì)和編碼，并且應(yīng)該嚴(yán)格測(cè)試。 2022/8/21 85 確定協(xié)調(diào)任務(wù) ? 當(dāng)系統(tǒng)中存在 3個(gè)以上任務(wù)時(shí)，就應(yīng)該增加一個(gè)任務(wù)，用它作為 協(xié)調(diào)任務(wù) 。 ? 優(yōu)劣： ? 引入?yún)f(xié)調(diào)任務(wù)會(huì)增加系統(tǒng)的總開銷 (增加從一個(gè)任務(wù)到另一個(gè)任務(wù)的轉(zhuǎn)換時(shí)間 ) ? 引入?yún)f(xié)調(diào)任務(wù)有助于把不同任務(wù)之間的協(xié)調(diào)控制封裝起來。 ? 方法：使用 狀態(tài)轉(zhuǎn)換矩陣 可以比較方便地描述該任務(wù)的行為。 ? 注意： 這類任務(wù)應(yīng)該僅做協(xié)調(diào)工作，不要讓它再承擔(dān)其他服務(wù)工作。 2022/8/21 86 盡量減少任務(wù)數(shù) ? 必須仔細(xì)分析和選擇每個(gè)確實(shí)需要的任務(wù)。應(yīng)該使系統(tǒng)中包含的任務(wù)數(shù)盡量少。 ? 設(shè)計(jì)多任務(wù)系統(tǒng)的主要問題是： ? 設(shè)計(jì)者常常為了自己處理時(shí)的方便而輕率地定義過多的任務(wù)。 ? 這樣做加大了設(shè)計(jì)工作的技術(shù)復(fù)雜度，并使系統(tǒng)變得不易理解，從而加大了系統(tǒng)維護(hù)的難度。 2022/8/21 87 估算 CPU或其他固件的處理能力 ? 使用 多處理器 (即 “ 多個(gè)處理器 ” )或 固件 ，主要是為了滿足高性能的要求。 ? 設(shè)計(jì)者必須通過計(jì)算系統(tǒng)載荷 (即每秒處理的業(yè)務(wù)數(shù)及處理一個(gè)業(yè)務(wù)所花費(fèi)的時(shí)間 )，來估算所需要的 CPU(或其他固件 )的處理能力。 2022/8/21 88 確定資源需求 ? 設(shè)計(jì)者應(yīng)該綜合考慮各種因素，以決定 哪些子系統(tǒng)用硬件實(shí)現(xiàn)，哪些子系統(tǒng)用軟件實(shí)現(xiàn) 。 ? 下面兩個(gè)因素可能是使用硬件實(shí)現(xiàn)某些子系統(tǒng)的主要因素。 ? 現(xiàn)有的硬件完全能滿足某些方面的需求， 例如，買一塊浮點(diǎn)運(yùn)算卡比用軟件實(shí)現(xiàn)浮點(diǎn)運(yùn)算要容易得多。 ? 專用硬件比通用的 CPU性能更高。 例如，目前在信號(hào)處理系統(tǒng)中廣泛使用固件實(shí)現(xiàn)快速傅里葉變換。 ? 設(shè)計(jì)者在決定到底采用軟件還是硬件的時(shí)候，必須綜合權(quán)衡一致性、成本、性能等多種因素，還要考慮未來的可擴(kuò)充性和可修改性。 2022/8/21 89 主要內(nèi)容 ?面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的準(zhǔn)則 ?啟發(fā)規(guī)則 ?軟件重用 ?系統(tǒng)分解 ?設(shè)計(jì)問題域子系統(tǒng) ?設(shè)計(jì)人機(jī)交互子系統(tǒng) ?設(shè)計(jì)任務(wù)管理子系統(tǒng) ?設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng) ?設(shè)計(jì)類中的服務(wù) ?設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián) ?設(shè)計(jì)優(yōu)化 2022/8/21 90 數(shù)據(jù)任務(wù)管理子系統(tǒng)的任務(wù) ? 數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)是系統(tǒng)存儲(chǔ)或檢索對(duì)象的基本設(shè)施，它： ? 建立在某種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理系統(tǒng)之上 ? 隔離了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理模式 (文件、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)或面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù) )的影響 2022/8/21 91 “ 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng) ” 主要內(nèi)容 ?選擇數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理模式 ?設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng) 2022/8/21 92 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理模式 ? 不同的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理模式有不同的特點(diǎn)，適用范圍也不相同，設(shè)計(jì)者應(yīng)該根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的特點(diǎn)選擇適用的模式： ? 文件管理系統(tǒng) ? 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) ? 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 2022/8/21 93 文件管理系統(tǒng) ? 文件管理系統(tǒng)是操作系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，使用它長(zhǎng)期保存數(shù)據(jù)具有成本低和簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。 ? 但是，文件操作的級(jí)別低，為提供適當(dāng)?shù)某橄蠹?jí)別還必須編寫額外的代碼。 ?