Объектно-ориентированный анализ и проектирование

Свою историю объектно-ориентированный подход берет в далеких 60-х гг. XX в. Именно в этот период термин «объект» был впервые использован применительно к разработке программных продуктов. О. Дж. Даль, Б. Мюрхог и К. Ньюгард (Норвежский вычислительный центр, Осло) разработали язык Simula 67. В основе языка лежал известный и популярный на тот момент язык Algol-60. Предполагалось, что новый язык будет успешно применяться для моделирования и реализации сложных информационных систем.

Однако создание языка Simula 67 так и не привело к расцвету объектноориентированного подхода. Отчасти это связано с высокой на тот момент популярностью структурного подхода, который эффективно решал задачи, возникающие при создании сложных и масштабных ИС.

По-настоящему широкое применение объектно-ориентированного подхода началось с 1990 г., когда был создан язык SmallTalk. Автором языка стал А. Кей из исследовательского центра фирмы Xerox. Язык был интересен за счет того, что использовал в своей работе исключительно объектноориентированные конструкции.

Таким образом, становится понятным, что объектно-ориентированный подход достаточно «молод» как по общенаучным меркам, так и по меркам бизнес-информатики. Во многом это может трактоваться как дополнительное преимущество подхода, которое позволяет абстрагироваться и дистанцироваться от отработанных десятилетиями схем и методов разработки ИС, но в то же время взять у них все самое лучшее.

Как было сказано выше, понятие объекта является базовым для объектно-ориентированного анализа и проектирования. В качестве объекта в данном случае подразумевается абстракция реальной или воображаемой сущности, которая характеризуется индивидуальностью, четкими границами, состоянием и поведением.

Из чего состоит понятие «объект»? Определение объекта нуждается в ряде пояснений. Так, в качестве абстракции в данном случае рассматривается мысленное (или информационное) представление объекта реального мира, причем объект не обязательно должен быть физическим. Очень часто речь идет об информационных объектах. Иными словами, абстракция — это модель некоей сущности, которая отражает окружающий мир.

Объектно-ориентированный анализ и проектирование предполагают работу с огромным количеством разнообразных сущностей. Самый простой случай — это реальная сущность, которая является частью физического мира. В качестве реальных сущностей рассматриваются автомобили, сотрудники предприятия, аппаратные ресурсы компании и т. п. Воображаемую сущность представить несколько сложнее, потому что физически она не существует. Как правило, воображаемая сущность существует в виде правил (регламанты, документация), показателей (KPI) и иных характеристик объекта, не имеющих ярко выраженной физической природы.

Далее необходимо сказать несколько слов об индивидуальности. Индивидуальность позволяет отличить одну сущность от другой. Это набор атрибутов, которые способны однозначно определить сущность. К примеру, общая сущность «Сотрудник предприятия» содержит разнообразные атрибуты, например: ФИО, номера телефонов, дата рождения, информация о форме занятости, размер заработной платы, начальники и подчиненные сотрудника и т. п.

В качестве состояния рассматриваются конкретные значения атрибутов для объекта в отдельно взятый момент времени. Так, сущность «Сотрудник предприятия» может быть охарактеризована следующими значениями атрибутов: Иван Петрович Сидоров, дата рождения 03.09.1989, начальник отдела маркетинга, заработная плата 48 800 рублей и т. п. Иными словами, данный сотрудник может рассматриваться как экземпляр класса «Сотрудники предприятия».

И, наконец, следует обратить внимание на поведение объектов. Под поведением подразумевается некий набор алгоритмов или действий, присущих объекту. Иногда их число невероятно велико и даже неисчислимо (к примеру, если речь идет о поведении человека). Иногда, напротив, поведение ограничивается несколькими простейшими действиями (в случае выключателя какого-нибудь прибора).

Главные принципы объектно-ориентированного анализа и проектирования. Несколькими параграфами ранее были рассмотрены общие принципы проектирования информационных систем. Объектно-ориентированный анализ и проектирование предполагают использование нескольких специфических принципов.

Первый из этих принципов — наследование. Согласно данному принципу, знание об общей категории может быть применено для более узкой категории. Иными словами, дочерний класс наследует все атрибуты родительского класса. Соответственно, экземпляры дочернего класса имеют все атрибуты как родительского, так и дочернего классов. К примеру, родительский класс «Сотрудники предприятия» характеризуется атрибутами «ФИО», «Индивидуальный пропуск», «Рабочий номер телефона» и «Форма занятости». Дочерний класс «Сотрудник отдела логистики» будет иметь все эти атрибуты, но вместе с ними — и свои собственные, к примеру, «Непосредственный начальник», «Непосредственные подчиненные», «Сфера ответственности» и т. п. А конкретный сотрудник, в данном случае — экземпляр класса, будет характеризоваться конкретными значениями перечисленных атрибутов.

Большое значение играет принцип инкапсуляции, согласно которому внутреннее содержание объекта скрыто от других объектов и является независимым (или как можно более независимым). В соответствии с этим принципом информационный обмен между объектами минимизируется для их упрощения и увеличения степени автономности.

Третий принцип объектно-ориентированного анализа и проектирования — полиморфизм. Согласно принципу полиморфизма, все модели объектно-ориентированного подхода должны строиться так, чтобы в зависимости от реальных обстоятельств они могли принимать различные формы.

«Сильные стороны» объектно-ориентированного анализа и проектирования. В первую очередь следует отметить, что с точки зрения общей логики описание системы, основанное на объектах, позволяет приблизиться к реальному состоянию предметной области. Опытная команда разработчиков, использующая объектно-ориентированный подход, сможет проанализировать предметную область организации и спроектировать информационную систему, соответствующую ей.

Во-вторых, большинство сущностей, с которыми приходится сталкиваться при разработке ИС, обычно обладают каким-либо поведением. Объектно-ориентированный подход позволяет эффективно описывать это поведение. Для сравнения, структурный подход предполагает раздельное описание поведения (в виде, к примеру, бизнес-процессов) и атрибутов (в виде создания инфологических моделей). Объектно-ориентированный подход, напротив, описывает их совместно.

В-третьих, принцип инкапсуляции позволяет легко адаптировать информационную систему к любым изменениям, а также повторно использовать объекты. Вместе с этим облегчается и дальнейшее сопровождение ИС.

В-четвертых, объектно-ориентированный анализ и проектирование позволяют наиболее эффективно использовать преимущества параллельных вычислений. Автономная работа каждого объекта, которая постулируется принципом инкапсуляции, позволяет добиться высокого уровня автономности в целом для информационной системы.

И, наконец, в-пятых, объектно-ориентированный подход в современном виде характеризуется наличием широкого спектра программных средств разработки, проектирования, анализа, моделирования и т.н. Отдельного внимания заслуживают коммерческие продукты IBM, которые будут рассмотрены в дальнейшем.