Transcript GRIP
previous
OOMPA 2D1359 & 2D1360
Föreläsning 1
Objektorienterad Modellering Programmering och Analys
Introduktion och översikt Hemsida: http://www.nada.kth.se/kurser/kth/2D1359 Registrering: res checkin oompa00 Hemkatalog: /info/oompa00 Kursmöte
Newsmöte
: news:nada.kurser.oompa
Kursledare
Björn Eiderbäck, [email protected]
Rum 1641, Osquars Backe 2, tel 7906277
next
Introduktion och översikt
• • •
Mål
(saxade ur den formella beskrivningen)
ge ingående kännedom om principerna och begreppen bakom objektorienterad analys, design och programmering, ge kännedom om och färdighet i metoder för att utveckla, d.v.s. utforma, implementera och prova, objektorienterade program, ge erfarenhet av objektorienterad programmering
•
för att deltagarna ska kunna tillämpa objektorienterade metoder vid design och implementation av moderna programsystem.
2 previous next
Introduktion och översikt
•
Kursinnehåll ...
Objektorientering, principer och begrepp: objekt, klass, instans, attribut, metod, arv etc. Abstrakta datatyper, generiska datatyper, polymorfi.
•
Objektorienterad analys, modellering och design: principiella tillvägagångssätt, exempel på notationer, kriterier på god design och robust programuppbyggnad. Systematiska principer för konstruktion av korrekta och robusta program.
3 previous next
Introduktion och översikt
•
... Kursinnehåll
Objektorienterade språk: olika språkfamiljer, deras grundläggande begrepp och skillnader.
Programmering i ett objektorienterat språk.
•
Testning: typer av fel, felhantering, val av testdata och testprocedurer.
4 previous next
Introduktion och översikt
Kursens uppläggning ...
• Föreläsningar
–
På kursen ingår 18 föreläsningar varav 13 i period 1 och 5 i period 2.
• Seminarier
–
På kursen ingår också 6 seminarier. Varje seminarium består av två delmoment. Seminarierna redovisas i grupper vid speciella seminarietillfällen.
–
För godkänt fordras att 9 delmoment utförs (av totalt 12)
5 previous next
previous
Introduktion och översikt
... Kursens uppläggning ...
• Laborationer
–
Laborationer genomförs i grupper om två personer.
–
I kursen ingår sex stycken laborationer. Dom första två laborationenrna bör redovisas period ett resterande i period två.
–
Extrauppgifterna på respektive laboration kan också ersättas med speciell extrauppgiftslab. Publiceras på kursens hemsida.
–
Laborationerna genomförs i salar plan 4 Osquars Backe 2
• Tentamen
–
Innehållet i period ett av kursen tenteras.
6 next
Introduktion och översikt
... Kursens uppläggning ...
• Seminarier
–
Sem 1, Figurer i hierarki
–
Sem 2, CRC-kort
–
Sem 3, UML
–
Sem 5, Designmönster
–
Sem 4, Kontemplation, reflektion och lite mer UML
–
Sem 6, eXtreme Programming.
7 previous next
Introduktion och översikt
... Kursens uppläggning ...
• Laborationer
– –
Lab 1, Figurer i hierarki Lab 2, Designmönster
– –
Lab 3, Grafik Lab 4, Mer om Designmönster. IDE
– –
Lab 5, VisualWorks\Smalltalk: Introduktion Lab 6, eXtreme Programming och Smalltalk
–
Extralabar
•
Värda 1-6 betygsgrundande kurspecifika päng beroende av deras omfattning
8 previous next
previous
Introduktion och översikt
Kursböcker
•
Vi kommer använda följande bok:
Object-Oriented Software Engineering Conquering Complex and Changing Systems
, av Bernd Bruegge och Allen H Dutoit, Prentice Hall 2000, ISBN 0-13-489725-0.
• Det finns också ett häfte om Java som säljs på NADAs expedition: –
Javaintroduktion
, av Bälter och Redz.
• Den som vill kan skaffa en bok om Java gärna med fokus på objektorientering, tex: –
Object-Oriented Software Development Using Java principles, patterns, and frameworks
, av Xiaoping Jia, Addison Wesley 2000, ISBN 0-201 35084-X.
• Information och tutorials om Java finns också på nätet, se kursens hemsida för adresser.
9 next
Introduktion och översikt
Objektorientering Historik språk...
• Simula – Av norrmännen Nygaard och Dahl – 50-talet Simulering på kärnkraftsanläggning – 60-talet utvecklades till Simula-67 • Smalltalk – 60-talet Allan Kays vision Dynabook – 70-talet Införde terminologin och spred idéerna – Resulterade i flera versioner av Smalltalk – ”berömda” Smalltalk-80 som blev plattformsoberoende och använde JIT-teknik 10 previous next
… språk ...
• C++ – Dansken Stroustrup – C-syntax – Inspirerad av Simula • Eiffel • Objective-C • Lisp-dialekter – CLOS • Object-Pascal • mfl previous next
Introduktion och översikt
11
... språk
• Java – Tidigt 90-tal med Gossling som drivande kraft – Inbäddade system – WEB • klient/server • säkerket – Plattformsoberoende
Introduktion och översikt
12 previous next
Mjukvarukonstruktion
• Vad är ett bra system?
Nyttigt och användbart Pålitligt Flexibelt Överkomligt Tillgängligt previous next
Introduktion och översikt
13
Introduktion och översikt
Har vi bra system?
• Vi känner till att många system har "problem" eller fel • Det finns exempel på system med mer drastiska fel – Mariner 1 till Venus 1962 • förstördes 290 s efter start, kostnad nästan 20 miljoner dollar – Ariane 5 1996 – Denvers godshanteringssystem överskred budget med 50% – Londons ambulanssystem – Therac-25 – Hotmail – ...
14 previous next
Introduktion och översikt
Hur ser ett bra system ut?
• Problem – Människans kognitiva förmåga är begränsad • Ett bra system är välstrukturerat och nedbrutet på mindre delar som kan förstås och förändras utan att andra delar i onödan påverkas • Man använder välkända designmönster • Systemen brukar ha: – svag koppling mellan delar – sammanhållna delar – inkapsling används – vara byggda med utgångspunkt från respektive moduls gränssnitt 15 previous next
Introduktion och översikt
•
Inkapsling och lös koppling
Inkapsling
är när en klient eller modul inte får veta mer än vad som som "finns i" gränssnittet hos ett annat objekt (som det använder) •
Lös koppling
är när olika moduler, eller komponenter, är så lite beroende av varandra som möjligt 16 previous next
Introduktion och översikt
Fokusera på gränssnitt
• Det har i många situationer visat sig bra om man designar ett system med utgångspunkt från komponenternas gränssnitt istället för beteende • Då brukar det vara enklare att ändra eller byta ut en viss modul eller komponent än annars 17 previous next
Introduktion och översikt
Abstraktion
• Med abstraktion menas att detaljer elimineras och att man fokuserar på väsentligheter • När man abstraherar "förloras" vissa detaljer • Graden av abstraktion kan variera i olika beskrivningar av ett system – Analys är mer abstrakt än – Design som är mer abstrakt än – Konstruktionen eller koden 18 previous next
Introduktion och översikt
Komponentbaserad konstruktion
• Man har länge eftersträvat konstruktion av system mha av pluggbara komponenter, ibland enligt legometafor • Objektorientering underlättar detta angreppsätt men är ändå inte lösningen på alla problem 19 previous next
previous
Introduktion och översikt
Bygga (stora) system
• Process – Använd en process med klart avskiljbara faser, där slutprodukten är utgånsgpunkt för nästa fas • Faser – En fas är en viss typ av moment i systemets utveckling, tex analys, design eller konstruktion • Iteration – Upprepa hela processen om och om igen där varje fas successivt "förbättras" • Olika detaljnivå – Olika faser ger olika detaljnivå och olika beskrivningsätt beskriver ett system på olika sätt 20 next
OO Historik Metoder ...
• Problem – Svårt att utveckla system – 80% underhåll – Modultänkande – Formalism fast enkel och användbar – Kommunikation • Flera metoder utvecklades på 80-talet – OMT – ObjectOry – Booch – Shlaer-Mellor – Coad-Yourdon – ...
previous next
Introduktion och översikt
21
… UML ...
• Unified Modeling Language UML – 90-talet – Förening av tre dominerande metoder – ”Standard”, OMG – Mer notation än metod (än så länge) – Ej (för) stringent = användbart
Introduktion och översikt
22 previous next
Introduktion och översikt
… UML …
Client Target
request()
Adaptee
specificRequest()
Adapter
adaptee request() adaptee specificRequest() 23 previous next
Introduktion och översikt
… UML
Client
1:m 4:r
Adapter
2:m’ 3:r’
Adaptee
24 previous next
Introduktion och översikt
Objektorientering
• Ett sätt att se världen – Agenter som kommunicerar • Dessa agenter kallas för
objekt
– Objekten självständiga enheter • Meddelanden och metoder – Objekten kommunicerar genom att skicka
meddelanden
till varandra – Hur ett objekt skall reagera på ett visst meddelande beskrivs i en
metod
– Olika objekt kan reagera olika på samma meddelande – Exempel: kalle.sitt() ger inte samma resultat som fido.sitt() Där kalle är en människa och fido en hund 25 previous next
Introduktion och översikt
Klasser
• En viss typ av objekt är definierad av en
klass
(eng
class
) • Ett objekt av en viss klass kallas för en
instans
(eng
instance
) • Exempel-1 – Klassen Bil – Kan ha instanserna Volvo, SAAB, Renault, mfl • Exempel-2 – Klassen Människa – Kan ha instanserna Kalle, Olle, Lisa, Greta, osv previous • Exempel-3 – Klassen Punkt – Kan bla ha instanserna (10, 20), (13, 47), (200, -10) next 26
Introduktion och översikt
Meddelanden och metoder
• En uppmaning till ett objekt att utföra något kallas för ett
meddelande
(eng
message
) volvo.moveBy(10, 20); • Beskrivningen av beteendet av ett visst meddelande kallas för
metod
(eng
method
) public void moveBy(int x, y) {position.x = position.x + x; position.y = position.y + y;} • Objektet som uppmanas att utföra ett meddelande brukar kallas för
mottagare
(eng.
receiver
) volvo.moveBy(10, 20); argument mottagare meddelande 27 previous next
Introduktion och översikt
Klasshierarkier och arv
Klasser ordnas i hierarkier
Window Ellipse Person Circle Win95Window MacWindow
En subklass ärver från sina superklasser Både attribut och metoder
Student
Person
name socSecNo age() isMale()
Student
programme courses isReadyWithAllCourses() 28 previous next
Introduktion och översikt
Metodbindning
Ett meddelande till ett objekt
p = new Person(); p.age(); resulterar i att en sökning efter metod med samma namn söks i objektets klass
Person
name socSecNo age() isMale() om metoden inte hittas i klassen fortsätter sökningen i superklassen p = new Student(); p.age();
Student
programme courses isReadyWithAllCourses() 29 previous next
Introduktion och översikt
Polymorfi och överskrivning
Olika klasser kan ha metoder med samma namn, s.k. polymorfi
Rectangle
paint()
Ellipse
paint()
Cartoon
paint()
Button
paint() Subklasser kan skriva över (eng. override) metoder i superklasser
Ellipse
paint()
Rectangle
paint()
MotorVehicle
numberOfWheels()
Circle
paint()
Square
paint()
Car
numberOfWheels()
Boat
numberOfWheels() 30 previous next
Introduktion och översikt
Vad menas med att vara objektorienterad?
• Svaret beror på om frågan avser programspråk, användargränssnitt, en tillämpning, en databas eller en analys och designmetod
Kategori Vad är det byggt med?
Hur arbetar det?
Vad behandlar det?
Hur är det strukturerat?
Vad mer kan man göra med det?
"Definition"
C++, Smalltalk, Java. Gränssnittsbyggare. Kodgenerator.
Återanvändbara komponenter Frågande snarare än berättande. Identifierande av enheter och sändande av meddelanden.
Abstraktioner som modellerar ett problem.
Moduler. Grundenheterna enkla att integrera. Generella beskrivningar av klasser av ting. Generalisering och specialisering, inkapsling, polymorfi, arv.
Systemet kan utvidgas med ändringar som propagerar ut över systemet utan att dom behöver dupliceras eller "förstöra" icke relaterade delar 31 previous next
Introduktion och översikt
...
• Objektorienterat språk – Baseras på
inkapsling
,
polymorfi
och
arv
• Objektorienterad användargränssnitt – Delarna i gränssnittet är objekt/komponenter • Objektorienterad tillämpning eller verktyg – Ändringsbara, återanvändbara och utvidgbara komponenter • Objektorienterad databas – Representerar, lagrar och återskapar objektmodeller • Objektorienterad analys och design – Består av tekniker att hitta objekt, för att strukturera relationer, eller hantera processen att skapa objekt.
32 previous next
Varför objektorientering?
• Separerar gränssnitt från implementation
Introduktion och översikt
• Avbildar världen på ett enkelt och naturligt sätt • Objekt förbereder system för förändring • Objekt tillåter att (bara) delar av systemet fungerar – Andra delar kan byggas klart senare • Objekt är naturliga att återanvända 33 previous next
Introduktion och översikt
Vad är ett objekt?
• Ett objekt – En beskrivning av beteende – Har ett väldefinierat gränssnitt som specificerar beteendet oberoende av implementationen. Andra objekt kan interagera med objektet via det givna gränssnittet.
– Implementationen beskriver hur objektet skall reagera – Ett objekt består av • privata delar, dolda och ej åtkomliga av andra objekt • publika delar, som är åtkomliga för andra objekt – Ett objekt
instansieras
från en klass myAccount = new Account(); yourAccount = new Account(); 34 previous next
Introduktion och översikt
Skicka meddelanden
• Meddelandesändning – Vi aktiverar ett objekt genom att skicka
meddelanden
till det 0 300 200 100 myAccount.balance(); yourAccount.balance(); Vissa meddelanden kan ha argument ; myAccount.deposit(300) yourAccount.deposit(500); x = 100; myAccount.withdraw(x ); yourAccount.deposit(x); myAccount.transfer(100, yourAccount); previous next 0 500 600 700 35
Introduktion och översikt
Sammansatta objekt och delegering
• Objektsammansättning – Objekt kan vara definierade mha andra objekt • en bil bil
består av
en kaross, en motor, en bensintank, dörrar etc – dessa objekt kan i sin tur bestå av andra objekt • en dörr består av ett handtag, ett fönster, ett lås, osv – Ett objekt som består av andra objekt kan
delegera
ansvar till dessa objekt • Bilen delegerar ”ansvaret” för dörrlåsningen till dörren som i sin tur delegerar detta till låset.
Vi kan enkelt byta lås (från tex mekaniskt till elektroniskt) utan att ändra varken bil eller dörr.
36 previous next
…delegereing..
• Ett PersonRegister delegerar till – ett Dictionary • Meddelandecentral delegerar till – ett Kommunikationsobjekt som delegerar till • ServerSocket och KlientSocket • En Person delegerar till – Namnobjekt och Adressobjekt • En FigurGrupp delegerar utritning till – Figurer rita FigurGrupp rita * Figur
Introduktion och översikt
37 previous next
Introduktion och översikt
…sammansatt objekt
• Ett annat exempel är en bild som består av linjer, rektanglar eller andra bilder linje bild bild bild bild rektangel rektangel linje rektangel 38 previous next
Introduktion och översikt
Vad är en klass?
• En klass är en beskrivning av en viss uppsättning av objekts attribut och beteende – attributen kallas för
instansvariabler
– beteendet beskrivs med hjälp av
metoder
instansvariabel med initialvärde operationer/ meddelanden
Account
balance = 0 deposit(amount) withdraw(amount) transfer(amount, anotherAccount) balance() return balance; balance = balance + amount; balance = balance – amount; metoder withdraw(amount); anotherAccount.deposit(amount); 39 previous next
Klasser ordnas i hierarkier
subklasserna
ärver från sina
superklasser
Vehicle
start() stop() move()
LandVehicle AirVehicle
takeOff() land()
Airplane Glider Car Train GolfCart
Introduktion och översikt
40 previous next
Introduktion och översikt
Metodbindning
• Metod söks först i mottagarens klass därefter i superklasser
Vehicle
start() stop() move() airplane = new Airplane(); airplane.start();
AirVehicle
takeOff() land() Hittas ingen metod i rotklassen så genereras ett felavbrott!
Airplane Glider
41 previous next