ATM系統分析與設計
摘要:結合軟件工程相關理論,採用OMT方法對銀行網絡系統ATM(Auto Trade Machine)進行分析和設計。
一. 問題需求分析
銀行網絡系統包括人工出納和分行共享的自動出納機;各分理處用自己的計算機處理業務;各分理處與出納站通過網絡通信;出納站錄入賬户和事務數據;自動出納機與分行計算機通信;自動出納機與用户接口,接受銀行卡,發放現金,打印收據;分行計算機與撥款分理處結賬。
要求系統能正確處理同一賬户的併發訪問;網絡費用平均攤派給各分理處。
分行計算機 分理處計算機 分理處計算機 分理處計算機 賬户 賬户 賬户
銀行網絡系統的示意圖
二. 軟件工程相關理論
u OMT是Object Modeling Technology的縮寫, 意為對象建模技術. 面向對象建模方法有很多種,也都在進一步的發展和完善中。OMT法是目前最為成熟和實用的方法之一。它從三個方面對系統進行建模,每個模型從一個側面反映系統的特性,三個模型分別是:對象模型、動態模型和功能模型。
主要的概念包括:類、屬性、操作、繼承、關聯(即關係)、聚集
動態模型描述系統那些隨時間變化的方面,其主要概念有:狀態、子狀態和超狀態、事件、行為、活動。
功能模型描述系統內部數據值的轉換,其主要概念有:加工、 數據存儲、數據流、控制流、角色。該方法將開發過程分為四個階段:
1 分析。基於問題和用户需求的描述,建立現實世界的模型。
分析階段的產物有:問題描述、對象模型=對象圖+數據詞典、動態模型=狀態圖+全局事件流圖 、功能模型=數據流圖+約束
2 系統設計。結合問題域的知識和目標系統的體系結構(求解域),將目標系 統分解為子系統。該階段的主要產物是:系統設計文檔:基本的系統體系結構和高層次的決策
3 對象設計。基於分析模型和求解域中的體系結構等添加的實現細節,完成系 統設計。主要產物包括:細化的對象模型、細化的動態模型、細化的功能模型
4 實現。將設計轉換為特定的編程語言或硬件,同時保持可追蹤性、靈活性和可擴展性。
u 類的識別方法
常用的識別類的方法有:名詞識別法、系統實體識別法、使用重用、從用例中識別類等。
1. 名詞識別法
訪方法的關鍵是識別問題域中的實體,實體的描述通常以名詞、名詞短評、名詞性代詞的形式出現。首先對系統進行描述,從系統描述中標識名詞、名詞性代詞,在列出系統可能的類的基礎上,進一步識別類。
2. 系統實體識別法
該方法只考慮系統中的人員、組織、地點、表格、報告等實體,經過分析將它們識別為類。被標識的實體有:系統需要存儲、分析、處理的信息實體,系統內部需要處理的設備,與系統交互的外部系統,系統相關人員,系統的組織實體。
在確定類時,常使用兩類技術:
1) 分解技術:將整體類和組合類進行分解,可控制單個類的規模。
2) 抽象技術:根據一些類的相似性建立抽象類,並建立抽象類與這些類之間的繼承關係。抽象類實現了系統內部的重用,很好地控制了複雜性,併為所有子類定義了一個公共的界面,使設計局部化,提高了系統的可修改性和可維護性。
三. 建立對象模型
1. 確定類
採用名詞識別法,檢查問題陳述中的所有名詞、名詞短語,列出所有可能的類,現根據以下原則進一步確定類:
1) 去掉宂餘類
2) 去掉不相關的類
3) 刪除模糊的類
4) 刪除獨立性不強的類,而應該是類的“屬性”的類。
5) 所描述的操作不適宜作為對象的類
最終確定的類為:
分行計算機 分行 出納站 出納員 分理處 分理處計算機 自動出納機 賬户 銀行卡 顧客 事務
2. 為每個建模實體準備數據
3. 確定關聯
兩個或多個類之間的相互信賴就是關聯,實現關聯的方式有多種。關聯通常用描述性動詞和動詞詞組表示。銀行網絡系統問題中的關聯:
l 銀行網絡包括出納站和處動取款機
l 分行共享自動取款機
l 分理處提供分理處計算機
l 分理處計算機保存賬户
l 分理處計算機處理賬户支付事務
l 分理處擁有出納站
l 出納站與分行計算機通信
l 出納員為賬户錄入事務
l 自動取款機接受銀行卡
l 自動取款機與用户接口
l 自動取款機發放現金
l 自動取款機打印收據
l 系統處理併發訪問
l 分理處提供軟件
l 費用分攤給分理處
4.使用下列標準去掉不必要的和不正確的關聯。
1) 若某個類已被刪除,那麼與它有關的關聯也必須刪除或者用其他類來重新表述。
2) 不相干的關聯或實現階段的關聯。刪除所有問題域之外的關聯或涉及實 現結構中的關聯。如“系統處理併發訪問”就是一種實現的概念。
3)動作。關聯應描述應用域的結構性質而不是瞬時事件。因此應刪除“自動取款機接受銀行卡“,“自動取款機與用户接口“。
4) 派生關聯。省略那些可以用其他關聯來定義的關聯。
5.確定類屬性
屬性通常用修飾性的名詞詞組來表示。可按下列標準刪除不必要的和不正確的屬性: 1)限定詞。若屬性值固定下來後,能減少關聯的重數,則可考慮把該屬性重新表述為一個限定詞。
2)內部值。若屬性描述了對象的非公開的內部狀態,則應從對象模型中刪除訪屬性
3)細化。在分析階段應忽略那些不可能對大多數操作有影響的屬性。
6.使用繼承來細化類
有兩種方法:自底向上和自頂向下。1)自底向上:將現有的類的共性一般化為父類。2)自頂向下:將現有類細化為更具體的子類。
7.完美對象模型
在軟件開發的過程中,需要不斷的完美對象模型。可以從以下幾個方面考慮。1)檢查是否有缺少的對象。2)查找多餘的類。3)查找缺少的關聯4)系統的改進。由於“分理處”與“分理處計算機”之間的區別不影響分析,可將其合併為“分理處”。同理,將“分行計算機”併入“分行”。
四. 建立動態模型
動態分析從尋找外部可見的模擬和響應事件開始,確定各對象的可能事件的順序,在分析階段不考慮算法的執行,它是實現模型的一部分。通常動態模型有事件跟蹤表和狀態圖。
建立動態模型的步驟為:
1. 準備典型的對話腳本
腳本是事件序列,每當系統中的對象與外部用户發生互換信息時,就產生一個事件,所互換的信息值就是該事件的參數。對於各事件,應該確定觸發事件的動作對象和該事件的參數,包括正常腳本、例外腳本。
自動出納機與用户交互的正常腳本如下:
1) 自動取款機請求用户插入銀行卡,用户插入銀行卡
2) 自動取款機接受銀行卡並讀出它的卡號
3) 自動取款機要求密碼,用户輸入
4) 自動取款機與分行確認卡號和密碼,分理處檢查並反饋兑現
5) 自動取款機要求選擇事務類型(取款、存款、轉帳或查詢),若用户選擇取款
6) 自動取款機要求輸入現金數量
7) 自動取款機分發現金並要求用户取現金,用户取現金
8) 自動取款機查問用户是否打印收據,若選擇“是”
9) 自動取款機打印收據,請求用户取出它
10) 自動取款機詢問是否繼續,用户選擇“不繼續”,自動出納機退出卡
11) 自動取款機退出卡並且請求用户取卡,用户取卡
12) 自動取款機請求用户插入銀行卡
自動取款機與用户交互的例外腳本如下:
1) 自動取款機請求用户插入銀行卡,用户插入銀行卡
2) 自動取款機接受銀行卡並讀出它的卡號
3) 自動取款機要求密碼,用户輸入
4) 自動取款機與分行確認卡號和密碼,分理處檢查並反饋拒絕
5) 自動取款機指示密碼錯並要求重新鍵入;用户輸入併成功
6) 自動取款機請示用户選擇事務類型,用户選擇取款
7) 自動取款機請求鍵入現金數量,用户改變選擇並輸入“取消”
8) 自動取款機退出卡並且請求用户取卡,用户取卡
9) 自動取款機請求用户插入銀行卡
2.畫出事件跟蹤表
把腳本表示成一個事件跟蹤表,即不同對象間的事件排序表
2. 構造狀態圖
對各對象類建立狀態圖,反映對象接收和發送的事件,每個腳本或事件跟蹤表都應對應於狀態圖中的一條路徑
DO:處理分理處事務 DO:確認分理處代碼 DO:確認卡
分理處事務失敗
確認賬户 確認賬户 錯誤代碼/錯誤分理處代碼
錯誤分理處賬户/錯的密碼
“分行”類的狀態圖
五. 建立功能模型
功能模型描述了值之間的信賴關係,通常用分層的數據流圖描述。數據流圖有助於表示功能信賴關係,其中的處理對應於狀態圖的活動和動作,其中的數據流對應於對象力中的對象或屬性,具體的步驟:
1. 確定輸入、輸出值
先列出輸入、輸出值,輸入輸出值是系統與外部世界之間的事件的參數。檢測問題陳述,從中找出遺漏的所有輸入、輸出值。由於所有系統與外部世界之間的交到都經過自動取款機,因而所有輸入、輸出值都是自動取款機事件的參數。
2. 建立數據流圖
數據流圖説明輸出值是怎樣從輸入值得來的,數據流圖通常按層次組織。最頂層由單個處理組成,也可由收集輸入、計算值及生成結果的一個綜合處理構成。
銀行卡 讀輸入 執行事務 賬户 用户 產生輸出
事務類型
賬户類型
自動取款機頂層數據流圖
3. 描述處理
當數據流圖已細化到一定程度後,對各處理進行描述,描述方法用自然語言、偽碼及判定樹等。描述可以是説明性的或過程性的。説明性描述確定了輸入、輸出值之間的關係。説明性描述優於過程性描述,因為它隱含實現的考慮。過程性描述確定一個算法來實現處理功能,算法只能用來確定處理幹什麼,過程性描述實現起來較為容易。