Objektorienterad Modellering Programmering och Analys

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 oompa99 Hemkatalog: /info/oompa99 Kursmöte Newsmöte: news:nada.kurser.oompa Kursledare Björn Eiderbäck, bjorne@nada.kth.se Rum 1641, Osquars Backe 2, tel 7906277

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.

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.

... 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.

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)

... Kursens uppläggning ... • Laborationer • Laborationer genomförs i grupper om två personer. • I kursen ingår fem stycken laborationer. Där varje laboration har två delar: en obligatorisk och en med två extrauppgifter. Den första laborationen 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 i tentaperioden efter period ett.

... Kursens uppläggning ... • Seminarier • Sem 1, Figurer i hierarki • Sem 2, CRC-kort • Sem 3, UML och lite Java • Sem 4, Kontemplation och reflektion • Sem 5, Designmönster • Sem 6, Modellering och UML.

... Kursens uppläggning ... • Laborationer • Lab 1, Figurer i hierarki • Lab 2, Designmönster • Lab 3, Grafik • Lab 4, Distribuering med CORBA • Lab 5, VisualWorks\Smalltalk • Extrauppgiftslab • Värd 2-6 extrauppgifter beroende av omfattning

Kursböcker Vi kommer använda två böcker på kursen: • En fokuserad på analys, design och UML: Using UML: Software Engineering with Objects and Components, Rob Pooley and Perdita Stevens, 1999 280 pages, Addison-Wesley 0-201-36067-5 • Samt en bok som handlar om objektorientering med Java: Understanding Object-Oriented Programming With Java 1st Edition, Timothy Budd, 1998 384 pages, Addison-Wesley 0-201-30881-9.

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 ideerna • Resulterade i flera versioner av Smalltalk • ”berömda” Smalltalk-80 som blev plattformsoberoende och använde JIT-teknik

… språk ... • C++ • Dansken Stroustrup • C-syntax • Inspirerad av Simula • Eiffel • Objective-C • Lisp-dialekter • Object-Pascal • mfl

... språk • Java • Tidigt 90-tal med Gossling som drivande kraft • Inbäddade system • WEB • klient/server • säkerket • Plattformsoberoende

Mjukvarukonstruktion • Vad är ett bra system? Nyttigt och användbart Pålitligt Flexibelt Överkomligt Tillgängligt

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 • ...

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

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

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

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

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

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

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 • ...

… 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

… UML …

… UML

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

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 • Exempel-3 • Klassen Punkt • Kan bla ha instanserna (10, 20), (13, 47), (200, -10)

argument mottagare meddelande 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);

Window Ellipse Person Circle MacWindow Student Win95Window Student Person programme courses name socSecNo isReadyWithAllCourses() age() isMale() Klasshierarkier och arv Klasser ordnas i hierarkier På tavlan • En subklass ärver från sina superklasser • Både attribut och metoder

Student Person programme courses name socSecNo isReadyWithAllCourses() age() isMale() 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 om metoden inte hittas i klassen fortsätter sökningen i superklassen p = new Student(); p.age();

Car Rectangle Ellipse MotorVehicle Button Cartoon Square Ellipse Boat Circle Rectangle paint() paint() paint() paint() paint() numberOfWheels() paint() paint() numberOfWheels() paint() numberOfWheels() Polymorfi och överskrivning Olika klasser kan ha metoder med samma namn, s.k. polymorfi Subklasser kan skriva över (eng. override) metoder i superklasser

Objektorienterad Modellering Programmering och Analys