「軟體需求分析與塑模」- 物件合作

本文收錄於 我的電子書「軟體需求分析與塑模 – 第一章、需求分析概觀」。

實現 (realize) 軟體資訊系統功能,從物件導向 (object-oriented) 的觀點來看待時,系統內部的主要組成元素是「物件」,也可以稱為「個體 (instance)」。可以想像軟體系統內部就是由擔任各種不同職掌的類型物件,為實現某一特定功能,在動態期間 (run-time) 的互動合作來協力完成。

關於物件如何分類 (classify),這就是所謂物件導向結構設計的議題。分類作得好,讓系統具有低耦合 (low coupling) 、高內聚 (high-cohesion)的特性,如此系統的應變更具彈性、延展性,並得以提昇再利用性的高度價值。

參考下圖範例,是利用 UML 循序圖 (sequence diagram) 表達實現「餐飲管理系統」其中「點餐」系統功能的物件合作 (object collaboration) 情形。程式開發人員應該可以很容易對應至程式碼的類別 (class) 與方法 (method) 的實作。

圖例、實現「點餐」系統功能的物件合作循序圖

軟體結構設計是屬於系統的內部結構設計議題,而需求分析則是站在系統外部的觀點來看待系統所提供的服務 (系統功能),這是完全不同的兩種構面,不能混為一談。一般在需求分析階段,是會把系統當成「黑箱 (black blox)」來看待,只專注在外界 (人或外部系統) 如何與系統的溝通互動,至於系統內部如何組織分類與實作,那就會由結構與程式設計師來負責的。

HSDc. 最近正開發程式碼與 UML 循序圖的互轉工具

我們團隊 (HSDc.) 從今年 (2009) 初就定下了策略目標,其中一項主軸就是內部要開發出小而巧又實用的軟體相關產品。 農曆年後,經過一個下午的 Meeting,腦力激盪得到的共識就是開發一個可以協助 程式 Coding 人員,利用視覺化的 UML 循序圖 (sequence diagram),來呈現出程式碼在某一個情境下,物件相互之間動態連結關係的工具。 嗯,就暫且命名為 "Sequence Generator" 好了。

主要功能就是兩個: 一為從程式碼的某一個類別 (Class)的 method 開始 (進入起點, entry point),然後可以定義呼叫物件遞迴 (recursive)的深度層次(例如深至 5 層),按下按鍵,即可產出物件合作的循序圖; 另一個功能就是從循序圖轉出到程式碼 (當然,要先規範好類別圖)。 如此可以輔助類別圖的轉換,將如 a.method1() 呼叫 b.method2() 的關係,給呈現在程式碼的結構內。
HSDc Seq. generator - Use Case 圖

目前同類型的 UML 工具中,EA (Enterprise Architect) 是提供 "Run-time" 的環境,可以從程式碼產出到循序圖,但反之不行。 而且主要的問題是,要將 EA 設定成可以執行 .NET or J2EE 的環境,相當麻煩,要對 command-line 的指令執行模式相當熟悉才行。

另一個功能最強大,截至目前為止我認為最好用的是 Borland Together。 它是以靜態處理的方式 (這也是目前我們產品的作法,不需要建立動態的環境),而得以實現上述兩種功能。 只是,1. 它可不便宜,一套開發工具可要 10餘萬以上;2. 從循序圖產出的程式碼無法成功經過編譯 (compile),而這也是我們現在要努力的目標 ─ 可以達成部份實作且成功經過編譯。

目前我們預定是先開發出 Plugn 在 EA (Enterprise Architect) 的環境,所以會以 Addon 的形式包裝在 EA。 價格絕對是相當低價,連 EA 的一半價格 (絕對不到 NT$5000) 都還不到。 支援的程式碼最少是 C#, VB.NET 與 Java。 未來也不排除支援 C++ 甚至 PHP 等。

整個開發的框架大致已建立起來,也已經完成了一個小小的雛型 (可以從 C# 程式碼轉循序圖)。 而且,我們也針對該工具產品 (它也是一個問題領域, problem domain) 建構了物件模型,並且使之與 EA Plugin 的 APIs 隔離,所以相對來說,要移轉 (migrate) 到如 RSA or Free UML 工具 (前提要有提供可擴充的 API 介面),所花的 Effort 就不會太重了。
HSDc Seq. generator - 開發Class 圖

預計再過兩個月,應該會提供出 beta 版本,供有興趣的程式人員下載測試,並可請提供諸多寶貴的意見。

底下是目前開發中的幾個畫面 (screenshot)...

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軟體思維顧問

專職軟體輔導與教育訓練的獨立顧問。輔導企業資訊單位如何有效組織系統開發與維護;輔導開發人員達成有效的專業分工。傳授如何把軟體作軟 (Keeping Software Soft)的技能,得以提昇系統的彈性/延展,並進而創造系統的再利用價值。

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