ATM系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)

摘要：結(jié)合軟件工程相關(guān)理論，采用OMT方法對銀行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)ATM（Auto Trade Machine）進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)。

一． 問題需求分析

銀行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括人工出納和分行共享的自動(dòng)出納機(jī)；各分理處用自己的計(jì)算機(jī)處理業(yè)務(wù)；各分理處與出納站通過網(wǎng)絡(luò)通信；出納站錄入賬戶和事務(wù)數(shù)據(jù)；自動(dòng)出納機(jī)與分行計(jì)算機(jī)通信；自動(dòng)出納機(jī)與用戶接口，接受銀行卡，發(fā)放現(xiàn)金，打印收據(jù)；分行計(jì)算機(jī)與撥款分理處結(jié)賬。

要求系統(tǒng)能正確處理同一賬戶的并發(fā)訪問；網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用平均攤派給各分理處。

分行計(jì)算機(jī)

分理處計(jì)算機(jī)

分理處計(jì)算機(jī)

分理處計(jì)算機(jī)

賬戶

賬戶

賬戶

自動(dòng)取款機(jī)

自動(dòng)取款機(jī)

自動(dòng)取款機(jī)

銀行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的示意圖

二． 軟件工程相關(guān)理論

u OMT是Object Modeling Technology的縮寫, 意為對象建模技術(shù). 　　面向?qū)ο蠼�模方法有很多種，也都在進(jìn)一步的發(fā)展和完善中。OMT法是目前最為成熟和實(shí)用的方法之一。它從三個(gè)方面對系統(tǒng)進(jìn)行建模，每個(gè)模型從一個(gè)側(cè)面反映系統(tǒng)的特性，三個(gè)模型分別是：對象模型、動(dòng)態(tài)模型和功能模型。

主要的概念包括：類、屬性、操作、繼承、關(guān)聯(lián)（即關(guān)系）、聚集

動(dòng)態(tài)模型描述系統(tǒng)那些隨時(shí)間變化的方面，其主要概念有：狀態(tài)、子狀態(tài)和超狀態(tài)、事件、行為、活動(dòng)。

功能模型描述系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)值的轉(zhuǎn)換，其主要概念有：加工、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)流、控制流、角色。該方法將開發(fā)過程分為四個(gè)階段：

1分析�；�于問題和用戶需求的描述，建立現(xiàn)實(shí)世界的模型。

分析階段的產(chǎn)物有：問題描述、對象模型＝對象圖＋數(shù)據(jù)詞典、動(dòng)態(tài)模型＝狀態(tài)圖＋全局事件流圖、功能模型＝數(shù)據(jù)流圖＋約束

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)。結(jié)合問題域的知識(shí)和目標(biāo)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)（求解域），將目標(biāo)系統(tǒng)分解為子系統(tǒng)。該階段的主要產(chǎn)物是：系統(tǒng)設(shè)計(jì)文檔：基本的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和高層次的決策

3對象設(shè)計(jì)�；�于分析模型和求解域中的體系結(jié)構(gòu)等添加的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)。主要產(chǎn)物包括：細(xì)化的對象模型、細(xì)化的動(dòng)態(tài)模型、細(xì)化的功能模型

4實(shí)現(xiàn)。將設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換為特定的編程語言或硬件，同時(shí)保持可追蹤性、靈活性和可擴(kuò)展性。　

u 類的識(shí)別方法

常用的識(shí)別類的方法有：名詞識(shí)別法、系統(tǒng)實(shí)體識(shí)別法、使用重用、從用例中識(shí)別類等。

1. 名詞識(shí)別法

訪方法的關(guān)鍵是識(shí)別問題域中的實(shí)體，實(shí)體的描述通常以名詞、名詞短評、名詞性代詞的形式出現(xiàn)。首先對系統(tǒng)進(jìn)行描述，從系統(tǒng)描述中標(biāo)識(shí)名詞、名詞性代詞，在列出系統(tǒng)可能的類的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步識(shí)別類。

2. 系統(tǒng)實(shí)體識(shí)別法

該方法只考慮系統(tǒng)中的人員、組織、地點(diǎn)、表格、報(bào)告等實(shí)體，經(jīng)過分析將它們識(shí)別為類。被標(biāo)識(shí)的實(shí)體有：系統(tǒng)需要存儲(chǔ)、分析、處理的信息實(shí)體，系統(tǒng)內(nèi)部需要處理的設(shè)備，與系統(tǒng)交互的外部系統(tǒng)，系統(tǒng)相關(guān)人員，系統(tǒng)的組織實(shí)體。

在確定類時(shí)，常使用兩類技術(shù)：

1) 分解技術(shù)：將整體類和組合類進(jìn)行分解，可控制單個(gè)類的規(guī)模。

2) 抽象技術(shù)：根據(jù)一些類的相似性建立抽象類，并建立抽象類與這些類之間的繼承關(guān)系。抽象類實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)內(nèi)部的重用，很好地控制了復(fù)雜性，并為所有子類定義了一個(gè)公共的界面，使設(shè)計(jì)局部化，提高了系統(tǒng)的可修改性和可維護(hù)性。

三． 建立對象模型

1. 確定類

采用名詞識(shí)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(xiàn)根據(jù)以下原則進(jìn)一步確定類：

1) 去掉冗余類

2) 去掉不相關(guān)的類

3) 刪除模糊的類

4) 刪除獨(dú)立性不強(qiáng)的類，而應(yīng)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(jì)算機(jī) 分行 出納站 出納員 分理處 分理處計(jì)算機(jī) 自動(dòng)出納機(jī) 賬戶 銀行卡 顧客 事務(wù)

2. 為每個(gè)建模實(shí)體準(zhǔn)備數(shù)據(jù)

3. 確定關(guān)聯(lián)

兩個(gè)或多個(gè)類之間的相互信賴就是關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)的方式有多種。關(guān)聯(lián)通常用描述性動(dòng)詞和動(dòng)詞詞組表示。銀行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)問題中的關(guān)聯(lián)：

l 銀行網(wǎng)絡(luò)包括出納站和處動(dòng)取款機(jī)

l 分行共享自動(dòng)取款機(jī)

l 分理處提供分理處計(jì)算機(jī)

l 分理處計(jì)算機(jī)保存賬戶

l 分理處計(jì)算機(jī)處理賬戶支付事務(wù)

l 分理處擁有出納站

l 出納站與分行計(jì)算機(jī)通信

l 出納員為賬戶錄入事務(wù)

l 自動(dòng)取款機(jī)接受銀行卡

l 自動(dòng)取款機(jī)與用戶接口

l 自動(dòng)取款機(jī)發(fā)放現(xiàn)金

l 自動(dòng)取款機(jī)打印收據(jù)

l 系統(tǒng)處理并發(fā)訪問

l 分理處提供軟件

l 費(fèi)用分?jǐn)偨o分理處

4.使用下列標(biāo)準(zhǔn)去掉不必要的和不正確的關(guān)聯(lián)。

1) 若某個(gè)類已被刪除，那么與它有關(guān)的關(guān)聯(lián)也必須刪除或者用其他類來重新表述。

2) 不相干的關(guān)聯(lián)或?qū)崿F(xiàn)階段的關(guān)聯(lián)。刪除所有問題域之外的關(guān)聯(lián)或涉及實(shí) 現(xiàn)結(jié)構(gòu)中的關(guān)聯(lián)。如“系統(tǒng)處理并發(fā)訪問”就是一種實(shí)現(xiàn)的概念。

3）動(dòng)作。關(guān)聯(lián)應(yīng)描述應(yīng)用域的結(jié)構(gòu)性質(zhì)而不是瞬時(shí)事件。因此應(yīng)刪除“自動(dòng)取款機(jī)接受銀行卡“，“自動(dòng)取款機(jī)與用戶接口“。

4） 派生關(guān)聯(lián)。省略那些可以用其他關(guān)聯(lián)來定義的關(guān)聯(lián)。

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(biāo)準(zhǔn)刪除不必要的和不正確的屬性： 1）限定詞。若屬性值固定下來后，能減少關(guān)聯(lián)的重?cái)?shù)，則可考慮把該屬性重新表述為一個(gè)限定詞。

2）內(nèi)部值。若屬性描述了對象的非公開的內(nèi)部狀態(tài)，則應(yīng)從對象模型中刪除訪屬性

3）細(xì)化。在分析階段應(yīng)忽略那些不可能對大多數(shù)操作有影響的屬性。

6.使用繼承來細(xì)化類

有兩種方法：自底向上和自頂向下。1）自底向上：將現(xiàn)有的類的共性一般化為父類。2）自頂向下：將現(xiàn)有類細(xì)化為更具體的子類。

7.完美對象模型

在軟件開發(fā)的過程中，需要不斷的完美對象模型�？梢詮囊韵聨讉�(gè)方面考慮。1）檢查是否有缺少的對象。2）查找多余的類。3)查找缺少的關(guān)聯(lián)4）系統(tǒng)的改進(jìn)。由于“分理處”與“分理處計(jì)算機(jī)”之間的區(qū)別不影響分析，可將其合并為“分理處”。同理，將“分行計(jì)算機(jī)”并入“分行”。

四． 建立動(dòng)態(tài)模型

動(dòng)態(tài)分析從尋找外部可見的模擬和響應(yīng)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(zhí)行，它是實(shí)現(xiàn)模型的一部分。通常動(dòng)態(tài)模型有事件跟蹤表和狀態(tài)圖。

建立動(dòng)態(tài)模型的步驟為：

1. 準(zhǔn)備典型的對話腳本

腳本是事件序列，每當(dāng)系統(tǒng)中的對象與外部用戶發(fā)生互換信息時(shí)，就產(chǎn)生一個(gè)事件，所互換的信息值就是該事件的參數(shù)。對于各事件，應(yīng)該確定觸發(fā)事件的動(dòng)作對象和該事件的參數(shù)，包括正常腳本、例外腳本。

自動(dòng)出納機(jī)與用戶交互的正常腳本如下：

1) 自動(dòng)取款機(jī)請求用戶插入銀行卡，用戶插入銀行卡

2) 自動(dòng)取款機(jī)接受銀行卡并讀出它的卡號

3) 自動(dòng)取款機(jī)要求密碼，用戶輸入

4) 自動(dòng)取款機(jī)與分行確認(rèn)卡號和密碼，分理處檢查并反饋兌現(xiàn)

5) 自動(dòng)取款機(jī)要求選擇事務(wù)類型（取款、存款、轉(zhuǎn)帳或查詢），若用戶選擇取款

6) 自動(dòng)取款機(jī)要求輸入現(xiàn)金數(shù)量

7) 自動(dòng)取款機(jī)分發(fā)現(xiàn)金并要求用戶取現(xiàn)金，用戶取現(xiàn)金

8) 自動(dòng)取款機(jī)查問用戶是否打印收據(jù)，若選擇“是”

9) 自動(dòng)取款機(jī)打印收據(jù)，請求用戶取出它

10) 自動(dòng)取款機(jī)詢問是否繼續(xù)，用戶選擇“不繼續(xù)”，自動(dòng)出納機(jī)退出卡

11) 自動(dòng)取款機(jī)退出卡并且請求用戶取卡，用戶取卡

12) 自動(dòng)取款機(jī)請求用戶插入銀行卡

自動(dòng)取款機(jī)與用戶交互的例外腳本如下：

1) 自動(dòng)取款機(jī)請求用戶插入銀行卡，用戶插入銀行卡

2) 自動(dòng)取款機(jī)接受銀行卡并讀出它的卡號

3) 自動(dòng)取款機(jī)要求密碼，用戶輸入

4) 自動(dòng)取款機(jī)與分行確認(rèn)卡號和密碼，分理處檢查并反饋拒絕

5) 自動(dòng)取款機(jī)指示密碼錯(cuò)并要求重新鍵入；用戶輸入并成功

6) 自動(dòng)取款機(jī)請示用戶選擇事務(wù)類型，用戶選擇取款

7) 自動(dòng)取款機(jī)請求鍵入現(xiàn)金數(shù)量，用戶改變選擇并輸入“取消”

8) 自動(dòng)取款機(jī)退出卡并且請求用戶取卡，用戶取卡

9) 自動(dòng)取款機(jī)請求用戶插入銀行卡

2．畫出事件跟蹤表

把腳本表示成一個(gè)事件跟蹤表，即不同對象間的事件排序表

2. 構(gòu)造狀態(tài)圖

對各對象類建立狀態(tài)圖，反映對象接收和發(fā)送的事件，每個(gè)腳本或事件跟蹤表都應(yīng)對應(yīng)于狀態(tài)圖中的一條路徑

DO:處理分理處事務(wù)

DO:確認(rèn)分理處代碼

DO:確認(rèn)卡

事務(wù)處理 分理處事務(wù)成功

分理處事務(wù)失敗

確認(rèn)賬戶 確認(rèn)賬戶 錯(cuò)誤代碼/錯(cuò)誤分理處代碼

錯(cuò)誤分理處賬戶/錯(cuò)的密碼

分理處密碼/賬戶OK

“分行”類的狀態(tài)圖

五． 建立功能模型

功能模型描述了值之間的信賴關(guān)系，通常用分層的數(shù)據(jù)流圖描述。數(shù)據(jù)流圖有助于表示功能信賴關(guān)系，其中的處理對應(yīng)于狀態(tài)圖的活動(dòng)和動(dòng)作，其中的數(shù)據(jù)流對應(yīng)于對象力中的對象或?qū)傩裕�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(tǒng)與外部世界之間的事件的參數(shù)。檢測問題陳述，從中找出遺漏的所有輸入、輸出值。由于所有系統(tǒng)與外部世界之間的交到都經(jīng)過自動(dòng)取款機(jī)，因而所有輸入、輸出值都是自動(dòng)取款機(jī)事件的參數(shù)。

2. 建立數(shù)據(jù)流圖

數(shù)據(jù)流圖說明輸出值是怎樣從輸入值得來的，數(shù)據(jù)流圖通常按層次組織。最頂層由單個(gè)處理組成，也可由收集輸入、計(jì)算值及生成結(jié)果的一個(gè)綜合處理構(gòu)成。

銀行卡

讀輸入

執(zhí)行事務(wù)

賬戶

用戶

產(chǎn)生輸出

卡號

事務(wù)類型

賬戶類型

自動(dòng)取款機(jī)頂層數(shù)據(jù)流圖

3. 描述處理

當(dāng)數(shù)據(jù)流圖已細(xì)化到一定程度后，對各處理進(jìn)行描述，描述方法用自然語言、偽碼及判定樹等。描述可以是說明性的或過程性的。說明性描述確定了輸入、輸出值之間的關(guān)系。說明性描述優(yōu)于過程性描述，因?yàn)樗�隱含實(shí)現(xiàn)的考慮。過程性描述確定一個(gè)算法來實(shí)現(xiàn)處理功能，算法只能用來確定處理干什么，過程性描述實(shí)現(xiàn)起來較為容易。

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