ATM系統(tǒng)分析與設(shè)計

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。

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出納機(jī)；各分理處用自己的計算機(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)；自動出納機(jī)與分行計算機(jī)通信；自動出納機(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。

分行計算機(jī)

分理處計算機(jī)

分理處計算機(jī)

分理處計算機(jī)

賬戶

賬戶

賬戶

自動取款機(jī)

自動取款機(jī)

自動取款機(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用的方法之一。它從三個方面對系統(tǒng)進(jìn)行建模，每個模型從一個側(cè)面反映系統(tǒng)的特性，三個模型分別是：對象模型、動態(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

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

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、數(shù)據(jù)流、控制流、角色。該方法將開發(fā)過程分為四個階段：

1分析�；�于問題和用戶需求的描述，建立現(xiàn)實世界的模型。

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。結(jié)合問題域的知識和目標(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�；�于分析模型和求解域中的體系結(jié)構(gòu)等添加的實現(xiàn)細(xì)節(jié)，完成系統(tǒng)設(shè)計。主要產(chǎn)物包括：細(xì)化的對象模型、細(xì)化的動態(tài)模型、細(xì)化的功能模型

4實現(xiàn)。將設(shè)計轉(zhuǎn)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(kuò)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(tǒng)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(guān)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(xiàn)。首先對系統(tǒng)進(jìn)行描述，從系統(tǒng)描述中標(biāo)識名詞、名詞性代詞，在列出系統(tǒng)可能的類的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步識別類。

2. 系統(tǒng)實體識別法

該方法只考慮系統(tǒng)中的人員、組織、地點(diǎn)、表格、報告等實體，經(jīng)過分析將它們識別為類。被標(biāo)識的實體有：系統(tǒng)需要存儲、分析、處理的信息實體，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)的組織實體。

在確定類時，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公共的界面，使設(shè)計局部化，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：

分行計算機(jī) 分行 出納站 出納員 分理處 分理處計算機(jī) 自動出納機(jī) 賬戶 銀行卡 顧客 事務(wù)

2. 為每個建模實體準(zhǔn)備數(shù)據(jù)

3. 確定關(guān)聯(lián)

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

l 銀行網(wǎng)絡(luò)包括出納站和處動取款機(jī)

l 分行共享自動取款機(jī)

l 分理處提供分理處計算機(jī)

l 分理處計算機(jī)保存賬戶

l 分理處計算機(jī)處理賬戶支付事務(wù)

l 分理處擁有出納站

l 出納站與分行計算機(jī)通信

l 出納員為賬戶錄入事務(wù)

l 自動取款機(jī)接受銀行卡

l 自動取款機(jī)與用戶接口

l 自動取款機(jī)發(fā)放現(xiàn)金

l 自動取款機(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 現(xiàn)結(jié)構(gòu)中的關(guān)聯(lián)。如“系統(tǒng)處理并發(fā)訪問”就是一種實現(xiàn)的概念。

3）動作。關(guān)聯(lián)應(yīng)描述應(yīng)用域的結(jié)構(gòu)性質(zhì)而不是瞬時事件。因此應(yīng)刪除“自動取款機(jī)接受銀行卡“，“自動取款機(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�？砂聪铝袠�(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)的重數(shù)，則可考慮把該屬性重新表述為一個限定詞。

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�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“分行計算機(jī)”并入“分行”。

四． 建立動態(tài)模型

動態(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，它是實現(xiàn)模型的一部分。通常動態(tài)模型有事件跟蹤表和狀態(tài)圖。

建立動態(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，就產(chǎn)生一個事件，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)事件的動作對象和該事件的參數(shù)，包括正常腳本、例外腳本。

自動出納機(jī)與用戶交互的正常腳本如下：

1) 自動取款機(jī)請求用戶插入銀行卡，用戶插入銀行卡

2) 自動取款機(jī)接受銀行卡并讀出它的卡號

3) 自動取款機(jī)要求密碼，用戶輸入

4) 自動取款機(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) 自動取款機(jī)要求輸入現(xiàn)金數(shù)量

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

8) 自動取款機(jī)查問用戶是否打印收據(jù)，若選擇“是”

9) 自動取款機(jī)打印收據(jù)，請求用戶取出它

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

11) 自動取款機(jī)退出卡并且請求用戶取卡，用戶取卡

12) 自動取款機(jī)請求用戶插入銀行卡

自動取款機(jī)與用戶交互的例外腳本如下：

1) 自動取款機(jī)請求用戶插入銀行卡，用戶插入銀行卡

2) 自動取款機(jī)接受銀行卡并讀出它的卡號

3) 自動取款機(jī)要求密碼，用戶輸入

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

5) 自動取款機(jī)指示密碼錯并要求重新鍵入；用戶輸入并成功

6) 自動取款機(jī)請示用戶選擇事務(wù)類型，用戶選擇取款

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

8) 自動取款機(jī)退出卡并且請求用戶取卡，用戶取卡

9) 自動取款機(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 錯誤代碼/錯誤分理處代碼

錯誤分理處賬戶/錯的密碼

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)圖的活動和動作，其中的數(shù)據(jù)流對應(yīng)于對象力中的對象或?qū)傩�，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)過自動取款機(jī)，因而所有輸入、輸出值都是自動取款機(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。最頂層由單個處理組成，也可由收集輸入、計算值及生成結(jié)果的一個綜合處理構(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，因為它隱含實現(xiàn)的考慮。過程性描述確定一個算法來實現(xiàn)處理功能，算法只能用來確定處理干什么，過程性描述實現(xiàn)起來較為容易。

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