Понятие объекта, объектно-ориентированной модели
В методологии объектно-ориентированного проектирования одним из основных понятий являются объект, объектная модель и класс объектов. Поскольку для системологического подхода к декомпозиции в объектно-ориентированном анализе и проектировании программного обеспечения эти понятия очень важны, приведем их определения и разъяснения.
По определению Г.Буча, объект – это нечто, чем можно оперировать. Объект имеет состояние, поведение и идентичность . Объект в методологии объектно-ориентированного проектирования с точки зрения системологии является знаковым объектом. Г.Буч в своей книге приводит определение Смита и Токи: «Объект представляет собой конкретный опознаваемый предмет, единицу или сущность (реальную или абстрактную), имеющую четко определенное функциональное назначение в данной предметной области». Состояние объекта характеризуется перечнем (обычно статическим) всех свойств данного объекта и текущими (обычно динамическими) значениями каждого из этих свойств . К числу свойств объекта относятся присущие ему или приобретаемые им характеристики, делающие объект самим собой . Поведение – это то, как объект действует и реагирует; поведение выражается в терминах состояния объекта и передачи сообщений .
Объектная модель – это совокупность основополагающих принципов, лежащих в основе объектно-ориентированного проектирования, и/или парадигма программирования, основанная на принципах абстрагирования, инкапсуляции, модульности, иерархичности, типизации, параллелизма и устойчивости . Абстракция – это существенные характеристики объекта, которые отличают его от всех других объектов и четко определяют его концептуальные границы для наблюдателя. Абстрагирование – процесс выявления абстракций . Инкапсуляция – это процесс объединения и защиты элементов абстракции, которые образуют ее структуру и поведение. Служит для отделения внешних обязательств объекта от его реализации .
Таким образом, абстракция – это знаковая модель, содержащая существенные (имеющие значение в рамках решаемой задачи) свойства объекта. Кроме того, абстракция допускает разделение на составные элементы, которые и формируют состояние и поведение объекта. Для понимания в рамках описанных выше системных понятий важно то, что объект описывается существенными характеристиками или абстракциями, которые являются результатом взаимосвязи компонентов объекта. Вполне допустимым является вывод, что абстракция должна содержать эмергентное(ые) свойство(а), появившееся(иеся) в результате взаимосвязи инкапсулированных компонентов объекта.
Иерархия – это подчинение или упорядочение абстракций . Типизация – механизмы, препятствующие замене объектов одного типа на другой или, в крайнем случае, жестко ограничивающие такую замену . Параллелизм – это свойство, отличающее активные объекты от неактивных. Параллельный объект – активный объект, способный работать в многопоточной среде .
Объекты обладают целостностью, которая не должна – а в действительности, не может быть нарушена. Объект может менять состояние, вести себя, управляться или становиться в определенное отношение к другим объектам. Иначе говоря, свойства, которые характеризуют объект и его поведение, остаются неизменными.
Классы и объекты – это отдельные, но тесно связанные понятия. В частности, каждый объект является экземпляром какого-либо класса; класс может порождать любое число объектов. В большинстве практических случаев классы статичны, то есть все их особенности и содержание определены в процессе компиляции программы. Сами объекты, напротив, в процессе выполнения программы создаются и уничтожаются. Для оценки качества классов и объектов, выделяемых в системе, в соответствии с можно предложить следующие пять критериев: зацепление, связность, достаточность, полнота, примитивность.
Зацепление определяется как степень глубины связей между отдельными модулями. Систему с сильной зависимостью между модулями гораздо сложнее воспринимать и модифицировать. Сложность системы может быть уменьшена путем уменьшения зацепления между отдельными модулями.
Под полнотой подразумевается наличие в интерфейсной части класса всех характеристик абстракции. Примитивными являются только такие операции, которые требуют доступа к внутренней реализации абстракции .
Таким образом, можно сделать следующие выводы:
В определении знаковой системы необходимо обратить внимание на то, что свойства её составных элементов (подсистем) соответствуют в рамках приведенной выше терминологии свойствам абстракций объектно-ориентированной модели. Данное утверждение основывается на определении и назначении абстракции, которая используется для выделения значимых характеристик объекта в объектно-ориентированном анализе.
Также можно утверждать, что эмергентные свойства, несомненно, должны присутствовать в абстракциях объектов. Это обусловлено тем, что в процессе её создания с помощью инкапсуляции и/или агрегации абстракция может объединять множество взаимосвязанных объектов. Именно поэтому, характеристики абстракции нельзя свести только к свойствам инкапсулируемых и/или агрегируемых объектов, необходимо рассматривать свойства, появляющиеся в результате взаимодействия составных объектов. Если характеристики являются результатом взаимосвязи компонентов, и они отсутствуют у агрегируемых компонентов, то они подпадают под определение эмергентных свойств.
Тем не менее, необходимо отметить, что множество свойств системы (в том числе и эмергентных), которые выбираются для рассмотрения, во многом зависят от задач, решаемых аналитиком. При этом самый важный критерий выбора – функциональная связность компонент, при которой все элементы системы (объектно-ориентированной модели) взаимодействуют в достижении определенной цели (задачи). Это замечание относится как к системологическому, так и к объектно-ориентированному анализу.
Полученные выводы говорят о том, что объектно-ориентированную модель системы допустимо рассматривать как знаковую систему, а объекты, представляемые в модели в виде классов объектов, можно отождествлять с составными элементами или подсистемами знаковой системы.
