Nerson - 1992 - Applying Object-Oriented Analysis and Design

7/25/2019 Nerson - 1992 - Applying Object-Oriented Analysis and Design

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a r / ~ i G l e s

J e a n - M a r c N e r s o n

A p p l y i n g O b j e c t - O r i e n t e d

A n a l y s i s a n d D e s i g n

: io n a l a n a l y s i s a n d d e s i g n t e c h n i q u e s i m p l y c o n s t a n t p a r a d i g m s h i ft s , s i n c e

m a n i p u l a t e d i f f e r e n t c o n c e p t s a t e a c h d i f f e r e n t p h a s e o f s o f t w a r e d e v e l o p -

t. T h e o b j e c t - o r i e n t e d t e c h n i q u e o f fe r s a s e a m l e s s p r o c e s s th a t h e l p s v i e w i n g

t h e s o f t w a r e a r c h i t e c t u r e i n t e r m s o f p r o b l e m s p a c e e l e m e n t s .

Th i s a r t i c l e p r e s e n t s a n a n a l y s i s

a n d d e s i g n t e c h n i q u e r e l y i n g o n a

s e t o f n o t a t i o n s a n d g u i d e li n e s . I t

p r o m o t e s a d e s c r i p t i v e m e t h o d t h a t

a d d r e s s e s b o t h a n a l y s i s a n d d e s i g n

i s su e s . Ke y c r i t e r i a h a v e g u i d e d

t h e d e f i n i t i o n o f t h e t e c h n i q u e :

s c a l a b i l i t y , r e v e r s e e n g i n e e r i n g s u p -

p o r t , d o c u m e n t a t i o n a i d , s t r u c t u r -

i n g m e c h a n i s m s , s y s t e m a t i c d e s i g n

s u p p o r t a n d c o m p o n e n t m a n a g e -

m e n t s u p p o r t . A c a s e s t u d y s h o w s

h o w t h e t e c h n i q u e w o r k s a n d f o s -

t e r s th e p r o d u c t i o n o f r e u sa b l e

c o m p o n e n t s .

The Object -Or iented

Deve lopment Process

I n d u s t r i a l - q u a l i t y s o f t w a r e p r o d u c -

t i on o f t o d a y h a s b e c o m e e x t r e m e l y

d e m a n d i n g . A p p l i c a t io n s t e n d t o b e

m u c h l a r g e r a n d m o r e c o m p l e x

a n d t h u s m o r e d i f f i c u l t to d e v e l o p .

T h e i r f u n c t i o n a l i t y i s s h i f t i n g f r o m

p r o c e s s i n g t o s y s te m s i m u l a t i o n a n d

i n t e g r a t i o n ; f r o m c e n t r a l i ze d t o di s-

t r i b u t e d c o m p u t i n g ; f r o m t e x t -

b a s e d t o g r a p h i c s a n d m u l t i m e d i a -

b a s e d s y s t e m s [ 2 3 ] .

H i g h l y v o la t il e r e q u i r e m e n t s a n d

s t r o n g c o m p e t i t i o n c a l l f o r e v e n

s h o r t e r d e v e l o p m e n t t i m e s . T h i s

c o n f l ic t c au s e s m a n y s o f t w a r e p r o d -

u c t s t o b e c o m e d e l a y e d , o r w o r s e ,

r e l e a s e d w i t h o u t a d e q u a t e p r o d u c -

t i o n q u a l i t y .

T h e i m p o r t a n c e o f a p p li c at i on

p o r t a b i l i t y a m o n g a l a r g e n u m b e r

o f r a p id l y c h a n g i n g h a r d w a r e p la t-

f o r m s a n d t h e n e e d t o b e e a s y t o

l e a rn a n d u n d e r s t a n d b y e n d u s e r s

w i t h d i f f e r e n t b a c k g r o u n d s , m a k e

t h i n g s e v e n m o r e d i f f i c u l t .

T h e r e f o r e , t h e r e i s n o l o n g e r a n y

t i m e t o w a s t e o n r e i n v e n t i o n o r i n -

e f f i c ie n t i m p l e m e n t a t i o n o f w e ll -

k n o w n a l g o r i t h m s a n d u s e r i n t e r -

f a c e t e c h n i q u e s .

I n t h e l o n g r u n , o b j e c t - o r i e n t e d

s o f t w a r e i s a i m e d a t h e l p i n g t o s i m -

p l i f y t h e wa y we v i e w t h e r e a l wo r l d

a s i t i s ( o r a s i t s h o u l d b e ) a n d t r a n s -

l a t e o u r v i e w i n t o s o f t wa r e s y s t e m s .

O b j e c t - o r i e n t e d t e c h n i q u e s e x i s t t o

h e l p m a n a g e t h e c o m p l e x i t y a c -

c o r d i n g t o s o m e k e y p o i n t s :

* O b j e c t - o r i e n t e d a r c h i t e c t u r e s a r e

d e c e n t r a l i z e d ;

C l a s s i f i c a ti o n i s p a r t o f t h e s y s t e m

s t r u c t u r e ;

T h e s a m e i d e a s a n d c o n c e p t s a r e

m a n i p u l a t e d f r o m t h e r e q u i r e -

m e n t s p h a s e d o w n t o t h e i m p l e -

m e n t a t i o n p h a s e .

Th e o b j e c t l i f e c y c l e s h o wn i n

F i g u r e 1 a n d i n s p i r e d b y [ 9, 1 6 , 1 8 ],

c o n v e n i e n t l y r e f l e c t s a d e v e l o p -

m e n t s c h e m e i n w h i c h a k n o w l e d g e

b a s e r e p r e s e n t e d b y li b ra r ie s o f

r e u s a b l e a n d p l u g g a b l e c o m p o -

n e n t s i m p a c t t h e d i f f e r e n t p r o d u c -

t i o n p h a s e s . T h e c l a s s r e u s e a n d

g e n e r a l i z a t i o n p r o c e s s i s a n i t e r a -

t iv e p r o c e s s i n f l u e n c i n g b o t h a n a l y -

s is ( r e u s e o f f r a m e w o r k s [ 6 ]) a n d

des ign ( r eus e o f c l a s s i f i ca t ions [ 10 ]) .

C o m p a r e d t o t r a d i ti o n a l t e c h -

n i q u e s , o b j e c t - o r i e n t e d d e v e l o p -

m e n t i s a s e a m l e s s p r o c e s s : t h e r e i s

n o p a r a d i g m s h i f t b e t w e e n t h e d i f -

f e r e n t s t a g e s o f t h e l i f e c y c l e. Un i -

f o r m p r i n c i p l e s a p p l y t h r o u g h o u t

t h e d e v e l o p m e n t p r o c e s s . I f t y p e s

o f o b j ec t s i d e n t if i e d d u r i n g s y s t e m

a n a ly s is a r e s p e c i f i e d b y a n a m e a n d

a p r e c i s e s e t o f p r o p e r t i e s , t h e y w i ll

t r a n s l a t e i n t o s y n t a c t i c a l u n i t s ( u s u -

a l ly ca l l ed "c l a s ses" ) in the f ina l p ro -

g r a m . T h i s o b s e r v a t i o n i s b o t h

g o o d n e w s a n d b a d n e w s .

T h e g o o d n e w s i s t h a t o n c e t h e

i n t e l le c t u a l p r o c e s s o f o b j e c t -

o r i e n t e d d e v e l o p m e n t i s p r o p e r l y

u n d e r s t o o d a n d m a s t e r e d , i t c a n b e

s u c c e s s f u l l y u s e d ( w i t h s o m e v a r i a -

t i o n s i m p o s e d b y t h e l e v el s o f a b -

s t r a c t i o n ) t o t h e d i f f e r e n t d e v e l o p -

m e n t s ta g es . T r a c i n g r e q u i r e m e n t s

b e c o m e s e a s i e r s i n c e m a n i p u l a t i o n

o f e n ti t ie s i s m o r e n a t u r a l a n d

s m o o t h .

T h e b a d n e w s i s t h a t w h e n e v e r

i n a p p r o p r i a t e t y p e s o f o b je c t s a r e

s e l e c t e d , o r w h e n e v e r a w k w a r d

s t r u c t u r i n g c h o i c e s a r e m a d e , t h e

f i n a l a r c h i t e c t u r e r e f l e c t s t h e s e

p o o r d e c i s i o n s .

B e c a u s e o f t h e c o n t i n u o u s d e v e l -

o p m e n t p r o c e s s i n v o l v e d , o b j e c t -

o r i e n t e d t e c h n i q u e s t e n d t o b l u r

t h e b o r d e r l i n e b e t w e e n a n a ly s i s a n d

d e s i g n .

I n t h e n e x t s e c t i o n s , we w i ll s t u d y

h o w a n o b j e c t - o r i e n t e d a n a l y s is a n d

d e s i g n m e t h o d a n d t e c h n i q u e i s

a p p l i e d . T h e t e c h n i q u e u s e d i s

b a s e d o n a m e t h o d a n d n o t a t i o n

c a l l e d B O N ( B e t t e r O b j e c t N o t a t i o n

[ 1 4 , 1 5 ] ) . A l t h o u g h t h e B O N n o t a -

t i o n i s b o t h g r a p h i c a l a n d t e x t u a l ,

w e s h a l l u s e t h e g r a p h i c a l f o r m . I n

t h e r e m a i n i n g t e x t , a l l B O N -

s p e c i f i c t e r m s w i l l a p p e a r i n

b o l d -

i t a l i c t y p e w h e n f i r s t i n t r o d u c e d .

Object -Or iented Ana lys is w i th

a n Exa m p l e

T h e s o f t w a r e t o b e d e v e l o p e d is i n-

t e n d e d t o a u t o m a t e t h e r e s e r v a t io n

a n d i n v o i c i n g sy s t e m o f a c a r r e n t a l

COMMUNICATIONSOF THE ACM/September 1992/Vol.35, No.9 6 3


2/12

c o m p a n y . A s h o r t o u t li n e o f t h e

m a j o r r e q u i r e m e n t s is g i v e n b e lo w .

Vehicles are taken f r om one locat ion

and re turned to the same locat ion .

D i f f e re n t m o d e l s o f c a r a re g ro u p e d

i n t o a sm a l l n u m b e r o f p r i c e c la s se s .

D i f f e re n t r e n t a l p l a n s a re a v a il a b l e ,

wi th a specia l weekend ra te to a t t ract

nonbusiness customers.

T he price charged i s estab li shed in

a d v a n c e .

Fre e o p t io n s a re : a u t o m a t i c o r m a n -

u a l t ra n sm i s s io n , t w o o r f o u r d o ors ,

l = ig u f e 1 . T h e objec t -oriented soft -

ware l ife cycle

sm o k e r o r n o n sm o k e r c a r .

N o n f i t t e d e x t ras a re : ro o f ra c k ,

t ra i ler , snow chains, c h i ld sea ts . T hese

extras are charged to the c l ien t .

Th e system mus t handle b lock booking

o f c a rs a n d k e e p t ra c k o f c a r a v a i l a b i l -

ity.

Ob j e c t - o r i e n t e d a n a l y s i s t r i e s t o

i d e n t i f y t h e t y p e o f o b je c t s t h a t m a p

i n t o e l e m e n t s o f t h e a p p l i c a t i o n

d o m a i n t o b e m o d e l e d . T h i s a c t iv i ty

h e l p s t o f i n d t h e m a j o r r e l a t i o n -

s h i p s b e t w e e n t h e d i f f e r e n t t y p e s o f

o b j e c t s c o n s i d e r e d a s c l a s s i n -

s t a n c e s . C l a s s e s a r e d e f i n e d w i t h

t h e i n f o r m a t i o n t h e y m a i n t a i n , t h e

IV USER R EQUIREMENTS

INFORMAL 1

REQUIREMENTS

~ ANALYSIS

I DESCRIPTIVEMODEL I ~~ I t #

- - - . 1 ~ ~ R E U S A B L E /

I

D E S I G N + ]

C O M P O N E N T S |

~CONSTRUCTION

I /

~ ( CLASSESNETWORK ) ~ L J

o

(3

ABSTRACTION/GENERALIZATION

1 ~ b l e 1 .

C l u s t e r c h a r t o f t h e c a r r e n t a l s y s t e m

CLUSTER CHA RT: C A R R E N T A L

CLASS

C L I E N T

CONTRACT

R E N T A L

V EH I C L E

M O D E L

RATE

DEFINITION

Car renter , individual or corporate customer

Rental

erms wi th payment condi t ions

Rental nform ation

completed wh en

taking

out and returning a vehicle

AutOmObilese lec ted rom the renta l

l eet

Description of selected features

Pricing conditions

s e r v i c e s t h e y p r o v i d e , t h e c o n -

s t ra i n ts t h e y c o m p l y w i th a n d h o w

t h e y r e l a t e t o o t h e r c l a s s e s . An a l y s i s

c l a s s e s m u s t s a t i s f y s o m e f u n c t i o n a l

r e q u i r e m e n t s a n d u s u a l ly r e fl e c t a

c e r t a i n s y s t e m v i e w p o i n t . A t t h e

ana lys i s l eve l a l l i den t i f i ed c l a s s in -

f o r m a t i o n i s c o n s i d e r e d p u b l i c .

An a l y s i s i n v o l v e s s o m e k e y a c t i v i -

t ie s t h a t r e p r e s e n t t h i n g s t o b e p e r -

f o r m e d b y t h e a n a l y s t to g e t a b e t t e r

u n d e r s t a n d i n g o f w h a t n e e ds t o be

d o n e . I n t h a t r es p e c t, B O N p r o -

v i d es a n o t a t i o n a n d a s e t o f g u i d e -

l i n e s a n d r e c o m m e n d a t i o n s a p p l i -

c a b l e t o t h e p r e a n a l y s i s a n d a n a l y s i s

p h a s e d o w n t o d e ta i l e d d e s i g n ; t h e

r e s u l t b e i n g a s t a r t i n g p o i n t f o r t h e

f i n a l c l a s s p r o g r a m m i n g i n s o m e

o b j e c t - o r i e n t e d l a n g u a g e .

T h e n o t a t i o n i s b a c k e d w i t h a s e t

o f g u i d e l i n e s t h a t s p e c i f y a c ti v i ti e s

a n d d e l i v e r a b l e s . A l t h o u g h a c t i v i -

t i e s a r e o f t e n l i s t e d i n s e q u e n t i a l

o r d e r , t h e y a r e i t e r a t i v e i n p r a c t i c e .

F o r i n s t a n c e , t h e r e i s s o m e t i m e s n o

c l e a r d i s t i n c t i o n b e t w e e n w h a t

r e a l l y b e l o n g s t o a n a l y s i s a n d w h a t

r e a l l y b e l o n g s t o d e s i g n . V e r y

r o u g h l y o n e c o u l d s a y t h a t a n a l y s i s

b e c o m e s d e s i g n w h e n e v e r i m p l e -

m e n t a t i o n d e c i s i o n s a r e t a k e n ,

w h e n e v e r n o n p u b J i c i n f o r m a t i o n is

i n t r o d u c e d i n a s y s t e m , o r w h e n -

e v e r n e w l y i n t r o d u c e d c l a s s e s d o

n o t r e l a t e t o p r o b l e m s p a c e o b j e c t s .

F i n d i n g , N a m i n g , a n d C l u s t e r i n g

Classes

Lo ok in g for ob jec ts and c lasses is

the very f i rs t s tep o f ob jec t -or ien ted

ana lys is . I t resem bles he ac t iv ity o f

desc r i b i ng a p i c tu re v iew ing the

p rob lem space o r w h i ch the sys tem

borde r l ine i s t he f r ame .

Bo th imag ina t i on and abs t rac -

t i on g u i d e t h e a n a l y s t . T h e s u b t l e

e f f o r t i s t o d e c o u p l e " n o u n s " p o -

t e n t i a l l y r e p r e s e n t i n g s e r v i c e s f r o m

t h o s e m a p p i n g t o e f f e c t i v e c a n d i -

d a t e c l a s s e s . N o m i r a c l e f o r m u l a

e x i s t s i n t h a t r e s p e c t b e s i d e s e x p e r i -

e n c e a n d r e c al l o f g o o d p r a c ti c e s.

S o m e g u i d e l i n e s e x i s t , b u t b e t t e r

s e r v e a s c h e c k l i s t s t o t h i n g s n o t t o

miss .

W e r e t a i n b a s i c a n d s i m p l e i d e a s

a s p r i n c i p l e s : t h e a i m o f a n a l y s i s is

6 4 September 1992/Vol.35, No.9/COMMUNICATIONS F T H E A C M


3/12

a r t i c l e s

t o p u t s o m e o r d e r t o o u r p e r c e p -

t i o n o f t h e r e a l w o r l d . T h e r e s u l t is

n o t t o p r o d u c e s o m e t h i n g t h a t

c o m p l i c a t e s t h e p r o b l e m t o s o lv e o r

t h e r e a l i t y t o m a p . O n t h e c o n t r a r y ,

t h e p u r p o s e i s t o s i m p l i fy , to m a s t e r

t h e c o m p l e x i t y b y r e f o r m u l a t i n g

t h e p r o b l e m . A n a l y si s m u s t r e m o v e

n o i s e a n d o v e r s p e c i f i c a t i o n , f i n d

i n c o n s i s t e n c i e s , p o s t p o n e i m p l e -

m e n t a t i o n d e c i s i o n s , p a r t i t i o n t h e

p r o b l e m s p a c e , t ak e a c e r t a i n v i ew -

p o i n t a n d d o c u m e n t i t. O b j e c t o ri -

e n t a t i o n s i m p l y a d d s s t r u c t u r i n g

m e c h a n i s m s f o r d e f i n i n g r e l a t i o n -

s h i p s b e t w e e n s y s t e m e l e m e n t s a n d

d e c e n t r a l i z i n g l o c al d e c i s i o n s .

A s y s t e m u s u a l l y i n t e r a c t s w i t h

d i f f e r e n t u s e r s . U s e r s a r e n o t

e q u a l l y q u a l i f i e d t o a c c e s s s p e c i f i c

p i ec e s o f i n f o r m a t i o n . T h e r e a r e

v a r i o u s r e a s o n s f o r t h i s : t h e l e v e l o f

r e s p o n s i b i l i t y i n a n o r g a n i z a t i o n ;

a c c e s s r i g h t s ( u s e r , a d m i n i s t r a t o r ) ;

t h e l e v e l o f c o n f i d e n c e ( n o v ic e , a d -

v a n c e d u s e r ) ; t h e l e v e l o f e x p e r t i s e

o r k n o w l e d g e o f t h e a p p l i c a t i o n

d o m a i n . O c c u p a t i o n a l n a m e s g i v e

s o m e i d e a s a b o u t p o s s i b l e c l a s se s

f o r u s e r s :

engineer, employer, cus-

tomer,

e t c .

L a r g e s y s t e m s a r e e x p e c t e d t o b e

u s e d i n c o m p l e t e l y d i f f e r e n t c o n -

t e x ts . F o r a c o m p a n y u s i n g a s y s te m

o p e r a t i n g t h r o u g h a c o m m u n i c a -

t i o n n e t w o r k

branches, affiliates, sub-

sidiaries,

a n d o t h e r

manufacturing

plants

m a y b e s i m i l a r ly d e s c r i b e d

r e g a r d l e s s o f t h e g e o g r a p h i c a l l o c a -

t i o n .

F o r o t h e r s p e c i f i c s y s t e m s , t h e

p l a c e o f o p e r a t i o n i m p a c t s t h e b e -

h a v io r . I n t h e c a se o f a n e m b e d d e d

s y s t em , t h e p l a c e o f e x e c u t i o n m a y

c o n f i g u r e t h e s y s t e m a c c o r d i n g t o

e x t e r n a l c o n s t r a i n t s : s e v e r e o r p r o -

t e c t e d e n v i r o n m e n t , a b i l it y t o t u n e

t h e t i m e / s p a c e t r a d e o f f , a b i l i t y t o

l i m i t o r e x t e n d t h e a c c u r a c y o f a

c o m p u t a t i o n d e p e n d i n g o n t h e

c o n t e x t .

S i n c e o b j e c t - o r i e n t e d a r c h i t e c -

t u r e s a r e f l e x ib l e , t h e y c a n m o d e l

d i f f e r e n t p r o b l e m s p a c e d e s c r i p -

t i o n s d i r e c t l y a s p a r t o f t h e s y s t e m

d e s c r i p t i o n .

I n f o r m a t i o n s y s t em s r e f l e c t t h e

w a y o r g a n i z a t i o n s w o r k . I n t h e c a s e

o f c o m m u n i c a t i o n s y s te m s , i n f o r -

m a t i o n i s p r e s e n t e d d i f f e r e n t l y a c -

c o r d i n g t o i m p l i e d a c t o r s . A m i l i -

t a r y s y s t e m w i l l n o t d i s p l a y

ground

information

i n t h e s a m e f a s h i o n f o r

t h e a r m y g e n e r a l a s f o r t h e f r o n t -

l i n e s o ld i e r . A c t o r s i n a n o r g a n i z a -

t i o n w i l l a c c e s s t h e s a m e i n f o r m a -

t i o n , b u t i t w i ll b e p r e s e n t e d

d i f f e r e n t l y . T h e t e r m " o r g a n i z a -

t io n " h e r e m u s t h e u n d e r s t o o d n o t

o n l y a s th e m a p p i n g o f t h e w o r k

b r e a k d o w n s t r u c t u r e o n t o a r e -

s p o n s i b i l it y a s s i g n m e n t c h a r t b u t

a l so a s a w a y i n f o r m a t i o n m u s t b e

d e t a i l e d o r n o t , d e p e n d i n g o n t h e

a c t o r s ' l e v e l s o f r e s p o n s i b i l i t y .

A n i n f o r m a t i o n s y s t e m b e h a v e s

a s a s e t o f b l a c k b o x e s o f w h i c h t h e

i n t r in s i c s a r e h i d d e n a n d t h e o n l y

v i s i b le p a r t i s t h e l i s t o f s e r v i c e s a n d

s t a t e s p r o v i d e d t o t h e u s e r . A l -

t h o u g h i t m a y b e t e m p t i n g t o v ie w

t h e s y s t e m a s a c o l l e c t i o n o f f u n c -

t i o n s, t h e o b j e c t a p p r o a c h e n f o r c e s

t h e u s e o f d a t a a b s t r a c t i o n t h a t e n -

c a p s u l a t e s s e r v i c e s . T h e r e f o r e ,

e v e n i f s e r v i c e s c o m e t o m i n d f i r s t ,

o n e s h o u l d l o o k f o r t h e u n d e r l y i n g

c l as s es t h a t r e p r e s e n t t h e g r o u p i n g

o f t h e s e o p e r a t i o n s .

M a n y s y s t e m s c a n b e d e f i n e d , a t

t h e r e q u i r e m e n t l e ve l s, a s s ta t e

m a c h i n e s . A s t a t e - t r a n s i t i o n d i a -

g r a m , i n t h i s c a s e, i s n o t a n i m p l e -

m e n t a t i o n t e c h n i q u e , s i m p l y a c o n -

v e n i e n t w a y t o e x p r e s s h o w t h e

s y s t e m c h a n g e s a c c o r d i n g t o i n t e r -

n a l e v e n t s . I t i s g e n e r a l l y t o o c o m -

p l i c a t e d , h o w e v e r , t o r e p r e s e n t t h e

e n t i r e l o g i c u s i n g t h i s m o d e l . L o o k -

i n g a t t h e i n f o r m a t i o n s y st e m m o d -

e l i n g t e c h n i q u e s , d i a g r a m s a r e p r o -

d u c e d t o s t re s s t h e i n f o r m a t i o n

f lo w s . S u c h d i a g r a m s a r e a l s o a v a r-

i a t i o n o f t h e s t a t e - t r a n s i t i o n d i a -

g r a m a n d c a n l e ad t o th e p r o d u c -

t i o n o f s y s t e m c l a s s e s .

A f i r s t p r i n c i p l e is t o c o n s i d e r

c l as s es a s r e p r e s e n t a t i o n s o f a b -

s t r a c t d a t a t y p e s a s o p p o s e d t o

" t h i n g s t h e y d o , " w h i c h i s f a r t o o

c l o s e t o p r o c e d u r a l t e c h n i q u e s . A

c l a ss h a s a n i n t e r n a l s t a t e a n d o f f e r s

s e r v i c e s .

T h e n , c l a s se s a r e g r o u p e d i n t o

clusters.

T h e g r o u p i n g f a c to r m a y

v a r y , b u t i n p r i n c i p l e i t i s s i m p l e r t o

d e s i g n a t e a c e r t a i n v i e w p o i n t a s t h e

m a i n f o c u s o f i n t e r e s t .

C l u s t e r s p l a y v a r i o u s r o l e s . D u r -

i n g a n a l y s i s t h e y h e l p g r o u p i n g

c l as s es a c c o r d i n g t o p r o x i m i t y c r i t e -

r i a b a s e d o n a s u b s y s t e m f u n c t i o n -

a l i t y , a n a b s t r a c t i o n l e v e l o r a n e n d -

u s e r s t a n d p o i n t . D u r i n g d e s i g n

t h e y a r e o f t e n u s e d a s a s t r u c t u r i n g

t e c h n i q u e t o s e l e c t i v e l y v i s u a l i z e t h e

c o u p l i n g b e t w e e n c l as s es . I n a n y

c a s e t h e y s h o u l d n o t b e c o n f u s e d

w i t h c l a s s e s .

F r o m t h e a n a l y s i s o f t h e c a r

r e n t a l s y s t e m , a n i n i t i a l s e t o f c l as s e s

c o m e s t o m i n d a n d p a r t i c i p a t e s i n

t h e d e f i n i t i o n o f a f i r s t c l u s t e r .

I n t h e e a r l y s t a g e s o f a n a l y s i s ,

B O N u s e s v a r i o u s c h a r t s f o r d e -

s c r i b i n g th e d i f f e r e n t t y p e s o f o b -

j e c t s . T h e s e c h a r t s a r e u s e d a s a

c o m m u n i c a t i o n t o o l b e t w e e n e n d

u s e r s a n d a n a l y s t s a n d w e r e i n -

s p i r e d b y t h e C R C t e c h n i q u e [ 1] ,

b u t w i t h a d i f f e r e n t r a t i o n a l e .

T h e

cluster chart

l i s t s c l a s s e s p a r -

t i c i p a t i n g in t h e i d e n t i f i e d c l u s t e r s

a n d g i v es a s h o r t d e f i n i t i o n f o r e a c h

o f t h e m . I t is v e r y c o m m o n t o s t a rt

w i t h o n l y o n e g e n e r a l c l u s t e r a n d

t h e n c o m e u p w i t h n e w o n e s a f t e r

d o i n g s o m e c l a ss g r o u p i n g . A s i m -

p l i f i e d c l u s t e r c h a r t f o r t h e c a r

r e n t a l s y s t e m i s g i v e n i n T a b l e 1 .

I t i s a l s o i m p o r t a n t t o l o c a t e th e

p l a c e o f a c l a s s w i t h i n t h e o v e r a l l

s t r u c t u r e . T h i s m e a n s t h a t f i n d i n g

r e l a t e d c l a s s e s i s m o r e i m p o r t a n t

t h a n f i n d i n g a s i n g l e c l a s s . D e s i g n

w i l l d e c i d e w h e t h e r c l a s s e s a r e

l i n k e d b y d e r i v a t i o n , a s s o c i a t i o n ,

g e n e r a l i z a t i o n , o r s p e c i a l iz a t i o n r e -

l a t i o n s h i p s. T a b l e 2 i l l u s tr a t e s h o w

c l u s t er i n g m a y g r o u p t o g e t h e r w i t h

a c l a s s , s a y

A U T O M O B I L E ,

q u i t e

d i f f e r e n t c l as se s d e p e n d i n g o n a p -

p l i c a t i o n d o m a i n s .

W e w i l l t h e n c o n t i n u e o u r s y s t e m

a n a l y s is b a s e d o n t w o t y p e s o f r e p -

r e s e n t a t i o n : a

dynamic model ,

s h o w -

i n g p a r t s o f i ts b e h a v i o r a n d a

s tat ic

model

d e s c r i b i n g i ts s t r u c t u r e .

E v e n t s a n d O b j e c t C o m m u n ic a t io n

Protocols

T w o d i f f e r e n t k i n d s o f e v en t s t h a t

a c t o n s y s t e m b e h a v i o r m u s t b e

s o r t e d o u t :

external events

a n d i n -

C O M M U N I C A T I O N S O F T H E

ACM/September 1992/ 1.35, No.9 6 S


4/12

t e r n a l e v en t s .

E x t e r n a l e v e n t s a r e a c t i o n s i n i ti -

a t e d b y t h e e x t e r n a l i n te r ac t or ., ~ t h a t

p r o d u c e a n i n c o m i n g d a t a f l ou r t h a t

c r o s s es t h e b o u n d a r y o f t h e s y s te m .

T h e y r e f e r t o s t i m u l i r e c e i v e d f r o m

t h e o u t s i d e u p o n w h i c h t h e s y s t e m

r e a c t s a c c o r d i n g t o a c e r t a i n b e h a v -

i o r . E x t e r n a l e v e n t s h e l p t o f i n d

c l a s s es t h a t i n t e r f a c e t h e s y s t e m

w i t h t h e o u t s i d e w o r l d . ' ] ' h e y

s h o u l d n o t b e c o n s i d e r e d a s " u n e x -

p e c t e d " e v e n t s . T h e y a r e t h i n g s

t h a t c a n p o s s i b ly h a p p e n b u t o v e r

w h i c h t h e s y s t e m h a s n o c o n t r o l o n

w h e t h e r o r w h e n t h e y m a y o c c ur .

E x t e r n a l e v e n t s m a y b e c o m e c l as s es

o r i n p u t p a r a m e t e r d a t a p a s s e d t o

c l a s s f e a t u r e s .

I n t e r n a l e v e n t s a r e t i m e - r e l a t e d

s t i m u l i t h a t m a y b e r e l a t i v e o r a b s o -

l u t e . T h e y r e f e r t o p a r t s o f s y s t e m

b e h a v i o r t h a t s i m p l y t r a n s l a t e i n to

c l a s s f e a t u r e s t h a t w i l l l e a d t o m e s -

s a g e s d e f i n i n g t h e objec t communi -

cation protocols.

S i n c e t h e y a c t o n

t h e s y s t e m s t a t e , t h e y a l s o t r a n s l a t e

i n t o a s s e r t i o n s t h a t c o n t r o l t h e

p r o p e r b e h a v i o r o f t h e s y st e m .

T h i s t e c h n i q u e r e l a t e s t o p r i n c i-

p l e s a p p l i e d i n " O b j e c t B e h a v i o r

A n a l y s i s " [ 1 9 ] .

T a b l e 3 g i v e s a n e x a m p l e o f

e v e n t s a p p l i c a b l e t o t h e c a r r e n t a l

s y s te m a n d c a n b e c o m p a r e d w i t h a

n o n r e l a t e d s y s t e m ( a t r a f f ic l i g h t

c o n t r o l l e r ) .

E v e n t s h e l p t o i n t r o d u c e t h e

d y n a m i c m o d e l t h a t c o m p l e m e n t s

t h e s t a t ic s y s t e m s t r u c t u r e . I t h i g h -

l i g h t s o b j e c t s r e l e v a n t t o s e l e c t e d

s y s t e m b e h a v i o r s . T h e d y n a m i c

m o d e l c o n s i s t s o f s c e n a r i o s d e m o n -

s t r a t i n g s i g n i f i c a n t o b j e c t c o m m u -

n i c a t i o n p r o t o c o l s . T h e p u r p o s e i s

t w o f o l d : i t h e l p s t o v a l i d a t e t h e

s t at i c m o d e l a n d t o m a k e s u r e o b -

j e c t s a r e r e a c h a b l e f r o m o t h e r s ; i t

m a p s t h e s y s t e m b e h a v i o r b e t t e r a s

o p p o s e d t o t h e s t at i c m o d e l t h a t

o n l y r e f l e c t s t h e s t r u c t u r e .

D e c i d i n g w h i ch m o d e l s h o u l d b e

p r o d u c e d f ir s t r e a ll y d e p e n d s o n

t h e n a t u r e o f t h e a p p l i c a ti o n a n d

t h e a n a l y s t 's l e v e l o f c o n f i d e n c e .

D e f i n i n g C l as s e s a n d S k e t c h i n g

O u t t h e K e r n e l A r c h i t e c t u r e

F r o m t h e i n i t i a l l i s t o f c l a s s e s ,

class

char t s

a r e t h e n f i l le d o u t . F o r e a c h

c l a s s e n t r y i n t h e i n i t i a l c l u s t e r

c h a r t , a c l as s c h a r t i s d e f i n e d a c -

c o r d i n g t o t h r e e b a s i c t y p e s o f i n -

f o r m a t i o n :

T h e

questions:

w h a t i n f o r m a t i o n

c a n o t h e r c l a s s e s a s k f r o m t h e c l a s s?

T h e

c om m ands :

w h a t s e r v ic e s c a n

o t h e r c l a s s e s a s k t h e c l a s s t o p r o -

v i d e ?

T h e

cons t raint s :

w h a t k n o w l e d g e

m u s t t h e c l a s s m a i n t a i n ?

T h e c h a r t i s s t r u c t u r e d i n t h r e e c o l -

u m n s , f i l l e d w i t h f r e e - f o r m a t E n g -

l i s h t e x t .

T h e c l as s c h a r t d e s c r i b e s a ty p e

o f o b j e ct t h a t s h o u l d c o r r e s p o n d t o

a c la s s e n t r y i n t h e c l u s t e r c h a r t . I t

i s a l s o p o s s i b l e t o s t a t e t h a t t h e d e -

s c r i b e d t y p e o f o b j e c t i s s u s p e c t e d

t o b e h a v e l i k e o t h e r t y p e s o f o b j e c t.

T h i s m a y h e l p r e f i n i n g t h e i n h e r i -

t a n c e c l a s s i f i c a t i o n l a t e r i n t h e p r o -

c e ss . E x a m p l e s o f c l a ss c h a r t s a r e

g i v e n i n F i g u r e 2 .

A n a l y s i s p r o c e e d s u s i n g a m o r e

f o r m a l w a y t o r e p r e s e n t t h e s y s t e m

s t r u c t u r e a n d b e h a v i o r . T h e s t a ti c

m o d e l s h o w s t h e s y s t e m s t r u c t u r e

b y i t s d e c o m p o s i t i o n , i t s e l e m e n t s

a n d t h e i r r e l a t i o n s h i p s , a l o n g w i t h

t h e c o n s t r a i n t s t h a t t h e c l as s es m u s t

f u l f i ll . T w o l e v e l s o f d e t a i l a r e s u p -

p o r t e d : t h e c l a s s l e v e l a n d t h e c l u s -

t e r l e v e l t h a t d e f i n e s r e l a t i o n s h i p s

b e t w e e n l o g i c a ll y g r o u p e d c l as s e s.

T h e m o d e l i n t r o d u c e s t y p e d i n f o r -

m a t i o n v e r y e a r l y i n t h e a n a l y s i s

p r o c e s s . I n p r a c t i c e , th i s m e a n s t h a t

a n y c l a ss d e f i n i t i o n i n t r o d u c e s a

t y p e d e f i n i t i o n .

R e l a t i o n s h i p s b e t w e e n c l u s t e r s

a r e m o s t l y s t r u c t u r a l . T h e y h e l p

s c a l i n g u p o r d o w n t h e s y s t e m a c -

c o r d i n g t o g r o u p i n g f a c t o r s o r a b -

s t r a c t i o n l e v e l s . C l a s s r e l a t i o n s h i p s

m a y c a p t u r e a d d i t i o n a l s e m a n t i c

i n f o r m a t i o n t h a t t r a n s l a t e i n t o

class

a n n o t a t i o n s . R e l a t i o ns h i p s b e t w e e n

c l a ss e s a r e r e p r e s e n t e d i n a q u i t e

d i f f e re n t m a n n e r c o m p a r e d w i th

T a b l e 2 .

C la s s A U T O M O B I L E w i t h r e l a t e d c l u s t e r c la s se s

APPLICATION DOMA IN

A u t O m o b i le m a n u f a c t u re r

T r a f f i c - li g h t c o n t r o l l e r

Repair

s t a t i o n

C a r re n tal c om p a ny

CLASSES RELATED TO A U T OMO B I L E

L I MO COUPE S ED AN S T A T ION _WAGON

PEDESTR IAN B I KE VEH I C L E

FORE IGN_CAR DOMEST I C _CAR

TRUCK TRA IL ER COMPACT _CAR

LUXURY_CAR

T a b l e 3 .

E v e n t c h a r t s

APPLICATION DOMA IN EXTERNAL EVENT INTERNAL EVENT

Car r e n ta l c o m p a n y C u s t o m e r m a k e s a c a r r e s e r v a ti o n . R e n t a l c o n t r a c t p r i n t e d w h e n c a r r e t u r n e d .

A r e n t e d c a r b r e a k s d o w n . T a n k r e f i l l e d o n r e t u r n ,

A n e w c a r j o i n s t h e f l e e t M i l e a g e c h e c k e d o n r e t u r n .

A c a r i s r e t u r n e d . C a r i n s p e c t i o n d o n e o n l e a v e a n d o n r e t u rn ,

Traffic-light c o n t r o l l e r

A v eh i c l e i s a r r i v i ng a t t he i n t e rs ec t i on . L i gh t t u rns g reen .

A veh ic le i s leav ing

t h e

i n t e rs ec t i on , Red l i gh t s t a r t s f l a s h ing .

A roa d i s c los ed t o t ra f f ic .

6 6

September 1992/Vol.35,

N o . 9 / C O M M U N I C A T I O N S O F T H E

AC:M


5/12

a r t i c l e s

t e c h n i q u e s s u c h a s t h e e n t i t y - r e l a -

t i o n s h i p m o d e l . T a b l e s 4 a n d 5

m a k e a p a r a l l e l b e t w e e n t h e e n t i t y -

t o - e n t i t y r e l a t i o n s h i p s i n t h e r e l a -

t i o n a l m o d e l a n d t h e c l a s s - t o - c l a s s

s t r u c t u r in g m e c h a n i s m s o f t h e o b-

j e c t m o d e l . T h e c l a s s s t r u c t u r i n g

m e c h a n i s m i s b a s e d o n t w o b a s i c

r e l a t i o n s h i p s : t h e inheritance rela-

tionship a n d t h e client-supplier rela-

tionship. T h e c l i e n t - s u p p l i e r r e l a -

t i o n s h i p u s u a l l y e n c o m p a s s e s t w o

t h i n g s : t h e association relationship

a n d t h e aggregation relationship, as

e x p l a i n e d i n [ 1 3 ] .

C l a s s es a l wa y s b e l o n g t o a c l u s t e r

u s u a l l y d i s p l a y e d i n a b s t r a c t e d

f o r m , t h a t i s o n l y w i t h t h e i r h e a d e r .

F i g u r e 3 i l l u s t r a t e s s t a t i c a n d d y -

n a m i c m o d e l n o t a t i o n s u s e d i n

B O N .

T a b l e 4 .

S e m a n t i c s o f e n t i t y

r e l a t i o n s h i p s I n t h e r e l a t i o n a l

m o d e l

TYPE O F R E L A T IO N S H I P (m u l t i p l iC i t y )

has_a(1:1)

o w n s , c o n t a i n s , i s - c o n t a i n e d - l n ( l : m )

c ons i s t s -o f ( re : m )

i s - a ( l : l l

O b j e c t - O r ie n t e d D e s i g n w i t h

a n E x a m p l e

O b j e c t - o r i e n t e d d e s i g n t r a n s f o r m s

t h e a n a l y s i s c la s s es i n t o a c o m p u t e r -

i z e d m o d e l t h a t b e l o n g s t o t h e s o l u -

t i o n s p a c e . Th i s a c t i v it y s t a r t s f r o m

t h e a n a l y s i s c l a s s e s a n d p r o d u c e s

a d d i t i o n a l t y p e s o f o b j e c t s t h a t b e -

c o m e c l a s s e s n o t d i r e c t l y r e l a t e d t o

t h e p r o b l e m s p a c e . T h e s e c l a s s e s

e x t e n d , g e n e r a l i z e , o r i m p l e m e n t

the in i t i a l s e t o f ana lys i s c l a s ses .

P r i m i t i v e s i n t r o d u c e d d u r i n g d e -

s i g n a r e n o t n e c e s s a r i l y p u b l i c a n d

m a y r el a t e t o i m p l e m e n t a t i o n d e c i -

s i o n s s u c h a s t o d e t e r m i n e w h i c h

T a b l e s .

S e m a n t i c s o f In h e r i t a n c e a n d c l i e n t - s u p p l i e r r e l a t i o n s h i p s In t h e o b j e c t - o r i e n t e d m o d e l

CLASS

T Y P E O F R E L A T I O N S H IP

CLASS

i n h e r i t a n c e

r e l a t i o n s h i p s

d e s c e n d a n t i s - a p a r e n t

d e s c e n d a n t

b e h a v e s - l i k e

p a r e n t

d e s c e n d a n t i m p l e m e n t s p a r e n t

d e s c e n d a n t c o m b i n e s paren t s

p a r e n t

d e f e r s - t o

d e s c e n d a n t

p a r e n t f a c t o r s - o u t des c endan t s

C l i e n t / S u p p l i e r

r e l a t i o n s h i p s

c l i en t

u s e s

s upp l i e r s

c l i en t n e e d s s upp l i e r s

c l i en t h a s - a s upp l i e r

c l i en t

c o n s i s t s - o f

s upp l i e r s

s upp l i e r

p r o v i d e s - t o

c l i en t s

CONTRA

C T

Cluster name: CAR RENTAL

S Y S T E M

Behaves l ike:

Y P E O F O B J E C T :

R e n t a l t e r m s w i t h p a y m e n t c o n d i ti o n s

Questions ....... I C Om m a n d s

PURCHASE ORDER

Constraints

Means of paymenL Invoice c l ie nL Corporate cus tomers

Indiv idual or Acknowledge do not get weeX-end

corporate customer, a reservat ion, rate discounts.

Rental documents.

VEHICLE

Cluste r name:

RENTAL PROPERTIES

T YPE O F O B JEC T : B e h a v es l ik e :

A u t o m o b i l e s e l e c t e d f r o m RENTED_ITEM

t h e r e n t a l fl e e t

I

Quest ions Comma nds Const ra in ts

[ Model o f c a r , Checkmi leage, Depar ting and

License_plate. Ref i l l gas ta nk . returning locat ions

Availabi li ty . Change oi l . are the same.

Depart ing locat ion.

Returning locat ion.

CUENT

Cluste r name: C O N T R A C T E L E M E N T S

T Y P E O F O B J E C T : B e h a v e s l ik e :

Car renter, i n d i v i d u a l o r P E R S O N

corporate customer

Quest ions Com mand s Const ra in ts

Name. Enter in Client has already

Address , date b a s e . reserved or rented

Corporate cus tom er. Give special a car.

Spec ial rate. rate.

RENTAL

Cluster name:

CONTRACTELEMENTS

T YPE O F O B JEC T : B e h a v es l ik e :

R e n t a l I n fo r m a t i o n c o m p l e t e d w h e n

t a k i n g o u t a n d r e t u r n i n g v e h i c l e

QuesUone Com mand s Const ra in ts

Selected automobile.

List o f authorized drivers,

Selected insurance policy.

Applicable rate.

E x t r a

choices,

Start ing and end ing mileage.

Depart ing and returning dates.

Start ing mileage


6/12

c l a s s es w i ll i n t e r f a c e t o t h e o u t s i d e

o f t h e s y s t e m , d e a l w i t h m a c h i n e o r

s y s te m d e p e n d e n t i n f o r m a t i o n ,

l e a d t o p e r s i s t e n t o b j e c t s , b e i n

c h a r g e o f e r r o r r e c o v e r y , et c .

D e s c r i b i n g , I n d e x i n g a n d

I n s t a n t i a t i n g

Classes

D u r i n g d e s i g n w i t h B O N , c l a s s

c h a r t s a r e t r a n s l a t e d i n t o

class de-

s c r i p t i ons .

T h e s e c l as s d e s c r i p t i o n s

r e p h r a s e t h e s a m e i n f o r m a t i o n i n a

m o r e s t r u c t u r e d a n d f o r m a l m a n -

n e r t h a t w i l l h e l p t h e g e n e r a t i o n o f

p r e f i l l e d c l a s s t e m p l a t e s i n a n a p -

p r o p r i a t e o b j e c t - o r ie n t e d l a n g u a g e .

T h e d e s c r i p t i o n d e t a i l s c l as s f ea -

t u r e s a n d c o n t r a c t i n g c o n d i t i o n s .

C l a s s d e s c r i p t i o n s f i r s t f o c u s o n v i s -

F ig u re 3 . G raph ica l notat ions used in

BON static and dynamic models

i b l e f e a t u r e s .

C l a s s c h a r t c o l u m n e n t r i e s b e -

c o m e c o m m e n t s a s s o c i a t e d to c la s s

f e a t u r e s ; w h i c h m e a n s t h a t a n y

c o n s i s t e n c y c h e c k i n g a t t h a t l e v e l

c a n o n l y b e d o n e b y a n a u t o m a t e d

t o o l. T h e t r a n s l a t i o n s c h e m e i s

s t r a i g h t f o r w a r d :

Q u e s t i o n s a r e m a p p e d i n t o a tt r i -

butes

( s t a t e v a r i a b l e s )

or func t ions

in

t h e E i f f e l s e n s e ;

C o m m a n d s a r e m a p p e d i n to

p r o -

cedu res ;

C o n s t r a i n t s a r e m a p p e d i n t o

as-

se r t i ons a n d class

invar iants ;

B e h a v i o r r e s e m b l a n c e t r a n s l a t e s

i n t o i n h e r i t a n c e ( s e e [ 1 1 ] ) .

R o u t i n e s i g n a t u r e s

( input

o r ou t p u t

p a r am e t er s p r e -

a n d

posteonditions)

a r e a l s o l i s t e d . I n a d d i t i o n t o t h i s ,

o n e s h o u l d r e c a l l t h a t i n t e r n a l

e v e n t s m a y b e c o m e c l a s s f e a t u r e s .

F i g u r e 4 i s t h e t r a n s l a t i o n t o c l a ss

d e s c r i p t i o n s o f t h e c l a s s c h a r t s d e -

f i n e d d u r i n g t h e a n a l y s i s s t a g e. T h e

e x p l a n a t i o n o f s o m e s y m b o l s i s a l s o

g i v e n i n a n a s s o c i a t e d t a b l e . C l a s s e s

a r e n o w f u l ly d e s c r i b e d : w i t h t h e i r

h e a d e r a n d t h e i r b o dy . T h e c la ss

b o d y i s d e c o m p o s e d i n t o d i f f e r e n t

p a r ts . T h e m o s t c o m m o n l y d e -

s c r i b e d p a r t s a r e : t h e r e f e r e n c e t o a

d i r e c t p a r e n t , t h e l i st o f t y p e d f e a -

t u r e s w i t h t h e i r a s s e r t io n s a n d c o m -

m e n t s , i f a n y , a n d t h e c l a s s i n v a r i -

a n t , i f a n y .

F o r i n s t a n c e , t h e

R E N T A L

c l a s s

s h o u l d m a k e s u r e t h a t w h e n e v e r a

v e h i c l e i s r e t u r n e d , i t h a s p r e v i o u s l y

b e e n t a k e n o u t . T h i s o b v i o u s s t a t e -

m e n t a v o i d s p o s s i b l e m i s u s e o f t h e

s y s t em . T h e r e i s a l w a y s a s t r a n g e

s i t u a t i o n w h i c h i s a p o t e n t i a l s o u r c e

o f e r r o r : d r i v e r s o f t h e s a m e c o m -

p a n y t h a t h a v e e a c h r e n t e d a c a r

*

/

pi lot

ow ner

% , s

I T R A N S P O R T A T I O N

S tat i c mod el ( l e f t s ide) :

I

I

I

I

I

2' -5-~D DRIVER

A car i s purchased by someone I

The driver enters the car 2

The car 's engine starts and runs 3

The car 's engine stops 4

The driver leaves t h e c a r 5

Clusters are represented wi th rounded corner rectangles drawn wi th dashed l ines and are tagged wi th a name .

C lasse s are represented a s a nam e inside an ell ipse, with optional annotations: deferred classes are topped with

a star sign, non-deferred descendant classes are topped with a plus sign, reused classes have an underlined name.

Inheritance relationships are represented with a single l ine ending by an arrowhead oriented from the descendant

to the pa rent Cl ient-suppl ier relat ionships are represented wi th a double l ine ending by an arrowhea d in case of

association and with an ope n curly bracket in case of aggregation. The d ouble l ine may be tag ged w ith class feature

name s involved in the c l i e n t - s u p p l i e r relat ionship. Relationships are def ined betw een classes and can b e extende d

to clusters

Dynamic model ( r igh t s ide) :

Objects are represented inside rectangles. A shadowed rectangle denotes multiple instances.

C omm unication protocols are represented w ith das h lines, labele d with numb ers. Th ese num bers are then referred

to in comm ented scenarios

68

Septernbcr 1992/Vo1.35,

N o . 9 /C O M M U N i C A T I O N $ O F T H E A C M


7/12

a r t i c l e s

a n d t h e n s w i t ch e d t h e m w i t h o u t

n o t i f y in g t h e r e n t a l c o m p a n y . I n

t h a t c a s e , t h e c l a s s i n v a r i a n t s e r v e s

a s a s y s t e m c o n s i s t e n c y c h e c k e r .

I n t h e CONTRACT c l a s s , t h e i n -

v a r i a n t tr a n s la t e s a m a n a g e m e n t

r u l e s t a t e d i n t h e i n i t i a l s e t o f r e -

q u i r e m e n t s : c o r p o r a t e c u s t o m e r s

d o n o t h a v e a c c e s s t o sp e c i a l w e e k -

e n d f e e s. F r o m t h e d e s c r i p t i o n o f

t h e c l a s s e s , a f i r s t d r a f t o f t h e a r c h i -

t e c t u re i s t h e n d e f i n e d a n d a p p e a r s

i n F i g u r e 5 . A d y n a m i c s c e n a r i o i s

g i v e n in F i g u r e 6 . T h e d e s i g n t e c h -

n i q u e e m p h a s i z e s t h e s y s t e m f l e x i -

b i l i t y w i t h r e s p e c t t o i t s p o s s i b l e e x -

t e n s i o n s o r a d a p t a t i o n s . H i g h - l e v e l

c l a s s es c a n e a s i l y b e c u s t o m i z e d o r

p a r t i c u l a r i z e d u s i n g i n h e r i t a n c e .

C l a s s e s a r e a p p l i c a t i o n - d e p e n -

d e n t . T h e o n l y w a y t o s o l v e t h e

p r o b l e m o f f i n d i n g s u i t a b l e c l a s s e s

f o r r e u s e i s t o a d d c l as s i n d e x i n g

F i g u r e 4 . C la ss de s c r ip t i ons o f t h e

c a r r e n t a l s y s t e m

~ l l c e n s e _ p l at e

K E Y

t y pe

MODEL

s t a t u s

A V A I L A B I L I T Y

depar t ing_ f rom , re t u rn ing_ t o

L O C A T I O N

J

I E - S E T [ O P T I O N ] [

I ava i lab i l i t y date I

m eans _ o f pa y m en t

M E A N S O F P A Y M E N T

c l ient

. . Ind iv idual or corporate cus tome

C LI EN T

doc um en t s

- - R e n l a l contracts

SET [ R EN T AL ]

invoice

- - D o the invoicing

means_of_payment #= ~

make_ reservat ion

client ~ ,-~

J

v e h i c l e

- - S e l e c t e d a u t o m o b i l e

V E H I C L E

authorized_ d r i v e r s

S E T [ D R I V E R ]

I ns u ranc e_po l i c y

I N S U R A N C E

d i s c o u n t

- - Rate used to compute the tee

R A T E

ext ra_ I tems

S E T [ E X T R A ]

s tar t ing_mi leage, re turn ing_mi leage

VALUE

tak ing_out_date, re turn ing_date

D A T E

J

Sy mbol s u s e d

Input argument --;-]

Output a rgument

Routine precondit ion -- I

Routine postcondit lon I- -

Class Invarlanl

Void reference ,,~

C O M M U N I C A T I O N S O F T HE ACM/September 1992/Vol.35, No.9

69


8/12

: : : ~ i l e s

a n d d o c u m e n t i n g i n f o r m a t i o n t o

r e t r i e v e t h e m e a s i l y f r o m l i b r a r i e s

o r d a t a ba s e s o f c o m p o n e n t s a c c o r d-

i n g t o g i v e n s e l e c t i o n c r i t e r i a .

T o i m p l e m e n t a u t o m a t e d t o o l s

m a n a g i n g i n d e x i n g t e c h n i q u e s , i t is

n e c e s s a r y t o p r e p a r e t h e f u t u r e

r e u s e b y e n f o r c i n g d e s i g n g u i d e -

l i n e s b y w h i c h a n y c o m p l e t e d c l a s s

F i g u r e 5 . Pa r t i a l s t a t i c m o d e l o f t h e

ca r r e n t a l s y s t e m

s h o u l d b e d o c u m e n t e d a c c o r d i n g t o

a p r e f i l l e d h e a d e r t e m p l a t e . C l a s s

h e a d e r t e m p l a t e s i n c l u d e r e f e r -

e n c e s t o t h e c o v e r e d a p p l i c a t i o n

d o m a i n s , t o p r o j e c t m a n a g e m e n t

i n f o r m a t i o n , t o r e q u i r e m e n t d o c u -

m e n t s , e t c. A n e x a m p l e o f s u c h a n

i n d e x i n g c l a u s e i s g i v e n i n F i g u r e 7 .

On c e a n a l y s i s a n d d e s i g n c l a s s e s

a r e a l l i d e n t i f i e d , w e n e e d t o k n o w

h o w t h e i r i n s t a n c e s a r e c r e a t e d

u n d e r c e r t a i n c i r c u m s t a n c e s . T h e

s t a t i c a r c h i t e c t u r e o n l y d e f i n e s c l a s s

r e l a t i o n s h i p s ; t h e d y n a m i c m o d e l

o n l y e m p h a s i z e s s e l e c te d c o m m u n i -

c a t i o n p r o t o c o l s b e t we e n o b j e c t s .

T h e r e f o r e , a w a y t o m a p o n e m o d e l

t o t h e o t h e r i s t o p r o d u c e d u r i n g

t h e d e s i g n p h a s e a n ob j ec t c r ea t i on

c h a r t .

T h e p u r p o s e o f th i s c h a r t i s t o

d e t e r m i n e w h i c h c la s s i s r e s p o n s i b l e

f o r t h e c r e a t i o n o f th e i n s t a n c e s o f

o t h e r c l as s e s. A t t h i s l e v el o f d e -

s c r i p t i o n , o n e s h o u l d c o n c e n t r a t e

o n l y o n c l a s s e s f o u n d d u r i n g t h e

/

f %

I C A R _ R E N T A L S Y S T E M I

o f _ p a y m e n t , c li e n t ,

( d o c u m e n t s )

/ d ~

I d e p a r t in g _ d a t e 1 ,

r e t u r n i n g _ d a t e t ~

, . n a m e . N S _ O F P A I

@

, . .

, ' , . ~ s ~ ;,~ - z_ - ~ ~ Z ~

I , . S U P P O R T s , , - - . ,

V E H I C L E _ P R O P E R T I E S

@ , ' @ @

I

I I

@ , - -

I

i I

.1 (options)

' ~ O P T I O N S , ~

I

RENTAL_PROPERTIES'~'

< - ; w e ; p e R ; - > i

UAL_G l

I

I

~. O PTION . TYP E

%.

7 0

S e p t e m b e r 1 9 9 2 / % 1 . 3 5 ,

N o . 9 /C O M M U N I C A T I O N S O F

T H E A C M


9/12

ar l~ | les

v e r y f i r s t s t a g e s . T a b l e 6 s h o w s a n

e x a m p l e o f t h e o b j e c t c r e a t i o n t a b l e

c o r r e s p o n d i n g t o t h e c a r r e n t a l

e x a m p l e r e v i e w e d e a r l i e r .

A b s t r a c t i n g a n d C l a s s i f y i n g

W h a t r e a l l y m a k e s o b j e c t - o r ie n t e d

s o f t w a r e s o a t t r a c t i v e i s t h a t i t s

s t r u c t u r e " i s " i t s o w n c l a s s i f i c a t i o n

a n d t h a t t h i s c l a s s i f i c a t i o n i s

a c h i e v e d s o as to b e g e n e r a l e n o u g h

t o a c c o m m o d a t e a n y p o s s ib l e e x -

t e n s i o n o r m o d i f i c a t i o n w i t h o u t

i m p a c t i n g o r c o m p l i c a t i n g t h e e x -

i s t i n g a r c h i t e c t u r e .

F i gu r e G . E x am ple o f a dyn am ic sce -

nario

F i gu r e 7 . In dex in g c lau se o f t he c lass

VEH ICLE

R e f e r r i n g t o [ 1 0 ] , w h i c h c o n -

c e r n s t h e d e s i g n o f a l i b r a r y o f re -

u s a b l e c o m p o n e n t s , i t is i n t e r e s ti n g

t o n o t e t h a t a n y o f a w i d e r a n g e o f

d a t a s t r u c t u r e s c o u l d a l w a y s b e

l i n k e d t o o n e o f t h e f o l l o w i n g c l as si -

f i c a t i o n c r i t e r i a :

T h e

storage;

a c l a s s i f i c a t i o n d i -

m e n s i o n t h a t c a p t u r e s w h e t h e r t h e

d a t a s t r u c t u r e is b o u n d e d , f ix e d ,

r es i zab le , . . .

T h e

t ravers ing;

a c l a s s i f i c a t i o n

d i m e n s i o n t h a t c a p t u re s t h e s t r u c -

t u r a l r e l a t i o n b e t w e e n t h e d a t a

s t r u c t u r e e l e m e n t s , . . .

T h e access method; a c l a s s i f i c a t i o n

d i m e n s i o n t h a t c a p t u re s t h e w a y s

e l e m e n t s a r e a c c e s s e d .

T h u s , i t b e c o m e s m u c h e a s ie r t o

12

- - - - -

R E N T A , i

: 4

A contract is prepared for a client: 1 V

R e q u e s te d r e n te d c a r s a r e g r o u p e d b y c l ie n t : 2 3 ] V E H I C L E I

A rentalplan Is established for a specific vehicle: 4

I

A v e h i c le mo d e l i s c h o s e n : 5 ~ 5

Se l ec t e d mo d e / i s a t w o - d o o r m a n u a l g e a r ca r :. 6

p . 8

I ] I

f

s y n o n y m s : c a r t r a n s p o r t a t io n m e a n

a p p l i c a t i o n d o m a i n s :

c a r r e n t a l c a r e a s e

a u t h o r :

J . M . N e r s o n

dat e :

M a y 1 1 9 9 2

r e v i s i o n : 2 . 1

s p e c - r e f s :

s r s . 1 . 3 . 3 s r s . 3 . 4 . 7

k e y w o r d s : r e n t a l a g e n c y c a r v e h i c l e a u t o m o b i l e

J

1 1 n b l e 6 .

O b j e c t c r e a t i o n t a b l e

l~/pe of object

CONTRACT

RENTA L

VEH ICLE

Creates

R E N TA L R A T E

VEH ICLE

M O D E L

p r o d u c e a n y k i n d o f d a t a s t r u c t u r e

s i m p l y b y p i c k i n g a n d a s s e m b l i n g

c l a s se s f r o m t h e s e t h r e e b a s i c c l a ss i -

f i c a t i o n s .

Y e t a c l a s s i f i c a t i o n i s n e v e r p e r -

f e c t . I t i s i n t e n d e d t o r e f l e c t a s

c l o s e l y a s p o s s i b l e a r e a l i t y w h i c h

h a s n o s i m p l e o r d e r . A

n o n s o f t w a r e - r e l a t e d e x a m p l e i s t h e

p e r i o d i c a l c l a s s if i c a ti o n o f c h e m i c a l

e l e m e n t s b y M e n d e l e i ' v : i t f i t s r e a l -

i ty v e r y w e l l, b u t n o t e x a c t ly . T h e r e

a r e s o m e " h o le s "; n o t b e c a u s e m i n -

e r a l e l e m e n t s a r e y e t t o b e f o u n d ,

b u t b e c a u s e i n s o m e c a s es t h e c l a s si -

f i c a t i o n s c h e m e i s b e t t e r r e p r e -

s e n t e d i n 3 D w h e r e a s i t w a s i n i ti a l ly

d e s i g n e d i n 2 D .

B a c k t o o b j e c t - o r i e n t e d s o f t w a r e ,

a s s u m e t h a t a li b ra r y m a n a g e m e n t

s o f tw a r e i s d e s i g n e d a r o u n d t h e

a s s u m p t i o n t h a t b o o k authors a r e

h u m a n b e i n g s. T o c a p t u r e t h is id e a ,

a c l a s s i f i c a t i o n i s d e f i n e d s o a s t o

m a k e c l a s s

A U T H O R

a d e s c e n d a n t

o f c l a s s

P E R S O N .

U n f o r t u n a t e l y ,

s o m e t i m e l a t e r , a n e w b o o k i s

a d d e d t o t h e l i b r a r y st o c k t h a t is n o t

w r i t t e n b y a p e r s o n b u t b y a g r o u p

o f u n k n o w n a u t h o r s u s i n g a p se u -

d o n y m . W h a t t o d o t h e n w i t h o u t

d a m a g i n g t h e e x i s t i n g a rc h i t e c t u re ?

T h e o n l y p o s s i b l e s o l u t i o n i s t o d e -

f i n e a n e w c l a s s ,

W R I T E R

f o r i n -

s t an c e , p r o b a b l y a d e f e r r e d o n e ,

w h i c h i s a n e w p a r e n t o f

A U T H O R

( t hi s w il l n o t c h a n g e t h e i n t e r f a c e o f

A U T H O R )

a n d t o e x t e n d t h e c l a s s i -

f i c at i o n d o w n f r o m t h e

W R I T E R

c l a s s s o a s t o i n t r o d u c e a c l a s s

A C R O N Y M . . A U T H O R .

A s a c o n c l u s i o n w e c a n s t a t e:

A c l a s s if i c a t i o n , p r o p e r l y l a i d o u t

b y t h e a n a l y s t a c c o r d i n g t o th e u n -

d e r s t a n d i n g o f t h e p r o b l e m s p a ce ,

m o d e l s r e a l i t y ;

O b j e c t - o r i e n t e d f a c i l i t i e s p e r m i t

m o d i f i c a t i o n o f th e m o d e l w i t h o u t

GOMMUNICATIONS

O F T H E

ACM/September 1992/Vol.35, No.9 7 1


10/12

b r e a k i n g t h e c o r e a r c h i t e c t u r e

w h e n e x t e n s i o n s o r s p e c i a l

c a s e s

s h o w u p .

G e n e ra l i z a t i o n o f t h e Ex a m p l e

A t t h e c o m p l e t i o n o f t h e o b j e c t -

o r i e n t e d a n a l y s i s a n d d e s i g n , b e -

f o r e c l a s s c o d i n g h a s e v e n s t a r t e d , a

g e n e r a l i z a t i o n p r o c e s s m u s t b e g i n .

L o o k i n g a t o u r s y s t e m a r c h i t e c t u r e ,

w e m a y w o n d e r i f it is s u f fi c i e n t ly

g e n e r a l t o m a x i m i z e f u t u r e r e u s e .

T h e a n s w e r u s u a l l y v a r i e s a c c o r d -

i n g t o t h e d o m a i n o f a c t iv i t y o f t h e

d e v e l o p m e n t t e a m . I n t h e c a s e o f a

l a r g e s o f t w a r e h o u s e , i t m a y b e

a p p r o p r i a t e t o d o s o m e e x t r a w o r k

t o g e n e r a l i z e t h e i n i t i a l a r c h i t e c -

t u r e . H i g h - l e v e l c l a ss a b s t r a c t i o n s

u s u a l l y d o n o t c o m e f i r s t t o m i n d .

T h e i m p r o v e m e n t p ro c e s s o f t e n

r e s u l t s i n t h e f o l l o w i n g s c e n a r i o :

A f i r s t v e r s i o n o f t h e s y s t e m i s

w r i t t e n .

L a t e r , s p e c i a l i z e d v e r s i o n s o f" e x -

i s t i n g

c l a ss e s a r e w r i t t e n . T h e y a r e

h e i r c l a s s e s o f t h e e x i s t i n g c l a s s e s ,

e x t e n d i n g o r r e i m p l e m e n t i n g p a r -

e n t f e a t u r e s .

S i n c e t h e i n i t i a l s e t o f c l a s s es a p -

p e a r s t o o p r o b l e m - s p e c i f i c , s o m e

c o m m o n f e a t u r e s a r e fa c t o r e d o u t

i n t o v e r y h i g h - l e v e l c l a s s e s . T h e s e

h i g h - l e v e l c la s s es s e r v e a s p a r e n t

c l a s s e s

o f t h e c l a s s e s b e l o n g i n g t o

t h e i n i t i a l s y s t e m a n d t o t h e

c l a s s e s

n e w l y i n t r o d u c e d . T h e s e n e w

c l a s s e s

k e e p t h e s a m e i n t e r f a c e a s

t h e o n e s t h e y a r e p a r e n t o f .

B e f o r e t h e i m p l e m e n t a t i o n o f

t h e c a r r e n t a l s y s t e m i s c o m p l e t e d ,

o n e m a y a s k h o w t o p a v e t h e w a y

f o r c o p i n g w i t h o t h e r s y s t em s s i m i -

l a r t o o u r i n i ti a l p r o b l e m s u c h a s :

A b o a t r e n t a l s y s t e m ( m o t o r b o a t

a n d s a i l b o a t ) ;

A s p o r t e q u i p m e n t l o a n s y s t e m

( s n o w s k i s , d i v i n g m a t e r i a l , e t c ) .

R e f e r r i n g t o o u r i n i t i a l c a r r e n t a l

s y s te m , m a n y c o m m o n f e a t u r e s

e x i s t , b u t o t h e r e l e m e n t s m u s t

c h a n g e : t h e r e i s l i tt l e c h a n c e t h a t

t h e p r i c e o f a p a i r o f s k is c a n b e

l i n k e d t o a n u m b e r o f m il e s . . . f o r

e x a m p l e .

E v e n a p p l i c a t i o n s s u c h a s a h o t e l

r e s e r v a t i o n s y s t e m o r a b o x o f f i c e

t i c k e t i n g s y s t e m h a v e s i m i l a r i t i e s

w i t h o u r i n i ti a l s y s t em . F r o m t h i s

o b s e r v a t i o n , t w o o p t i o n s a r e p o s s i -

b l e :

D o n o t h i n g a n d t h e b e n e f i t

g a i n e d f r o m a p p l y i n g o b je c t-

o r i e n t e d t e c h n i q u e s i s l i m i t e d t o th e

s t r u c t u r i n g o f t h e a p p l i c a t i o n .

D o s o m e e x t r a w o r k i n v o l v i n g t h e

s e a r c h f o r m o r e g e n e r a l s t r u c t u r e s .

L o o k i n g a t o u r c u r r e n t s y s t em

a r c h i t e c t u r e ; c l a s s e s i n s i d e t h e

C O N T R A C T . _ E L E M E N T S

c l u s t e r

c a n p o s s i b l y b e k e p t a f t e r s o m e

m i n o r m o d i f i c a t i o n s . C l a s s e s i n s i d e

t h e

R E N T A L _ P R O P E R T I E S

c l u s t e r

a r e

m u c h t o o p r o b l e m - s p e c i f i c . T o

b e g e n e r a l i z e d , n e w c l as s e s h a v e t o

b e i n t r o d u c e d a s a n c e s t o r c l a s s e s .

C l a s s e s

s u c h a s

V E H I C L E , D R I V E R ,

R A T E , I N S U R A N C E

m a y n o w b e

d e f i n e d a s d e s c e n d a n t c l as s es o f

m o r e g e n e r a l a n d a b s t r a c t c la s s es

t h a t c o u l d r e s p e c t i v e l y b e :

P R O D -

U C T , C O N S U M E R , P R I C E , W A R -

R A N T Y .

T h e s e c l a s se s i n t r o d u c e f e a t u r e s

t h a t w i ll b e i m p l e m e n t e d o r r e i m -

p l e m e n t e d i n o u r p r e v i o u s ly d e-

f i n e d c l a s s e s . F o r i n s t a n c e , t h e

P R O D U C T

c l a s s is i n i t i a l l y d e f i n e d

b y a b s t r a c t i n g f e a t u r e s o r i g i n a l l y

i n t r o d u c e d i n t h e

V E H I C L E

c la ss .

T h e c a r r e n t a l s y s t e m c l as s es li s t e d

i n s i d e t h e

R E N T A L

c l u s t e r c a n n o w

b e r e w r i t t e n a c c o r d i n g t o t h e g e n -

e r a l i z a t i o n p r o c e s s . C o n s e q u e n t l y ,

t h e V E H I C L E c l a s s c h a n g e s a s d e -

t a i l e d i n F i g u r e 8 .

S o m e c l a s s i n v a r i a n t s i n i t i a l l y i n -

t r o d u c e d i n th e

V E H I C L E

c l a s s

a r e

n o w m o v e d u p i n to t h e

P R O D U C T

c l a s s . S i n c e f e a t u r e license_plate is

a d a p t e d f r o m f e a t u r e

serial_number

i n t r o d u c e d i n p a r e n t c l a s s

P R O D -

UCT,

a p l u s s y m b o l s i g n ( + ) i s a p -

p e n d e d t o t h e f e a t u r e n a m e . F e a -

t u r e s l i s t e d i n t h e

V E H I C L E

c l a s s

n o w s i m p l y a d d r e s s c a r r e n t a l s y s-

t e m s p e c if i cs . I t is w o r t h n o t i n g t h a t

s o m e f e a t u r e s n o w i n t r o d u c e d i n

c l a s s

P R O D U C T ,

s u c h a s

serial-

_number

o r

stocking place,

m a y s i m p l y

b e k e p t u n d e r a n e w n a m e i n c l as s

P R O D U C T ,

w h i c h i s w h y t h e i r

n a m e s a r e a ls o a p p e n d e d w i th a

p l u s s i g n .

T h i s w i ll n o t h a p p e n t h o u g h ,

w i t h f e a t u r e

t y pe

t h a t i s o n l y r e l e -

v a n t t o t h e c l a s s

V E H I C L E

a s o u t -

l i n e d d u r i n g o u r i n i ti a l a n a ly s i s.

BON and Tools

T h e m e t h o d o l o g y a n d n o ta t i o n

p r e s e n t e d r e s u l t f r o m a n E S P R I T

P r o j e c t ( " B u s i n e s s C l a s s " [ 8 ] ) i n

w h i c h a n o b j e c t - o r i e n t e d a n a ly s i s

a n d d e s i g n t e c h n i q u e w a s d e v e l -

o p e d a f t e r e x p e r i m e n t i n g o n p i l o t

p r o j e ct s d i f f e r e n t e x i s ti n g m e t h o d -

o l o g i e s [ 2 , 5 , 7 , 1 7 , 2 0 , 2 2 , 2 4 ] . S p e -

c i fi c a t t e n t i o n w a s a l s o d e v o t e d t o

p o s si b le e n h a n c e m e n t s o f a m o d e l -

i n g t e c h n i q u e n a m e d O * [ 3 , 4 ] w i t h

a s t r o n g d a t a b a s e o r i e n t a t i o n a n d

s o m e s i m i l a r i ti e s t o O O S A [ 21 ].

T h i s i n s p i r e d t h e B O N o b je c t-

o r i e n t e d a n a ly s is a n d d e s i g n m o d e l

a n d n o t a t i o n d e s i g n e d s o a s t o s u p -

p o r t t h e f o l l o w i n g c a p a b il i t ie s :

A n a l y s i s a n d d e s i g n :

t h e f o r m a l -

i s m h e l p s t h e a n a l y s t i n s k e t c h i n g a

f i r st s e t o f c l a ss e s a n d r e l a t i o n s h i p s

t h a t c a n d i r e c t l y b e t r a n s l a t e d i n t o a

s y s t e m d e s i g n , i t s e l f t r a n s l a t a b l e

i n t o a s e t o f p r o g r a m m i n g l a n g u a g e

c l a s s e s .

S c a l a b i l i t y : t h e f o r m a l i s m f o r

r e p r e s e n t i n g g r o u p s o f cl a ss e s

s ca le s u p a n d s u p p o r t s p r o b l e m

p a r t i t i o n i n g b a s e d o n l a y e r s o f a b -

s t r a c t i o n u s i n g c l as s c l u s t e r i n g t e c h -

n i q u e s .

R e v e r s e e n g i n e e r i n g :

s i n c e a n y

k i n d o f i n f o r m a t i o n i s s t o r e d i n a

c o h e r e n t i n t e r n a l d a t a s t r u c t u r e , i t

i s p o s s i b l e t o r e u s e e x i s t i n g s y s t e m s

a n d t r a n s l a t e t h e m b a c k i n t o a s c h e -

m a t i c f o r m . T h i s e n a b l e s t h e a n a -

l y s t to v i s u a l i z e e x i s t i n g c l a s s l i b r a r -

i es n o t d e v e l o p e d w i th a m o d e l i n g

t e c h n i q u e , o r f o r w h i c h t h e a c c o m -

p a n y i n g a n a l y s is a n d d e s i g n d o c u -

m e n t a t i o n d o e s n o t c o m e w i t h t h e

o f f - t h e - sh e l f p r o d u c t .

D o c u m e n t a t i o n :

a n y e l e m e n t

t h a t a p p e a r s i n t h e s c h e m a t i c d i a -

g r a m o r i n th e t e x t u al f o r m s h o u l d

b e t r a c e a b l e . A r e p o s i t o r y o f c l a ss e s ,

p r o p e r t i e s , r e l a t i o n s h i p s a n d d e -

p e n d e n c i e s i s m a i n t a i n e d a n d c a n

I ~ September 1992/Vol.35,

N o . 9 /C O M M U N I C A T I O N S O F T H E

A C M


11/12

a r t i c l e s

b e q u e r i e d t o p r o d u c e b r o w s e r - li k e

i n f o r m a t i o n o r c r o s s - r e f e r e n c e

f o r m s .

Structur ing mechanism : t h e

m o d e l o f f e r s t w o g r a p h i c a l r e p r e -

s e n t a t i o n s : a s t a t i c d i a g r a m a n d a

d y n a m i c g r a p h . T h e s ta ti c d i a g r a m

r e p r e s e n t s c l a s s e s a n d c l u s t e r s o f

c l a s s e s a l l l i n k e d t h r o u g h d i f f e r e n t

k i n d s o f r e l a t i o n s h i p s . I t p e r m i t s

t h e d e f i n i t i o n a n d v i s u a l i z a t i o n o f

we l l - d e c e n t r a l i z e d s o f t wa r e a r c h i -

t e c t u r e s p r o m o t e d b y o b j e ct -

o r i e n t e d t e c h n i q u e s . T h e d y n a m i c

g r a p h i l l u s t r a t e s c o m m u n i c a t i o n

s c e n a r i o s b e t we e n o b j e c t s .

Systematic des ign:

t h e m o d e l

f o s t e rs t h e a p p l i c a t i o n o f t h e c o n -

t r a c t m o d e l b e t we e n c l a s s e s . As s e r -

t i o n s s u c h a s p r e - a n d p o s t c o n d i -

t i o n s o f c l a ss i n v a r i a n t s , c a n b e

e x p r e s s e d w i t h a f o r m a l i s m r e l y i n g

o n s y m b o l s c o m m o n l y u s e d i n s e t

t h e o r y a n d t h e n d i r e c t l y i m p l e -

m e n t e d i n E i f f e l .

C o m p o n e n t m a n a g e m e n t :

so f t -

wa r e e l e m e n t s s u c h a s c l a s s e s , f e a -

t u r e s , c l u s t e r s , r e l a t i o n s h i p s a r e

k e p t u n d e r c o n f i g u r a t i o n m a n a g e -

m e n t c o n t r o l , t h a n k s t o t h e i n d e x -

i n g c l a u s e s . Ea c h c l a s s i s k n o wn b y

i ts v e rs i o n a n d o t h e r k e y in f o r m a -

t i o n c a n p o t e n t i a l l y b e i n t e r f a c e d

w i t h a d a p t e d q u e r y i n g t o o l s .

A s u m m a r y o f t h e d i f fe r e n t m e t h -

o d o l o g i c a l s t e p s t o f o l l o w i s g i v e n i n

T a b l e 7 . A n y o b j e c t - o r i e n t e d a n a l y -

s i s a n d d e s i g n t e c h n i q u e m u s t b e

b a c k e d w i t h s u p p o r t i n g C A S E

t o o ls . I n t h e s c o p e o f " Bu s i n e s s

C l a s s " a w o r k b e n c h s u p p o r t i n g

B O N i s b e i n g i m p l e m e n t e d :

E if fe lC a s e .

T h i s w o r k b e n c h , d e -

s ig n e d w i th B O N a n d p r o g r a m m e d

i n E i f f e l [ 1 1 ] , c o n s is t s o f t wo d i f f e r -

e n t c o m p o n e n t s .

T h e f i r s t E i f f e l C a s e c o m p o n e n t

i s a d r a w i n g t o o l t h a t s u p p o r t s t h e

n o t a t i o n a n d g e n e r a t e s c l a ss te m -

p l a t e s f r o m a n i n t e r n a l f o r m o f

c l u s t e r s a n d s y s t e m d e p e n d e n c i e s .

A t a n y t i m e , t h r e e d i f f e r e n t v i e w s

c a n b e d i s p l a y e d a n d m a n i p u l a t e d :

T h e c l a ss c h a r t s ;

Th e c l u s t e r s ;

T h e c l a s s d e s c r i p t i o n s .

F o r t h e s e t h r e e v i e ws a c o n s i s t e n t

i n t e r n a l s t r u c t u r e is m a i n t a i n e d .

A n y c h a n g e m a d e t o o n e o f t h e

v i e w s i s a u t o m a t i c a l l y p r o p a g a t e d

i n t o t h e o t h e r t w o a s s o o n a s s o m e

" c o m m i t " o p e r a t i o n i s t r i g g e r e d .

T h e c la s s c h a r t v i e w o f f e r s f o r m s

t o fi ll o u t . Th e g r a p h i c a l v i e w o f f e r s

a d r a wi n g - t o o l i n t e r f a c e , w i t h a p a l -

e t t e o f g r a p h i c a l e l e m e n t s t o b e s e -

l e c t e d a n d p l a c e d o n t h e s c r e e n .

T h e l a y o u t o f t h e g r a p h i c a l c l a ss e s

a n d c l u s t e r s r e m a i n s u n d e r t h e

u s e r ' s c o n t r o l .

T h e s e c o n d E i f f e l C a s e c o m p o -

n e n t is a i m e d a t h e l p i n g t h e a n a l y s t

t o f i n d a n d m a n a g e c o l l e c t i o n s o f

c l a s ses . I t i s a l a rge - sca le b rowse r

t h a t q u e r i e s a n d u p d a t e s a d a t a b a s e

o f c la s s i n f o r m a t i o n a c c o r d i n g t o

v a r i o u s c r it e r ia . T h e s u p p o r t i n g

r e p o s i t o r y i s l a y e r e d o n t o p o f t h e

P C T E ( P or ta b le C o m m o n T o o l

E n v i r o n m e n t ) O b j e c t M a n a g e m e n t

S y s t e m e m e r g i n g a s a C A S E t o o l s

i n t e g r a t i o n s t a n d a r d .

Acknowledgments

I a m v e r y g r a te f u l t o B e r t r a n d

M e y e r f o r h i s c o n st a n t s u p p o r t a n d

f o r s u g g e s t i n g b r i g h t a n d p r o d u c -

t iv e i d e as . a l so t h a n k v e r y m u c h

I I = l g u T e 8 . M o d i f i e d

V E H I C L E

class de-

s cr i p t i o n

f -ser ial_number

KEY

s t o c k i n g _ p l a c e

LOCATION

s t a t u s

ACCESSIBILITY

H e i r o f : P R O D U C T

~

l i c e n s e _ p l a t e +

K E Y

d e p a r t i n g _ f r o m + , r e t u r n i n g _ t o

LOCATION

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AVAILABILITY

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MODEL

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T a b l e 1 .

S u m m a r y o f B 0 N m e t h o d o l o g i c a l s t e p s

DEL I NEAT E T H E S YS T EM B O R DER L I NE

L I S T C ANDI DAT E C L AS SES O B S ER VED I N T H E PR O B L EM DO M AI N

GR OU P CLASSES INTO CLUSTERS

DEF I NE C ANDI DAT E C L AS S ES I N T E R M S O F Q U ES T I O NS /C O M M ANDS /

CONSTRAINTS

DEF INE BEHA VIORS: EVENTS, OBJECT COMM UNICATION PROTOCOLS, OBJECT

C R EAT I O N C H AR T

DEF I NE C L AS S FEAT U R ES , I NVAR IANT S AND C O NT R AC T I NG C O NDI T IO NS

REF INE C LASS DESCR IPTIONS

W O R K O N GENER AL I Z AT IO N

C O M PL ET E AND R EVI EW AR C H IT EC T U R E

C O M M U N I C A T I O N S O F

THE

ACM/S eptember 1992/Vol.35, No.9

73


12/12

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n e e r i n g - - requirements / specifications;

D. 2 . 10

[ Sof tware] :

S o f t w a r e E n g i -

n e e r i n g - d e s i g n ; 1.6.0 [ C o m p u t i n g

M e t h o d o l o g i e s ] :

S i m u l a t i o n a n d M o d -

e l ing -genera l ;

1.6.3

[ C o m p u t i n g M e t h -

o d o l o g i e s ] :

S i m u l at io n a n d M o d e l i n g - -

applications;

K. 6 . 3

[ C o m p u t i n g

M i l i e u x ] : M a n a g e m e n t o f C o m p u t i n g

a n d I n f o r m a t i o n

Systems--software

management; K. 6 . 4 [ C o m p u t i n g

M i l i e u x ] : M a n a g e m e n t o f C o m p u t i n g

a n d I n f o r m a t i o n

Systems--system man-

agement

G e n e r a l T e r m s :

D e s i gn , E x p e r i m e n -

t a t i o n

A d d i t i o n a l K e y W o r d s a n d P h r a s e s :

Analys i s , des ign , f l ex ib le s of tware a r ch i -

t e c t u r e , o b j e c t - o r i e n t e d n o t a t i o n a n d

m e t h o d o l o g y , o b j e c t - o r i e n t e d s o f t w a r e

e n g i n e e r i n g , r e l ia b l e c o m p o n e n t r e u s -

ab i l i t y , s t a t i c c l as s model and dynamic

o b j e c t m o d e l

A b o u t t h e A u t h o r :

J E A N - M A R C N E R S O N i s m a n a g i n g

di r ec tor o f the Soc i4 t~ des Out i l s du

Logiciel (Par is ) . C u r r e n t r e s e a r c h i n t e r -

e s t s i n c l u d e t h e a n a l y s i s a n d d e s i g n o f

r e l i ab le s ys t ems .

A u t h o r ' s P r e s e n t A d d r e s s :

Soci~t6 des

Out i l s du Logic i e l , 104 rue Cas tagnary ,

7 5 0 1 5 P a r i s , F r a n c e ; e m a i l : m a r c @

eiffel . f r

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Nerson - 1992 - Applying Object-Oriented Analysis and Design

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