Объектно-ориентированное проектирование

На рисунке 2.2.1 представлены различные типы моделей, которые необходимы для объектно-ориентированного проектирования. Совокупность этих моделей описывает все необходимые решения. Модели являются полными, т. е. обеспечивают разработку проекта на каком-либо объектно-ориентированном языке.

Эти четыре модели (логическая и физическая структуры с динамическими и статическими аспектами) дают возможность смотреть на проект с различных точек зрения.

Для описания моделей используются 6 видов диаграмм. Логическая структура описывается диаграммой классов и диаграммой объектов. Физическая – диаграммой модулей и диаграммой процессов. Статический аспект модели определяет диаграмму переходов состояний, динамический аспект – временная диаграмма.

В ОО-анализе системы были выделены 4 абстракции системы, и связи между ними. Эти абстракции представляют из себя Элемент ввода, Нейрон, Слой нейронов и Нейронную сеть. Здесь мы на основании этих абстракций построим классы и объекты и их структуры.

Диаграмма классов определяет существующие классы и их связь в логическом проекте системы. Диаграмма классов данной системы представлена на рисунке 2.2.2.

                использует           1

                 атрибут                m

                                             1

                                          n

Рисунок 2.2.2 – Диаграмма классов системы

На этой диаграмме класс CLImage представляет собой абстракцию Элемент ввода. Класс CNNetworkP (нейронная сеть) использует его атрибут Выходной вектор. Каждый экземпляр класса CNNetworkP использует m экземпляров класса CLayer (слой нейронов). Каждый экземпляр класса CLayer использует n экземпляров класса CNeuronP (нейрон).

Диаграмма объектов показывает существующие объекты и их взаимосвязи. Она используется для того, чтобы показать динамическую семантику проекта. Каждый объект диаграммы объектов представляет собой экземпляр некоторого класса; операции на диаграмме объектов соответствуют операциям класса. На рисунке 2.2.3 представлена часть диаграммы структуры объектов системы.

 запрос выходного

      вектора

Рисунок 2.2.3 – Часть диаграммы структуры объектов системы

Здесь F – это поле Выходной вектор объекта Ввод (экземпляр класса CLImage). Объект Распознаватель (экземпляр класса CNNetworkP) посылает сообщение объекту Ввод на запрос выходного вектора.

Диаграмма переходов определяет пространство состояний экземпляров конкретного класса, события, приводящие к переходу из одного состояния в другое и результат такого перехода. Для Нейронной сети такая диаграмма показана на рисунке 2.2.4.

Рисунок 2.2.4 – Диаграмма переходов для нейронной сети

Система разбита на модули следующим образом: объявление классов для нейрона, слоя нейронов и нейронной сети помещены в отдельный заголовочный файл. Их реализация находится в файле типа *.срр. Для всех остальных классов: объявление каждого класса помещено в отдельный заголовочный файл, а реализация в отдельный файл типа *.срр. Если в каком либо классе создается экземпляр другого класса, то соответствующий заголовочный файл помещается включается в соответствующий файл *.срр.