Объектно-ориентированный анализ и программирование
Курс для магистрантов первого года обучения направлений «Прикладная математика и информатика» и «Информационные системы и технологии». Курс посвящен объектно-ориентированным методам разработки программного обеспечения.
- Консультация и прием заданий
- 18.01, 17:00 в 217.
- Экзамен
- 20.01, 13:30, аудитория по расписанию.
Задание 1
Скачать и запустить среду Фаро. Выполнить предлагаемый при первом запуске урок (PharoTutorial).
Задание 2
Добавить на экран кнопку, переключающую полноэкранный режим. Кнопка должна отображать текущее состояние. См. классы PluggableButtonMorph и DisplayScreen.
Задание 3
Многоэтажное здание с одним лифтом. На каждом промежуточном этаже расположены две кнопки вызова, соответствующие направлениям вверх и вниз, на первом и последнем — по одной кнопке. Внутри лифта расположены кнопки, задающие этажи, на которых нужно остановиться. В одном лифте могут ехать пассажиры, выходящие на разных этажах. Лифт может останавливаться на промежуточных этажах, чтобы забрать посетителей, едущих в том же направлении. Каждый посетитель входит в здание на первом этаже, проводит какое-то время внутри, возможно, перемещаясь между этажами, и покидает здание через первый этаж.
Нужно разработать объектную модель и реализовать программу имитационного моделирования работы лифта. Можно считать, что лифт перемещается на один этаж за единицу времени и тратит единицу времени на этаже, если останавливается. Посетители появляются на первом этаже в случайные моменты времени, перемещаются на случайные этажи и проводят там случайное количество времени, прежде чем переместиться на другой этаж или выйти из здания.
Программа не должна работать в реальном времени: вычисления производятся с максимальной скоростью, выводится история перемещений лифта по этажам.
Задание 4
На основе задания 3. Теперь в здании работает группа лифтов. Кнопки вызова на этажах общие для всех лифтов группы, любой из лифтов может прийти на вызов.
Программа должна допускать возможность реализации различных алгоритмов планирования (управления лифтами) и поддерживать возможность создавать посетителей с различным поведением. Программа должна содержать минимум две реализации алгоритма планирования и два варианта поведения посетителя, в одном из которых посетитель запрашивает свои действия у пользователя (куда ехать и сколько ждать).
Вопросы к экзамену
- История развития ООП, основные языки программирования.
- Основные понятия объектно-ориентированного программирования. Классы и объекты.
- Абстрактные типы данных. Определение и мотивация.
- Классы. Поля, методы, экземпляры. Композиционные отношения классов.
- Наследование. Принцип подстановки и проблема «круг-эллипс», варианты ее решения.
- Множественное наследование и проблема ромба. Альтернативы множественному наследованию.
- Объекты. Тип, идентичность, изменяемость, состояние объектов, объекты-значения и объекты-ссылки.
- Жизненный цикл разработки ПО. Макропроцесс и микропроцесс (анализ и проектирование).
- Объектно-ориентированный анализ.
- Проектирование, основные принципы. Факторы, ограничивающие гибкость архитектуры.
- Шаблоны проектирования, их назначение, классификация и содержание.
- Порождающие шаблоны проектирования: абстрактная фабрика, фабричный метод.
- Порождающие шаблоны проектирования: строитель, прототип, объект-одиночка.
- Структурные шаблоны проектирования: адаптер, декоратор, заместитель.
- Структурные шаблоны проектирования: мост, фасад, приспособленец, компоновщик.
- Поведенческие шаблоны проектирования: команда, цепочка ответственности, интерпретатор.
- Поведенческие шаблоны проектирования: итератор, посредник, хранитель.
- Поведенческие шаблоны проектирования: наблюдатель, стратегия, состояние.
Литература и Интернет-ресурсы
- Объектно-ориентированный анализ, проектирование и программирование
- Meyer, B. Object-Oriented Software Construction. Prentice Hall, 1997.
- Booch, G., Maksimchuk, R. A., Engel, M. W., Young, B. J., Conallen, J. and Houston, K. A. Object-Oriented Analysis and Design with Applications (3rd Edition). Addison-Wesley Professional, Hardcover, 2007.
- Gamma, E., Helm, R., Johnson, R. and Vlissides, J. M. Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software. Addison-Wesley Professional, Hardcover, 1994.
- Смолток
- The Early History Of Smalltalk
- Pharo
- Другие диалекты и свободные реализации
- Squeak — ориентирован на образование, Фаро является ответвлением Сквика
- Amber — работает в браузере
- GNU Smalltalk — использует представление программы в виде файлов
- Black, A., Ducasse, S., Nierstrasz, O., Pollet, D., Cassou, D. and Denker, M. Pharo by Example. Square Bracket Associates, 2009. Книга доступна для скачивания
- Синтаксис и примеры кода в сравнении с другими языками программирования