4、面向对象系统：从理论到实践

面向对象系统：从理论到实践

1. 对象和框架

系统设计通常涉及将复杂问题分解为更简单的组成部分。对象和框架是两种可以在保持系统整体完整性的同时实现这一目标的方法。基于框架的编程通常与基于知识的系统的构建和组织相关联。面向对象编程（OOP）被广泛应用于各种软件系统，包括但不限于智能系统。OOP被开发为“一种更好的编程方式”，而框架则被构想为一种多功能且富有表现力的信息表示和组织方式。

这两种技术有助于软件的设计，并使最终的软件更具可维护性、适应性和可重用性。它们提供了一种结构，用于将世界表示分解为可管理的组件，如房子、主人和狗。在基于框架的系统中，这些组件中的每一个都可以通过一个框架来表示，其中包含有关其自身的信息。框架在被动意义上，就像数据库中的条目一样，它们本身不执行任何任务。对象是相似的，但除了存储有关自己的信息外，它们还具有执行某些任务的能力。当它们接收到指令时，如果在它们的能力范围内，它们将执行作为指示的动作。因此，它们就像顺从的仆人。

2. 示例：超声成像模拟

为了更好地理解面向对象编程的特征，我们通过一个小型超声成像模拟来说明其优势。要模拟的物理布局如图所示。它包括一个超声探头，其中包含一个探测器和一个发射器，它位于被测试组件的表面。探头发出一个单一的超声脉冲，即频率高于人类可听范围的声音。脉冲被组件的前背面强烈反射，并被组件内部的缺陷弱反射。反射脉冲的强度和到达时间被绘制在示波器上。有两种可能类型的超声脉冲——纵向和剪切——它们在固体中以不同的方式传播。材料的原子来回移动，平行于纵向脉冲的方向，但它们垂直于剪切脉冲的方向移动。

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