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面向对象技术被认为是程序设计的一场革命，与传统的结构化程序设计相比有许多优点。面向对象技术力求更客观地描述现实世界，使分析、设计和实现的方法同认识客观世界的过程尽可能一致，它是一种从组织结构上模拟客观世界的方法。从组成客观世界的对象着眼，通过抽象，将对象映射到计算机系统中，又通过模拟对象间的相互作用、相互联系来模拟现实客观世界，描述客观世界的运动规律。面向对象技术以基本对象模型为单位，将对象内部处理细节封装在模型内部，重视对象模块间的接口联系和对象与外部环境间的联系，能层次清晰地表示系统全局对象模型。其主要特征可概括为抽象性、继承性、封装性和多态性。
对象的本质是一种特殊的数据结构，对象的抽取过程大致为：将要由程序实现的若干事件按照性质的特征分类，由一组具有共同性质的对象组成类。面向对象程序设计着重解决类的问题，即解决同类对象的共同问题，概括这一组对象共同性质的数据和函数，封装成一个类型的对象。通过定义基本的类，使得物质世界的对象被有机地分解，然后遵循一定的原则，用程序将这些模块组合、装配、扩充，这就按照用户的要求将现实世界的对象以软件形式实现。
面向对象的系统分析与实现的主要步骤如下。
(1)面向对象的系统分割、识别对象。一般以分级的方法进行，先按系统较大的方面分割成若干领域，再将领域分割成若干主题，对每个主题又分割成若干数据子类。相关性大的分割到一起，相关性小的则向其他方向分割。域、主题、数据子类的分割都遵循相关性的原则。
(2)对象的抽象和定义。以主题为核心抽象得到的对象，不可能完全规范，由千不同主题之间的交叉和关联很多，必须对原始主题进行分析、归纳、抽象得出逻辑上相互独立的数据体系和专门的数据流，对应专用处理流程。
(3)面向对象建模。对每一对象分别建立静态模型、动态模型和功能模型。静态模型用对象及其数据子类的数据字典表示，动态模型用对象内部数据处理图形界面表示，功能模型反映对象内部各数据子类间的数学关系。
(4)对象模块设计及对象接口联系设计。
(5)系统总体设计。
2.图形组态系统的框架
设计模式是软件设计过程中经常出现的问题，一个好的模式能使所生成的系统体系结构精巧简洁和易千理解。所有结构良好的面向对象的软件体系结构中都包含了许多经典模式。在面向对象的编程中，软件编程人员更加注重以前的代码的重用性和可维护性。而软件设计模式选择和应用的是否恰当，是评判一个面向对象的软件系统质量好坏的重要标准。
1)工厂模式
在实际软件项目中，工厂模式是应用最广泛的设计模式。工厂模式定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。类工厂是一个生产不同对象的类，并将不同的类对象作为接口返回，即工厂模式可以根据不同的条件产生不同的实例。当然，这些不同的实例通常属于相同的类型，有共同的父类，工厂模式把创建这些实例的具体过程封装起来，简化了客户端应用，使得将来做最小的改动就可以加入新的待创建的类。工厂模式真正的目的在于可以灵活的、有弹性的创建不确定的对象。
2)图形组态的设计思想
用户希望集散控制系统不但能按给定的生产工艺进行控制，还能在不影响生产的情况下调整现有的工艺流程和操作界面。目前比较先进的DCS都有专门的图形界面生成工具，允许用户根据特定的生产工艺来生成图形操作界面。
目前图形设计的方法大致可分为两大类：基于像素（点阵光栅）的方法与基于图元（矢量）的方法。基于像素的图形界面设计，以像素为单位进行图形界面的显示和动态刷新，在Windows环境中，大部分作图软件的作图格式是基于像素的，大部分图形的存储格式也是基于像素的，如BMP,JPG,PCX等，合理地利用这些通用文件格式，并通过采用一定的算法，就能满足组态软件实时刷新的要求。
基于图元的图形界面设计，以一个图元为单位，通过记录用户的作图顺序，然后在需要显示时加以播放，并根据要求动态刷新其中某部分。一般来讲，基于图元的图形界面显示速度和刷新速度比基于像素的要快，Windows支持面向对象的作图格式的图元文件。这两种图形界面设计方法，基本上可满足组态软件图形界面设计，但随着计算机图形图像技术的飞速发展，用户对图形界面的设计要求也越来越高，例如要求画面越来越精细，动画更形象直观，这样如果仍采用上述两种设计方法，势必增加程序设计的难度与维护的工作量，给日后升级带来难度，而采用面向对象编程(OOP)的思想进行图形界面的设计，则能较好地解决上述问题。
在组态软件中，把组态软件图形组态系统划分成动画连接组态模块、界面生成模块和数据文件管理模块三部分，各模块之间的关系如图8-14所示。
在考虑图形组态系统工具功能的同时，还必须考虑到如下问题。
(1)工业现场设备都有一定的共性，所以组态工具必须直接支持一些基本的工业设备造型。
(2)一般DCS系统的工艺图形界面都非常庞大、复杂，所以组态方案必须解决复杂图形显示所引起的内存紧张问题。
(3)图形界面要想真实地再现工业现场的运行情况，就必须动态刷新画面，如果处理不当，就会产生屏幕的闪烁。为了解决这一问题，在软件的设计中采用了变化的图元进行刷新，而没有变化则不刷新的解决方案，并且还采用了双缓冲机制对变化的图元进行重绘。
3)动画连接概述动画连接组态模块完成图形的动画属性，与实时数据库中定义的变量建立相关性的连接关系，作为动画图形的驱动源。动态属性与设备的I/0变量等相关，它反映图形大小、颜色、位置、可见与否。
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