Bài giảng Phân tích thiết kế hệ thống thông tin - Bài 6: Những nét chung nhất kỹ nghệ phần mềm hướng đối tượng - Thạc Bình Cường

1 v2.0013112205 BÀI 6 NHỮNG NÉT CHUNG NHẤT KỸ NGHỆ PHẦN MỀM HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG Giảng viên: ThS. Thạc Bình Cường 2 v2.0013112205 TÌNH HUỐNG KHỞI ĐỘNG • Quá trình phân tích hệ thống truyền thống đã tách rời giữa xử lý và dữ liêu đã và đang tồn tại. Sự thành công bền vững bởi tính cô lập và đơn giản trong thiết kế. • Tuy nhiên nhược điểm chính của cách tiếp cận truyền thống là ở chỗ không kế thừa và khả năng trừu tượng kém. • Để khắc phục nhược điểm của phương pháp phân tích hướng cấu trúc thì Phân tích thiết kế hướng đối tượng đã ra đời và tạo ra một cách tiếp cận mới với các công cụ hỗ trợ siêu việt cho PTTK. 3 v2.0013112205 MỤC TIÊU Phân biệt phương pháp phân tích cấu trúc và hướng đối tượng; Xác định sự cần thiết của cách tiếp cận hướng đối tượng đối phân tích và thiết kế HTTT hiện đại; Xây dựng được các sơ đồ phân tích thiết kế hướng đối tượng thông qua ngôn ngữ UML; Thực hành phân tích hệ thống bằng phương pháp hướng đối tượng. 4 v2.0013112205 NỘI DUNG Xây dựng các sơ đồ use-case (Use Case Diagram); Viết các phần mô tả tình huống và Use Case; Phát triển các sơ đồ hoạt động (Activity Diagram) và các sơ đồ trình tự hệ thống (System Sequence Diagram); Cải tiến và tăng cường sơ đồ lớp mô hình miền (Domain Model Class Diagram); Giải thích cách thức sơ đồ UML kết hợp để xác định các yêu cầu chức năng cho việc tiếp cận hướng đối tượng. 2 1 4 3 5 5 v2.0013112205 TỔNG QUÁT • Mục tiêu của việc xác định các yêu cầu chính là hiểu nhu cầu của người sử dụng, quy trình kinh doanh và hệ thống hỗ trợ cho các quy trình kinh doanh; • Hiểu và xác định các yêu cầu cần thiết cho một hệ thống mới sử dụng các kỹ thuật và các mô hình phân tích hướng đối tượng; • Ranh giới giữa phân tích hướng đối tượng và thiết kế hướng đối tượng tương đối mơ hồ:  Phương hướng lặp để phát triển;  Các mô hình được dựng sẵn trong phân tích được cải tiến trong quá trình thiết kế. 6 v2.0013112205 1. NGÔN NGỮ MÔ HÌNH HỢP NHẤT VÀ NHÓM QUẢN LÝ ĐỐI TƯỢNG • Ký hiệu mô hình hướng đối tượng là ngôn ngữ mô hình hợp nhất (UML- Unified Modeling Language); • UML được đại diện cho nhóm quản lý đối tượng (OMG - Object Management Group) như là kỹ thuật mô hình tiêu chuẩn; • Mục đích của nhóm quản lý đối tượng:  Thúc đẩy học thuyết và thực hành của công nghệ đối tượng để phát triển các hệ thống phân phối;  Cung cấp khung cấu trúc thông thường cho OOA, OOP. 7 v2.0013112205 2. CÁC YÊU CẦU HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG • Các yêu cầu về hệ thống hướng đối tượng được đặc tả và viết thành văn bản thông qua quá trình xây dựng các mô hình; • Quá trình phát triển các hệ thống bắt đầu với việc xác định các yếu tố và sự kiện; • Sự kiện là các qui trình nghiệp vụ mà hệ thống mới cần phải hướng đến; • Yếu tố là các đối tượng trong phạm vi vấn đề nảy sinh trong quá trình kinh doanh. 8 v2.0013112205 3. CÁC MÔ HÌNH TIẾP CẬN ĐỐI TƯỢNG • Sơ đồ lớp (Class diagram) – xác định các thành phần hệ thống; • Các sơ đồ use-case và các mô tả use-case – chỉ ra các vai trò của người sử dụng và cách thức họ sử dụng hệ thống; • Các sơ đồ trình tự hệ thống (Systems sequence diagrams- SSDs) – xác định dữ liệu đầu vào, dữ liệu đầu ra và trình tự tương tác giữa người sử dụng và hệ thống ở một use case; • Sơ đồ trạng thái (Statechart diagrams) – miêu tả trạng thái của mỗi đối tượng; • Sơ đồ hoạt động (Activity diagrams) – mô tả các hoạt động của người sử dụng. 9 v2.0013112205 CÁC SƠ ĐỒ YÊU CẦU MÔ HÌNH TRUYỀN THỐNG VÀ MÔ HÌNH 00 Bảng sự kiện và các sự kiện Các vật Phân đoạn DFD Mô tả quy trình Mô hình truyền thông khác Xác định luồn dữ liệu Sơ đồ ngữ cảnh Mô tả tình huốngsử dụng Sơ đồ hoạt động Sơ đồ trạng thái Sơ đồ trình tự hệ thống Sơ đồ tình huống sử dụng Tiếp cận truyền thông Tiếp cận hướng đối tượng Sơ đồ lớpSơ đồ thực thểmối quan hệ 10 v2.0013112205 CÂU HỎI TƯƠNG TÁC Căn cứ vào sơ đồ trên hãy nêu bật các khác nhau giữa hai phương pháp phân tích thiết kế: SADT, OOA, OOD? 11 v2.0013112205 4. CÁC HOẠT ĐỘNG HỆ THỐNG – QUAN SÁT MỘT TÌNH HUỐNG / 1 USE-CASE • Phân tích một usecase được dùng để xác định và nhận dạng tất cả các quy trình nghiệp vụ mà hệ thống cần phải hỗ trợ; • Usecase - chức năng đơn lẻ do hệ thống thực hiện cho tất cả những người sử dụng chức năng đó; • Tác nhân:  Vai trò người sử dụng;  Tổ chức và đường bao tự động bên ngoài. 12 v2.0013112205 4.1. BIỂU ĐỒ USE - CASE • Các mô hình hình hoạ tóm tắt các thông tin về tác nhân và các use-case; • Người phát triển hệ thống:  Nhìn nhận hệ thống một cách tổng thể;  Nhận dạng các sử dụng chính từ bảng sự kiện;  Nhận dạng các chức năng cần phải được hệ thống mới hỗ trợ;  Tổ chức các use-case. 13 v2.0013112205 4.2. USE – CASE ĐƠN GIẢN VỚI CHỈ MỘT TÁC NHÂN 14 v2.0013112205 4.3. BIỂU ĐỒ USE – CASE VỚI ĐƯỜNG BAO HỆ THỐNG Sơ đồ trường hợp sử dụng cho hệ thống nhận đặt hàng phụ RMO, minh họa đường bao hệ thống Cập nhật đơn đặt hàng Tạo đơn đặt hàng mới Tra cứu các mặt hàng sẵn có Nhân viên bán hàng Khách hàng Đường bao hệ thống 15 v2.0013112205 4.4. USE – CASE HỆ THỐNG HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG 16 v2.0013112205 4.5. TOÀN BỘ CÁC USE – CASE CHO KHÁCH HÀNG 17 v2.0013112205 CÂU HỎI TƯƠNG TÁC Hãy trình bầy biểu đồ Use – Case? 18 v2.0013112205 5. CÁC MỐI QUAN HỆ “BAO HÀM” • Minh hoạ tình huống mà một use-case đòi hỏi các dịch vụ thường trình con phổ biến; • Use-case khác được phát triển cho thường trình con phổ biến này; • Một use-case phổ biến có thể được dùng lại ở các use-case khác. 19 v2.0013112205 VÍ DỤ: VỀ HỆ THỐNG CON VỚI CÁC USE – CASE > 20 v2.0013112205 6. PHÁT TRIỂN MỘT SƠ ĐỒ USE - CASE • Các điểm khởi đầu cho việc phát triển một use-case; • Sử dụng bảng sự kiện:  Nhận dạng tất cả các tác nhân của hệ thống;  Nhận dạng các chức năng và vai trò của các tác nhân trong hệ thống. • Phát triển luồng hoạt động để tạo các tình huống đa dạng; • Các use-case bên trong thông thường có thể được nhận dạng và tách thành các use-case khác nhau. 21 v2.0013112205 7. PHÂN TÍCH CRUD • CRUD – Tạo (Create), đọc /báo cáo (Read/Report), cập nhật (Update), xoá (Delete); • Kỹ thuật công nghệ thông tin (IE - Information Engineering) để tạo các bảng sự kiện hoặc phát triển sơ đồ use case; • So sánh use case được nhận dạng với sơ đồ lớp mô hình domain; • Mọi lớp trong sơ đồ lớp đều phải có các use-case để hỗ trợ tạo lập, đọc, báo cáo, cập nhật và xoá bỏ các thể hiện đối tượng; • Xác nhận các yêu cầu tích hợp hệ thống. 22 v2.0013112205 8. MÔ TẢ CHI TIẾT USE - CASE • Tình huống hoặc ví dụ use-case: Trình tự chi tiết các hoạt động xảy ra trong use-case; • Hiển thị tác nhân tương tác với hệ thống máy tính từng bước một để thực hiện các hoạt động kinh doanh; • Có thể có vài tình huống cho một use-case đơn; • Các nhà phân tích thích viết các mô tả tường thuật cho các use-case thay vì lập các sơ đồ hoạt động; • Ba mức mô tả: Tóm tắt, trung bình và chi tiết. Mô tả Creat new order: Khi khách hàng gọi điện đến để đặt hàng, nhân viên bán hàng và hệ thống xác minh thông tin khách hàng, bổ sung các mặt hàng theo đơn, xác nhận thanh toán thực hiện giao dịch đơn hàng và kết thúc đơn hàng. 23 v2.0013112205 VÍ DỤ 1 ĐƠN ĐẶT HÀNG MÔ TẢ TRUNG BÌNH TÌNH HUỐNG ĐẶT HÀNG QUA ĐIỆN THOẠI CHO CREATE NEW ORDER 24 v2.0013112205 VÍ DỤ 2 MÔ TẢ CHI TIẾT TÌNH HUỐNG ĐẶT HÀNG QUA WEB CHO CREATE NEW ORDER 25 v2.0013112205 VÍ DỤ 3 MÔ TẢ CHI TIẾT TÌNH HUỐNG ĐẶT HÀNG QUA ĐIỆN THOẠI CHO CREATE NEW ORDER 26 v2.0013112205 9. CÁC SƠ ĐỒ HÀNH ĐỘNG • Được dùng để minh chứng cho các luồng công việc của các hoạt động trong các quy trình kinh doanh cho mỗi tình huống usecase; • Sơ đồ UML tiêu chuẩn; • Có thể hỗ trợ bất cứ mức độ mô tả use-case nào; • Hữu ích trong việc phát triển các sơ đồ trình tự hệ thống. 27 v2.0013112205 9. CÁC SƠ ĐỒ HÀNH ĐỘNG 28 v2.0013112205 10. NHẬN DẠNG DỮ LIỆU ĐẦU RA VÀ ĐẦU VÀO – SƠ ĐỒ TRÌNH TỰ HỆ THỐNG • Sơ đồ kết hợp (Collaboration diagram):  Nhấn mạnh các đối tượng tương tác với nhau để hỗ trợ cho một sơ đồ use-case;  Có thể được sử dụng riêng hoặc kết hợp với sơ đồ trình tự. • Sơ đồ trình tự hệ thống (System sequence diagram):  Hiển thị trình tự các tương tác giữa các đối tượng và dòng sự kiện trong một use- case đơn;  Tập trung vào các chi tiết thông điệp;  Được sử dụng thường xuyên hơn trong ngành công nghiệp. 29 v2.0013112205 10.1. MẪU VỀ SƠ ĐỒ TRÌNH TỰ HỆ THỐNG (SSD) Actor tương tác với hệ thống Đối tượng (được gạch chân) hiển thị hệ thống tự động Đường đời của đối tượng, hiển thị các message “trình tự” từ trên xuống dưới Các chú thích tùy chọn để giải thích cho sơ đồ Message dữ liệu đầu ra Message dữ liệu đầu vào Thông tin: Mô tả, giá, chất lượng Thông tin Yêu cầu thông tin: catalogID, prodID, Size Hệ thống 30 v2.0013112205 10.2. CÁC CHÚ THÍCH SSD • Actor (tác nhân) được minh hoạ bằng những hình người dây - người (hoặc vai diễn) “tương tác” với hệ thống bằng cách nhập dữ liệu đầu vào và nhận các dữ liệu đầu ra; • Object notation (chú thích đối tượng) hình chữ nhật với tên của đối tượng được gạch chân bên dưới - thể hiện đối tượng đơn và không phải là một lớp tất cả các đối tượng giống nhau; • Lifeline (đường đời) là một dòng thẳng đứng dưới đối tượng hoặc tác nhân để thể hiện bước thời gian cho đối tượng; • Messages (thông điệp) sử dụng các hình mũi tên hiển thị các thông điệp của tác nhân trong hệ thống đã được gửi hoặc nhận. 31 v2.0013112205 10.3. ĐƯỜNG ĐỜI SSD (SSD LIFELINES) • Đường thẳng nằm ngang dưới đối tượng hoặc tác nhân: Thể hiện sự trôi qua của thời gian; • Nếu đường nằm dọc gạch ngang: Tạo lập và Phá huỷ những thứ không quan trọng cho tình huống; • Các hình chữ nhật hẹp dài: Sự kích hoạt của Lifelines nhấn mạnh rằng đối tượng được kích hoạt chỉ trong khi là một phần của tình huống. 32 v2.0013112205 10.4. THÔNG ĐIỆP SSD • Sự kiện bên trong được nhận dạng bởi các luồng đối tượng bên trong một tình huống; • Các yêu cầu thực hiện một hành động nào đó từ một tác nhân hay đối tượng này tới tác nhân hay đối tượng khác; • Cầu viện một phương thức cụ thể. Lặp lại mọi thứ trong hình chữ nhật Kiểm tra điều kiện để lặp lại (a) Chú thích chi tiết (b) Chú thích thay thế Lặp lại thông điệp SSD 33 v2.0013112205 CÂU HỎI TƯƠNG TÁC Nêu các ứng dụng có thể áp dụng phương pháp phân tích hướng đối tượng OOD? 34 v2.0013112205 11. PHÁT TRIỂN MỘT SƠ ĐỒ TRÌNH TỰ HỆ THỐNG • Bắt đầu bằng mô tả chi tiết của use-case từ hình thức đã được phát triển đầy đủ hoặc các sơ đồ hoạt động; • Nhận dạng các thông điệp dữ liệu đầu vào; • Mô tả thông điệp từ tác nhân bên ngoài cho hệ thống bằng cách sử dụng các kí hiệu thông điệp; • Nhận dạng và bổ sung bất kỳ các điều kiện đặc biệt nào trong thông điệp dữ liệu đầu vào, bao gồm cả các điều kiện đúng/sai và lặp lại; • Nhận dạng và bổ sung các thông điệp phản hồi đầu ra. 35 v2.0013112205 11.1. SƠ ĐỒ HOẠT ĐỘNG TÌNH HUỐNG ĐẶT HÀNG QUA ĐIỆN THOẠI ĐÃ ĐƠN GIẢN HÓA 36 v2.0013112205 11.2. SSD TÌNH HUỐNG ĐẶT HÀNG QUA ĐIỆN THOẠI CHO USE – CASE CREATE NEW ORDER 37 v2.0013112205 11.3. SSD TÌNH HUỐNG ĐẶT HÀNG QUA WEB CHO USE – CASE CREATE NEW ORDER 38 v2.0013112205 12. THIẾT LẬP MÔ HÌNH MIỀN VẤN ĐỀ - SƠ ĐỒ LỚP MÔ HÌNH MIỀN • Sơ đồ lớp là trọng tâm của sự phát triển hướng đối tượng; • Cung cấp định nghĩa các thành phần của hệ thống; • Chứa đựng các thông tin cấu trúc lớp quan trọng cho việc hoàn thiện lập trình hướng đối tượng; • Cung cấp các mô hình dữ liệu khái niệm để mô tả các lớp cho việc xác định cơ sở dữ liệu; • Gồm các lớp vùng vấn đề (problem domain) và các lớp hoàn thiện. 39 v2.0013112205 12. THIẾT LẬP MÔ HÌNH MIỀN VẤN ĐỀ - SƠ ĐỒ LỚP MÔ HÌNH MIỀN 40 v2.0013112205 12.1. SƠ ĐỒ PHÂN LỚP MÔ HÌNH MIỀN RMO 41 v2.0013112205 12.2. TÍNH HỢP CÁC MÔ HÌNH HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG • Sơ đồ use-case hoàn chỉnh rất cần thiết để có thể hiểu hết toàn bộ phạm vi của hệ thống mới; • Các sơ đồ lớp mô hình miền cũng nên hoàn chỉnh ở mức có thể cho toàn hệ thống; • Bằng phương pháp lặp, chỉ xây dựng các mô tả use-case, các sơ đồ hoạt động, và các sơ đồ trình tự hệ thống cho các use-case trong tình huống lặp; • Việc phát triển một sơ đồ mới thường giúp cải tạo và hiệu chỉnh các sơ đồ trước. 42 v2.0013112205 12.3. MỐI QUAN HỆ GIỮA CÁC MÔ HÌNH YÊU CẦU 00 Sơ đồ tình huống sử dụng Mô tả tình huống sử dụng Sơ đồ lớp Sơ đồ hoạt động Sơ đồ trình tự hệ thống 43 v2.0013112205 VÍ DỤ SƠ ĐỒ USE – CASE CHO HỆ THỐNG KIỂM KÊ 44 v2.0013112205 TÓM LƯỢC CUỐI BÀI • Phương pháp hướng đối tượng có các thiết lập sơ đồ hoàn chỉnh cùng với các tài liệu theo nhu cầu của người sử dụng và xác định các yêu cầu hệ thống; • Các yêu cầu được cụ thể bằng cách sử dụng các mô hình sau:  Các sơ đồ lớp mô hình miền (Domain model class);  Các sơ đồ tình huống ứng dụng (Use case diagrams);  Mô hình chi tiết của use-case, hoặc là các định dạng kiểu mô tả hoặc là sơ đồ hoạt động;  Các sơ đồ trình tự hệ thống (SSDs).