Tài liệu UML - Phân tích và thiết kế hướng đối tượng ppt

2.3.2 Biểu đồ cấu trúc• Biểu đồ triển khai deployment diagram  Biểu diễn cấu trúc phần cứng và các thành phần phần mềm của hệ thống... 2.3.2 Biểu đồ cấu trúc• Biểu đồ thành phần compone

Ph ân tích và thiết kế hướng

đối tượng

Analysis and Design)

Giảng viên: Phạm Ngọc Nam

 Làm theo nhóm tối đa 5 sinh viên

 Nội dung: phân tích và thiết kế hệ thống sử dụng Rational

Nội dung

1 Giới thiệu chung về phân tích và thiết kế hệ thống

2 Giới thiệu về phân tích và thiết kế hướng đối

tượng với UML

3 Lập kế hoạch

4 Phân tích hệ thống

5 Thiết kế hệ thống

6 Triển khai hệ thống

Tài liệu tham khảo

• Systems Analysis and Design with UML Version

2.0-An object oriented approach; Alan Dennis,

Barbara Haley Wixom, David Tegarden.

• www.uml.org

• www.rational.com

• www.Google.com

tích và thiết kế hệ thống

1.1 Giới thiệu

1.2 Quy trình phát triển hệ thống

1.3 Các phương pháp phát triển hệ thống

1.1 Giới thiệu

 Hệ thống sẽ làm việc như thế nào?

 Tri ển khai hệ thống

Lập kế hoạch

• Xác định giá trị kinh doanh của hệ thống

• Phân tích tính khả thi

• Xây dựng kế hoạch công việc

• Xác định nguồn nhân lực cho dự án

• Điều khiển và quản lý dự án

Phân tích

• Phân tích hệ thống

• Thu thập các nguồn thông tin

• Mô hình hoá quá trình

• Mô hình hóa dữ liệu

Thiết kế

• Xác định chiến lược thiết kế

• Thiết kế cấu trúc

• Thiết kế giao diện

• Thiết kế cơ sở dữ liệu

• Thiết kế chương trình

Triển khai

• Xây dựng hệ thống

• Cài đặt hệ thống

Các pha và kết quả của từng pha

PlanningAnalysisDesignImplementation

Project PlanSystem Proposal

System SpecificationNew System and Maintenance Plan

 Phương pháp thác nước (waterfall method)

 Phương pháp phát triển song song (Parallel

development)

• Ph ương pháp phát triển nhanh ứng dụng ( RAD)

 Phương pháp phát triển theo các pha

 Phương pháp xây dựng nguyên mẫu (prototyping)

Th ông thường (regular)

 Lo ại bỏ ( throwaway )

• Ph ương pháp phát triển rất nhanh ( Agile

development)

1.3.1 Thiết kế cấu trúc

• Dự án sẽ tiến triển từ bước này sang bước tiếp

theo một cách có hệ thống

• Thông thường, một bước phải được hoàn thành

trước khi bắt đầu bước tiếp theo

Phương pháp thác nước

Phương pháp thác nước

• Ưu điểm:

 Trước khi lập trình thì các yêu cầu về hệ thống được

xác định rất chi tiết và đầy đủ => giảm thiểu được sự

thay đổi về yêu cầu trong quá trình phát triển hệ thống

• Nhược điểm:

 Thời gian từ khi đề xuất dự án đến khi có sản phẩm cuối cùng thường rất dài (vài tháng -> vài năm)

Phương pháp phát triển song song

Phương pháp phát triển theo pha

Phương pháp xây dựng nguyên mẫu thông

thường

Phương pháp xây dựng nguyên mẫu loại bỏ

1.3.3 Lựa chọn phương pháp phù hợp

• Tiêu chí:

 Độ rõ ràng, đầy đủ của các yêu cầu của người sử dụng

 Khả năng, mức độ thành thạo về công nghệ

 Độ phức tạp của hệ thống

 Độ tin cậy của hệ thống

 Quỹ thời gian

1.3.3 Lựa chọn phương pháp phù hợp

thiết kế hướng đối tượng với UML

2.1 Giới thiệu

• Lịch sử phát triển của UML

UML 1.1 (OMG Standard)

UML 1.3 (extensibility) UML 1.4 (action semantics)

UML 1.4.1

1996

1997 1998 2001 2002 2003

UML 2.0

2.1 Giới thiệu

• Thiết kế cấu trúc và thiết kế hướng đối tượng

2.1 Giới thiệu

• Thiết kế cấu trúc và thiết kế hướng đối tượng

hướng đối tượng

2.2.1 Lớp và đối tượng

• Lớp (Class) – Template to define specific

instances or objects

• Đối tượng (Object) – Instantiation of a class

• Thuộc tính (Attributes) – Describes the object

• Chức năng (Behaviors) – specify what object can

do

2.2.1 Lớp và đối tượng

2.2.2 Phương thức và message

• Phương thức (Methods) implement an object’s behavior

 Analogous to a function or procedure

• Messages are sent to trigger methods

 Procedure call from one object to the next

2.2.2 Phương thức và message

2.2.3 Tóm lược và ẩn thông tin

• Encapsulation

 combination of data and process into an entity

• Information Hiding

 Only the information required to use a software module

is published to the user

2.2.4 Thừa kế

• Superclasses or general classes are at the top of a

hierarchy of classes

• Subclasses or specific classes are at the bottom

• Subclasses inherit attributes and methods from

classes higher in the hierarchy

2.2.4 Thừa kế

2.2.4 Thừa kế

2.2.5 Đa hình thái và liên kết động

• Polymorphism

 A message can be interpreted differently by different classes of objects

• Dynamic Binding

 Sometimes called late binding

 Delays typing or choosing a method for an object until run-time

• Static Binding

 Type of object determined at compile time

2.2.5 Đa hình thái và liên kết động

4 #define SHAPE_H

5

6 class Shape {

7 public:

8 virtual double area() const { return 0.0; }

9 virtual double volume() const { return 0.0; }

10

11 // pure virtual functions overridden in derived classes

12 virtual void printShapeName() const = 0;

13 virtual void print() const = 0;

30 Point( int = 0, int = 0 ); // default constructor

31 void setPoint( int, int );

32 int getX() const { return x; }

33 int getY() const { return y; }

66 void setRadius( double );

67 double getRadius() const;

68 virtual double area() const;

69 virtual void printShapeName() const { cout << "Circle: "; }

70 virtual void print() const;

84 Circle::Circle( double r, int a, int b )

85 : Point( a, b ) // call base-class constructor

92 double Circle::area() const

93 { return 3.14159 * radius * radius; }

114 virtual double area() const;

115 virtual double volume() const;

116 virtual void printShapeName() const { cout << "Cylinder: "; }

117 virtual void print() const;

131 Cylinder::Cylinder( double h, double r, int x, int y )

132 : Circle( r, x, y ) // call base-class constructor

147 double Cylinder::volume() const

148 { return Circle::area() * height; }

173 void virtualViaPointer( const Shape * );

174 void virtualViaReference( const Shape & );

181 Point point( 7, 11 ); // create a Point

182 Circle circle( 3.5, 22, 8 ); // create a Circle

183 Cylinder cylinder( 10, 3.3, 10, 10 ); // create a Cylinder

184

185 point.printShapeName(); // static binding

2 Function calls

189 circle.printShapeName(); // static binding

190 circle.print(); // static binding

191 cout << '\n';

192

193 cylinder.printShapeName(); // static binding

194 cylinder.print(); // static binding

208 // Loop through arrayOfShapes and call virtualViaPointer

209 // to print the shape name, attributes, area, and volume

210 // of each object using dynamic binding.

211 cout << "Virtual function calls made off "

217 // Loop through arrayOfShapes and call virtualViaReference

218 // to print the shape name, attributes, area, and volume

219 // of each object using dynamic binding.

229 // Make virtual function calls off a base-class pointer

230 // using dynamic binding.

231 void virtualViaPointer( const Shape *baseClassPtr )

239 // Make virtual function calls off a base-class reference

240 // using dynamic binding.

241 void virtualViaReference( const Shape &baseClassRef )

2.3.1 Giới thiệu về UML

"The Unified Modeling Language (UML) is a graphical language for visualizing, specifying, constructing, and documenting the artifacts of a software-intensive

system.”

• UML chỉ đơn thuần là ngôn ngữ đồ hoạ để mô hình hoá chứ không phải là phương pháp để phát triển hệ thống

Grady Booch, Ivar Jacobsen, Jim Rumbaugh

Rational Software

2.3.1 Giới thiệu về UML

• UML 2.0 cung cấp 14 biểu đồ để mô hình hoá cấu

trúc và chức năng của hệ thống, chia làm 2 nhóm:

 Biểu đồ mô hình cấu trúc

 Biểu đồ mô hình chức năng

2.3.2 Biểu đồ cấu trúc

• 6 loại biểu đồ cấu trúc:

 Biểu đồ lớp (Class)

 Biểu đồ đối tượng (Object)

 Biểu đồ gói (package)

 Biểu đồ triển khai (Deployment)

 Biểu đồ thành phần (Component)

 Biểu đồ cấu trúc phức hợp (Composite structure

diagrams)

2.3.2 Biểu đồ cấu trúc

• Biểu đồ lớp (class diagram)

 Biểu diễn mối quan hệ giữa các lớp

2.3.2 Biểu đồ cấu trúc

• Biểu đồ đối tượng (object diagram)

 Biểu diễn mối quan hệ giữa các đối tượng

2.3.2 Biểu đồ cấu trúc

• Biểu đồ gói (package diagram)

 Biểu đồ gói gộp các thành phần khác nhau của UML (ví dụ: lớp) để tạo thành thành phần lớn hơn

2.3.2 Biểu đồ cấu trúc

• Biểu đồ triển khai (deployment diagram)

 Biểu diễn cấu trúc phần cứng và các thành phần phần mềm của hệ thống

2.3.2 Biểu đồ cấu trúc

• Biểu đồ thành phần (component diagram)

 Biểu diễn quan hệ giữa các thành phần của hệ thống

2.3.2 Biểu đồ cấu trúc

• Biểu đồ cấu trúc phức hợp (composite structure diagram)

 Minh hoạ chi tiết cấu trúc bên trong của một lớp

2.3.3 Biểu đồ chức năng

• 8 loại biểu đồ chức năng

 Biểu đồ hoạt động (activity diagram)

 Biểu đồ tương tác (interaction diagrams)

Biểu đồ chuỗi tuần tự (sequence diagram)

Biểu đồ cộng tác (communication/collaboration diagram)

Biểu đồ khát quát tương tác (interaction overview diagram)

Biểu đồ thời gian (timing diagram)

 Biểu đồ máy trạng thái (state machines)

Máy trạng thái chức năng (behavior state machines)

Máy trạng thái giao thức (protocol state machines)

 Biểu đồ ca sử dụng (use case diagram)

2.3.3 Biểu đồ chức năng

• Biểu đồ hoạt động (activity

diagram)

 Được dùng để mô tả luồng

công việc của hệ thống hoặc

luồng hoạt động trong một

ca sử dụng hoặc mô tả thiết

kế chi tiết của một phương

thức (method)

2.3.3 Biểu đồ chức năng

• Biểu đồ chuỗi tuần tự (sequence diagram)

 Mô tả các hoạt động của các đối tượng trong một ca sử dụng dựa vào thứ tự xuất hiện theo thời gian

2.3.3 Biểu đồ chức năng

• Biểu đồ cộng tác (collaboration diagram)

 Là cách biểu diễn khác của biểu đồ chuỗi tuần tự nhưng tập trung vào mối quan hệ và giao tiếp giữa các đối tượng

2.3.3 Biểu đồ chức năng

• Biểu đồ khát quát tương tác (interaction overview diagram)

 Được dùng để mô tả tương tác giữa các đối tượng trong các ca sử dụng phức tạp

 Ít được sử dụng

• Biểu đồ thời gian (timing diagram)

 Được dùng để mô tả tương tác giữa các đối tượng theo thời gian Chủ yếu được dùng để mô tả sự thay đối trạng thái của đối tượng khi có tác động của một sự kiện theo thời gian.

 Được dùng để phát triển các hệ thống thời gian thực và hệ thống nhúng

2.3.3 Biểu đồ chức năng

• Biểu đồ máy trạng thái giao thức (protocol state machines)

 Được dùng để mô tả giao thức giữa các lớp

 Ví dụ: open database -> Query or update

• Biểu đồ ca sử dụng (use case diagram)

 Được dùng để mô tả tương tác giữa một hệ thống với người sử dụng hoặc với các hệ thống khác có tương tác với nó.

 Là công cụ để mô tả các yêu cầu của hệ thống

 Là một trong những công cụ quan trọng nhất trong phân tích và thiết kế hướng đối tượng

2.3.3 Biểu đồ chức năng

2.3.3 Biểu đồ chức năng

2.3.3 Biểu đồ chức năng

2.3.4 Các cơ chế mở rộng

• Nhãn:giá trị (tagged values)

 Là một cặp chuỗi ký tự: nhãn (tag) và giá trị (value) được dùng để

bổ sung thông tin cho một phần tử nào đó (lớp, đối tượng, quan hệ

…)

 Nhãn và giá trị được đặt trong ngoặc { }

2.3.4 Các cơ chế mở rộng

• Khuôn mẫu (stereotype)

 Cho phép mở rộng UML bằng cách sử dụng các phần tử mô hình hoá đã có sẵn trong UML

 Khuôn mẫu có thể sử dụng ràng buộc và tagged values

 Khuôn mẫu được đặt trong dấu << >>

2.3.5 Tóm tắt

tượng với UML 2.0

2.4.1 Đặc điểm cơ bản của OOAD

2.4.2 Ưu điểm của OOAD

2.4.3 The Unified Process

2.4.4 The MOOSAD

2.4.1 Đặc điểm cơ bản của OOAD

• Use-case driven

• Architecture Centric

• Cấu trúc phần mềm quyết định việc mô tả, xây dựng và

viết tài liệu hệ thống

• 3 dạng cấu trúc của một hệ thống:

• Chức năng (functional view): chức năng bên ngoài của hệ thống

từ góc nhìn của người sử dụng : biểu đồ ca sử dụng, biểu đồ hoạt động

• Cấu trúc tĩnh (static view): lớp, thuộc tính, phương thức, quan hệ

• Cấu trúc động (dynamic view): chức năng bên trong của hệ thống: biểu đồ máy trạng thái chức năng

• Iterative and Incremental

2.4.2 Ưu điểm của OOAD

• Việc chia nhỏ một hệ thống lớn thành các module

sẽ giúp cho việc giải quyết vấn đề dễ dàng hơn, dễ chia sẻ giữa các thành viên của dự án và dễ dàng trao đổi với người dùng về các yêu cầu của hệ

2.4.2 Ưu điểm của OOAD

2.4.3 The Unified process

• Unified process là một phương pháp phát triển hệ

thống trong đó quy định khi nào thì sử dụng các

kỹ thuật UML và sử dụng chúng như thế nào trong quá trình phân tích và thiết kế hệ thống.

 Tác giả: Booch, Jacobsen, Rumbaugh

 Là phương pháp hướng đối tượng

 Không phải là một quy trình phát triển phần mềm hoàn thiện

Không xét đến các vấn đề về phân bổ nhân lực, ngân quỹ, quản

lý hợp đồng

Không quy định về các hoạt động bảo trì hay hỗ trợ khách hàng

Không xét đến các vấn đề tương tác giữa các dự án

2.4.3 The Unified process

2.4.3 The Unified process

• Pha khởi tạo (Inception): giống như pha lập kế

hoạch

Mô hình hoá giá trị kinh doanh của hệ thống (business modeling) *

Xác định yêu cầu (requirements)*

Phân tích (analysis)*

Thiết kế (design)

Thực hiện (implementation)

Kiểm tra (test)

Môi trường phát triển (environment)*

Phạm vi của dự án

Các yêu cầu và ràng buộc quan trọng

Kế hoạch dự án bước đầu

Miêu tả tính khả thi và rủi ro của dự án

Lựa chọn môi trường cần thiết để phát triển hệ thống

2.4.3 The Unified process

• Pha phát triển (elaboration): hoàn thiện mô hình

kinh doanh, đánh giá lại rủi ro và hoàn thiện kế

hoạch dự án

 Các bước liên quan:

Thu thập yêu cầu (requirements)

Phân tích (analysis)*

Thiết kế (design)*

Thực hiện (implementation)

Kiểm tra (test)

Triển khai (deployment)

Quản lý cấu hình và thay đổi (configuration and change management)

 Kết quả:

Bi ểu đồ cấu trúc và chức năng UML

Phi ên bản hoạt động đầu tiên của hệ thống

2.4.3 The Unified process

• Pha xây dựng (construction): tập trung chủ yếu

vào lập trình

 Các bước liên quan:

Thu thập yêu cầu (requirements)

Phân tích (analysis)

Thiết kế (design)

Thực hiện (implementation)*

Kiểm tra (test)

Triển khai (deployment)

Quản lý cấu hình và thay đổi (configuration and change management)*

 Kết quả:

Phiên bản beta của hệ thống

2.4.3 The Unified process

• Pha chuyển tiếp (transition): tập trung chủ yếu vào

kiểm tra và triển khai

 Các bước liên quan:

Thu thập yêu cầu (requirements)

Phân tích (analysis)

Thiết kế (design)

Thực hiện (implementation)

Kiểm tra (test)*

Triển khai (deployment)*

Quản lý cấu hình và thay đổi (configuration and change management)*

2.4.3 The Unified process

• Các bước kỹ thuật (Engineering workflows)

1 Mô hình hoá giá trị kinh doanh (business modeling)

 Diễn ra chủ yếu trong pha khởi tạo

 Phát hiện vấn đề và xác định các dự án tiềm năng

 Xác định giá trị kinh doanh mà dự án đem lại

 Thu thập dữ liệu và mô hình hoá ca sử dụng có thể được sử dụng

2 Xác định yêu cầu (requirements)

 Xác định yêu cầu về chức năng và cả không chức năng

 Yêu cầu được thu thập từ người sử dụng, người quản lý người

2.4.3 The Unified process

4 Thiết kế

 Chuyển từ mô hình phân tích sang mô hình thiết kế

 Thiết kế giao diện, cơ sở dữ liệu, cấu trúc vật lý của hệ thống, thiết kế chi tiết các lớp

5 Thực hiện (implementation)

 Lập trình: viết các lớp, chương trình và sử dụng các lớp trong thư viện

 Tích hợp các module

6 Kiểm tra (Test)

 Kiểm tra tích hợp hệ thống, chức năng, kiểm tra khả năng chấp nhận của người sử dụng …

 Việc kiểm tra đuợc tiến hành trong suốt quá trình phát triển của hệ thống

7 Triển khai (deployment)

 Đóng gói phần mềm, phân phối, cài đặt và beta testing