kĩ thuật phân tích và phương pháp hình thức hoá trong công nghệ phần mềm

Đề án chuyên ngành Khoa tin học kinh tế Mở đầu Ngày nay, với phát triển ạt kinh tế, nghành công nghệ thông tin đÃ, đạt đợc thành tựu định.Một lĩnh vực quan trọng nghành công nghệ thông tin đợc quan tâm đầu t phát triển công nghệ phần mềm.Qua hai thập kỉ, công nghệ phần mềm đà có nhiều bớc tiến ngày nay, đà đợc thừa nhận môn khoa học thống,một lĩnh vực nghiên cứu xứng đáng lĩnh vực thu hút nhiều đối tợng tham gia nghiên cứu.Việc đặc tả yêu cầu , phát triển , quản lí ,bảo trì phần mềm tạo nên nguyên tắc công nghệ phần mềm.Để khám phá kiến thức công nghệ phần mềm nói chung đặc biệt mặt kĩ thuật phơng pháp, sau nghiên cứu xem xét em đà định chọn đề tài : Kĩ thuật phân tích phơng pháp hình thức hoá công nghệ phần mềm Nội dung đề án gồm ba chơng : Chơng I : Tổng quan công nghệ phần mềm Chơng II : Phân tích yêu cầu Chơng III : Các kĩ thuật phân tích phơng pháp hình thức hoá công nghệ phần mềm Đề án đợc xây dựng sở từ khái quát tới cụ thể, từ chung tới riêng nhằm mục đích cho ngời ®äc hiĨu mét c¸ch râ nÐt vÊn ®Ị ®Ị ¸n nghiên cứu Bằng kiến thức đợc học tham khảo sách vở, tài liệu, báo chí, em đà cố gắng bám sát nội dung sâu vào vấn đề nghiên cứu, để hoàn thành yêu cầu đề án.Tuy nhiên, đặc thù lĩnh vực nghiên cứu, thông tin biến đổi không ngừng đề án không tránh khỏi thiếu sót nội dung hình thức, mong độc giả đóng góp ý kiến.Xin chân thành cảm ơn hớng dẫn PGS.TS Hàn Viết Thuận đà giúp em hoàn thành đề án Nguyễn út Ny- Tin 43A ĐHKTQD Đề án chuyên ngành Khoa tin học kinh tế chơng I tổng quan công nghệ phần mềm I Giới thiệu chung phần mềm 1.Định nghĩa Theo Tiến sĩ Roger S.Pressman_Nhà khoa häc tªn ti ngêi MÜ cã uy tÝn vỊ phơng pháp,công cụ kĩ nghệ phần mềm, nhà s phạm có kinh nghiệm_Phần mềm (Software_SW) tập hợp câu lệnh đợc viết nhiều ngôn ngữ lập trình,nhằm tự động thực số chức giải toán đó.Không vậy, SW cấu trúc liệu làm cho chơng trình thao tác thông tin thích hợp, t liệu mô tả thao tác cách sử dụng chơng trình.Có thể nói định nghĩa tơng đối hoàn chỉnh xác Ngày nay, vai trò SW ngày thể tính trội nó.SW định chất lợng hệ thống máy tính(HTMT),là chủ đề cốt lõi,trung tâm HTMT.HTMT gồm phần cứng( Hardware_HW) SW.Trong HTMT, loại bỏ thiết bị loại phụ kiện phần lại SW.Theo nghĩa hẹp, SW dịch vụ chơng trình để tăng khả xử lí phần cứng máy tính.(Nh hệ điều hành_OS).Còn hiểu theo nghĩa rộng ,SW tất kĩ thuật ứng dụng để thực dịch vụ chức cho mục đích nào phần cứng.SW theo nghĩa rộng ,không có SW SW ứng dụng, mà phải gồm khả kinh nghiệm, kĩ kĩ s,là tất kĩ thuật làm cho sử dụng phần cứng đạt hiệu cao 2.Tầm quan trọng SW Trong ba thập kỉ thời đại tính toán, thách thức chủ yếu phải phát triển phần cứng máy tính để làm giảm bớt giá thành xử lí lu trữ liệu Trong st thËp kØ 1980, tiÕn bé vi ®iƯn tư đà làm phát sinh lực tính toán mạnh với giá thành thấp đáng kể.Ngày vấn đề đà Nguyễn út Ny- Tin 43A ĐHKTQD Đề án chuyên ngành Khoa tin học kinh tế khác đi.Thách thức chủ yếu năm 1990 phải cải thiện chất lợng (và giảm giá thành) giải pháp dựa máy tính_Giải pháp đợc cài đặt phần mềm Năng lực máy tính lớn thời đại 1980 có sẵn máy tính để bàn.Khả xử lí lu trữ đáng kính phần cứng đại biểu thị cho tiềm tính toán.Phần mềm chế làm cho chế ngự khai thác đợc tiềm Sự phát triển SW gắn liền với tiến hoá HTMT.Qua giai đoạn phát triển đánh dấu bớc tiến mạnh mẽ đột phá ngành CNPM.Các nhà khoa học đà nhanh chóng nắm bắt đợc vấn đề thấy đợc vai trò tiến hoá SW 2.1 Vai trò tiến hoá SW Trong sách phổ biến cách mạng máy tính Osborne đà đặc trng Cuộc cách mạng công nghiệp mới, Toffler gọi tiến phần vi điện tử đợt sóng thay đổi thứ ba lịch sử loài ngời, Naisbit tiên đoán việc biến đổi từ x· héi c«ng nghiƯp sang “x· héi th«ng tin” sÏ có ảnh hởng sâu sắc đến sống Trong năm đầu việc phát triển HTMT, việc phát triển SW thực không đợc quản lí, cách làm việc theo lô đợc dùng hầu hết hệ thống Khi HW vạn đà trở nên thông dụng SW lại đợc thiết kế theo đặt hàng cho ứng dụng đợc phân phối h¹n chÕ Cã thĨ nãi, sù hiĨu biÕt vỊ kÜ nghệ hệ thống hầu nh cha có Từ năm 1960 đến cuối năm 1970, hệ thống đa lập trình đa chơng trình đà đa khái niệm tơng tác ngời_máy Hệ thống thời gian thực thu nhập, phân tích biến đổi liệu từ nhiều nguồn khác Những tiến bé lu tr÷ trùc tun dÉn tíi thÕ hƯ hệ quản trị sở liệu(CSDL).Phần mềm đà đợc phát triển để phân phối theo quy mô rộng thị trờng lớn.Bắt đầu từ năm 1970 nay, hệ thống phân bố_nhiều máy tính, máy thực chức liên lạc đợc Nguyễn út Ny- Tin 43A ĐHKTQD Đề án chuyên ngành Khoa tin học kinh tế với máy khác.Thời kì này, đặc trng tiến phổ cập vi xử lí, máy tính cá nhân máy trạm để bàn mạnh.Các công ty SW đà đạt hiệu cao vàsự tăng trởng mạnh nhờ máy tính cá nhân Rõ ràng là, tiến hoá SW yếu tố quan trọng để giới phát triển theo hớng đại hoá, đa loài ngời tới chân trời tri thức xây dựng văn minh đại 2.2 Vai trò SW việc phát triển HTMT Nh đà biết, ngày đầu tin học, việc phát triển HTMT đợc nhà quản lí quan tâm đặc biệt tới HW.Họ cho HW yếu tố định tới phát triển hệ thống Phần lớn ngân sách đợc đầu t cho HW, SW đợc coi phụ Việc lập trình đà đợc coi nh hình thức nghƯ tht” ThÕ giíi SW thùc tÕ kh«ng cã kØ lt.Nhng ngµy nay, cïng víi sù tiÕn bé nhËn thức ngời phân bố chi phí cho việc phát triển hệ thống dựa máy tính đà thay đổi bản.Phần mềm khoản mục chi phí lớn nhất.Phần mềm đà trở thành phần tử chủ chốt tiến hoá hệ thống sản phẩm dựa máy tính.Bốn thập kỉ qua, SW đà tiến hoá từ công cụ phân tích thông tin giải vấn đề thành ngành công nghiệp.Với vai trò quan trọng nh vậy, SW đÃ, đối tợng nhiều nhà khoa häc lÜnh vùc tin häc trªn thÕ giíi 3.ứng dụng SW Cùng với phát triển, độ phức tạp phần mềm ngày tăng, phân chia ứng dụng SW cách rõ rệt biến mất.Phần mềm đợc áp dụng tình có tập bớc thủ tục đà đợc xác định trớc.Tuy nhiên, phân chia SW theo lĩnh vực sau 3.1 SW hệ thống SW hệ thống tập hợp chơng trình đợc viết để phục vụ cho chơng trình khác.Các SW hệ thống nh trình soạn thảo, trình biên dịch tiện ích quản lí tệp xử lí cấu trúc thông tin phức tạp nhng xác định.Các Nguyễn út Ny- Tin 43A ĐHKTQD Đề án chuyên ngành Khoa tin học kinh tế ứng dụng hệ thống khác nh thành phần hệ điều hành, khiển trình, xử lí viễn thông có liệu chủ yếu không xác định Trong hai trờng hợp,lĩnh vực phần mềm hệ thốngđợc đặc trng tơng tác chủ yếu với phần cứng máy tính; sử dụng nhiều cho hệ thống nhiều ngời dùng,thao tác tơng tranh đòi hỏi lập lịch,dùng chung tài nguyên quản lí tiến trình phức tạp; cấu trúc liệu phức tạp nhiều giao diƯn ngoµi 3.2 SW thêi gian thùc SW thêi gian thực SW điều phối/phân tích/kiểm soát kiƯn thÕ giíi thùc chóng xt hiƯn SW thời gian thực bao gồm yếu tố sau ã Một thành phần thu thập liệu để thu thập định dạng thông tin từ môi trờng ã Một thành phần phân tích để biến đổi thông tin theo yêu cầu ứng dụng ã Một thành phần kiểm soát /đa để đáp ứng với môi trờng ã Một thành phần điều phối để điều hoà thành phần khác cho đáp ứng thời gian thực điển hình Hệ thống thời gian thực phải đáp ứng ràng buộc thời gian chặt chẽ.Thời gian đáp ứng tơng tác thông thờng bị vợt nhng không gây hậu nghiêm trọng 3.3 SW nghiệp vụ Một lÜnh vùc øng dơng SW lín nhÊt lµ xư lÝ thông tin nghiệp vụ.Nhiều SW hệ thống thông tin quản lí đà đời xâm nhập vào sở liệu lớn chứa thông tin nghiệp vụ ví dụ nh phần mềm kế toán(tính lơng, thu/chi, quản lí kho ).Những ứng dụng lĩnh vực cấu trúc lại liệu có theo cách thuận tiện cho thao tác nghiệp vụ hay định quản lí Nguyễn út Ny- Tin 43A ĐHKTQD Đề án chuyên ngành Khoa tin học kinh tế 3.4 SW khoa học công nghệ SW ứng dụng lĩnh vực khoa học công nghệ, đợc dặc trng thuật toán máy nghiền số.Các ứng dụng giao động từ thiên văn núi lửa, từ phân tích căng thẳng ô tô biến động quỹ đạo tầu thoi, từ sinh học phân tử tới chế tạo tự động 3.5 SW nhóng SW nhóng n»m bé nhí chØ ®äc đợc dùng để điều khiển sản phẩm hệ thống cho ngời tiêu dùng thị trờng công nghiệp.Phần mềm nhúng thực chức giới hạn huyền bí (nh điều khiển bàn phím cho lò vi sóng) hay đa khả điều khiển vận hành có nghĩa (nh chức số hoá ô tô, hệ thống phanh ).Nhờ ứng dụng này,các sản phẩm thông minh đà hỗ trợ lớn cho ngời tiêu dùng thị trờng công nghiệp 3.6 SW máy tính cá nhân Thị trờng SW máy tính cá nhân đà bùng nổ suốt thập kỉ qua.Xử lí văn bản, trang tính ,đồ hoạ máy tính, quản trị CSDl, ứng dụng tài cá nhân nghiệp vụ số hàng trăm ứng dụng SW máy tính cá nhân 3.7 SW trí tụê nhân tạo(AI) SW sử dụng thuật toán phi số để giải vấn đề phức tạp mà tính toán hay phân tích trực tiếp không quản lí nổi.Các ứng dụng quan trọng AI hệ sở tri thức, nhận dạng(hình ảnh tiếng nói), chứng minh định lí chơi trò chơi Trong năm gần đây, đời mạng nơ ron nhân tạo đánh dấu bớc phát triĨn míi cđa AI Ngun ót Ny–- Tin 43A ĐHKTQD Đề án chuyên ngành Khoa tin học kinh tế II công nghệ phần mềm Khái niệm Có nhiều định nghĩa khác công nghệ phần mềm(CNPM).Để hiểu cách cụ thể rõ nét khái niệm này, hÃy xem xét quan niệm nhà khoa học qua thời kì CNPM ã Bauer(1969): CNPM việc thiết lập sử dụng nguyên tắc công nghệ học đắn để thu đợc phần mềm cách kinh tế vừa tin cậy vừa làm việc hiệu máy thực ã Parnas(1987): CNPM việc xây dựng phần mềm nhiều phiên nhiều ngời dùng ã Ghezzi(1991): CNPM lĩnh vực khoa học máy tính,liên quan đến việc xây dựng hệ thống phần mềm vừa lớn vừa phức tạp bëi mét hay mét sè nhãm kÜ s • IEEE(1993): CNPM việc áp dụng phơng pháp tiếp cận có hệ thống,bài đợc lợng hoá phát triển,vận hành bảo trì SW nghiên cứu phơng pháp ã Pressman(1995): CNPM la môn tích hợp quy trình , phơng pháp công cụ để phát triển SW máy tính ã Somerville(1995): CNPM lĩnh vực liên quan đến lí thuyết, ph- ơng pháp công cụ dùng cho phát triển SW ã K.Kawamura(1995): CNPM lĩnh vực học vấn kĩ thuật, phơng pháp luận công nghệ học(lí luận kĩ thuật đợc thực hoá nguyên tắc, nguyên lí đó) toàn quy trình phát triển SW nhằm nâng cao chất lợng sản xuất SW Từ quan điểm nêu trên, CNPM đợc hiểu cách khái quát nh sau CNPM lĩnh vực khoa học phơng pháp luận, kĩ thuật công cụ tích hợp quy trình sản xuất vận hành SW nhằm tạo SW với chất lỵng mong mn.(Software Enginerring is a scientic field to deal with Nguyễn út Ny- Tin 43A ĐHKTQD Đề án chuyên ngành Khoa tin học kinh tế thodologies, techniques and tools integrated in SW production_maintenance process to obtain SW with desired qualities) Nh ngành công nghệ khác, CNPM lấy phơng pháp khoa học làm sở.Các kĩ thuật thiết kế, chế tạo,kiểm thử bảo trì SW đà đợc hệ thống hoá thành phơng pháp luận hình thành nên CNPM Toàn quy trình quản lí phát triển SW gắn với khái niệm vòng đời SW,đợc mô hình hoá với kĩ thuật phơng pháp luận trở thành chủ đề khác CNPM Trong vòng đời SW chế tạo mà bao gồm thiết kế,vận hành bảo dỡng Cách tiếp cận công nghệ học thể chỗ nhằm nâng cao suất độ tin cậy SW, đồng thời giảm chi phí giá thành 2.Lịch sử xu hớng phát triển CNPM Nửa đầu năm 1960, quan tâm tới SW mà chủ yếu tập trung nâng cao tính độ tin cậy HW.Đến năm 1960, phát triển hệ ®iỊu hµnh nh SW lín(IBM 0S/360, EC OS).Xt hiƯn nhu cầu quy trình phát triển SW lớn quy trình gỡ lỗi, kiểm thử phạm vi giới hạn Tại hội nghị khoa học NATO diễn Tây Đức vào năm 1968, đà đa từ Software Engineering.Bắt đầu bàn luận khủng hoảng SW xu hớng hình thành CNPM nh chuyên môn riêng.Nửa cuối năm 1960, IBM đà đa sách phân biệt giá SW HW Từ ,ý thức SW ngày cao Bắt đầu nghiên cứu phơng pháp luận lập trình Nửa đầu năm 1970, nhằm nâng cao chất lợng SW, nghiên cứu lập trình, kiểm thử, mà có nghiên cứu đảm bảo tính tin cậy quy trình sản xuất SW.Kĩ thuật: Lập trình cấu trúc hoá, lập trình modun, thiết kế cấu trúc hoá Giữa năm 1970, hội nghị quốc tế CNPM đợc tổ chức(1975).Nửa sau năm 1970, quan tâm đến pha quy trình sản xuất SW, nhng tập trung pha đầu.ICSE đợc tổ chức lần 2,3,4 vào năm 1976,1978,1979.Nhật Bản có Kế hoạch phát triển kĩ thuật Nguyễn út Ny- Tin 43A ĐHKTQD Đề án chuyên ngành Khoa tin học kinh tế sản xuất SW vao năm 1981.Cuộc cách tân Cách mạng sản xuất SW đà bắt đầu phạm vi nớc công nghiệp Sang nửa đầu năm 1980, trình độ học vấn ứng dụng CNPM đợc nâng cao, công nghệ đợc chuyển vào thực tế.Xuất sản phẩm SW công cụ khác làm tăng suất sản xuất SW đáng kể.ICSE tổ chức lần vào năm 1981,1982 với 1000 ngời tham dự năm.Nhật Bản sang Kế hoạch phát triển kĩ thuật bảo trì SW(1981-1985) Nửa cuối năm 1980 nay, tõ häc vÊn sang nghiƯp vơ, chÊt lỵng SW chủ yếu tập trung suất, độ tin cậy tính bảo trì Nghiên cứu hỗ trợ tự động hoá sản xuất SW.Nhật Bản có Kế hoạch công nghiệp hoá sản xuất SW(1985-1990).Nhiều trung tâm, viện nghiên cứu CNPM đời Các trờng đa vào giảng dạy SE Ngày nay, công nghiệp hoá sản xuất SW cách đa vào kĩ thuật công nghệ học thành së khoa häc cđa CNPM.ThĨ chÕ ho¸ lÝ ln sản xuất SW ứng dụng phơng pháp luận cách quán.Tăng cờng nghiên cứu tạo công cụ trợ giúp cho sản xuất SW Nguyễn út Ny- Tin 43A ĐHKTQD Đề án chuyên ngành Khoa tin học kinh tế chơng II Phân tích yêu cầu Việc xây dựng, hoàn thiện ứng dụng thành công HTMT chuyện đơn giản dới mắt nhà khoa học.Chính vậy, việc phân tích hệ thống đợc coi công việc thiết yếu, quan trọng.Phân tích hệ thống đợc tiến hành với mục tiêu sau đây: Xác định nhu cầu khách hàng Đánh giá khái niệm hệ thống tính khả thi Thự phân tích kinh tế kĩ thuật Cấp phát chức cho HW,SW ngời, CSDL hệ thống yếu tố khác Thiêt lập chi phí ràng buộc lịch Tạo định nghĩa hệ thống làm sở cho công việc công nghệ sau Cả tri thức chuyên gia HW SW cần để đạt đợc mục tiêu nêu trên.Mặc dầu phần lớn nhà chuyên môn công nghiệp thừa nhận thời gian công sức dành cho phân tích hệ thống đóng vai trò quan trọng cho tiến trình phát triển hệ thống sau Một khâu quan trọng trình phân tích hệ thống phân tích yêu cầu, bớc kĩ thuật tiến trình CNPM I.khái niệm Định nghĩa yêu cầu: Phần mềm phải cung cấp phơng thức biểu diễn truy nhập file đợc tạo công cụ khác Phân tích yêu cầu nhiệm vụ kĩ nghệ SW bắc nhịp cầu qua lỗ hổng việc cấp phát SW mức hệ thống với thiết kế SW.Việc phân tích yêu cầu cho phép ngời kĩ s SW tinh chế lại việc cấp phát SW xây dựng mô hình tiến trình, liệu lĩnh vực hành vi đợc SW xử lí Việc phân tích yêu cầu cung cấp cho ngời thiết kế SW cách biểu diễn thông tin chức đợc dịch thành thiết kế liệu, kiến trúc thủ tục.Cuối cùng,đặc tả Nguyễn út Ny- Tin 43A 10 ĐHKTQD Đề án chuyên ngành Khoa tin học kinh tế Mellor, Hatley Pirbhai đà mở rộng kí pháp phân tích có cấu trúc để phù hợp với phân tích phần mềm thời gian thực Ward Mellor mở rộng kí pháp phân tích có cấu trúc để thích hợp với yêu cầu sau hệ thống thời gian thực : Luồng thông tin đợc thu thập hay tạo sở thời gian liên Thông tin điều khiển đợc truyền qua hệ thống đợc liên kết với tục việc xử lí điều khiển Nhiều thể nghiệm biến đổi gặp phải tình đa nhiệm Trạng thái hệ thống chế gây việc chuyển trạng Khoản mục liệu vào hay từ tiến trình sở liên tục Phép biến đổi hay điều khiển chấp nhận điều khiển vào tạo điều khiển Khoản mục điều khiển hay kiện, nhận giá trị bun hay rời rạc, mũi tên hớng luồng điều khiển - Khi khoản mục điều khiển đợc lu trữ để dùng hay nhiều tiến trình Nhiều thể nghiệm tơng đơng tiến trình.Đợc dùng nhiều tiến trình đợc tạo hệ thống đa nhiệm Hình Kí pháp phân tích có cÊu tróc më réng cho hƯ thèng thêi gian thùc Ward Mellor phát triển Nguyễn út Ny- Tin 43A 26 ĐHKTQD Đề án chuyên ngành Khoa tin học kinh tế Sự phân biệt luồng liệu rời rạc liên tục theo thời gian có ảnh hởng quan träng cho c¶ ngêi kÜ s hƯ thèng lÉn ngời thiết kế phần mềm Đối với kĩ s hệ thống, tạo mô hình hệ thống, họ có khả cô lập tốt tiến trình mà có hiệu chủ chốt.Còn ngời thiết kế phần mềm, mô hình vật lí hay cài đặt đợc tạo ra, họ phải thiết lập chế để thu thập liệu liên tục theo thời gian Trong biểu đồ luồng liệu quy ớc, điều khiển hay luồng kiện không đợc biểu thị tờng minh Trong thực tế, ngời phân tích đợc báo trớc phải đặc biệt loại trừ việc biểu diễn luồng điều khiển khỏi biểu đồ luồng liệu.Việc loại trừ hạn chế mức ứng dụng thời gian thực đợc xem xét tới, lí mà ngời ta đà phát triển kí pháp đặc biệt để biểu diễn luồng kiện xử lí điều khiển.Luồng điều khiển đợc biểu diễn mũi tên với đờng đứt đoạn tiến trìng điều khiển đợc biểu diễn tơng tự thông qua việc dùng hình tròn đứt đoạn Khác với Mard Mellor, Hatley Pirbhai cho kí pháp nét liền nét đứt đoạn nên biểu diễn tách biệt.Cần ®Þnh nghÜa biĨu ®å lng ®iỊu khiĨn (CFD) CFD luồng điều khiển luồng liệu Thay biểu diễn tiến trình điều khiển trực tiếp bên mô hình luồng, ngời ta dùng tham chiếu kí pháp tới đặc tả điều khiển.Về chất,bảng hớng dẫn đợc xem nh cưa sỉ më viƯc thùc hiƯn ®Ĩ ®iỊu khiĨn tiến trình đợc biểu diễn DFD.Đặc tả điều khiển đợc dùng để cách phần mềm hành xử kiện hay tín hiệu điều khiển đợc cảm nhận tiến trình đợc kích hoạt nh hậu việc xuất kiện.Dùng kí pháp mô tả đặc tả , Hatley Pirbhai đà tạo mô hình hệ thống thời gian thực.Biểu đồ luồng liệu đợc dùng để biểu diễn cho liệu tiến trình thao tác Biểu ®å lng ®iỊu khiĨn chØ c¸ch thøc sù kiƯn chảy qua tiến trình minh hoạ cho kiện bên gây cho nhiều tiến trình khác đợc kích hoạt Nguyễn út Ny- Tin 43A 27 ĐHKTQD Đề án chuyên ngành Khoa tin học kinh tế Khoản mục điều khiển hay kiện; nhận giá trị bun hay rời rạc; mũi tên hớng luồng thông tin Vạch đứng tham khảo tới đặc tả điều khiển mô tả cho hành vi hệ thống xác định cách tiến trình đợc kích hoạt nh hậu kiện Hình Kí pháp phân tích có cấu trúc mở rộng cho hệ thống thời gian thực Hatley pirbhai phát triển 2.3 Cơ chế phân tích có cấu trúc 2.3.1 Tạo mô hình luồng liệu Mô hình luồng liệu (DFD) làm cho ngời kĩ s phần mềm phát triển đợc mô hình miền thông tin lĩnh vực chức đồng thời.Khi DFD đợc làm mịn tới mức chi tiết lớn ngêi ph©n tÝch thùc hiƯn mét sù ph©n r· chøc không tờng minh hệ thống.Đồng thời việc làm mịn DFD làm phát sinh làm mịn tơng ứng liệu chuyển qua tiến trình nằm ứng dụng Khi xây dựng DFD cần ý Biểu đồ luồng liệu mức nên mô tả cho vòng tròn phần mềm/hệ thống Cái vào cần ®ỵc chó thÝch cÈn thËn Ngun ót Ny–- Tin 43A 28 ĐHKTQD Đề án chuyên ngành Khoa tin học kinh tế Việc làm mịn nên việc cô lập tiến trình, khoản mục liệu kho ứng cử viên cần đợc biểu diễn mức tiếp Tất mũi tên hình tròn nên đợc gắn nhÃn tên có ý nghĩa Phải trì đợc tính liên tục luồng thông tin từ mức sang mức Mỗi lúc nên làm mịn hình tròn Sinh viên P.Đào tạo Hình Sơ đồ DFD mức tính lên bảng điểm thi cho sinh viên 2.3.2 Tạo mô hình luồng điều khiển Với phát triển ứng dụng phần mềm, đợc điều khiển kiện thay liệu, tạo thông tin điều khiển không báo cáo hay hiển thị, xử lí thông tin với mối quan tâm chủ yếu thời gian hiệu năng.Chính vậy, việc đời mô hình luồng điều khiển cần thiết.Để xét duyệt cách tiếp cận tạo CFD, mô hình luồng liệu đợc lột bỏ mũi tên luồng liệu.Các kiện khoản mục điều khiển đợc bổ sung vào biểu đồ cửa sổ đợc vẽ đặc tả điều khiển 2.3.4 Đặc tả điều khiển đặc tả tiến trình Đặc tả điều khiển(CSPEC) biểu diễn cho hành vi hệ thèng theo hai c¸ch kh¸c Nã cã thĨ chøa biểu đồ chuyển trạng chứa bảng kích hoạt chơng trình.CSPEC mô tả hành vi hƯ thèng, nhng nã Ngun ót Ny–- Tin 43A 29 ĐHKTQD Đề án chuyên ngành Khoa tin học kinh tế không cho thông tin cách làm việc bên tiến trình đợc kích hoạt xem nh kết hành vi Đặc tả tiến trình(PSPEC) đợc dùng để mô tả cho tiến trình mô hình luồng xuất mức cuối việc làm mịn.Nó bao gồm đoạn văn tờng thuật, ngôn ngữ thiết kế chơng trình mô tả cho thuật toán, phơng trình toán học, bảng , biểu đồ 2.4 Phân tích có cấu trúc Case Phân tích có cấu trúc đợc hỗ trợ công cụ Case với mục đích tạo phần tử mô hình đảm bảo tính quán, đắn.Khi tin học phát triển phải vào xây dựng hệ thống lớn việc sử dụng kí pháp mô hình hoá khó thực đợc.Thật khó khăn thể mức khác mô hình luồng cách thủ công; Việc liên kết CSPEC PSPEC với CFD DFD tơng ứng thách thức.Chính công cụ Case đà trở thành cách tiếp cận đợc a thích.Ngời kĩ s phần mềm dùng tính vẽ hình công cụ Case để tạo mô hình luồng.Chuột,đơn kéo xuống, đa cửa sổ kí hiệu mô hình hoá phần tử chủ chốt cách tiếp cận Công cụ Case liên kết tự động CSPEC PSPEC với CFD DFD tơng ứng.Dùng lệnh đơn, ngời phân tích hoàn chỉnh PSPEC hay CSPEC cho mô hình luồng gắn chúng vào mô hình luồng hay CFD thích hợp 3.Phân tích hớng vật Phơng pháp hớng vật cho việc phân tích yêu cầu phần mềm làm cho ngời phân tích mô hình hoá vấn đề cách biểu diễn lớp,các vật, thuộc tính thao tác nh thành phần mô hình hoá chính.Ngày nay, phân tích hớng vật(Object oriented analysis, OOA) ngày trở thành phơng pháp phân tích yêu cầu theo Nguyễn út Ny- Tin 43A 30 ĐHKTQD Đề án chuyên ngành Khoa tin học kinh tế nghĩa riêng phần bổ sung cho phơng pháp phân tích khác 3.1 Khái niệm hớng vật Coad Yourdon đà có định nghĩa hớng vËt theo c¸ch sau: Híng sù vËt = Sù vËt + phân lớp +kế thừa +truyền thông Việc xác định vật không gian mà sống điều đơn giản, song không gian vấn đề ứng dụng phần mềm, khó xác định vật hơn.Các vật là: Các vật vốn phần miền thông tin cho vấn ®Ị  Sù xt hiƯn hay biÕn cè vèn xt bên hoàn cảnh vận hành hệ thống Vai trò ngời có tơng tác với hệ thống đảm nhiệm Đơn vị tổ chức có liên quan tới ứng dụng Nơi chốn tạo nên hoàn cảnh vấn đề toàn chức hệ thống Cấu trúc xác định lớp vật hay lớp vật có liên quan Coad Yourdon đà gợi ý sáu đặc trng cho chọn lựa nên sử dụng ngời phân tích xem xét vật tiềm đa vào mô hình phân tích Thông tin đợc sử dụng.Sự vật tiềm có ích phân tích thông tin đợc ghi nhí cho hƯ thèng cã thĨ vËn hµnh  Dịch vụ cần tới.Sự vật tiềm phải có tập hợp thao tác xác định đợc mà làm thay đổi giá trị thuộc tính theo cách Đa thuộc tính.Trong phân tích yêu cầu, mối quan tâm phải dồn vào thông tin chính; vật với thuộc tÝnh thùc tÕ cã thÓ cã Ých thùc tế nhng có lẽ đợc biểu diễn tốt nh thuộc tính vật khác hoạt động phân tích Nguyễn út Ny- Tin 43A 31 ĐHKTQD Đề án chuyên ngành Khoa tin học kinh tế Thuộc tính thông thờng Tập hợp thuộc tính đ- ợc định nghĩa cho vật tiềm thao tác đợc áp dụng cho lần xuất vật Thao tác thông thờng Một tập hợp thao tác đợc định nghĩa cho vật tiềm thao tác áp dụng cho lần xuất vật Các yêu cầu chất Các thực thể xuất không gian vấn đề tạo hay tiêu thụ thông tin chất cho việc tiến hành giải pháp cho hệ thống gần nh đợc định nghĩa nh vật mô hình yêu cầu Việc định đa vật tiềm vào mô hình phân tích phải xem xét kiểm tra sở đáp ứng đầy đủ đặc trng trên.Công việc xác định thuộc tính vật.Ngời phân tích nghiên cứu lời thuật xử lí cho vấn đề chọn lựa điều thuộc vật cách hợp lí.Bên cạnh , thao tác làm thay đổi vật nên viêc nghiên cứu cần thiết.Có loại thao tác : Thao tác tác động lên liệu theo cách đó; thao tác thực tính toán; thao tác điều phối vËt cho cho viƯc xt hiƯn cđa sù kiƯn ®iỊu khiển.Bằng cách xem xét việc truyền thông xuất vật, thu đợc nhìn phụ vào thao tác khác Các vật truyền thông cách truyền thông báo lẫn 3.2 Mô hình hoá phân tích hớng vật Tiếp cận mô hình OOA, Coad Yourdon đà tiến hành theo bớc sau đây: Xác định vật; Xác định cấu trúc; Xác định chủ đề; Xác định thuộc tính mối nối thể nghiệm; Xác định thao tác mối nối thông báo.Bớc sau xác định đợc vật đa vào mô hình phân tích, tập trung vào việc cấu trúc phân lớp Xem xét vật từ nhìn tổng quát tới chi tiết.Có hai loại cấu trúc cấu trúc phân lớp cấu tróc l¾p ghÐp.ViƯc biĨu diƠn cÊu tróc cung cÊp cho ngời phân tích phơng tiện để phân hoạch mô hình yêu Nguyễn út Ny- Tin 43A 32 ĐHKTQD Đề án chuyên ngành Khoa tin học kinh tế cầu.Việc mở réng cho tõng sù vËt cung cÊp chi tiÕt cÇn thiÕt cho viƯc xÐt dut vµ cho thiÕt kÕ vỊ sau Một mô hình OOA chuẩn có hàng trăm vật hàng chục cấu trúc.Để biểu diễn cách xác rõ ràng cho vật mô hình cấu trúc ngời ta hình thành nên khái niệm chủ đề Chủ đề tham khảo hay trỏ tới phần chi tiết mô hình phân tích Các tham chiếu chủ đề đợc tạo cho cấu trúc có nhiều năm hay sáu vật Phơng pháp mô hình hoá liệu 4.1 Khái niệm Kĩ thuật mô hình hoá liệu mở rộng kĩ thuật phân tích trớc dùng cho ứng dụng nhiều liệu.Mô hình hoá liệu có ích cho ứng dụng liệu mối quan hệ liệu phức tạp.Không giống nh cách tiếp cận phân tích có cấu trúc, mô hình hoá liệu chứa liệu độc lập với tiến trình biến đổi liệu.Chúng ta hÃy so sánh đặc điểm tiêu biểu mô hình hoá phân tích có cấu trúc mô hình hoá liệu.Cả hai dùng thuật ngữ vật nhng định nghĩa chúng bị giới hạn nhiều hoàn cảnh mô hình hoá liệu Cả hai mô tả mối quan hệ vật, nhng mô hình liệu không quan tâm tới cách đạt đợc mối quan hệ Mô hình hóa liệu mô hình cho liệu.Mô hình hoá liệu cung cấp cho ngời phân tích thiết kế sở liệu nhìn vào liệu mối quan hệ liệu.Khi mô hình hoá liệu đợc sử dụng nh kĩ thuật phân tích yêu cầu ngời phân tích bắt đầu tạo mô hình cho vật liệu 4.2 Kĩ thuật mô hình hoá liệu Sự vật liệu thâu tóm phần liệu tham khảo bên vật liệu tới thao tác tác động liệu Thuộc tính vật lấy ba đặc trng khác nhau: Đặt tên cho thể nghiệm vật liệu; mô tả thể nghiệm; tạo tham khảo tới thể nghiƯm kh¸c mét Ngun ót Ny–- Tin 43A 33 ĐHKTQD Đề án chuyên ngành Khoa tin học kinh tế bảng khác.Những thuộc tính định danh đợc sử dụng làm khoá liên kết liệu mang tính Bảng vật liệu đợc hình thức hoá cách áp dụng tập hợp quy tắc chuẩn hoá tạo mô hình quan hệ cho liệu Với thể nghiệm vật liệu có giá trị cho thuộc tính Các thuộc tính biểu thị cho khoản mục liệu; chúng không nên chứa cấu trúc bên Khi có nhiều thuộc tính đợc dùng để xác định vật liệu phải chắn thuộc tính mô tả tham khảo biểu thị cho đặc trng toàn vật, không đặc trng lại đợc xác định phần định danh Tất thuộc tính không định danh biểu thị cho đặc trng thể nghiệm có tên định danh vật liệu mô tả thuộc tính khác định danh Kí pháp tảng cho mô hình hoá liệu biểu đồ thực thể quan hệ ( E_R) Các thành phần chủ yếu biểu đồ E_R :sự vật liệu, thuộc tính,quan hệ nhiều báo kiểu khác nhau.Mục đích biêu đồ E_R biểu diễn vật liệuvà mối quan hệ chúng Kí pháp biểu đồ đơn giản.Các vật liệu đợc biểu diễn hình chữ nhật có nhÃn Mối quan hệ đợc biểu diễn hình thoi.Các mối nối vật liệu mối quan hệ đợc thiết lập cách dùng nhiều đờng nối đặc biệt Sinh viên Môn học Giảng viên Hình Biểu đồ E-R giản đơn Mở rộng mô hình này, quan hệ đợc bổ sung mối liên hệ tất vật Sinh viên Môn học Hồ sơ SV Nguyễn út Ny- Tin 43A 34 Bài thi ĐHKTQD Giảng viên Đề án chuyên ngành Khoa tin học kinh tế Hình Biểu đồ E-R mở rộng Bên cạnh đó, ngời phân tÝch cã thĨ biĨu diƠn cÊp bËc d÷ liƯu-sù vËt-kiĨu.KÝ pháp E_R cung cấp chế biểu diễn cho việc kết hợp vật Điểm thưởng Học tập Giỏi Khu vực NCKH Rèn luyện Đạo đức Hoạt động Hình 10 Cấp bậc liệu-sự vật-kiểu Mô hình hoá liệu biểu đồ thực thể quan hệ cung cấp cho ngời phân tích kí pháp xác để xem xét liệu hoàn cảnh ứng dụng xử lí liệu.Trong hầu hết trờng hợp,cách tiếp cận mô hình hoá liệu đợc dùng nh phần bổ sung cho phân tích cấu trúc, nhng đợc dùng cho việc thiết kế sở liệu để hỗ trợ cho phơng pháp phân tích yêu cầu Phơng pháp hớng cấu trúc liệu 5.1 Đặc điểm phơng pháp hớng cấu trúc liệu Phơng pháp phân tích hớng cấu trúc liệu biểu diễn yêu cầu phần mềm qua việc tập trung vào cấu trúc liệu thay vào luồng liệu.Mặc dù Nguyễn út Ny- Tin 43A 35 ĐHKTQD Đề án chuyên ngành Khoa tin học kinh tế có kí pháp cách tiếp cận khác nhau, nhng tất phơng pháp phân tích hớng cấu trúc liệu có đặc trng sau: Từng phơng pháp hỗ trợ cho ngời phân tích việc xác định vật thông tin chủ chốt thao tác Từng phơng pháp giả thiết cấu trúc thông tin có cấp bậc Từng phơng pháp yêu cầu cấu trúc liệu phải đợc biểu diễn thông qua việc dùng kết cấu tuần tự, tuyển chọn lặp cho liệu hợp thành Từng phơng pháp đa tập hợp bớc để ánh xạ cấu trúc liệu có cấp bậc vào cấu trúc chơng trình Sau hai phơng pháp tiêu biểu cho cho phân tích hớng cấu trúc liệu 5.2 Phơng pháp luận Warnier Orr Phơng pháp luận Warnier Orr có tên gọi khác phát triển hệ thống có cấu trúc liệu (DSSD), tiến hoá từ công trình tiên phong phân tích miền thông tin J.D Warnier tiến hành.Ông đà xây dựng kí pháp để biểu diễn cấp bậc thông tin có dùng ba kết cấu tuần tự, tuyển chọn lặp Ông đà chứng tỏ cấu trúc phần mềm đợc suy diễn trực tiếp từ cấu trúc liệu này.Mô hình phơng pháp biểu đồ Warnier.Biểu đồ cho phép ngời phân tích biểu diễn đợc cấp bậc thông tin cách gọn gàng.Biểu đồ Warnier đợc dùng để biểu thị cho cấp bậc mức chi tiết Ban giám hiệu Trường ĐHKTQD C¸c khoa C¸n bé, Ngun ót Ny–- Tin 43ACNV36 Ngun Đình Hương Nguyễn Đình Phan Nguyễn Văn Nam THKT NH-TC KT KTLĐ Giảng viên Cán Đoàn,Hội Đảng trường Trung tâm DV ĐHKTQD Đề án chuyên ngành Khoa tin học kinh tế Hình 11 Biểu đồ Warnier Các kí pháp Warnier đợc sử dụng biểu đồ là: Các ngoặc nhọn ({) đợc dùng để phân biệt mức cấp bậc thông tin.Tất tên nằm dấu ngoặc nhọn biểu diễn cho khoản mục thông tin.Một số biểu đồ có kí pháp viết cạnh số tên biểu thị cho số lần lặp khoản mục xuất cấp bậc Biểu đồ Warnier đợc dùng để phân hoạch thêm miền thông tin cách làm mịn khoản mục liệu hợp thành Cách tiÕp cËn cđa DSSD kh«ng xem xÐt cÊp bËc th«ng tin mà xem xét hoàn cảnh áp dụng tức cách chuyển đổi liệu nơi sản xuất nơi tiêu thụ thông tin theo góc độ ngời sản xuất hay ngời tiêu thụ Sau đó, chức ứng dụng đợc lợng định biểu diễn kiểu Warnier mô tả cho khoản mục thông tin việc xử lí cần phải thực chúng.Cuối kết ứng dụng đợc mô hình hoá cách dùng biểu đồ Warnier.Dùng cách tiếp cận này, DSSD bao quát đợc tất thuộc tính miền thông tin: Luồng liệu, nội dung cấu trúc.DSSD đề nghị biểu đồ thực thể để trả lời cho câu hỏi : Đâu khoản mục thông tin cần đợc xử lí ; Ai/Cái ngời sản xuất hay ngời tiêu thụ thông tin; Từng ngời sản xuất /tiêu thụ nhìn thông tin hoàn cảnh phận khác nh nào; Sau biểu đồ thực thể đợc xét duyệt tính đắn, tạo biểu đồ thực thể tổ hợp cho ngời sản xuất tiêu thụ thông tin Bên cạnh đó, DSSD sử dụng kí pháp tựa Warnier gọi biểu đồ đờng lắp ráp (ALD) cung cấp chế để chia cắt thông tin tiến trình đợc áp dụng cho nó.Biểu đồ đờng lắp ráp đợc xây dựng cách bắt đầu với luồng thông tin đợc đánh số trớc đó.DSSD yêu cầu ngời phân tích phải xây dựng Nguyễn út Ny- Tin 43A 37 ĐHKTQD Đề án chuyên ngành Khoa tin häc kinh tÕ mÉu trªn giÊy cho kÕt mong muốn hệ thống.Bản mẫu xác định hệ thống tổ chức khoản mục thông tin có chứa Nguyễn út Ny- Tin 43A 38 ĐHKTQD Đề án chuyên ngành Khoa tin häc kinh tÕ 5.3 Ph¸t triĨn hƯ thèng JACKSON Phát triển hệ thống Jackson (JSD) đợc tiến hoá từ công trình M.A Jackson tiến hành phân tích miền thông tin mối quan hệ với thiết kế chơng trình hệ thống.Để tiến hành JSD, ngời phân tích áp dụng bớc sau: Bớc hành động thực thể Dùng cách tiếp cận hoàn toàn tơng tự nh kĩ thuật phân tích hớng vật, xác định thực thể hành động.Bớc bắt đầu phát biểu theo ngôn ngữ tự nhiên tóm tắt vấn đề.Sau thực thể đợc lựa cách xem xét tất danh từ lời mô tả.Cần lu ý cách loại bỏ thực thể hành động ứng cử viên , đà giới hạn phạm vi hệ thống cần xây dựng.Một hành động xuất điểm đặc biệt theo thời gian đợc áp dụng cho thực thể Bớc cấu trúc thực thể Các hành động ảnh hởng đến thực thể đợc xếp theo thời gian đợc biểu diễn biểu đồ Jackson.Các kí pháp biểu đồ đợc minh hoạ hình dới Hành động Hành động lặp Hành động chọn Hình 12 Kí pháp biểu đồ cấu trúc Biểu đồ cấu trúc trình bày đặc tả theo thứ tự thời gian hành động đợc thực hay thực thể.Với lí biểu diễn cách xác giới thực danh sách đơn giản hành động thực thể Nguyễn út Ny- Tin 43A 39 ĐHKTQD Đề án chuyên ngành Khoa tin học kinh tế Bớc mô hình hoá khởi đầu Thực thể hành động đợc biểu diễn nh mô hình tiến trình; liên hệ mô hình giới thực đợc xác định Bớc bắt đầu với việc xây dựng đặc tả hệ thống nh mô hình giới thực Đặc tả đợc xây dựng biểu đồ đặc tả hệ thống (SSD) Dòng liệu Quá trình - Quá trình - Véc tơ trạng thái Quá trình - Quá trình - Hình 13 Kí pháp SSD Mối liên hệ luồng liệu xuất tiến trình truyền luồng thông tin tiến trình khác nhận đợc luồng này.Mũi tên biểu diễn cho hớng luồng thông tin, vòng tròn biểu diễn cho dòng liệu đặt đệm vào trớc trớc với khả vô giới hạn.Mối liên hệ véctơ trạng thái xuất tiến trình trực tiếp giám sát véctơ trạng thái tiến trình khác.Hình thoi véctơ trạng thái Theo quy ớc, phần đuôi biểu thị cho tiến trình giới thực phần đuôi biểu thị cho tiến trình mô hình hệ thống Bớc chức Xác định chức tơng ứng với hành động đà xác định Bớc đặt thời gian hệ thống Lợng định xác định đặc trng lập lịch tiến trình Tuy nhiên, ba bớc cuối gần với thiết kế phần mềm hay hệ thống nên không đề cập chi tiết tới chóng Ngun ót Ny–- Tin 43A 40 §HKTQD ... kiến thức phần mềm, đặc biệt nhà sản xuất phần mềm việc nắm đợc kĩ thuật , phơng pháp công nghệ phần mềm cần thiết Nội dung đề án nghiên cứu kĩ thuật phân tích phơng pháp hình thức công nghệ phần. .. 18 Các kĩ thuật phân tích phơng pháp hình thức hoá CNPM .18 I kh¸i qu¸t chung vỊ kÜ thuật phơng pháp CNPM 18 II Kĩ thuật phân tích phơng pháp hình thức hoá CNPM ... phơng pháp hình thức hoá CNPM Để phân tích vấn đề cách tËp trung nhÊt vµ râ nÐt nhÊt vỊ kÜ tht phân tích phơng pháp hình thức hoá CNPM, hÃy nghiên cứu nội dung hoạt động phân tích yêu cầu phần mềm