Phân tích thiết kế hướng đối tượng hệ thống quản lý hồ sơ và kết quả học tập

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Dƣơng Chí Thiện Phân tích thiết kế hƣớng đối tƣợng hệ thống quản lý hồ sơ kết học tập Luận văn Thạc sĩ Hà Nội - 2006 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG PHƢƠNG PHÁP HƢỚNG ĐỐI TƢỢNG 1.1 QUY TRÌNH CHUNG ĐỂ PHÁT TRIỂN PHẦN MỀM HƢỚNG ĐỐI TƢỢNG 1.2 CÔNG CỤ HỖ TRỢ PHÁT TRIỂN HƢỚNG ĐỐI TƢỢNG UML 1.3 ĐẶC TRƢNG TIẾN TRÌNH PHÁT TRIỂN PHẦN MỀM HƢỚNG ĐỐI TƢỢNG VỚI UML 27 CHƢƠNG GIỚI THIỆU GRASP - CÁC MẪU DÙNG CHO GÁN TRÁCH NHIỆM 31 2.1 Các khái niệm .31 2.2 Các mẫu trongGRASP : 37 Ch-¬ng Xây dựng hệ thống quản lý hồ sơ kết học tập ph-ơng pháp tiếp cận h-ớng đối t-ợng 64 3.1 Mô tả nghiệp vụ 64 3.2 Ph©n tÝch ca sư dơng 73 ch-ơng phân tích cài đặt ch-ơng trình quản lý hồ sơ kết học tËp 114 4.1 KiÕn tróc hƯ thèng qu¶n lý hå sơ điểm 114 4.2 Kiến trúc hệ thống 114 4.3 Phân tích cài đặt hệ thống quản lý hồ sơ điểm 115 KÕt ln Tµi liƯu tham kh¶o 143 144 LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy hƣớng dẫn TS Lê Văn Phùng có dẫn quý báu trình em làm luận văn Em xin chân thành cảm ơn Thầy Cô thuộc Trƣờng Đại học cơng nghệ tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức suốt thời gian học tập nghiên cứu trƣờng Tôi xin chân thành cảm ơn tới đồng nghiệp, tẩp thể cán cơng chức phịng Đào tạo trƣờng Đại học Cơng đồn tạo điều kiện suốt thời gian học tập nghiên cứu Cuối xin bày tỏ lòng cảm ơn tới ngƣời thân gia đình, bạn bè động viên giúp đỡ để tơi hồn thành luận văn LỜI MỞ ĐẦU Trong năm gần việc ứng dụng phát triển công nghệ phần mềm phần quan trọng khâu sản xuất phần mềm Nhiều dự án, nhiều chƣơng trình phần mềm đƣợc thực nhƣng chƣa kết thúc xây dựng xong khơng thực đƣợc cịn nhiều lỗi khơng đáp ứng đƣợc yêu cầu ngƣời sử dụng Vì vậy, để xây dựng phần mềm tốt cần phải ý tới vấn đề sau: - Dữ liệu đối tƣợng cấu trúc hệ thống - Những hành vi thể chức hệ thống - Điều khiển hành vi tổng thể hệ thống Trên thực tế, cấu trúc liệu hệ thống phải thƣờng xuyên thay đổi theo yêu cầu ngƣời sử dụng Vì vậy, việc khảo sát, phân tích, thiết kế, hệ thống công việc phức tạp, quan trọng trình xây dựng phát triển phần mềm Phân tích tốn, lựa chọn phƣơng pháp phát triển hệ thống có tính mở, dễ thích nghi, chất lƣợng cao, giúp cho việc bảo trì hệ thống đỡ tốn Trong giải pháp phát triển phần mềm nay, giải pháp phát triển phần mềm hƣớng đối tƣợng giải pháp tốt cho hệ thống phần mềm, có nhiều ƣu điểm so với phƣơng pháp hƣớng chức truyền thống khác Do đó, việc nghiên cứu vận dụng phƣơng pháp phân tích, thiết kế hƣớng đối tƣợng sử dụng UML (UML ngơn ngữ mơ hình hố, ngơn ngữ chuẩn thống để viết kế hoạch chi tiết phần mềm) để phát triển phần mềm, giải tốn lớn có liệu phân tán cần thiết Bài toán phát triển hệ thống quản lý hồ sơ kết học tập tốn ứng dụng cơng nghệ Tuy nhiên, trƣờng Đại học có quy mơ nhƣ trƣờng Đại học Cơng đồn chƣa có hệ thống quản lý hồ sơ kết học tập hoàn chỉnh để đáp ứng đƣợc u cầu đặt việc ứng dụng cơng nghệ thông tin vào công tác quản lý trở nên cấp thiết Với đề tài “ Phân tích hƣớng đối tƣợng hệ thống quản lý hồ sơ kết học tập” gồm nội dung sau: Chƣơng : Phƣơng pháp hƣớng đối tƣợng Chƣơng 2: Grasp – Các mẫu dùng cho gán trách nhiệm Chƣơng 3: Xây dựng hệ thống quản lý hồ sơ kết học tập phƣơng pháp tiếp cận hƣớng đối tƣợng Chƣơng 4: Phân tích cài đặt chƣơng trình quản lý hồ sơ kết học tập Nội dung đề tài giới thiệu phƣơng pháp hƣớng đối tƣợng, công cụ hỗ trợ phát triển hƣớng đối tƣợng Đặc biệt, đề tài vận dụng công cụ thiết kế hƣớng đối tƣợng sử dụng UML – ngơn ngữ mơ hình hố thống đƣợc sử dụng rộng rãi giới để ứng dụng vào việc phân tích thiết kế hệ thống quản lý hồ sơ kết học tập trƣờng Đại học Cơng đồn Hà nội, ngày tháng năm 2006 Dƣơng Chí Thiện CHƢƠNG PHƢƠNG PHÁP HƢỚNG ĐỐI TƢỢNG 1.1 QUY TRÌNH CHUNG ĐỂ PHÁT TRIỂN PHẦN MỀM HƢỚNG ĐỐI TƢỢNG Nội dung tiến trình phát triển phần mềm hƣớng đối tƣợng tiến trình thực bƣớc lặp bao gồm: xác định yêu cầu hệ thống, phân tích, thiết kế, triển khai kiểm thử Trong đó, hoạt động phân tích thiết kế có nhiều vấn đề nan giải Đặc điểm phân tích thiết kế hƣớng đối tƣợng coi hệ thống nhƣ tập đối tƣợng tƣơng tác với để tạo hành động, từ cho kết cao Để đạt đƣợc điều ta phải sử dụng hệ thống mơ hình đối tƣợng với đặc trƣng sau: Tính trừu tƣợng hóa cao Tính bao gói thơng tin Tính modul hóa Tính kế thừa 1.1.1 Lập mơ hình nghiệp vụ Mơ hình nghiệp vụ mơ tả chức nghiệp vụ tổ chức mối quan hệ bên chức nhƣ quan hệ chúng với mơi trƣờng bên ngồi Vì thế, để nắm bắt đƣợc yêu cầu hệ thống trƣớc hết phải nắm hiểu đƣợc hệ thống nghiệp vụ Việc mô tả yêu cầu hệ thống nghiệp vụ đầy đủ cần thiết để đạt đƣợc trí khách hàng ngƣời phát triển hệ thống cần làm không nên làm điều kiện ràng buộc đặt cho chúng Mục tiêu bƣớc để hiểu đầy đủ hệ thống mà ta cần phải tin học hóa túy mặt nghiệp vụ Bên cạnh cần tìm ca sử dụng nghiệp vụ từ chức hệ thống mà qua ngƣời hệ thống khác sử dụng chúng [1] 1.1.2 Xác định yêu cầu hệ thống Nhiệm vụ xác định u cầu phát triển mơ hình hệ thống cần xây dựng cách dùng ca sử dụng Bởi yêu cầu chức đƣợc cấu trúc thành ca sử dụng phần lớn yêu cầu phi chức riêng ca sử dụng đơn nên chúng đƣợc xử lý ca sử dụng Để mơ tả yêu cầu nghiệp vụ dƣới góc độ phát triển phần mềm ta cần tìm tác nhân ca sử dụng để chuẩn bị phiên mơ hình ca sử dụng Sau ta xác định ca sử dụng có ý nghĩa mặt kiến trúc xếp thứ tự ƣu tiên ca sử dụng đƣợc triển khai bƣớc lặp thời 1.1.3 Phân tích Nhiệm vụ pha phân tích làm mịn yêu cầu nhận đƣợc từ pha trƣớc tạo cấu trúc cho chúng Thơng qua đó, u cầu đƣợc hiểu xác hơn, từ đƣa cấu trúc cho tồn hệ thống Nhiệm vụ pha phân tích tìm cách thức để thực yêu cầu hệ thống đƣợc xác định ca sử dụng Cụ thể là, cần phân tích mơ hình ca sử dụng cách tìm cách tổ chức thành phần bên hệ thống để thực ca sử dụng Những thành phần cấu trúc bên hệ thống ba loại lớp phân tích Cơng việc xác định lớp khơng phải làm tùy tiện mà thực theo ca sử dụng, trƣớc hết cho ca sử dụng theo thứ tự ƣu tiên đƣợc Sau đó, cấu trúc lại cách tổ chức lại thành phần hệ thống Để đạt đƣợc mục tiêu cần tiến hành hoạt động sau: Phân tích kiến trúc hệ thống Phân tích ca sử dụng Phân tích lớp Phân tích gói Trong q trính phân tích ta liên tục tìm gói, lớp phân tích yêu cầu chung tiếp tục làm mịn mơ hình cách phân tích gói trì gói 1.1.4 Thiết kế Trong thiết kế, định hình hệ thống tìm hình thức thể mặt vật lý để thực yêu cầu đƣợc đặt cho hệ thống Một đầu vào cho thiết kế mơ hình phân tích Khi thiết kế ta cố gắng bảo tồn đƣợc nhiều tốt cấu trúc hệ thống đƣợc định hình từ mơ hình phân tích Kết thiết kế mơ hình thiết kế mơ hình triển khai đƣợc thể dƣới dạng loạt mơ hình cụ thể Mơ hình thiết kế thực thi mơ hình phân tích tính đến điều kiện mơi trƣờng để thực thi hệ thống Để nhận đƣợc mơ hình thiết kế ta cần thực công việc sau: Thiết kế kiến trúc Thiết kế ca sử dụng Thiết kế lớp Thiết kế hệ thống Mơ hình thiết kế mơ hình đối tƣợng mơ tả thực thi ca sử dụng mặt vật lý cách tập trung vào việc xác định yêu cầu chức phi chức năng, nhƣ ràng buộc khác liên quan đến môi trƣờng triển khai ảnh hƣởng lên hệ thống 1.1.5 Các ƣu điểm tiếp cận hƣớng đối tƣợng Những đối tƣợng đƣợc thiết kế tốt hệ thống hƣớng đối tƣợng sở để kết hợp đơn thể đƣợc sử dụng lại thành hệ thống có chất lƣợng cao Cơ chế tƣơng tác cách truyền thông điệp đối tƣợng đảm bảo cho việc mô tả giao diện modul bên hệ thống bên hệ thống trở nên dễ dàng Việc phân tích thiết kế theo cách phân toán thành đối tƣợng hƣớng tới lời giải giới thực tự nhiên so với cách phân rã theo chức từ xuống Nguyên lý che dấu thông tin hỗ trợ cho việc xây dựng hệ thống thông tin an toàn Tiếp cận hƣớng đối tƣợng cung cấp cho ta công cụ để làm giảm bớt độ phức tạp toán việc phân rã thành thực thể độc lập tƣơng Hệ thống hƣớng đối tƣợng dễ dàng mở rộng thành hệ thống có quy mô lớn nhờ tƣơng tác đối tƣợng thông qua việc gửi thông báo Việc phát triển bảo trì hệ thống đơn giản Xóa bỏ ngăn cách bƣớc phát triển, thiết kế cài đặt trình phát triển phần mềm [2] 1.2 CÔNG CỤ HỖ TRỢ PHÁT TRIỂN HƢỚNG ĐỐI TƢỢNG UML UML (Unified Modeling Language) ngơn ngữ mơ hình hóa, trƣớc hết mơ tả ký pháp thống nhất, ngữ nghĩa định nghĩa mơ hình hóa, khơng mơ tả phƣơng pháp phát triển UML đƣợc sử dụng để hiển thị đặc tả xây dựng, làm tài liệu vật phẩm phân tích hình thức thiết kế trình xây dựng hệ thống phần mềm theo hƣớng đối tƣợng UML đƣợc sử dụng cho tiến trình phát triển phần mềm, xuyên suốt vòng đời phát triển độc lập với công nghệ cài đặt hệ thống 1.2.1 Khái quát uml 1.2.1.1 UML ngôn ngữ chuyên dụng UML đƣợc đƣa vào sử dụng từ năm 1997 nhanh chóng đƣợc cơng nghiệp phần mềm chấp nhận ngôn ngữ đồ họa chuẩn để đặc tả, xây dựng làm tài liệu cho hệ thống phần mềm chun sâu UML ngơn ngữ mơ hình hóa, ngơn ngữ chuẩn thống để viết kế hoạch chi tiết phần mềm Nó mơ tả ký pháp thơng nhất, ngữ nghĩa định nghĩa mơ hình hóa Các khung nhìn ngơn ngữ cho phép nhìn nhận hệ thống phát triển mức độ khác nhau, dễ sử dụng, dễ hiểu UML có ký pháp tập qui tắc sử dụng để mơ hình hóa hệ thống [1] 1.2.1.2 UML ngơn ngữ UML có từ vựng quy tắc tổ hợp từ vựng nhằm mục đích giao tiếp Ngơn ngữ mơ hình ngơn ngữ có từ vựng quy tắc tập trung thể mặt vật lý khái niệm hệ thống Vì UML ngôn ngữ chuẩn công nghiệp để lập kế hoạch chi tiết phần mềm 1.2.1.3 UML ngôn ngữ để biểu diễn đồ họa Với nhiều lập trình viên, khơng có khoảng cách ý tƣởng cài đặt mã trình chuyển thành mã, họ suy nghĩ mã trình viết mã trình cho Tuy nhiên, việc giao tiếp mơ hình khái niệm với khác vịng đời phát triển phần mềm gặp khó khăn ngƣời không sử dụng chung ngôn ngữ cho dự án Đặc biệt có dự án tổ chức phát triển phần mềm đƣa ngôn ngữ riêng họ ngƣời tham gia dự án gặp nhiều khó khăn Hơn vấn đề hệ thống phần mềm đƣợc hiểu rõ thơng qua mơ hình, ngƣời viết mã khơng viết thành mơ hình thơng tin viết lại cách đầy đủ xem mã lệnh ngƣời viết mã lệnh chuyển nơi khác 10 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Văn Vỵ, Phân tích thiết kế hệ thống thông tin đại, NXB Thống kê, 2002 [2] Đoàn Văn Ban, Phân tích thiết kế lập trình h-ớng đối t-ợng, NXB Thống kê,1997 [3] Đoàn Văn Ban, Phân tích thiết kế h-ớng đối t-ợng UML 2003 [4] Đặng Văn Đức, Phân tích thiết kế h-ớng đối t-ợng UML, NXB Giáo dục [5] Lê Văn Phùng, Phân tích thiết kế hệ thống thông tin kiến, NXB Lao ®éng vµ x· héi [6] Bé Quy chÕ cđa tr-êng Đại học Công đoàn ban hành kèm theo định số 782/QĐĐHCĐ ngày 30 tháng 12 năm 1998 Hiệu tr-ởng Tr-ờng Đại học Công đoàn [7] Quy chế việc tổ chức, đào tạo, kiểm tra, thi công nhận tốt nghiệp đại học hệ quy ban hành kèm theo định số 670/QĐ-ĐHCĐ ngày 15/ 10/1999 Hiệu tr-ởng Tr-ờng Đại học Công đoàn [8] Jacobson, Ivar, Grady Booch, and Jame Rumbaugh, The Unified Software Development Process Addison Wesley Longman, 463 pp 1999 [9] Grady Booch and Jame Rumbaugh and Ivar Jacobson, The Unified Modeling Languge UserGuide, Addison Wesley, 482 pp 1999 [10] Textbook for software Design & Development Engineers – Object – Oriented development Second edition Revised and updated by Japan information processing development corporation Japan information – Technology Engineers examination center 2001 [11] X©y dùng quy trình phân tích thiết kế h-ớng đối t-ợng hệ thống thông tin ngôn ngữ UML thông qua số mẫu thiết kế, ĐHQG Hà Nội Chủ trì: PGS.TS Nguyễn Văn Vỵ, 2002 [12] Craig Larman, Applying UML and Patterns, An introduction to Object-Oriented analysis and design, 2004 [13] Oestereich B Developing software with UML, Addison Wesley, 2000 [14] Cood P and yourdon E Object – oriented analysis, second edition, yourdon press, 233 pp 1990 [15] Cood P and yourdon E Object – oriented Design, second edition, yourdon press, 197 pp 1991 11 Ch-¬ng Xây dựng hệ thống quản lý hồ sơ kết học tập phƣơng pháp tiếp cận hƣớng đối tƣợng Error! Bookmark not defined 3.1 Mô tả nghiệp vụ Error! Bookmark not defined 3.2 Phân tích ca sử dụng Error! Bookmark not defined ch-¬ng phân tích cài đặt chƣơng trình quản lý hồ sơ kết học tập Error! Bookmark not defined 4.1 Kiến trúc hệ thống quản lý hồ sơ điểm Error! Bookmark not defined 4.2 Kiến trúc hệ thống Error! Bookmark not defined 4.3 Phân tích cài đặt hệ thống quản lý hồ sơ điểm Error! Bookmark not defined KÕt luËn Error! Bookmark not defined Tài liệu tham khảo 11 12