Phân tích thiết kế hướng mẫu và ứng dụng vào bài toán quản lý đề tài, dự án của sở khoa học và công nghệ Thái Ngu

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG Lê Thị Bắc PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HƯỚNG MẪU VÀ ỨNG DỤNG VÀO BÀI TOÁN QUẢN LÝ ĐỀ TÀI, DỰ ÁN CỦA SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THÁI NGUYÊN CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÁY TÍNH MÃ SỐ: 60 48 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Nguyễn Văn Vỵ Thái Nguyên – 2012 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan toàn nội dung luận văn, điều đƣợc trình bày cá nhân đƣợc tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu Tất tài liệu tham khảo có xuất xứ rõ ràng đƣợc trích dẫn hợp pháp Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm chịu hình thức kỷ luật theo quy định cho lời cam đoan Lê Thị Bắc Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tên đầy đủ RUP Rational Unified Process OOPSLA Ọbect-Oriented Programming, Systems, Languages, and Applications conference PloP Pattern Languages of Programs POSA Pattern-Oriented Software Architecture POAD Pattern Oriented Analysis and Design UML Unified Modeling Language GoF Gang og Four ĐTDA Đề tài dự án KHCN Khoa học Công nghệ CNTT Công nghệ thong tin UBND Ủy ban Nhân dân CSDL Cơ sở liệu QLKH Quản lý khoa học NCKH Nghiên cứu khoa học DM Danh mục NSD Ngƣời sử dụng DL Dữ liệu PK Primary Key FK Foreign Key DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ HÌNH VẼ Số Tên bảng hình Trang Hình 3.1 Sơ đồ tiến trình hoạt động quản lý đề tài, dự án 34 Hình 3.2 Mô hình triển khai hệ thống 40 Hình 4.1 Mô hình ca sử dụng mức tổng thể hệ thống quản 44 lý đề tài dự án Hình 4.2 Biểu đồ hệ thống đăng nhập 56 Hình 4.3 Biểu đồ hệ thống Quản trị ngƣời sử dụng 57 Hình 4.4 Biểu đồ chức QL DTDA triển khai 59 Hình 4.5 Biểu đồ trình tự thống kê, báo cáo 61 Hình 4.6 Mô hình khái niệm phân tích lĩnh vực 63 Hình 4.7 Biểu đồ cộng tác quản trị ngƣời sử dụng 64 Hình 4.8 Biểu đồ cộng tác quản trị danh mục 65 Hình 4.9 Biểu đồ cộng tác quản lý đề tài, dự án triển khai 66 Hình 4.10 Biểu đồ cộng tác thống kê báo cáo 67 Hình 4.11 Các lớp thiết kế hệ thống 69 Hình 4.12 Giao diện chƣơng trình quản lý đề tài dự án 75 Hình 4.13 Danh sách đề tài, dự án 76 Hình 4.14 Danh mục lĩnh vực công nghệ 76 Hình 4.15 Bảng danh mục cán tham gia đề tài 77 Hình 4.16 Chi tiết danh sách đề tài dự án triển khai 78 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ HÌNH VẼ MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẪU THIẾT KẾ 1.1 Lịch sử phát triển mẫu thiết thiết kế 1.2 Khái niệm mẫu thiết kế (Design pattern) 10 1.3 Hệ thống mẫu thiết kế phân loại 11 1.4 Phân loại mẫu 15 1.5 Lợi ích việc sử dụng mẫu thiết kế 17 1.6 Áp dụng mẫu thiết kế phát triển phần mềm 21 CHƢƠNG : QUY TRÌNH PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HƢỚNG MẪU 22 2.1 Các bƣớc tiến trình phân tích thiết kế hƣớng mẫu 22 2.2 Phân tích đặc tả yêu cầu hệ thống 26 2.3 Tiến trình sử dụng mẫu thiết kế 27 CHƢƠNG : BÀI TOÁN NGHIỆP VỤ VÀ GIẢI PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 29 3.1 Khảo sát thu thập liệu mô tả toán 29 3.2 Mô tả hoạt động nghiệp vụ hệ thống (mô hình nghiệp vụ) 29 3.3 Những vấn đề tồn hệ thống quản lý đề tài NCKH 38 3.4 Giải pháp tổng thể công nghệ thông tin cho toán đặt 38 3.5 Mô hình triển khai 40 CHƢƠNG PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ BÀI TOÁN ĐỊNH HƢỚNG MẪU 42 4.1 Phát triển mô hình nghiệp vụ 42 4.2 Mô hình ca sử dụng: 44 4.3 Phân tích hệ thống 56 4.4 Mô hình khái niệm phân tích lĩnh vực: 63 4.5 Thiết kế hệ thống : 64 4.6 Bảng liệu: 70 4.7 Cài đặt thử nghiệm số modul 75 LỜI NÓI ĐẦU Phát triển phần mềm theo định hƣớng đối tƣợng ngày phát triển mạnh mẽ chiếm ƣu đặc trƣng vƣợt trội Trong toàn tiến trình phát triển phần mềm, phân tích thiết kế khâu khó khăn, phức tạp đòi hỏi ngƣời thực có trình độ cao, có nhiều kinh nghiệm Chất lƣợng phần mềm đạt đƣợc phụ thuộc chủ yếu khâu này, tức phụ thuộc vào chất lƣợng thiết kế Tuân thủ theo quy trình RUP, sau trình phát triển ta nhận đƣợc thiết kế hƣớng đối tƣợng hệ thống Có số tiêu chí thiết kế tốt cho phép ngƣời ta xem xét hoàn thiện Nhƣng cách khác để hoàn thiện thiết kế thƣờng đƣợc áp dụng, xem xét thiết kế để cải tiến sở kiến thức mẫu thiết kế (design patterns) Các mẫu thiết kế giải pháp đƣợc nhà thiết kế có kinh nghiệm nghiên cứu hoàn thiện cho vấn đề thƣờng gặp thiết kế Một cách làm triệt để để sử dụng lại mẫu cho thiết kế phân tích thiết kế định hƣớng mẫu Đây ba hƣớng sử dụng lại phát triển phần mềm hƣớng đối tƣợng – sử dụng lại mẫu Với mong muốn áp dụng công nghệ cho phát triển phần mềm, chọn đề tài “Phân tích thiết kế hướng mẫu ứng dụng cho toán quản lý đề tài, dự án sở Khoa học Công nghệ Thái Nguyên “ làm đề tài luận văn Theo phƣơng pháp phân tích thiết kế định hƣớng mẫu, ngƣời ta sử dụng mẫu thiết kế sau đặc tả yêu cầu Nhƣ vậy, sau đặc tả yêu cầu toán theo phƣơng pháp hƣớng đối tƣợng, ta phải tìm kiếm mẫu tƣơng ứng cho đặc tả chi tiết Khó khăn lớn có nhiều mẫu khác nhau, chọn đƣợc mẫu thích hợp Hơn nữa, đặc trƣng mô tả mẫu tƣơng đối trừu tƣợng, có khác biệt đáng kể với đặc trƣng đặc tả yêu cầu Vì đòi hỏi ngƣời phát triển hệ thống có hiểu biết sâu xắc mẫu, nắm đƣợc yêu cầu vấn để đặt ra, để từ chọn mẫu giải đƣợc yêu cầu vấn đề Mặt khác, yêu cầu, có nhiều mẫu có khả đáp ứng đƣợc yêu cầu Đây lại cách lựa chọn đòi hỏi phải có kinh nghiệm từ thực tiễn triển khai ứng dụng Theo phƣơng pháp này, ta bỏ qua đƣợc bƣớc tuần tự, từ mức cao đến mức chi tiết giai đoạn phân tích thiết kế, thƣờng tốn nhiều thời gian công sức với nhiều mô hình phƣơng pháp khác Vì cách làm hiệu quả, vừa tiết kiệm thời gian, công sức cho phép nhận đƣợc thiết kế tốt Mặc dù hƣớng khó khăn, với mong muốn thử nghiệm công nghệ nâng cao kỹ phân tích thiết kế, chọn để giải toán đặt CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẪU THIẾT KẾ 1.1 Lịch sử phát triển mẫu thiết thiết kế Sự xuất mẫu xuất phát từ nhiều sáng kiến khác Kiến trúc sƣ Christopher Alexander, giáo sƣ kiến trúc trƣờng đại học California Berkeley, phát triển tảng cho Mẫu Từ «Mẫu» (Pattern) có liên quan hầu hết tới toàn công việc ông Ông nhóm nghiên cứu sử dụng 20 năm cho việc phát triển cách tiếp cận đến kiến trúc lớn cách dùng Mẫu Alexander mô tả 250 mẫu qua hệ quan điểm trừu tƣợng rộng, từ kiến trúc thị trấn đến thiết kế phòng Ông tìm khuôn mẫu mô tả yếu tố Pattern, Giải pháp-Vấn đề-Ngữ cảnh Ông viết sách Mẫu kiến trúc [4] Kent Beck and Ward Cunningham nhiệt tình việc áp dụng ý tƣởng Alexander vào việc phát triển phần mềm Họ viết Pattern giao diện ngƣời dùng Ấn phẩm trình bày việc dùng Pattern phát triển phần mềm luận án tiến sĩ năm 1991 Erich Gamma, đƣợc viết Đức, lúc tác phẩm chƣa phổ biến “Gần nửa Mẫu Pattern mô tả sau [3] chứng minh trước có luận văn tiến sĩ ông” [5] Bruce Anderson ngƣời đầu nghiên cứu Pattern Ông có hội thảo chủ đề Pattern OOPSLA (ỌbectOriented Programming, Systems, Languages, and Applications conference) vào khoảng năm 1990; Jim ? mô tả thành ngữ ngôn ngữ C++ sách ông có tựa đề “Advanced C++ Programming Styles and Idioms” Các thành ngữ dù cách hay cách khác liên quan đến ý tƣởng giải pháp cho vấn đề thƣờng xuyên xảy Một nhóm đƣợc gọi Hillside Group đƣợc thành lập để khám phá thêm ý tƣởng đẩy mạnh việc dùng Mẫu việc phát triển phần mềm Họ làm việc để đạo hỗ trợ cho thành viên cộng đồng Pattern Nhóm thành lập nên Ngôn ngữ mẫu cho chƣơng trình (Pattern Languages of Programs- PloP) lần vào năm 1994 hội nghị Tri thức chung mẫu đƣợc thể tốt sách gồm ngƣời tham gia viết, Design Patterns: Elements of Object-Oriented Software [3], họ phân loại mô tả rõ 23 mẫu thiết kế đƣợc dùng phổ biến lập trình hƣớng đối tƣợng Peter Coad làm việc với Mẫu hƣớng đối tƣợng từ sớm [6] Ông mô tả mẫu đơn giản phân tích thiết kế Ông làm việc Mẫu hỗ trợ phân tích miền ứng dụng dùng công nghệ hƣớng đối tƣợng để xây dựng ứng dụng [7] Douglas Schmidt ngƣời nghiên cứu mẫu; ông tác giả nhiều Mẫu hệ thống giao tiếp ứng dụng phân tán [8] Wolfgang Pree làm việc mẫu dành cho việc phát triển khung làm việc (framework) [9] Ông phân nhóm nguyên lý mang tính cấu trúc thành Siêu Mẫu (MetaPattern) đƣợc dùng để phát triển khung làm việc Pattern-Oriented Software: A Pattern System, đƣợc coi sách “Tốp 5” [5], trọng vào việc dùng Mẫu mức kiến trúc phát triển phần mềm Các tác giả phân loại Mẫu phần mềm nhƣ Mẫu kiến trúc, mẫu thiết kế Thành ngữ Phần lớn đóng góp họ đƣợc hƣớng tới Mẫu kiến trúc Cuốn sách họ với sách bốn tác giả Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson, John Vlissides tài liệu tốt cho ngƣời bắt đầu nghiên cứu mẫu Quyển tập sách Pattern- data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read ... Với mong muốn áp dụng công nghệ cho phát triển phần mềm, chọn đề tài Phân tích thiết kế hướng mẫu ứng dụng cho toán quản lý đề tài, dự án sở Khoa học Công nghệ Thái Nguyên “ làm đề tài luận văn... việc sử dụng mẫu thiết kế 17 1.6 Áp dụng mẫu thiết kế phát triển phần mềm 21 CHƢƠNG : QUY TRÌNH PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HƢỚNG MẪU 22 2.1 Các bƣớc tiến trình phân tích thiết kế hƣớng mẫu. .. QUAN VỀ MẪU THIẾT KẾ 1.1 Lịch sử phát triển mẫu thiết thiết kế 1.2 Khái niệm mẫu thiết kế (Design pattern) 10 1.3 Hệ thống mẫu thiết kế phân loại 11 1.4 Phân loại mẫu