043_Nghiên cứu công cụ trợ giúp tự động trong sử dụng lại mẫu thiết kế

-6- NGHIÊN CỨU CÔNG CỤ HỖ TRỢ TỰ ĐỘNG TRONG SỬ DỤNG LẠI MẪU THIẾT KẾ Họ tên: Đinh Minh Anh Lê Thị Thanh Thảo Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Văn Vỵ Cán bộ đồng hướng dẫn: Ths. Vũ Diệu Hương 1. Giới thiệu Hiện nay nhu cầu về phần mềm ngày càng tăng lên. Hoạt động sản xuất phần mềm ngày càng chuyên nghiệp hơn. Trong quá trình phát triển phần mềm, vấn đề làm thế nào để tăng tính sử dụng lạ i của các tài nguyên phần mềm đã và đang rất được quan tâm nghiên cứu, ứng dụng. Việc sử dụng lại các tài nguyên phần mềm đã và đang mang lại nhiều lợi ích đáng kể trong hoạt động phát triển phần mềm trong và ngoài nước. Tổ chức sử dụng lại các tài nguyên phần mềm một cách có hệ thống giúp tiết kiệm tài nguyên và thời gian, giảm chi phí và rủi ro, tăng lợi nhuậ n… Và nó hiện đang là một xu hướng công nghệ lớn, được đầu tư triển khai nghiên cứu và bước đầu ứng dụng trên thế giới và cả trong nước. Trong các loại tài nguyên phần mềm có thể sử dụng lại, mẫu thiết kế được đánh giá là có tính khái quát và trừu tượng cao [1]. Mẫu thiết kế là các mẫu hỗ trợ cho các hoạt động thiết kế phần mềm. Chúng đưa ra các vấn đề có thể xảy ra trong giai đoạn thiết kế và giải pháp cho những vấn đề đó. Do đó khả năng ứng dụng của nó là rất lớn. Như vậy, vấn đề đặt ra ở đây là làm thế nào để có thể tự động hóa quá trình ứng dụng mẫu thiết kế. 2. Cơ sở lý thuyết Đáp ứng nhu cầu trên, luận văn của chúng tôi lựa chọn là: “Nghiên c ứu công cụ hỗ trợ tự động trong sử dụng lại mẫu thiết kế”. Chúng tôi tập trung nghiên cứu về việc sử dụng mẫu thiết kế trong phát triển phần mềm. Cụ thể hơn là hướng tới kỹ thuật biểu diễn chặt chẽ và nhất quán cho tất cả các mẫu. Đề xuất của chúng tôi là thể hiện mẫu bằng các ontology. Ontology được s ử dụng để mô tả một miền thông tin bằng việc xác định các lớp, các thuộc tính và mối quan hệ giữa chúng. Chúng tôi sử dụng ngôn ngữ Web Ontology OWL để thể hiện ontology trong luận văn này. OWL [2] là ngôn ngữ mang tính mở cao, có thể dễ dàng bổ sung thông tin khi thể hiện mẫu, đồng thời ngôn ngữ này được sử dụng rộng rãi trên môi trường web ngữ nghĩa nên OWL ontology mang tính chia sẻ cao. Hướng tới việc tự động hoá sử dụng mẫu thiết kế trong phát triển phần mềm, vấn đề tìm kiếm mẫu phải được quan tâm. Cùng với sự phát triển của các ngôn ngữ ontology, các ngôn ngữ truy vấn cũng được phát triển để phục vụ cho hoạt động truy vấn ontology trên web ngữ nghĩa. Ngôn ngữ truy vấn chúng tôi lựa chọn sử dụng trong luận văn này là OWL-QL [3]. Đây là ngôn ngữ truy vấn mới nhất được nghiên cứu hiện nay. Ngôn ngữ này độc lập về cú pháp bề mặt nên có thể ứng dụng được trong nhiều khung cảnh khác nhau. Giải pháp chúng tôi đưa ra trong luận văn này là xây dựng một thư viện mẫu, nghiên cứu cách thức truy vấn sao cho có thể tăng khả năng tự động hóa quá trình tìm kiếm mẫu và tăng hiệu quả sử dụng mẫu. 3. Thực nghiệm triển khai Chúng tôi triển khai thử nghiệm một thư viện mẫu thiết kế. Phương pháp xây dựng thư viện mẫu của chúng tôi là sử dụng ngôn ngữ web ontology OWL (Web Ontology Language), và tham khảo cách biểu diễn mẫu thiết kế được đề xuất bởi GangOfFour. Thư viện mẫu này chính là một ontology về mẫu thiết kế. Trong quá trình thiết kế ontology, chúng tôi sử dụng công cụ Protége. Đây là một công cụ khá phổ biến và rất hữu ích trong các dự án về ontology. Công cụ truy vấn chúng tôi sử dụng trong luận văn này là một số công cụ truy vấn đang được phát triển phổ biến hiện nay như OWQL hay RacerPro để thực hiện truy vấn trên ontology bằng ngôn ngữ truy vấn OWL-QL. Kết quả đạt được của luận văn đó là: Hiểu về mẫu thiết kế, vấn đề sử dụng lại, đặc biệt là sử dụng lại mẫu thiết kế trong phát triển phần mềm. -7- Mô tả ngôn ngữ OWL và xây dựng thử nghiệm một ontology về mẫu thiết kế. Mô tả ngôn ngữ truy vấn ontology OWL-QL và đề xuất giải pháp truy vấn trên thư viện mẫu đã xây dựng. 4. Kết luận Trong khoá luận này, chúng tôi đã giới thiệu khái quát về mẫu thiết kế và vấn đề sử dụng mẫu thiết kế trong phát triển phần mềm. Để hỗ trợ cho hoạt động tự động hoá sử dụng mẫu, chúng tôi đề ra giải pháp thể hiện mẫu bằng ontology và thực hiện truy vấn mẫu bằng các ngôn ngữ truy vấn ontology. Chúng tôi giới thiệu một ngôn ngữ thể hiện ontology phổ biến hiện nay là ngôn ngữ web ontology OWL và xây dựng thử nghiệm một ontology mẫu thiết kế bằng ngôn ngữ này. Để thực hiện truy vấn, chúng tôi có giới thiệu một số ngôn ngữ truy vấn hiện nay và lựa chọn sử dụng ngôn ngữ OWL-QL dành cho những OWL ontology. Các công cụ hỗ trợ truy vấn hiện nay đang được xây dựng và phát triển. Chúng tôi sử dụng các công cụ này đề thử nghiệm triển khai truy vấn trên thư viện mẫu đã xây dựng. Nội dung chính của luận văn gồm 4 chương: Chương 1: Mẫu thiết kế và vấn đề sử dụng mẫu thiết kế trong phát triển phần mềm. Chương 2: Một số vấn đề cơ bản về ngôn ngữ OWL. Chương 3: Xây dựng thử nghiệm thư viện mẫu thiết kế sử dụng OWL. Chương 4: Ngôn ngữ truy vấn ontology và đặc tả truy vấn ontology bằng OWL-QL. Nghiên cứu công cụ hỗ trợ tự động tìm kiếm trên ontology. Chương 5: Sử dụng công cụ truy vấn để khai thác ontology mẫu thiết kế. Cuối cùng là kết luận và hướng phát triển tiếp theo của đề tài. 5. Tài liệu tham khảo: 1. Ths.Vũ Diệu Hương, PGS.Ts.Nguyễn Văn Vỵ, Trường Đại học Công nghệ - ĐHQGHN, huongvd@vnu.edu.vn, vynv@vnu.edu.vn; “Nghiên cứu cơ bản về mẫu thiết kế và vấn đề áp dụng mẫu trong phát triển phần mềm”. 2. “OWL Web Ontology Language Guide”, www.w3.org/TR/owl-guide 3. Richard Fikes - Stanford University, Patrick Hayes - University of West Florida, and Ian Horrocks - University of Manchester; “OWL- QL - A Language for Deductive Query Answering on the Semantic Web”. . cụ hỗ trợ tự động trong sử dụng lại mẫu thiết kế . Chúng tôi tập trung nghiên cứu về việc sử dụng mẫu thiết kế trong phát triển phần mềm. Cụ thể hơn là. thiệu khái quát về mẫu thiết kế và vấn đề sử dụng mẫu thiết kế trong phát triển phần mềm. Để hỗ trợ cho hoạt động tự động hoá sử dụng mẫu, chúng tôi đề