(Luận văn thạc sĩ) ứng dụng phân tích thiết kế hướng đối tượng sử dụng UML vào hệ thống thanh toán điện tử

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ Nguyễn T h ị Hường ỨNG DỤNG PHÂN TÍCH THIÊT KẾ HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG s DỤNG UML VÀO HỆ THỐNG THANH TOÁN ĐIỆN TỬ C h u y ên n g àn h : C ô n g n g h ệ th ô n g tin M ã số: 1 i LUẬN VĂN TH Ạ C s ĩ N G U Ờ I H U Ố N G D Ẫ N K H O A H Ọ C : P G S.T S N g u y ễn V ãn V ỵ Hà Nội - 2004 M ỤC LỤ C Mở đầu Chương ỉ : Phân tích thiết kế hướng đối tượng sử dụng U M L 1.1 Tiến trình phát triển hệ thống phần mềm hướng đối tượng 1.1.1 Các bước trình phát triển phần mềm [ 1] .5 1.1.2 Đặc trưng tiến trình phát triển phần mềm hướns đối tưcmg với U M L[ 1] 1.2 Phân tích thiết kế hướng đối tượng sử dụng U M L 1.2.1 Tổng quát Ư M L [2 ] 1.2.2 Khả nang Ư M L [1 1.2.3 Khung nhìn hệ thống [1 ] 1.2.4 Mị hình khái niệm U M L [1 ] 11 1.2.5 Các biểu đồ U M L [2 ] 14 Chương 2: Phán tích thiết kế hệ thống tốn điện tử 24 i Mơ hình nghiệp vụ 24 2.1.1 Các chức nghiệp v ụ 25 2.1.2 Từ điển nghiệp v ụ 30 2.2 Đặc tả hệ thống 32 2.2.1 Các tác nhân (A cto r) hệ thống .32 • 2.2.2 Các ca sử dụng hệ thống 34 2.2.3 Mơ hình ca sử dụng tồng th e : 50 2.3 Phân tích hệ thống 53 2.3.1 Phàn tích ca sử dụng 53 Chương 3: Thiết kế hệ thống toán điện tử 72 3.1 Thiết kế ca sử dụng 72 Chương 4: giới thiộu hệ thống toán điện tử 94 Kết luận 102 T ài liệu tham khảo 1033 Luận văn tối nghiệp M Ở ĐẨU Hệ thống thông tin tổ họp phần cứng phần mém có quan hệ qua lại với nhau, hoạt động hướng tới mục tiêu chung, thông qua việc nhận liệu đầu vào (input) sinh kết đầu ra(output), nhờ vào q trình xử ỉý, biến đổi có tổ chức Ngàv với phát triển mạnh mẽ phần cứng nên vấn đề tốc độ xử lý liệu khơng cịn vấn đề Vấn đề cịn lại việc tổ chức liệu, xác định mối quan bệ để giảm tải trình phức tạp hệ thống Việc xây dựng phần mềm ià thực dãy tương tác chia nhỏ hợp Chia nhỏ để hiểu vấn đề, hợp để xây dựng hệ thống Cách tiếp cận truyền thống tiếp cận hướng chức năng, tức q trình chia nhỏ tn thủ tiêu chí chức Các chức hệ thống nhận diện sau dó chúng tách thành chức Tiến trình thực lập lại thành phần đơn giản đến mức chúng biểu diễn trực tiếp hàm hay thủ tục ngơn ngữ lập trình Ưu điểm phương pháp phản ánh chức hệ thống Nhược điểm, phù hợp với hệ thống nhỏ, đơn giản xác định chức cách đầy đủ, khơng thay đổi theo thời gian Trên thực tế hệ thống thơng tin ln có thay đổi (nâng cấp, sửa chữa) cấu trúc liệu hành vi hệ thống theo yêu cầu người sử dụng Do vậy, việc khảo sát, phàn tích, thiết ke hệ thống công việc phức tạp quan trọng trinh xây dựng hệ thống phần mềm Phải phân tích kỹ tốn, lựa chọn phươne pháp phát triển hệ thống thích hợp hệ thống có tính mở, dễ thích nghi, chất lượng cao, giúp cho cơng việc bảo trì hệ thống đỡ tốn Trong tất giải pháp phát triển phần mềm nay, giải pháp hướng đối tượng xem giải pháp tốt cho hệ thống phần mềm có qui mơ lớn, độ phức tạp cao, có nhiều ưu điểm so với phương pháp hướng chức truyền thống Có thổ giải pháp hướng đối tuợng dược tiếp tục cải tiến thời gian tới với phát triển mơ hình phần mềm Nhưng giải pháp tốt quan tàm đặc biệt nhiều cổng ty khai thác, triển khai Cùng với phương pháp luận, phương pháp phát triển phần mềm hướng đối Lnộ/Ì văn tốt nghiệp tượng, công cụ ƯML (Unified Modelling Language) phần mềm xâv dựng ( Rational Rose, ) cung cấp phương tiện mạnh cho phép triển khai phương pháp môi trường công nghiệp U M L ngơn ngữ mơ hình hố dùng để đặc tả, mị hình hố, xây dựng làm tài liệu cho hệ thống phần mềm [1] hướng đối tượng Ngỏn ngữ thể trực quan định hiểu biết hệ thống cần xây dựng Nó cơng cụ mạnh đầy đủ dược dùng để phân tích, thiết kế, cài đặt, bảo trì kiểm sốt thơng tin hệ thống phần mềm lớn phức tạp ƯM L chuẩn công nghiệp giới ngôn ngữ đặc tả cho ngành công nghệ phần mềm hãng sản xuất phần mềm tiếng giới sử dụng như: Microsoft, Oracle, Vì vạy việc nghiên cứu phương pháp phân tích, thiết kế hướng đối tượng sử dụng UML để phát triển phần mềm xu hướng kỹ nghệ phần mềm M ụ c đ íc h n g h iê n c ứ u > Nghiên cứu qui trình, tổng qt phân tích thiết kế phần mềm hướng đối tượng > Áp dụng qui trình phân tích thiết kế phần mềm hướng đối tượng sử dụng UML vào hệ thống quản lý thực tế N ộ i dung đ ề tài > Nghiên cứu qui trình phân tích thiết kế phần mềm hướng đối tượng > Tim hiểu hệ thông ký pháp U M L, khai thác cơng cụ ƯM L > Trình bày qui trình phân tích thiết kế phần mém hướng đối tượng sử dụng UML vào hệ thống toán điện tử P h n g p h p n g h iê n c ứ u > Phưưng pháp nghiên cứu chủ yếu phương pháp luận, nghiên cứu thử nghiệm hệ thống toán qua mạng Giới hạn nghiên cứu > Vì thời gian có hạn nên đề tài nghiên cứu em nghiỏn cứu qui trình phân tích thiết kế phần mềm hướng đối tượng xây dựng hệ thơng tốn điện tử dạng thử nghiệm l.uạn văn tót nghiệp Ý nẹhia thực tiễn > Với kết nghiên cứu đề tài, cm mong muốn hiểu thèm cồng nghệ phân tích thiết kế hướng đối tượng bước đầu ứng dụng vào thực tiễn với công cụ hỗ trợ phân tích thiết kế Và tốn chọn hệ thống tiền đề cho riẾĩhiên cứu, nâng cấp đại hoá ngân hàng Cấu trúc luận văn Mà dầu Chương ì : Phân tích thiết kế hướng đối tượng sử dụng VML Chương 2: Phân tích hệ thống tốn điện tử Chương 3: Thiết kế hệ thống (hanh toán điện tử Chương 4: Giới thiệu hệ thống toán điện tử Kết luận định hướnẹ nghiên cứu Việc nghièn cứu đề tài giúp em hiểu sâu bước để phân tích, thiết kế ứng dụng phưưng pháp mơ hình hố hệ thống phần mềm hướng đối tượng cơng cụ UML Vì vấn đề xét Jà rộng lớn phức tạp, kết luận văn đừng lại bước phân tích tổng thể toán thiết kế chi tiết cho phần quan trọng toán Tuy vậy, vấn đề ỉý thuyết, phương pháp luận còng cụ phát triển phần mềm hướng đối tượng sử đụng, vận dụng toàn diện Đày kết bước đáu nghiên cứu khoa học, chắn nhiều hạn chế, mong ý kiến đóng góp quý báu thầy cô bạn Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến PGS TS Nguyên Vãn Vỵ, người giúp đỡ em nhiều để em hồn thành luận văn Hà nội, tháng nãm 2004 Nguyễn Thị Hường ỉ Mận văn tổi nghiệp Chương /: PHÂN TÍC H TH IẾT KẾ HƯỚNG ĐÔI TƯỢNG s DỤNG UML 1.1 TIẾN TRÌN H PH ÁT TR ỈEN hệ THốNG ph ầ n m ềm HUỚNG Đ ố i TUỢNG 1.1.1 Các bước trình phát triển phần mềm [1] Q trình để xây dựng hệ thống thơng tin gọi vòng đời phát triển hệ thống Một trình phát triển phần mềm tập hợp hoạt động cần thiết để chuyển từ ycu cầu người dùng thành hộ thống phần mềm đáp ứng ycu cầu đặt Vòng đời phát triển phần mềm thường gồm giai đoạn: xác định yêu cầu hệ thống, phân lích, thiết kế, triển khai, vận hành bảo trì hệ thống Tiến trình phát triển phổn mềm hướng đối tượng dựa công nghệ dối tượng, cụ thể dựa phần mềm kết nối với qua giao diện xác định Vòng đời phát triển phần mềm chia thành bốn pha: sơ bộ» soạn thảo, xây dựng, chuyển giao Trong pha lại chia thành nhiều bước ỉặp nhỏ, bước lặp gồm số cóng việc thực trọn vẹn chế phẩm phần mềm vận hành Tuy nhiên, bước lặp pha khác với bước lặp pha khác nội dung khối lượng loại công việc thực 1.1.2 Đặc trưng tiến trình phát triển phần mềm hướng đối tượng vói UML[1] Tiến trình hợp tiến trình phát triển phần mểm, sử dụng ngơn ngữ mơ hình hố thống để viết thiết kế hệ thống Trên thực tế, tiến trình hợp UML có quan hệ chặt chẽ với Tiến trình hợp gồm ba nội dung chính: - Tiến trình điều khiển ca sử đụng (Use Case) Luận văn lốt nghiệp - Tiến trình phát triển lấy kiến trúc làm trang tâm - Tiến trình lặp tăng dần 1.1.2.1 Tiến trình điều khiển ca sử dụng Một ca sử dụng phần chức hệ thống cung cấp cho người dùng để đem lại kết sử dụng Các ca sử dụng dùng để nắm bắt yêu cầu chức Tập hợp tất ca sử đụng lập thành mơ hình ca sử dụng mô tả chức nãng đầy đủ hộ thống Ca sử dụng không công cụ để đặc tả yêu cầu hệ thống mà cịn điều khiển q trình phàn tích, thiết kế, cài đặt kiểm thử vói nghĩa sau: Ca sử dụng phản ánh yêu cẩu hệ thống mà cẩn phải thực để đem lại dịch vụ cho người sử dụng kết giá trị gia tăng mà họ nhận Dựa mô hình ca sử dụng, người phát triển tạo loạt mơ hình phân tích, thiết kế cài đặt nhằm vào việc thực ca sử dụng mức khác (trừ mức ỉogíc mức vật lý) xem xét để cho mô hình phù hợp với việc thực mơ hình ca sử dụng xây dựng Những người kiểm tra kiểm tra cài đặt để đảm bảo (hành phần mơ hình cài đặt thực ca sử dụng 1.1.2.2 Tiến trình phát triển lấy kiến trúc làm (rung tâm Vai trò kiến trúc hệ thống phần mềm giống khung dựa phần mềm xây dựng phát triển đến hoàn thiện Khái niệm kiến trúc phần mểm chứa đựng khía cạnh tĩnh động có ý nghĩa hệ thống Nó phát triển đựa theo yêu cầu tổ chức, cảm nhận người dùng tài liệu có liên qua Mặt khác chịu ảnh hưởng nhiều nhân tố khác, chẳng hạn phần hệ thống, khối xây dựng dùng lại có sẵn, cân nhắc vé điều kiện triển khai, hệ thống có sẵn mói trường tương tác với nó, yêu cầu phi chức nàng I ì 2.3 Tiến trình lặp vờ tăng dần Như đặt vấn đề phát triển hệ thống phần mềm ta cần chia nhỏ vấn đề Mỗi vấn đề bước lặp tạo nên tăng trưởng Điều đễ dàng thực phát triển phẩn mềm hướng đối tượng phần mềm cấu thành lừ Luận văn lốt nghiệp thành phần độc lập ghép nối với Để đạt hiều quả, bước lặp phải điều khiển, tức chúng phải lựa chọn tiến hành theo cách có kế hoạch Lựa chọn cần cài dặt bước lạp dựa hai yếu tố sau: - Bước lặp phải liên quan tới nhóm ca sử dụng để mở rộng tính khả dụng hệ thống phát triển - Bước lặp phải giải rủi ro quan trọng Mỗi bước lặp tiếp xây dựng sở xuất phẩm từ trạng thái mà vừa kết thúc bước lặp trước Bởi dự án con, nên lừ ca sử dụng dùng, tiếp tục mở rộng việc thực cơng việc phân tích, thiết kế, cài đặt kiểm thử chức lại nắm bắt ca sử dụng để đưa chúng dạng mã nguồn thực thi Tuy nhiên, vài bước ban đầu, người phát triển thay thiết kế sơ thiết kế chí tiết hon, phức lạp hơn, chưa tạo tăng trưởng xuất phẩm Nhưng bước sau, tăng trưởng xuất phẩm nói chung tất nhiên cần thiết Trong bước lặp, người thiết kế xác định ca sử dụng có liên quan, tạo lập thiết kế dựa kiến trúc chọn, triển khai thiết kế dạng thành phần, kiểm tra mức độ tương ứng thành phần ca sử dụng Nếu bước lặp thoả mãn mục đích chuyển sang bước lặp Nếu không, người thiết kế phải xem lại thử cách tiếp cận Như vậy, kiến trúc khơng cung cấp cấu trúc mà theo dẫn công việc trone bước lặp, ca sử dụng xác định mục tiêu định hướng cơng việc cho vịng lặp Chính q trình íặp làm dễ dàng cho hoạt động quản lý giảm phức tạp trình phát triển, nhờ mà giảm bớt rủi ro Như trình bày trên, trình bước lặp bao gồm xác định yêu cầu hệ thống, phàn tích, thiết kế, triển khai kiểm thử Và trình thực bước lặp ỉà nội dung tiến trình phát triển phần mềm hướng đối tượng Luận vân loi nghiệp 1.2 PHÂN T ÍC H T H IẾ T K Ế HƯỚNG Đ ố i TƯỢNG SỬDỤN G UM L 1.2.1 Tổng quát UML [2] UM L (viết tắt Unified Modeling Language) ngơn ngữ mơ hình hố, mơ tả ký pháp thống nhất, ngữ nghĩa định nghĩa trực quan tất thành phần mơ hình U M L sử dụng để hiển thị, đặc tả, tổ chức, xáy dựng làm tài liệu trình phát triển hệ thống phẳn mềm hướng đối tượng ỉ ỉ ƯML ỉà ngôn ngữ Một ngôn ngữ cung cấp bảng từ vựng nguyên tắc để tổ hợp từ bảng từ vựng với mục đích giao tiếp Một ngơn ngữ mơ hình hố ngơn ngữ mà từ vụng nguyên tắc tập trung vào biểu diễn khái niệm biếu diễn vật lý hộ thống Một ngơn ngữ mơ hình hố U M L ngôn ngữ chuẩn để làm thiết kế phân mềm 1.2.Ị UML ngân ngữ làm cho trực quan Bảng ký hiôu đồ hoạ biểu diễn sơ đổ giải thích văn kèm U M L cho ta nhìn thấy tất điều suy nghĩ hình dung hộ thống cần xây dựng từ khía cạnh khác 1.2.1.3 UML ngơn ngữ đặc tả Đặc tả có nghĩa ỉà xây dựng nên mơ hình cách xác, khống nhập nhàng đẩy đủ Trên thực tế, UM L hướng đến đặc tả tất phân tích, thiết kế định triển khai quan trọng mà cần phải làm phát triển triển khai hộ thống phần mềm chuyên sâu ì 2.1.4 UML ngơn ngữ câĩí trúc UM L khóng phải ngơn ngữ lập trình Irực quan, mổ hình trực tiếp kết nối với phiên ngôn ngữ ỉập trình Điều có nghĩa là, ánh xạ từ mơ hình ƯM L vào ngơn ngữ lập trình C++ VisualBasic bảng sở dũ liệu quan hệ kho chứa sở liệu hướng đối tượng Luận văn tốt nghiệp Ị 2.1.5 UML ngớn ngữ làm tàỉ liệu UM L hướng tới làm tài liệu kiến trúc hệ thống chi tiết UM L cho khả biổu điền yêu cầu, thử nghiệm, mơ hình hố hoạt động lập kế hoạch quản lý sản phẩm - U M L cho biết giới hạn hệ thống chức thơng qua ca sử dụng tác nhân - Trong U M L ca sử dụng mơ tả biểu đổ lơgíc - Biểu diễn cấu trúc tĩnh hệ thống nhò' biểu đổ lớp - Mơ hình hố hành vi đối tượng biếu đổ chuyển trạng thái - Phản ánh kiến trúc cài đặt vật lý bằns biểu đổ thành phần biểu đồ triển khai - Mở rộng chức nãng bans nguyên tấc “rập khuôn” (stereotypes) 1.2.2 Khả UML [1] Mục tiêu U M L để mô tả loại hệ thống bàng biểu đồ hướng đối tượng như: Các hệ thống thòng tin, hệ thống kỹ thuật, hệ thống nhúng thờigian thực, hệ thống phàn tán, phần mềm hệ thống, hệ thống thương mại, dịch vụ phàn tán web UM L không hạn chế việc mơ hình hố phần mềm Thực tế biểu diễn tốt mồ hình hố hệ thống khơng phải phần mềm luồng công việc hệ thống pháp luật, cấu trúc hành vi hệ thống sức khoẻ bệnh nhân, thiết kế phần cứng Đối với việc phát triển phần mềm hướng đối tượng, ƯM L đặc biệt có khả nàng sau: - Cho phép mơ tả tồn sản phẩm phân tích thiết kế - Trợ giúp việc tự động hoá (rình thiết kế máy tính - Trợ giúp việc dịch xuôi dịch ngược thiết kế sang mã nguồn ngốn ngữ lập trình sở liệu 1.2.3 Khung nhìn hệ thống [1] Kiến trúc cách nhìn khía cạnh quan trọng hệ thống Những người liên Luận vân lốt nghiệp 89 saiaaosi&iL- ;Ffm OSPierichuverttien :FifflTTDienchưyeriliert :DKDienchưyenienI :Dienchuvenliẹr KRiọanliuonQ ỉayDSDié(1Cfiuyértliổfl layDanhsach tienthTDS_Dier>chuyentien =< 'r Chon Dien chuyen tien V3 xemO - > Lay Thong tin dien cíìuyen tien() ->1 Laython9 tm() > QìinbsuaTTDiencttuyentien > YkíemiraTT Ịj suaD»enchuntien »I Ii Sva Ihong tm{ ) I • ->n c Biểu đồ cộng tác 4' hienmiDS.Oienchuyentíen / \ ; FrmDS_Dịẹnchuỵạrttìen ị 1: Khoi teo ị 2: layOS_Dienchưyer>tien 5; Chon Oien chuyen tisn \G xạrni) '••••* 6:LaỵThongtjnđienchu>entien{) - , 3: layDanhsacti 7: Lay ƠIong tỉn() 12: Sua ữiong bn() o u d j : DK Díenchurentien; lủrkiemtraTT —>11: suaDienctỊuyentiọn^ : Ketoarìũeri, KetoanlmoVrg^ 9: ChinbsưaTTDiencl¥tlen ; \ fhienthi ; FrmĩT_pịenchuyỡrỊtien 3.3.1.13 Xoá điện a Biểu đồ lớp thiết kế tham gia thực thi ca sử dụng: Luận văn tốt Híịhiệp Ịỉ" '' u i u n y U II\ ; ^ _^Ọlẹnchuyentìer> 90 «iclor» i Kstoanvier, Ketoantruong {fromUse Case View) ' «boundary» ' FrmDS_Oienchuienien : '’ (fromLopG ! II "X oa D ien c h u y e n t i e n ( ) > I ỉ X o a () > j I Capnhatthongtin{)I > - c Biểu đồ cộng tác 4:hienthiDS_Dienchuyenten 30tienVSxem '■ '■j 62::XlaoyaO Si_éD icehnuCyheuiíbeline()ft 5:oChọnDienl:K cfh tu0yei>!n ( ) I D n " ■ • ■■ —^ FrimOS_DịenchuyenỊ Ị ị Kc-toanwen Keloanlrtjong " , |3v0S_0ienchuvent>sn _ 7.Xoa{) ỹ 3: Cap nhgf thong örtf) : Dienchuyentien 3.3.1.14 Kiểm tra điện chuyển tiền Luận I'ăn lố! nghiệp j: OK.Oienchuyentert 91 a Biểu đồ lớp thiết kế tham gia thực thi ca sử dụng: «boundary» Firn DS_Dienchuyenli8n (fromLopGiaođien) e) (IromLopeuVhiari) Ĩ ■■ «boundary» «entity» I Dienchuyentien FfmTT_Dienchuyen(ien (from UcpGöO den} b Biểu đồ Ọ / \ , • Ketoanvien : KetoantruonQ Khoi tao Ị FnmDS Dienchưventierầ I FrmTT Dieichuventien DK Dienchuventỉen Dienchuventien layDS Dienchuyenlien( ) laydanhsachf ) > hiénihiOS*Diendi ;< ChonDienchuyentier>{) LayThongtindienchuyentien( ) > I Lay thong tin( ) ,, - I hienthĩTT MemtfaTT i chapnUanTT < c Biểu dồ cộng tác LauỊ h văn tot iHị/iiệp chuyenchoketoantrxjong >: ! * Capnbatrnongtin( )I — - >r ;I I 92 4: hrenthiOS Diendi / > _Ị_ .•_ I I 2:iạyDS_Dienchuntien() 37::Llasyydíhaonnhgsatcin ft()() 11;Capđhatthong¿no ;OK_DiẹrtCf)y>entiẹnỊ Dienchư^ntien 9: kiemtraTT :c hapntynTyT' :Ketoanvien "x 84ñenthiTT :Frm TTPienehuventeo FrmDS_Dienchuyentier> 1:ieKnhocihlaayoenjlHSi() 5;ChonD 6: LayTbortg tin đien chuyên lien{) /■ f‘ / 3.3.1.15 Ký duyệt điện chuyển tiền(chuyển tiếp) a Biểu đồ lớp thiết kế tham gia thực thi ca sử dụng: «boundary» FrmDS_Dienứi uyentìen (í «Actor» Ketosnừuortg rtl ỉ rcm Lop G&>Í IW ) «bounđary>> FrmTT DienđiuyentÌBn - (frorp Lo*>Q» y «boundary» FrmKyluyeldien {ỉromLopG»aadien) b Biểu đổ [Mận vờn lốt ttỊịhìệp «conlrol» DK_Dienchuy6níen «enbty>> Diencftuyentien i {fro«wLopthuCIhe) «Actor>> HTlBS (fÍW T1Us0Cí»* V*wẠ 93 : »u Frm Q S0»«ncm /vy»t«n Fim J7P-gre^yy.g"1ô?* ,Prm Ky tfy