MÔ HÌNH HÓA HỆ THỐNG VÀ NGÔN NGỮ UML .TS. Vũ Chí Cường

03/05/2018 Chương MƠ HÌNH HĨA HỆ THỐNG VÀ NGƠN NGỮ UML TS Vũ Chí Cường - 2018 Nội dung Mơ hình hóa hệ thống • Khái niệm • Mục đích • Mơ hình hóa hệ thống phần mềm Ngơn ngữ UML • Lịch sử phát triển • Các phần tử UML Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại 03/05/2018 Mơ hình hóa hệ thống Khái niệm • Mơ hình dạng trừu tượng hóa hệ thống thực • Mơ hình hình ảnh (một biểu diễn) hệ thống thực, diễn tả: Ở mức độ trừu tượng hóa Theo quan điểm (hay góc nhìn) Bởi hình thức diễn tả hiểu (văn bản, phương trình, bảng, đồ thị,…) • Mơ hình hóa việc dùng mơ hình để nhận thức diễn tả hệ thống • Q trình phân tích thiết kế hệ thống q trình mơ hình hóa hệ thống Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại Mơ hình hóa hệ thống Mục đích • Giúp hiểu thực trừu tượng hóa, tổng quát hóa khái niệm sở nhằm giảm thiểu độ phức tạp hệ thống • Giúp quan sát hệ thống vốn có phải có • Giúp đặc tả cấu trúc hành vi hệ thống • Giúp tạo khn mẫu hướng dẫn cách xây dựng, thử nghiệm, mô phỏng, thực hiện, hồn thiện theo mơ hình • Là sở để trao đổi Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại 03/05/2018 Mơ hình hóa hệ thống Mơ hình hóa hệ thống phần mềm • Mơ hình hóa hướng chức (từ 1970, với Youndon, Constantine, DeMacro, ) lấy chức làm đơn vị phân rã hệ thống • Mơ hình hóa hướng đối tượng (từ 1990, với Booch, Rumbaugh, Jacobson, Yourdon, ) lấy đối tượng làm đơn vị phân rã hệ thống Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại Ngôn ngữ UML Lịch sử phát triển Các khái niệm UML • Các góc nhìn • Các biểu đồ Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại 03/05/2018 Lịch sử phát triển Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại Lịch sử phát triển Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại 03/05/2018 Các khái niệm UML Các đối tượng Các góc nhìn Các biểu đồ Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại Các đối tượng Đối tượng khái niệm, trừu tượng hóa hay vật có nghĩa tốn khảo sát Đặc trưng mơ hình đối tượng • • • • • Sự trừu tượng Sự đóng gói Tính modun Tính phân cấp (kế thừa) Tính đồng thời Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại 03/05/2018 Các đối tượng Đối tượng khái niệm, trừu tượng hóa hay vật có nghĩa tốn khảo sát Đặc trưng mơ hình đối tượng • • • • • Sự trừu tượng Sự đóng gói Tính modun Tính phân cấp (kế thừa) Tính đồng thời Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại Các đối tượng Đối tượng khái niệm, trừu tượng hóa hay vật có nghĩa tốn khảo sát Đặc trưng mơ hình đối tượng • • • • • Sự trừu tượng Sự đóng gói Tính modun Tính phân cấp (kế thừa) Tính đồng thời Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại 03/05/2018 Các đối tượng Đối tượng khái niệm, trừu tượng hóa hay vật có nghĩa tốn khảo sát Đặc trưng mơ hình đối tượng • • • • • Sự trừu tượng Sự đóng gói Tính modun Tính phân cấp (kế thừa) Tính đồng thời Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại Các đối tượng Đối tượng khái niệm, trừu tượng hóa hay vật có nghĩa tốn khảo sát Đặc trưng mơ hình đối tượng • • • • • Sự trừu tượng Sự đóng gói Tính modun Tính phân cấp (kế thừa) Tính đồng thời Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại 03/05/2018 Các đối tượng Đối tượng khái niệm, trừu tượng hóa hay vật có nghĩa tốn khảo sát Đặc trưng mơ hình đối tượng • • • • • Sự trừu tượng Sự đóng gói Tính modun Tính phân cấp (kế thừa) Tính đồng thời Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại Các đối tượng Đối tượng khái niệm, trừu tượng hóa hay vật có nghĩa tốn khảo sát Đặc trưng mơ hình đối tượng • • • • • Sự trừu tượng Sự đóng gói Tính modun Tính phân cấp (kế thừa) Tính đồng thời Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại 03/05/2018 Các đối tượng Đối tượng khái niệm, trừu tượng hóa hay vật có nghĩa tốn khảo sát Đặc trưng mơ hình đối tượng • • • • • Sự trừu tượng Sự đóng gói Tính modun Tính phân cấp (kế thừa) Tính đồng thời Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại Các góc nhìn Là diễn tả hệ thống Các góc nhìn UML • • • • • Góc Góc Góc Góc Góc nhìn nhìn nhìn nhìn nhìn ca sử dụng thiết kế/logic tiến trình (quá trình)/tương tranh cài đặt (thực thi)/thành phần triển khai/bố trí Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại 03/05/2018 Các góc nhìn Là diễn tả hệ thống Các góc nhìn UML • Góc nhìn ca sử dụng Là góc nhìn tử ngồi vào hệ thống Là cách nhìn người dùng cuối, người phân tích, người kiểm định Không phản ánh tổ chức bên phần mềm mà làm rõ chức lớn mà hệ thống phải đáp ứng cho người dùng Biểu đồ ca sử dụng, biểu đồ tương tác, biểu đồ trạng thái, biểu đồ hoạt động • • • • Góc Góc Góc Góc nhìn nhìn nhìn nhìn thiết kế/logic tiến trình (quá trình)/tương tranh cài đặt (thực thi)/thành phần triển khai/bố trí Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại Các góc nhìn Là diễn tả hệ thống Các góc nhìn UML • Góc nhìn ca sử dụng • Góc nhìn thiết kế/logic Là góc nhìn vào bên hệ thống Là cách nhìn người thiết kế hệ thống Biểu đồ lớp, biểu đồ đối tượng Biểu đồ tương tác, biểu đồ trạng thái, biểu đồ hoạt động • Góc nhìn tiến trình (q trình)/tương tranh • Góc nhìn cài đặt (thực thi)/thành phần • Góc nhìn triển khai/bố trí Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại 10 03/05/2018 Biểu đồ đối tượng Ý nghĩa • Thể đối tượng cụ thể thay cho lớp, cho thấy đối tượng tồn hoạt động Ký hiệu • Sử dụng ký hiệu biểu đồ lớp • Tên đối tượng gạch liên kết cụ thể vẽ Ví dụ Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại Ví dụ Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại 18 03/05/2018 Biểu đồ thành phần Ý nghĩa • Trình bày cấu trúc vật lý hệ thống dạng thành phần, với mối liên quan phụ thuộc chúng • Một thành phần thành phần mã nguồn, thành phần mã nhị phân, thành phần exe • Mỗi thành phần tương ứng với hay nhiều lớp, giao diện hay hợp tác biểu đổ lớp • Biểu đồ thành phần dùng để trình bày góc nhìn thực thi hệ thống Ký hiệu • • • • Thành phần (components) Giao tiếp Mối quan hệ phụ thuộc Gói Ví dụ Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại Vi dụ Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại 19 03/05/2018 Biểu đồ bố trí Ý nghĩa • Biểu đồ triển khai (deployment diagram) • Trình bày kiến trúc vật lý phần cứng phần mềm hệ thống Cho thấy máy tính thiết bị (các nút), vói kết nối chúng • Các thành phần thực (exe) phân bổ vào nút, cho thấy đơn vị phần mềm thực nút Ký hiệu • Các nodes: hình hộp ba chiều Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại Ví dụ Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại 20 03/05/2018 Biểu đồ gói Ý nghĩa • Biểu đồ gói hình thức gom nhóm phần tử (các lớp, ca sử dụng, thành phần v.v ) • Giữa gói có mối liên quan phụ thuộc Ký hiệu • Gói: hình chữ nhật có quai • Sự phụ thuộc: mũi tên mở nét đứt Đuôi mũi tên: phần tử có phụ thuộc Đầu mũi tên (mở): phần tử hỗ trợ Sự phụ thuộc gán nhãn: cặp dấu Ví dụ Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại Ví dụ Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại 21 03/05/2018 Ví dụ Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại Biểu đồ ca sử dụng Ý nghĩa Ký hiệu Mối quan hệ tác nhân Mối quan hệ tác nhân ca sử dụng Mối quan hệ ca sử dụng Ví dụ Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại 22 03/05/2018 Biểu đồ ca sử dụng Ý nghĩa • Trình bày số đối tác (tác nhân ngoài) liên hệ chúng với ca sử dụng mà hệ thống cung cấp • Ca sử dụng diễn tả chức mà hệ thống có khả cung cấp • Tác nhân người hay hệ thống thực khác cung cấp thơng tin hay tác động tới hệ thống • Các ca sử dụng phân rã theo nhiều mức với nhiều biểu đồ ca sử dụng Ký hiệu Mối quan hệ tác nhân Mối quan hệ tác nhân ca sử dụng Mối quan hệ ca sử dụng Ví dụ Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại Biểu đồ ca sử dụng Ý nghĩa Ký hiệu • Hệ thống • Tác nhân • Ca sử dụng Mối quan hệ tác nhân Mối quan hệ tác nhân ca sử dụng Mối quan hệ ca sử dụng Ví dụ Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại 23 03/05/2018 Biểu đồ ca sử dụng Ý nghĩa Ký hiệu • Hệ thống • Tác nhân • Ca sử dụng Mối quan hệ tác nhân Mối quan hệ tác nhân ca sử dụng Mối quan hệ ca sử dụng Ví dụ Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại Biểu đồ ca sử dụng Ý nghĩa Ký hiệu • Hệ thống • Tác nhân • Ca sử dụng Mối quan hệ tác nhân Mối quan hệ tác nhân ca sử dụng Mối quan hệ ca sử dụng Ví dụ Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại 24 03/05/2018 Biểu đồ ca sử dụng Ý nghĩa Ký hiệu Mối quan hệ tác nhân • Generalization: (Khái quát) Mối quan hệ tác nhân ca sử dụng Mối quan hệ ca sử dụng Ví dụ Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại Biểu đồ ca sử dụng Ý nghĩa Ký hiệu Mối quan hệ tác nhân Mối quan hệ tác nhân ca sử dụng • Association: (Liên kết) Mối quan hệ ca sử dụng Ví dụ Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại 25 03/05/2018 Biểu đồ ca sử dụng Ý nghĩa Ký hiệu Mối quan hệ tác nhân Mối quan hệ tác nhân ca sử dụng Mối quan hệ ca sử dụng • extend: (Mở rộng) • include: (Bao hàm) • Generalization: (Khái qt) Ví dụ Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại Biểu đồ ca sử dụng Ý nghĩa Ký hiệu Mối quan hệ tác nhân Mối quan hệ tác nhân ca sử dụng Mối quan hệ ca sử dụng • extend: (Mở rộng) • include: (Bao hàm) • Generalization: (Khái qt) Ví dụ Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại 26 03/05/2018 Biểu đồ ca sử dụng Ý nghĩa Ký hiệu Mối quan hệ tác nhân Mối quan hệ tác nhân ca sử dụng Mối quan hệ ca sử dụng • extend: (Mở rộng) • include: (Bao hàm) • Generalization: (Khái quát) Ví dụ Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại Biểu đồ trình tự Ý nghĩa • Trình bày số đối tượng với thông điệp chuyển giao chúng, đặc biệt làm rõ trình tự thơng điệp chuyển giao dọc theo trục thời gian (trục thẳng đứng) • Dùng để diễn tả hợp tác (hay tương tác) nhóm đối tượng Ký hiệu • • • • Đối tượng (object) Các thông điệp (message) Đường lifeline Chú thích Ví dụ Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại 27 03/05/2018 Ví dụ Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại Biểu đồ giao tiếp Ý nghĩa • Trình bày hợp tác (tương tác) nhóm đối tượng (giống biểu đồ trình tự), nhấn mạnh tới bối cảnh hợp tác • Trình bày nhóm đối tượng với kết nối chúng (giống biểu đồ đối tượng), vẽ thêm thông điệp (mũi tên nhỏ) dọc theo kết nối • Các thơng điệp đánh số để phân biệt trước sau Ký hiệu • Các đối tượng (object) • Các liên kết (link) • Các thơng điệp (message) Ví dụ Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại 28 03/05/2018 Ví dụ Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại Biểu đồ máy trạng thái Ý nghĩa • Trình bày trạng thái đối tượng rõ kiện làm cho đối tượng thay đổi từ trạng thái sang trạng thái khác • Chỉ sử dụng cho lớp mà đối tượng có khả ứng xử trước kiện xảy đến tuỳ thuộc vào trạng thái Ký hiệu • • • • • Trạng thái (state) Trạng thái khởi đầu (initial state) Trạng thái kết thúc (final state) Các chuyển tiếp (transition) Sự kiện (event) Ví dụ Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại 29 03/05/2018 Ví dụ Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại Biểu đồ hoạt động Ý nghĩa • Trình bày luồng dịch chuyển từ hành động sang hành động khác (dịch chuyển tuần tự, rẽ nhánh theo điều kiện hay rẽ nhánh song song) • Được dùng để đặc tả thao tác lớp • Dùng đế mô tả luồng hoạt động khác (ca sử dụng, tương tác) Ký hiệu • • • • • Hoạt động (activity) Trạng thái khởi đầu (intial) Trạng thái kết thúc (final intial) Thanh đồng hóa (synchronisation bar) Quyết định (decission) Ví dụ Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại 30 03/05/2018 Biểu đồ hoạt động Ý nghĩa • Trình bày luồng dịch chuyển từ hành động sang hành động khác (dịch chuyển tuần tự, rẽ nhánh theo điều kiện hay rẽ nhánh song song) • Được dùng để đặc tả thao tác lớp • Dùng đế mơ tả luồng hoạt động khác (ca sử dụng, tương tác) Ký hiệu • • • • • Hoạt động (activity) Trạng thái khởi đầu (intial) Trạng thái kết thúc (final intial) Thanh đồng hóa (synchronisation bar) Quyết định (decission) Ví dụ Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại Biểu đồ hoạt động Ý nghĩa • Trình bày luồng dịch chuyển từ hành động sang hành động khác (dịch chuyển tuần tự, rẽ nhánh theo điều kiện hay rẽ nhánh song song) • Được dùng để đặc tả thao tác lớp • Dùng đế mơ tả luồng hoạt động khác (ca sử dụng, tương tác) Ký hiệu • • • • • Hoạt động (activity) Trạng thái khởi đầu (intial) Trạng thái kết thúc (final intial) Thanh đồng hóa (synchronisation bar) Quyết định (decission) Ví dụ Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại 31 03/05/2018 Ví dụ Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại Quy trình xây dựng biểu đồ Các phương pháp phân tích thiết kế hệ thống đại 32