Phân tích thiết kế hệ thống hướng đối tượng bằng UML: mô hình hóa use case

Phân tích thit k h thng hng đi tng bng UML 74 Chng 6 MÔ HÌNH HOÁ USE CASE Mc tiêu Sau khi hc xong sinh viên có th: - Hiu ý ngha ca vic s dng s đ use case trong biu din yêu cu h thng - Xác đnh đc các tác nhân và mi quan h gia các tác nhân ca mt h thng phn mm - Xác đnh đc các use case biu din chc nng phn mm h thng và mi quan h gia tác nhân cà use case nhm xây dng s đ use case mô t yêu c u phn mm h thng - Tinh ch s đ use case nhm làm gia tng tính din đt, tính tái s dng qua vic s dng các liên kt <<extend>>, <<include>> Gii thiu Trong giai đon phân tích, kt qu ca quá trình kho sát yêu cu phn ánh quá trình làm vic ca ngi phát trin vi ngi s dng. Các kt qu này phi nhm đn yu t ca ngi dùng. Có ngha là ngi phát trin trc tiên phi din đt bc tranh ca h thng tng lai theo cách nhìn ca ngi s dng. iu này s giúp cho ngi dùng có th thy đc h thng s làm thoã mãn các yêu cu nh th nào và đó chính là chìa khoá đu vào cho vic phát trin h thng trong các giai đon v sau. Mt công c giúp din đt điu này chính là mô hình use case. Jacobson và cng s ca ông (1992) là nhng ngi tiên phong trong vic s dng mô hình use case đ phân tích yêu cu h thng. Bi vì mô hình use case đt trng tâm đ biu din h thng hin ti làm gì, h thng mi s làm gì và môi trng c a nó. Nó giúp cho ngi phát trin có th hiu rõ v yêu cu chc nng h thng mà không quan tâm đn chc nng này đc cài đt nh th nào.  hiu yêu cu ca h thng, chúng ta phi tìm ra ngi dùng s s dng h thng nh th nào. Do đó t mt quan đim ngi dùng chúng ta phát hin các tình hung s dng khác nhau ca ngi dùng, các tình hung này đc thit lp b i các use case, tng hp các use case và tác nhân cùng vi quan h gia chúng s cho ta mt mô hình use case mô t yêu cu ca h thng. Trong chng 5, quá trình mô hình hoá nghip v đc áp dng đi vi các h thng nghip v và kt qu ca nó s cung cp s đ use case t vic thng nht các yêu cu h thng phn mm đ t đng hoá hot đng ca h thng nghi p v đó. Tuy nhiên, trong nhng h thng mà không có hot đng nghip v (ví d: h thng nhúng), hoc các nghip v ca h thng không quá phc tp hoc không quan tâm đ mô hình hoá nghip v thì vic xây dng mô hình use case phn mm s là bc tip cn mô hình hoá đu tiên v h thng. Mt tin trình xây dng s đ use case bao gm các bc sau: - Xác đnh tác nhân h thng o Ai đang s dng h thng? o Hoc trong trng hp phát trin mi thì ai s s dng h thng? - Phát trin use case o Ngi dùng (tác nhân) đang làm gì vi h thng? Phân tích thit k h thng hng đi tng bng UML 75 o Hoc trong trng hp h thng mi thì ngi dùng s làm gì vi h thng? - Xây dng s đ use case o Xác đnh mi quan h gia tác nhân – use case o Xác đnh mi quan h gia các use case - Phân chia s đ use case thành các gói (package) Xác đnh tác nhân Tác nhân (actor) Ý ngha: mt tác nhân là mt đi tng bên ngoài h thng giao tip vi h thng theo mt trong nhng hình thc sau: - Tng tác, trao đi thông tin vi h thng hoc s dng chc nng h thng - Cung cp đu vào hoc nhn các đu ra t h thng - Không điu khin hot đng ca h thng Ký hiu Tên tác nhân: tên tác nhân là mt danh t Quan h gia các tác nhân: Là quan h tng quát hóa và chuyên bit hoá Ví d: Xác đnh tác nhân Xác đnh tác nhân cng đc xem có tm quan trng nh xác đnh class, use case, liên kt,…. Khi xác đnh ngi s dng phn mm h thng, chúng ta đng quan trng vn đ quan sát ngi nào đang s dng h thng mà chúng ta nên xác đnh xem vai trò chu trách nhim trong vic s dng h thng. Ngha là tác đng lên h thng theo ngha cung cp thông tin cho h thng hoc nhn kt qu x lý t h thng. Tác nhân đc hiu là mt vai trò tham gia vào h thng không ging nh mt con ngi c th hoc mt công vic. Mt đi tng có th tham gia vào mt hoc nhiu vai trò Tên tác nhân <<Actor>> <Tên tác nhân> Khách hàng Khách quen Nhân viên Nhân viên bán hàng Th kho Phân tích thit k h thng hng đi tng bng UML 76 Qua quá trình kho sát và phân tích tài liu h thng, chúng ta có th nhn ra các tác nhân thông qua các câu hi sau: - Ai đang s dng h thng? Hoc ai đc tác đng bi h thng? Hoc nhóm đi tng nào cn h thng tr giúp đ làm công vic? (tác nhân chính) - Ai tác đng ti h thng? Nhng nhóm đi tng nào h thng cn đ thc hin hot đng ca nó (hot đng g m chc nng chính và chc nng ph, nh là chc nng qun tr)? - Nhng phn cng hoc h thng bên ngoài nào s dng h thng? Ví d: trong hot đng ca máy ATM ca mt ngân hàng, các tác nhân đc xác đnh là: Trong đó, các tác nhân Khách hàng, Nhân viên ngân hàng là các tác nhân chính (primary actor) ca h thng ATM. Bi vì khách hàng là mc tiêu mà h thng tng tác; Nhân viên ngân hàng s dng h thng đ tr giúp công vic. Trong khi đó, Nhân viên v n hành là tác nhân ph (secondary actor) bi vì tác nhân này đm nhn nhng chc nng ph mà h thng cn có đ thc hin hot đng ca nó. Hoc trong mt th vin ca trng đi hc, các tác nhân ca h thng phn mm qun lý th viên gm: Xác đnh use case Use case Mt Use case đc xem nh mt chc nng h thng t quan đim ngi dùng, nh vy tp hp tt c use case biu din b mt ca h thng bao gm các chc nng cn có đ cung cp cho các đi tng tng tác làm vic vi h thng. Nh vy, use case dùng đ mô t yêu cu Nguyn Vn A Nguyn Th B Trn Vn C Khách hàng NV bán hàng Bán hàng Th kho t mua NGK Ngi dùng Tác nhân Use case Khách hàng Nhân viên ngân hàng Nhân viên vn hành c gi Th th Nhà cung cp Phân tích thit k h thng hng đi tng bng UML 77 ca h thng mi v mt chc nng, mi chc nng s đc biu din nh mt hoc nhiu use case. Ví d: h thng ca hàng NGK ta có mt vài use case Bán hàng, qun tr tn kho,… Ký hiu Xác đnh use case Chúng ta bt đu t tp các tác nhân đã xác đnh trong bc đu tiên. ng vi mi tác nhân: - Tìm các nhim v và chc nng mà tác nhân s thi hành hoc h thng cn tác nhân đ thi hành và mô hình hoá nó nh là use case. Use case s đi din mt dòng s kin dn ti mt mc tiêu rõ ràng (hoc trong mt vài trng hp, dn ti mt vài mc tiêu riêng bit có th là các phng án thay th cho tác nhân hoc cho h thng so v i dòng s kin chính) - t tên cho use case: tên use case nên đt nhm phn ánh mt mô t tng quan v chc nng ca use case. Tên nên dn đt nhng gì xy ra khi mt th hin ca use case đc thi hành. Mt hình thc đt tên use case ph bin là : đng t (do) + danh t (what). - Mô t use case mt cách ngn gn bng vic áp dng các thut ng gn gi vi ngi s dng. iu này s làm cho mô t use case ít m h. Ví d: trong h thng ATM Tác nhân Khách hàng s s dng h thng qua các chc nng: - Gi tin - Rút tin - Truy vn thông tin v tài khon Tác nhân Nhân viên vn hành s s dng các chc nng - Khi đng h thng - óng h thng Gi tin: khách hàng đng nhp vào h th ng và yêu cu gi tin vào tài khon. Khách hàng s xác đnh tài khon và s tin gi, h thng s to mt giao tác gi tin và lu vào h thng. Các bc nh sau: - Yêu cu xác đnh tài khon - H thng hi s tin gi Gi tin Rút tin Truy vn thông tin tài khon Khi đng h thn g óng h thng Tên use case Bán hàng Qun tr kho Phân tích thit k h thng hng đi tng bng UML 78 - Nhp vào s tin gi - Khách hàng đa tin vào bao th và chuyn vào máy ATM Rút tin: khách hàng đng nhp h thng và yêu cu rút tin t tài khon. Khách hàng xác đnh tài khon và lng tin rút. Sau khi kim tra s d tài khon còn đ, h thng s to mt giao tác rút tin và lu vào h thng. Các bc nh sau: - Yêu cu xác đnh tài khon - Yêu cu xác đnh s tin cn rút - Nhp s tin rút - Kim tra s d có đ không - Chuyn tin ra ngoài Truy vn thông tin tài khon: khách hàng đng nhp vào h thng và yêu cu xem thông tin v các giao dch ca tài khon. H thng hin th các thông tin v các giao tác đã to lên màn hình cho khách hàng. Khi đng h thng: h thng đc khi đng khi nhân viên vn hành bt công tc ca máy. Nhân viên vn hành s đc yêu cu nhp vào s tin hin hành ca máy nm trong két đng tin. Sau đó, h thng s thit lp mt kt ni ti ngân hàng và các dch v ca máy ATM bt đu vn hành. óng h thng: h thng đc đóng li khi nhân viên vn hành đm bo rng không có khách hàng nào đang s dng máy. Khi đó, nhân viên vn hành s ly các bao tin gi ra, bô sung l ng tin, giy,… Trong h thng qun lý th vin, các use case đc xác đnh nh sau: Xác đnh mi quan h Quan h tác nhân – use case : quan h này cho bit tác nhân s tng tác vi use case. Mt use case luôn luôn đc khi to bi mt tác nhân và có th tng tác vi nhiu tác nhân. Ký hiu Ví d: Tên use case Tác nhân X lý mn sách X lý tr sách Tra cu sách ng ký thành viên Mua sách Phân tích thit k h thng hng đi tng bng UML 79 Mi quan h gia các use case Vic mô t use case có th s khó hiu nu use case này cha đng nhiu dòng ph hoc dòng ngoi l ch x lý cho nhng s kin trong nhng điu kin đc bit.  làm đn gin mô t này chúng ta s dng thêm các mi kt hp <<extend>> và <<include>>. Liên kt m rng (<<extend>> ): đc dùng khi chúng ta có mt use case tng t nh use case khác nhng có nhiu hn mt vài x lý đc bit. Ging nh liên kt tng quát - chuyên bit, trong đó, use case chuyên bit là mt m rng ca use case tng quát bng vic đa thêm vào các hot đng hoc ng ngha mi vào use case tng quát, hoc b qua hot đng ca use case tng quát. Ví d: gi s ng nhp là mt use case c b n. Use case này s đi din cho tt c nhng gì đc xem là thc hin đng nhp mt cách xuyên sut.Tuy nhiên, nhiu vn đ có th tác đng đn dòng s kin chính. Ví d, mã s PIN không hp l, hoc th không đc đc do b h,…. Do đó, chúng ta không phi luôn luôn thi hành các hot đng thng xuyên ca mt use case đc cho và nh vy, cn thit to ra các use case mi đ gii quyt nh ng tình hung mi. Tt nhiên, chúng ta có th đa vào use case c bn các ni dung x lý đc bit đó. Tuy nhiên, điu này có th dn đn s phc tp vi nhiu lun lý riêng bit và s làm gim vai trò ca dòng chính.  gii quyt vn đ này chúng ta có th s dng quan h <<extend>>.  đây chúng ta gom các x lý c bn hoc bình thng vào trong mt use case (c bn). Các x lý đc bi t vào X lý mn sách X lý tr sách Tra cu sách ng ký thành viên Mua sách c gi Th th Nhà cung cp Truy vn thông tin tài khon Rút tin Gi tin Khách hàng Khi đng h thn g Nhân viên vn hành óng h thng Phân tích thit k h thng hng đi tng bng UML 80 nhng use case (chuyên bit) khác. Ri to mt liên kt <<extend>> gia use case c bn ti các use case chuyên bit đ khai báo rng: ngoài x lý dòng chính (c bn), use case c bn có m rng đn các tình hung x lý đc bit đc gii quyt trong các use case chuyên bit. To mt use case tng quát có tên là Giao dch ca các use case Rút tin, Gi tin và Truy vn thông tin tài khon. To các liên kt <<extend>> t use case Giao dch đn các use case này. Nh vy, mt rút ti n, hoc gi tin, hoc truy vn thông tin tài khon là mt loi giao dch mà khách hàng có th s dng trên máy ATM. Có ngha rng, các x lý trong use case Giao dch s cung cp mt dòng chung và khi khách hàng chn mt loi giao dch đc bit nào đó thì use case này s m rng vic gii quyt thông qua các use case chuyên bit. Giao dch: khách hàng tng tác vi h thng bt đu bng vic đng nhp h thng. Sau khi đ ng nhp, khách hàng có th thc hin các giao dch. Sau đây là các bc: - a th vào máy - Thc hin đng nhp - Yêu cu loi giao dch - Nhp loi giao dch - Thc hin giao dch - y th ra - Yêu cu ly th - Ly th Trong h thng qun lý th vin, use case Mn sách ngoài dòng hot đng chính còn có các dòng ph. Dòng ph  này s đc kích hot đ gii quyt vn đ khi mt đc gi đn mn tài liu nhng không có trong th vin và th vin s mn tài liu đó t nhng th vin khác có liên kt. Hoc do đc gi không tho các điu kin đ đc mn (mn sách quá hn cha Giao dch Rút tin Gi tin Khách hàng Khi đng h thn g Nhân viên vn hành óng h thng Truy vn thông tin tài khon <<extend>> <<extend>> <<extend>> Use case Use case <<extend>> ng nhp Gii quyt PIN khôn g hp l <<extend>> Phân tích thit k h thng hng đi tng bng UML 81 tr ca ln mn trc). Do đó, chúng ta tách dòng ph này và use case “Mn sách t th vin thành viên” và “ ”và to mt liên kt <<extend>> t use case này đn use case X lý mn sách. Liên kt s dng (<<include>>): đc thành lp khi chúng ta có các use case mà tìm thy mt vài use case có nhng dòng hot đng chung, và đ tránh mô t dòng hot đng chung đó lp li trên nhng use case này, chúng ta có th tách nhng dòng hot đng chung đó ra thành mt use case. Use case mi này có th s dng bi nhng use case khác. Quan h gia nhng use case vi use case đc trích ra này gi là quan h <<include>>. Quan h s dng giúp chúng ta tránh s trùng lp bng cách cho phép mt use case có th đc chia s. Trong ví d trên, use case mn sách và tr sách đu phi thc hin công vic kim tra th th vin ca đc gi, do đó chúng ta phát sinh mt use case mi là kim tra th bng cách trích ra hot đng kim tra th th vin t hai use case trên và to mt liên kt <<include>> ti use case t hai use case đó ti use case mi. Các use case X lý mn sách và X lý tr sách đu tha hng tt c hot đng ca use case ca use case kim tra th. Trong h thng ATM, use case Giao dch s có mi liên kt <<include>> vi use case đng nhp. ng nhp: khách hàng nhp vào mã s PIN gm bn ký s. Nu mã s PIN hp l, tài khon ca khách hàng s sn sàng cho các giao dch. Các bc nh sau: - Yêu cu password - Nhp password - Kim tra password Gii quyt PIN không hp l: nu mã s PIN không hp l, h thng s hin th mt thông báo ti khách hàng. Giao dch Khách hàng ng nhp Gii quyt PIN khôn g hp l <<extend>> <<include>> X lý mn sách Mn sách t th vi n thành viên <<extend>> X lý t chi m n sách <<extend>> X lý mn sách X lý tr sách Th th Kim tra th <<include>> <<include>> Phân tích thit k h thng hng đi tng bng UML 82 S ging nhau gia liên kt <<extend>> và liên kt <<include>> là tt c đu đc xem nh là mt loi k tha. Khi chúng ta mun chia s mt s hot đng chung trong nhiu use case, dùng liên kt <<include>> bng cách trích các hot đng chia s đó thành mt use case mi. Khi chúng ta mun thêm vào mt ít khác bit cho mt use case đ mô t mt tình hung đc bit trong mt tình hung chung, chúng ta s to mt use case mi có liên kt <<extend>> vi use case chung đ ó. Da vào các liên kt đc thit lp cho các use case chúng ta phân use case thành hai loi: Use case tru tng: là use case cha hoàn ho ngha là không tng tác vi bt k mt tác nhân nào mà đc s dng bi mt use case khác. Use case tru tng cng có th có liên kt <<extend>> hoc liên kt <<include>> trong nhng mc đ khác. Ví d: các use case Kim tra th, X lý t chi mn sách,… là các use case tru tng. Use case c th: là use case có tng tác trc tip vi m t tác nhân. Ví d: các use case X lý mn sách, X lý tr sách, hoc Khi đng máy,óng máy,…. Mô hình use case ca h thng máy ATM Giao dch Rút tin Gi tin Khách hàng Khi đng h thn g Nhân viên vn hành óng h thng Truy vn thông tin tài khon <<extend>> <<extend>> <<extend>> ng nhp Gii quyt PIN khôn g hp l <<extend>> <<include>> Phân tích thit k h thng hng đi tng bng UML 83 Mô hình use case h thng phn mm qun lý th vin Phân chia các use case thành các gói (package) Mi use case minh ho mt kch bn trong h thng. Khi gp nhng h thng tng đi phc tp thì chúng ta nên thu hp tiêu đim ca các kch bn trong h thng bng cách phân chia thành các gói. Mi gói phn ánh mt phm vi ca h thng mà chúng ta ch mun qun lý nó khi chúng ta truy cp gói đó. Ví d, có th chia các se case ca h thng máy ATM thành ba gói: Giao dch, Rút gi và Vn hành Trong đó, gói Giao dch g m các use case: Giao dch, ng nhp, Gii quyt PIN không hp l; gói Rút gi gm các use case: Gi tin, Rút tin, Truy vn thông tin tài khon; và gói Vn hành gm các use case: Khi đng h thng, óng h thng H thng qun lý th vin đc chia thành ba gói nh sau: Mn tr sách, đng ký thành viên, và Mua sách. X lý mn sách X lý tr sách Tra cu sách ng ký thành viên Mua sách c gi Th th Nhà cung cp Kim tra th <<include>> <<include>> Mn sách t th vi n thành viên X lý t chi m n sách <<extend>> <<extend>> Giao dch Rút gi Vn hành . use case t hai use case đó ti use case mi. Các use case X lý mn sách và X lý tr sách đu tha hng tt c hot đng ca use case ca use case. đng chung đó ra thành mt use case. Use case mi này có th s dng bi nhng use case khác. Quan h gia nhng use case vi use case đc trích ra này gi