3.2.1. Đặc tả kiến trúc
Lược đồ quan hệ giữa các lớp được thiết kế bằng công cụ Modelio. Sau khi thiết kế xong, các lớp ở mức trừu tượng và mối liên hệ giữa chúng thì bước tiếp theo là đặc tả các lớp này trong VDM++. Dựa vào kiến trúc của Framework sẽ định nghĩa các lớp liên quan. Các lớp ở các tầng controller và model sẽ phải được thừa kế từ các lớp nền tảng (basic…). Các lớp basic này sẽ định nghĩa và cài đặt các thuộc tính và phương thức dùng chung. Lược đồ lớp được thể hiện như sau:
class impdb
types
instance variables
--SCHEDULE_ANNUAL_TBL
public ScheduleAnnual_Table: setof ScheduleAnnual_Entity;
--SCHEDULE_ANNUAL_PLN_DETAIL_TBL
public ScheduleAnnualPlnDetail_Table: setof ScheduleAnnualPlnDetail_Entity;
--SCHEDULE_ANNUAL_ACT_DETAIL_TBL
public ScheduleAnnualActDetail_Table: setof ScheduleAnnualActDetail_Entity;
--SCHEDULE_MONTHLY_TBL
public ScheduleMonthly_Table: setof ScheduleMonthly_Entity;
--SCHEDULE_MONTHLY_DETAIL_TBL
public ScheduleMonthlyDetail_Table: setof ScheduleMonthlyDetail_Entity;
--INSPECTION_CHECKLIST_TBL
public InspectionChecklist_Table: setof InspectionChecklist_Entity;
--INSPECTION_APPROVAL_TBL
public InspectionApproval_Table: setof InspectionApproval_Entity;
--INSPECTION_APPROVAL_DETAIL_TBL
public InspectionApprovalDetail_Table: setof InspectionApprovalDetail_Entity;
--INSPECTION_DEFECT_TBL
public DefectDetail_Table: setof DefectDetail_Entity;
--MST_ITEM_TBL
public MstItem_Table: setof MstItem_Entity;
--MST_LOCATION_TBL
public MstLocation_Table: setof MstLocation_Entity;
--WORKING_CALENDAR_TBL
public WorkingCalendar_Table: setof WorkingCalendar_Entity;
Hình 3. 6. Lược đồ lớp trừu tượng trong Modelio
3.2.2. Đặc tả nghiệp vụ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Dựa vào tài liệu đặc tả màn hình, rằng buộc dữ liệu và yêu cầu nghiệp vụ (Business rule) bước tiếp theo là thực hiện thiết kế luồng xử lý nghiệp vụ cho từng sự kiện (Event). Tài liệu thiết kế lược đồ activity như sau:
DB
Front End Back End
Processing Design Online Design Document Processing
(flow)
System name IMP system
Business ID/Business name B02 Monthly Schedule
Function ID/Function name F_B02_02 処理ID／処理名 S_B02_02 Create 作成者 作成日 更新者 更新日 TungNX TungNX 13/11/2014 Information Type: Group Restricted
Company: NTT DATA Corporation Information Owner: Research and Development Headquarters
Get request Monthly Schedule Create
<<EXIT_STATUS>> [Screen] A99_06
$monthlyRequestNo = generate ID <<COM00001>>
<<EXPECTED>> Pass value: $monthlyRequestNo $annualRequestNo $year = Current year $monthStage $maintenanceType = Constants.CORRECTIVE_MAINTENACE_TYPE $itemCode = $arItemCode[$i] $locationLevel1 = $arLocationLevel1[$i] $resourceAmount = $arResourceAmount[$i] $duration = $arDuration[$i] $plnStartDate = $arPlnStartDate[$i] $plnStartEnd = $arPlnStartEnd[$i] $percentComplete = $arPercentComplete[$i] $inspectStatus = Constants.INS_PLANNING_STATUS $updatedBy = current user loged in $functionId $clientIp Return
<<EXPECTED>>
Return ~MsgID M.INF.F_COMMON.003 {Monthly Schedule}
Pass value SQL 3.0: Insert monthly schedule detail
<<EXPECTED>> $annualRequestNo $year $maintenanceType $monthStage $arItemCode[] $arLocationLevel1[] $arResourceAmount[] $arDuration[] $arPlnStartDate[] $arPlnStartEnd[] $arActStartDate[] $arActEndDate[] End $arLocationLevel1[] Begin $arLocationLevel1[] [Return 10] Return <<EXIT_STATUS>> [Screen] S_B02_02 <<EXPECTED>>
MsgID M.ERR.F_COMMON.028 [Monthly Schedule] Input Check [$scheduleObj != Null]
[$scheduleObj == Null]
Pass value Begin arLocationLevel1[] SQL 9.0: Get list location level 2
<<EXPECTED>> Pass value: $year=current year $locationLevel1=arItemLocation[i].[LOCATION_NO] Get value <<EXPECTED>> Get value: $arLocationLevel2[] Add warning [$arLocationLevel2.length = 0] <<EXPECTED>>
Add ~MsgID M.ERR.F_COMMON.xxx ({0} must have location level 2)
End arLocationLevel1[] [$arLocationLevel2.length > 0]
Error? Warning message [Y]
<<EXIT_STATUS>> [Screen] S_B02_02
<<EXPECTED>> Return error message
Pass value <<EXPECTED>> Pass value: $year $monthStage $maintenanceType = Constants.CORRECTIVE_MAINTENACE_TYPE
$status = Constants.DB_TRUE_FLAG SQL 8.0: Get list related location level 1 (distinct) Get value
Get value: $arLocationLevel1[]
[N] Click “Confirm” (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 3. 7. Lược đồ luồng nghiệp vụ xử lý tạo mới kế hoạch
Khi người dùng click vào nút “Xác nhận” yêu cầu được chuyển tới lớp xử lý event tương ứng. Dữ liệu người dùng được kiểm tra đảm bảo các rằng buộc cơ sở dữ liệu (khóa chính, bắt buộc phải nhập, độ dài, …). Hệ thống chỉ cho phép tạo kế hoạch khi đã các hạng mục được cài đặt mức kiểm tra ở mức hai, vì vậy, luồng nghiệp vụ sẽ kiểm tra sự tồn tại của vị trí cấp 2. Nếu dữ liệu đúng đắn theo yêu cầu nghiệp vụ sẽ được lưu vào cơ sở dữ liệu và hiển thị thông báo tạo kế hoạch thành công, kết thúc luồng nghiệp vụ.
Để đảm bảo tính đúng đắn của tài liệu phân tích, cần tránh những sai sót của tài liệu thiết kế VDM++ được sử dụng để đặc tả tài liệu thiết kế. Việc thực hiện mô hình hóa trong VDM++ cũng tương tự như việc cài đặt trong các ngôn ngữ bậc cao Java. Tuy nhiên, kiểu dữ liệu ở mức trừu tượng và không tập trung nhiều vào các xử lý cơ sở dữ liệu.
Hình 3. 8. Mô hình hóa lớp trừu tượng ScheduleAnnualModel
class ScheduleAnnualModel
operations
public getLastAnnualRequest : () ==> ScheduleAnnual_Entity
getLastAnnualRequest() == issubclassresponsibility;
public getItemsByStatus : CommonType`String ==> setof ScheduleAnnual_Entity
getItemsByStatus(sStatus) == issubclassresponsibility;
public getItemsByYear : CommonType`String ==> setof ScheduleAnnual_Entity
getItemsByYear(sYear) == issubclassresponsibility;
Hình 3. 9. Mô hình hóa lớp cài đặt ScheduleAnnualModelImpl
Lớp này cài đặt toàn bộ các xử lý liên quan đến bảng cơ sở dữ liệu Imp_Schedule_Annual. Gồm các thao tác thêm mới, sửa, xóa và một số kiểm tra ràng buộc (khóa chính, tính duy nhất, trường bắt buộc,…).
class ScheduleAnnualModelImpl is subclass of ScheduleAnnualModel
instance variables
impDB: impdb;
operations
public ScheduleAnnualModelImpl: impdb ==> ScheduleAnnualModelImpl
ScheduleAnnualModelImpl(db) == setDB(db);
public setDB: impdb ==> ()
setDB (db) == ( impDB:= db ); --Check primary key
public checkPrimaryKey : ScheduleAnnual_Entity ==> bool
checkPrimaryKey (obj) == (
return not checkExisting(obj)
);
--Check existing
public checkExisting : ScheduleAnnual_Entity ==> bool
checkExisting (obj) == (
returnexists row in set impDB.ScheduleAnnual_Table (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
& obj.annualRequestNo = row.annualRequestNo );
public getAllScheduleAnnuals : () ==> setof ScheduleAnnual_Entity
getAllScheduleAnnuals() == (
return impDB.ScheduleAnnual_Table
);
public findByKey : CommonType`String ==> ScheduleAnnual_Entity
findByKey(sKey) == (
return (iota sAnnual in set impDB.ScheduleAnnual_Table &
sAnnual.annualRequestNo = sKey)
);
public insert : ScheduleAnnual_Entity ==> CommonType`String
insert(obj) == (
impDB.ScheduleAnnual_Table := impDB.ScheduleAnnual_Table union {obj};
return obj.annualRequestNo
)
prenotexists row in set impDB.ScheduleAnnual_Table
& obj.annualRequestNo = row.annualRequestNo;
public update : ScheduleAnnual_Entity ==> CommonType`String
update(obj) == (
dcl sAnnualTemp : ScheduleAnnual_Entity;
sAnnualTemp := findByKey (obj.annualRequestNo);
impDB.ScheduleAnnual_Table := (impDB.ScheduleAnnual_Table \ {sAnnualTemp}) union
{obj};
return obj.annualRequestNo
)
preexists row in set impDB.ScheduleAnnual_Table
& obj.annualRequestNo = row.annualRequestNo;
public getLastAnnualRequest : () ==> ScheduleAnnual_Entity
getLastAnnualRequest() == (
dcl lastRow:ScheduleAnnual_Entity; (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
for all tmp in set impDB.ScheduleAnnual_Table do (
lastRow := tmp;
);
return lastRow;
)
precard impDB.ScheduleAnnual_Table >= 1;
public getItemsByStatus : CommonType`String ==> setof ScheduleAnnual_Entity
Mô hình hóa tầng controller (xử lý yêu cầu người dùng)
Hình 3. 10. Mô hình hóa lớp xử lý yêu cầu B0102ServiceController
3.3. Kiểm thử mô hình hóa
Để tự động hóa quá trình kiểm thử, VDM-10 cho phép viết các trường hợp muốn kiểm thử sau từ khóa “trace”. Các trường hợp test sẽ thực hiện tuần tự theo thứ tự khai báo [1,159].
class B0102ServiceController
instance variables
db: impdb := new impdb();
modelSA: ScheduleAnnualModelImpl := new ScheduleAnnualModelImpl(db);
operations
public B0102ServiceController: () ==> B0102ServiceController
B0102ServiceController() == ( db := new impdb();
modelSA := new ScheduleAnnualModelImpl(db); );
public checkConstraints : () ==> bool
checkConstraints() ==
isnotyetspecified;
public confirm : () ==> bool
confirm() ==
isnotyetspecified;
public generate : () ==> bool
generate() ==
isnotyetspecified;
public getEvent : () ==> bool (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
getEvent() ==
isnotyetspecified;
public getForm : () ==> bool
getForm() ==
isnotyetspecified;
Hình 3. 11. Cài đặt unit test thiết kế lớp ScheduleAnnualModelImpl
class B0102Test
instance variables
db: impdb := new impdb();
modelSA: ScheduleAnnualModelImpl := new ScheduleAnnualModelImpl(db); objSA: ScheduleAnnual_Entity:= new ScheduleAnnual_Entity();
objSAForUpdate: ScheduleAnnual_Entity:= new ScheduleAnnual_Entity();
objSA1: ScheduleAnnual_Entity:= new ScheduleAnnual_Entity(); objSA2: ScheduleAnnual_Entity:= new ScheduleAnnual_Entity();
operations
public B0102Test: () ==> B0102Test
B0102Test() == (
objSA:= new ScheduleAnnual_Entity("AS20150712-001","ST001","2015","01","201500000001"
,"Nothing","05",mk_token("2015-07-12"),mk_token("2015-07-12"),"Tungnx", mk_token("2015-07- 12") , "HienAb","B0102-Schedule Annual","192.168.1.12");
objSAForUpdate:= new ScheduleAnnual_Entity("AS20150712- 001","ST002","2015","02","201500000001"
,"Nothing","05",mk_token("2015-07-12"),mk_token("2015-07-12"),"Tungnx",mk_token("2015-07-12") ,"HienAb","B0102-Schedule Annual","192.168.1.13");
objSA1:= new ScheduleAnnual_Entity("AS20150712-101","ST002","2015","02","201500000001"
,"Nothing","05",mk_token("2015-07-12"),mk_token("2015-07-12"),"Tungnx",mk_token("2015-07-12") ,"HienAb","B0102-Schedule Annual","192.168.1.13");
objSA2:= new ScheduleAnnual_Entity("AS20150712-102","ST002","2015","02","201500000001"
,"Nothing","05",mk_token("2015-07-12"),mk_token("2015-07-12"),"Tungnx",mk_token("2015-07-12") traces case0001: modelSA.insert(objSA); modelSA.findByKey(objSA.annualRequestNo); modelSA.checkExisting(objSAForUpdate); modelSA.update(objSAForUpdate); modelSA.findByKey(objSA.annualRequestNo); case0002: modelSA.insert(objSA1); modelSA.insert(objSA2); modelSA.getLastAnnualRequest(); modelSA.getItemsByYear("2014"); modelSA.getAllScheduleAnnuals(); modelSA.delete("AS20150712-101"); modelSA.getAllScheduleAnnuals(); modelSA.getLastAnnualRequest(); case0003: modelSA.insert(objSA1); modelSA.insert(objSA10); modelSA.insert(objSA11); end B0102Test
Hình 3. 12. Màn hình kiểm thử và kết quả kiểm thử lớp ScheduleAnnualModelImpl
3.4. Kết quả thực nghiệm
Áp dụng quy trình mới với sự kết hợp mô hình hóa bằng VMD++ trong giai đoạn thiết kế chi tiết (Detail Design), giúp đảm bảo chất lượng tài liệu thiết kế. Những lợi ích đạt được sau khi áp dụng mô hình mới như sau:
Phát hiện các vấn đề về thiết kế, xử lý hệ thống, thậm chí các giải pháp đã đề xuất với khách hàng.
Phát hiện các thuật toán thực thi không hiệu quả đối với các xử lý đồng bộ của nghiệp vụ phê duyệt. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Phát hiện các lỗi nghiêm trọng có thể xảy ra trong thiết kế, đưa ra được giải pháp xử lý sớm.
Đảm bảo đồng nhất về thiết kế các hàm, biến dùng chung, ngôn ngữ.
Loại bỏ các thiết kế không thống nhất về tên trường dữ liệu, kiểu dữ liệu, độ dài dữ liệu của tài liệu ERD.
Giảm thời gian, công sức làm lại ở các giai đoạn sau: viết mã, kiểm thử tích hợp, kiểm thử hệ thống.
Tuy nhiên, áp dụng quy trình mới có một số điểm lưu ý như sau:
Bổ sung công việc đào tạo vào kế hoạch dự án và ước tính thời gian đảm bảo SA hiểu và áp dụng được VDM++ trước khi đi vào mô hình hệ thống.
Trao đổi để SA hiểu rõ lợi ích khi sử dụng VDM++ vào trong quy trình phát triển, tránh việc làm việc cho có.
Kết quả đạt được lớn nhất của việc áp dụng quy trình mới đó là trách nhiệm của SA tăng lên, sự tương tác giữa những SA tăng lên làm cho chất lượng tài liệu thiết kế tăng lên, giúp tiết kiệm rất nhiều chi phí, công sức do phải làm lại trong giai đoạn lập trình. Phát hiện các vấn đề của bài toán ở ngay giai đoạn thiết kế, đưa ra được giải pháp xử lý tổng thể.
Hình 3. 13. Timeline của dự án trước và sau khi áp dụng quy trình mới Bảng 3. 2. Tổng hợp lỗi tài liệu thiết kế
Loại lỗi Số lỗi phát hiện
được Chi tiết
Lỗi thiết kế cơ sở dữ liệu 30
Những lỗi liên quan đến việc thiết kế cơ sở dữ liệu ERD, như khai báo tên trường dữ liệu, khóa ngoại, kiểu dữ liệu, độ dài.
Lỗi đặc tả kiểm tra dữ
liệu người dùng 90
Những lỗi thiết kế liên quan đến việc kiểm tra dữ liệu người dùng, rằng buộc dữ liệu giữa các chức năng.
Lỗi thiết kế online
proccessing 110
Những lỗi liên quan đến thiết kế luồng xử lý dữ liệu online processing (Activity diagram).
Sai yêu cầu khách hàng 10
Những lỗi liên quan đến thay đổi yêu cầu do đưa giải pháp sai trong giai đoạn lấy yêu cầu người dùng (Requirement Definition).
Lỗi kiến trúc 10
Những lỗi thiết kế không theo framework, do đó không thể cài đặt được trong giai đoạn lập trình.
Hình 3. 144. Lỗi có độ ưu tiên cao phát hiện khi thực hiện Modelling Test
Hình 3. 166. Lỗi có độ ưu tiên thấp phát hiện khi thực hiện Modelling Test
3.5. Kinh nghiệm thực tiễn
Việc áp dụng VDM++ vào việc đảm bảo chất lượng tài liệu thiết kế trong giai đoạn đầu của dự án có tính khả thi với những dự án có quy mô như đề cập trong bảng 3.3. Đối với những dự án tại NTT DATA Việt Nam thì việc áp dụng đề xuất này là hoàn khả thi bởi những yếu tố sau:
Giai đoạn đầu được thực hiện bởi người phân tích thiết kế hệ thống. Những người ở vị trí này có kinh nghiệm về lập trình và kinh nghiệp phân tích nghiệp vụ vậy nên việc tiếp cận VMD++ là nhanh và tốn ít thời gian
Chất lượng phần mềm và sự hài lòng của khách hàng là ưu tiên hàng đầu của các dự án. Vậy nên đảm bảo chất lượng tài liệu thiết kế, đáp ứng đúng yêu cầu khách hàng được công ty ưu tiên và khuyến khích thực hiện
VDM++ là phương pháp phát triển Vienna hướng đối tượng, sử dụng công cụ overture trên nền tảng eclipse và ngôn ngữ Java phù hợp với các ngôn ngữ và tool phát triển phần mềm công ty đang sử dụng, rất dễ phối hợp trong quá trình phát triển dự án giữa giai phân tích và giai đoạn viết mã chương trình. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bảng 3. 3. Phạm vi và quy mô dự án
Loại Điều kiện
Thời gian Trung bình (> 6 tháng) Tổng thời gian fulltime > 20 man/month Số lượng nhân sự > 9 người
Những chú ý khi xây dựng kế hoạch dự án:
1. Bổ sung công việc đào tạo vào kế hoạch dự án và ước tính thời gian đảm bảo SA hiểu và áp dụng được VDM++ trước khi đi vào mô hình hệ thống
2. Trao đổi để SA hiểu rõ lợi ích khi sử dụng VDM++ vào trong quy trình phát triển, tránh việc làm việc cho có
3. Kéo dài thời gian ước tính cho giai đoạn thiết kế hơn bình thường
4. Không nên áp dụng với những dự án có thời gian phát triển ngắn dưới 20 man/monh
5. Không nên áp dụng với những dự án đã quen thuộc (đã hiểu rõ yêu cầu nghiệp vụ)
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
Luận văn đã tập trung nghiên cứu các tính năng hỗ trợ của VDM nói chung và VDM++ nói riêng trong việc mô hình hóa hướng đối tượng và đảm bảo tính đúng đắn của tài liệu thiết kế, ngoài ra, còn đánh giá được phạm vi và tính ứng dụng VDM++ vào quy trình dự án thực tế của NTT DATA Việt Nam. Sau khi tìm hiểu về VDM++ và các công cụ hỗ trợ phát triển, cùng với việc phân tích quy trình phát triển phần mềm của công ty, tôi đã đưa ra một quy trình phát triển dự án mới có áp dụng VDM++ vào việc mô hình hóa thiết kế. Tiếp đó, tôi đã tiến hành thực nghiệm với dự án IMP. VDM++ đã giúp nâng cao tính chính xác, độ tin tưởng vào tài liệu thiết kế chi tiết. Việc thực hiện cài đặt và kiểm thử ở bước thiết kế giúp sớm tìm được các lỗi trong thiết kế và lỗi về phân tích nghiệp vụ người dùng. Trong dự án IMP, việc tìm ra 250 lỗi thiết kế đã giúp tiết kiệm được thời gian viết mã và kiểm thử lại do thiết kế sai, đảm bảo dự án kết thúc đúng tiến độ (sớm hơn dự kiến gần 15 ngày) và trong phạm vi ngân sách dự kiến.
Trong thời gian tới, tôi sẽ tiến hành phân tích chi tiết hơn quy trình phát triển dự án và xem xét tính hiệu quả trong các dự án khác của công ty. Đối với các dự án lớn đòi hỏi tính đúng đắn của tài liệu thiết kế ở mức cao, tôi sẽ xem xét bắt buộc sử dụng VDM++ vào danh sách các tài liệu kiểm soát chất lượng dự án, tìm hiểu áp dụng phương thức Test-Driven Development trong giai đoạn thiết kế bằng cách sử dụng mô hình hóa và kiểm thử bằng VDM++.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Anh
1. Peter Gorm Larsen, Kenneth Lausdahl, Nick Battle, John Fitzgerald, Sune Wolff (2011), VDM-10 Language Manual.
2. Daisuke Souma, Goro Hatayama, HitoshiOhsaki, Nguyen Van Tang (2012),
Modeling and Validating the Train Fare Calculation and Adjustment System Using VDM++.
3. Bernhard K. Aichernig, Rudolf Schlatte, Database Development of a Work-Flow Planning and Tracking System Using VDM-SL
4. Bernhard K. Aichernig, Johann H¨orl, Requirements Validation of a Voice Communication System used in Air Traffic Control
5. John Fitzgerald, Sune Wolff (2011), Proceeding of the 9th Overture Workshop
6. Overture-Community: Overture: Formal modelling in VDM. Website: http://www.overturetool.org/
7. Augusto Ribeiro, Peter Gorm Larsen, John Fitzgerald, Kenneth Lausdahl, Kenneth Pierce, Sune Wolff, Nick Battle (2010), Tutorial for Overture/VDM++
8. Augusto Ribeiro, Peter Gorm Larsen, John Fitzgerald Nick Battle, Kenneth Lausdahl, Kenneth Pierce, Sune Wolff (2010), Tutorial for Overture/VDM-RT
9. Augusto Ribeiro, Kenneth Lausdahl, and Peter Gorm Larsen, Run-Time Validation of Timing Constraints for VDM-RT Models
10. Wikipedia: Vienna Development Method. Địa chỉ:
https://en.wikipedia.org/wiki/Vienna_Development_Method
11. Ken Pierce, Counterpoint: Towards a Proof-Support Tool for VDM
12. John Fitzgerald, Peter Gorm Larsen, Paul Mukherjee, Nico Plat, Marcel Verhoef (2004), Validated Designs for Objectoriented Systems
13. Peter Gorm Larsen, Kenneth Lausdahl, Peter Tran-Jørgensen, Joey Coleman, Sune Wolff and Lu´ ıs Diogo Couto (2015), Overture VDM-10 Tool Support: User Guide (Version 2.1.6) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
14. Website của framework intramart được áp dụng trong dự án. Địa chỉ: http://www.intra-mart.hk/?page=what&id=25
15. Research and Development Headquarters, NTT DATA Corporation (2014),