Chương 4 THIẾT KẾ VÀ CÀI ĐẶT CÁC HỆ THỐNG NHÚNG
4.1.1Cỏc nền tảng cơ bản khi xõy dựng kiến trỳc HTN
1) Cần kiến thức tốt về phần cứng (Thiết kế logic, kiến trỳc mỏy tớnh, kiến trỳc CPU, ngoại vi, hệ điều hành …). Hiểu biết tốt và cỏc thành phần hợp thành phần cứng của một hệ thống nhỳng, cú khả năng hiểu và kiểm soỏt cỏc thiết bị nối vào HTN (hỡnh 3.17).
2) Sự tương tỏc với thị trường vào quỏ trỡnh xõy dựng HTN:
ỹ Nhu cầu của thị trường ảnh hưởng tới kiến trỳc của HTN và khụng chỉ giới hạn ở kĩ thuật, cụng nghệ;
ỹ Cần nhận ra cỏc yờu cầu của thị trường cú tỏc động vào qui trỡnh thiết kế, bao gồm: kĩ thuật, xu hướng thương mại, ảnh hưởng của chớnh trị, xó hội. Điểm này gọi là chu kỡ kiến trỳc thương mại của HTN (Architecture Business Cycle).
ỹ Từ nhận thức cỏc yờu cầu, đưa ra giải phỏp về phần cứng/phần mềm thụng qua cỏc bước sau:
- Định nghĩa tập cỏc kịch bản mà tập đú phỏc thảo mỗi một trong những yờu cầu,
- Đưa ra chiến thuật cú thể ỏp dụng cho mỗi kịch bản, cú thể dựng để tạo ra hệ thống như mong muốn,
Kiến thức chung để thiết kế một ứng dụng nhỳng Cỏc thành phần phần cứng (HW) Thực hiện thiết kế: -Quản trị cỏc tỏc vụ cạnh tranh, -Phõn hoạch phần cứng/ phần mềm, -Đồng thiết kế, -Biờn dịch, lập biểu, -Gở rối, - ... Tạo phần cứng Thực hiện phần cứng Phần mềm nhỳng Chọn phần mềm chuẩn (RTOS, phần mềm trung gian) Đặc tả kiến trỳc nhỳng Thiết kế phần cứng
Phờ chuẩn thiết kế, Kiểm chứng (hiệu năng, tiờu tốn năng lượng, tin cậy, an toàn hệ thống, …)
... ... ... ...
Sản phẩm nhỳng
230
- Sử dụng kịch bản để phỏc thảo cỏc chức năng hệ thống cần cú, sau đú lờn danh mục cỏc thành phần phần cứng, phần mềm thực hiện cỏc chức năng đú.
Vớ dụ xõy dựng một kịch bản về hiệu năng hệ thống nhỳng:
Hỡnh 4.3 Kịch bản mụ phỏng hiệu năng khi thiết kế HTN
ỹ Định ra cỏc phần cứng, phần mềm cú thể đỏp ứng với yờu cầu của thị trường.
3) Định nghĩa mẫu kiến trỳc (architecrute pattern) và mụ hỡnh qui chiếu:
Mẫu kiến trỳc hệ thống hay cũn gọi là phong cỏch kiến trỳc hệ thống thực chất là một mẫu mụ tả (profile) của hệ thống, chứa đựng cỏc đặc tả khỏc nhau về cỏc thành phần phần cứng và phần mềm, chức năng của cỏc thành phần đú bờn trong hệ thống, một sơ đồ bố cục (topo layout) hay cũn gọi là mụ hỡnh qui chiếu, cỏc liờn kết giữa và giao diện ghộp nối giữa cỏc cỏc thành phần đú. Cỏc mẫu thiết kế được tạo dựa trờn phần cứng và cỏc thành phần dẫn xuất từ cỏc yờu cầu chức năng hay khụng chức năng qua cỏc thiết kế ban đầu (protopype), cỏc kịch bản hay cỏc chiến thuật núi trờn.
Profile sau đú hợp nhất cựng với cỏc mụ hỡnh phần cứng, mụ hỡnh phần mềm để cú được một thiết kế cụ thể.
4) Định nghĩa cỏc cấu trỳc cú tớnh kiến trỳc
Tiếp theo bước 3) là tạo ra kiến trỳc của HTN. Kiến trỳc HTN sẽ được hỡnh thành bằng cỏch phõn định toàn bộ HTN thành cỏc thành phần phần cứng, phần mềm, sau đú cỏc thành phần đú lại được phõn định đến chi tiết. Sự phõn định được biểu diễn bởi tổ hợp của cỏc cấu trỳc khỏc nhau và cỏc mẫu tạo ra ở điểm 3) núi trờn được sử dụng cho việc xõy dựng
HTN đang phỏt triển Cỏc nguồn sự kiện tỏc động vào Hệ thống từ bờn ngoài Cỏc nguồn sự kiện tỏc động vào Hệ thống từ bờn trong Đỏp ứng của hệ thống: sự kiện được xử lớ theo thời gian thực ... Ghi nhận lại số liệu kết quả:
thụng suốt, trể, mất dữ liệu ...để phõn tớch
Mụ phỏng cỏc tỏc động lờn hiệu năng của HTN từ cỏc
nguồn
Mụi trường phỏt triển tiờuchuẩn, mạng tốc độ cao, nhiệt độ, độ
231
một cấu trỳc cú tớnh kiến trỳc của HTN. Một số kĩ thuật được sử dụng phổ biến trong cụng nghiệp để thiwjc hiện quiu trỡnh trờn là Rational Unified Process, hay Attribute Driven Design. Vớ dụ mụ hỡnh “4 + 1”:
Mụ hỡnh “4+1” núi rằng người kiến trỳc hệ thống cú thể tạo ra ớt nhất 5 cấu trỳc đồng thời, mỗi cấu trỳc cú cỏi nhỡn khỏc nhau về hệ thống. Trong đú 4 cấu trỳc thu nhận cỏc yờu cầu khỏc nhau của hệ thống, cấu trỳc thứ 5 là để phờ chuẩn tớnh hợp thức của thiết kế.
Hỡnh 4.4 Cỏc cấu trỳc kiểu “4+1”
ỹ Cấu trỳc logical là cấu trỳc kiểu modul đặc tả cỏc thành chức năng phần cứng, phần mềm, mối liờn hệ tương tỏc chức năng giữa chỳng, mà hệ thống yờu cầu. Cỏc thụng tin ở đõy sẽ làm nền để xõy dựng một hệ thống thực tế; (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
ỹ Cấu trỳc process bao gồm cỏc cấu trỳc thành phần và cấu trỳc kết nối, phản ỏnh tớnh tương tranh và đồng bộ của cỏc tiến trỡnh trong hệ thống cú hệ điều hành. Cấu trỳc này mụ tả cỏc yờu cầu phi chức năng (như hiệu năng, tớnh hợp nhất hệ thống, nguồn tài nguyờn sẳn cú, v.v) thớch ứng cho hệ điều hành. Bằng cỏch nhỡn từ tiến trỡnh, cấu trỳc này phỏc thảo ra cỏc tiến trỡnh trong hệ thống, cơ chế tạo cỏch lập lịch, cơ chế quản trị tài nguyờn.
ỹ Cấu trỳc allocation mụ tả cỏch ỏnh xạ phần cứng/phần mềm vào mụi trường phỏt triển hợp nhất (integrated development environment-IDE) với cỏc cụng cụ: gởi rối, biờn dịch, liờn kết, sử dụng cho ngụn ngữ lập trỡnh hợp ngữ hay bậc cao (C, C+).
ỹ Cấu trỳc deployment là mụ tả làm thế nào để triển khai phần mềm vào phần cứng. Phần này cho biết cỏc phần cứng cần cú khi phần mềm được xõy dựng đũi hỏi: thực hiện code, xủ lớ dữ liệu, tốc độ của CPU phải đạt ở mức tối thiểu, tốc đọ BUS, tốc độ trao đổi dữ liệu …
Với mụ hỡnh được định nghĩa như trờn, thỡ mụ hỡnh cú phần mềm và hệ thống cú hệ điều hành. Kiến trỳc module cho phộp ỏp dụng mà khụng cần phải biết cỏc phần
232
mềm nào cú trong hệ thống hay ngay cả khi hệ khụng cú phần mềm hệ thống (như một số HTN đơn giản).
ỹ Thành phần “+1” là việc ỏnh xạ tập cỏc kịch bản quan trọng nhất và cỏc chiến thuật từ 4 cấu trỳc. Điều đú đảm bảo cỏc thành phần khỏc nhau của 4 cấu trỳc khụng cú sự xung đột lẫn nhau, đẫn đến việc phờ chuẩn hệ thống.
5) Phõn tớch và đỏnh giỏ kiến trỳc và cỏc pha thiết kế
ỹ Theo hướng tiếp cận kiến trỳc: kiến trỳc cú đạt cỏc yờu cầu;
ỹ Theo hướng chất lượng thiết kế (chất lượng và số lượng): Cỏc kiến trỳc khỏc nhau với yờu cầu cú cựng chất lượng như nhau. Đỏnh giỏ xu hướng rủi ro hệ thống, hỏng húc cú thể;
ỹ Hiệu chỉnh, tinh chỉnh kiến trỳc và ỏp dụng vào phần cứng, phần mềm.
Cỏc bước này được thực hiện như kiểu phản hồi và làm cho đến lỳc đạt cỏc tiờu chớ trước khi đưa ra sản xuất.
Xỏc định sản phẩm Phõn tớch cỏc yờu cầu Tạo kiến trỳc hệ thống Phỏt triển phiờn bản kiến trỳc Đưa ra phiờn bản kiến trỳc Version 1... Xem lại, đỏnh giỏ àPhản hồi Kết hợp phản hồi
Đưa ra phiờn bản cuối cựng
Phỏt triển hệ thống
Thử nghiệm,Xem lại, đỏnh giỏ
àPhản hồi Sản phẩm Kết hợp phản hồi Pha 1 Pha 2 Pha 3 Pha 4
233
Hỡnh 4.5 Cỏc pha thiết kế HTN 6) Viết tài liệu
ỹ Tài liệu về toàn bộ hệ thống theo cỏc chuẩn tài liệu.
ỹ Tài liệu về từng cấu trỳc
ỹ Tài liệu tổng thể về kiến trỳc hệ thống.