II.1.1. Giới thiệu UML
UML là ngôn ngữ mơ hình hóa, bao gồm một hệ thống chuẩn các ký pháp (tương tự như các tiêu chuẩn về bản vẽ: quy định kích thước chữ, độ dày của nét, các ký hiệu quy ước trong
bản vẽ kỹ thuật) và tập các luật để sử dụng các ký pháp đó.
Xây nhà, có thể bạn khơng cần bản vẽ thiết kế. Tuy nhiên, nếu quy mơ cơng trình càng lớn,
số lượng người tham gia càng đơng thì nhu cầu có bản vẽ thiết kế càng cao. Bản vẽ chính là
ngơn ngữ chung giữa chủ nhà, người thiết kế, người chỉ đạo thi công và người thợ. Về một
khía cạnh nào đó, có thể coi UML là bản vẽ thiết kế của phần mềm, UML là ngôn ng ữ
chung giữa khách hàng, người thiết kế và người phát triển phần mềm.
Để sử dụng được UML, cần hiểu các vấn đề chính sau:
- Các phần tử cơ bản trong mơ hình UML
- Các quy định để liên kết các phần tử thành mơ hình
II.1.2. Các khái niệm của UML
Để hình thành mơ hình UML, chúng ta c ần 3 khối: Phần tử, quan hệ, biểu đồ. Phần tử là
yếu tố căn bản nhất trong mơ hình, các quan hệ gắn các phần tử này với nhau, biểu đồ nhóm tập hợp các phần tử.
II.1.2.1. Phần tử mơ hình
Phần tử gồm 4 loại: cấu trúc, hành vi, nhóm và chú thích
Phần tử cấu trúc
Là thành phần tĩnh, biểu diễn các khái niệm hay thành phần vật lý
- Lớp (class): Mô tả tập các đối tượng (object) cùng chung thuộc tính và thao tác. Biểu
diễn bằng hình chữ nhật gồm 3 phần: Tên lớp, các thuộc tính, các thao tác
- Trường hợp sử dụng (UseCase – UC): Tập trình tự các hành động mà hệ thống
thực hiện để đạt một kết quả cho tác nhân nào đó. Theo nghĩa hẹp, UC thường tương ứng với một chức năng của phần mềm.
- Thành phần (Component): Biểu diễn các file mã nguồn, các tệp dữ liệu trong quá
Phần tử hành vi
Là thành phần động của hệ thống, biểu diễn hành vi theo thời gian và không gian
- Tương tác: là hành vi bao gồm tập các thông điệp trao đổi giữa các đối tượng trong
ngữ cảnh cụ thể để thực hiện mục đích cụ hể.
- Máy trạng thái: Là hành vi chỉ ra trật tự các trạng thái mà đối tượng hay tương tác
sẽ đi qua để đáp ứng sự kiện. Hành vi của lớp hay cộng tác của lớp có thể được xác định bằn máy trạng thái. Máy trạng thái kích hoạt nhiều phần tử, bao gồm trạng thái,
chuyển tiếp (từ trạng thái này sang tr ạng thái khác), sự kiện và các hoạt động (đáp ứng sự kiện)
Phần tử nhóm
Là cơ chế tổ chức các phần tử vào cùng một gói (package). Gói chỉ mang tính logic (chỉ tổn tại trong thời gian phát tri ển hệ thống, không tồn tại vào thời gian hoạt động của chương
trình).
Phần tử chú thích
Sử dụng để chú giải cho các lược đồ của UML, bổ sung thêm các thông tin cho các lược đồ.
II.1.2.2. Quan hệ
Phụ thuộc (dependency)
(A) phụ thuộc (B) có nghĩa là (B) phải tồn tại trước (A), phải có (B) thì mới có (A)
Kết hợp (association)
Quan hệ kết hợp là quan h ệ mà đối tượng này chứa đối tượng kia. Quan h ệ kết hợp đặc
trưng bởi tính nhiều (multiplicity), thể hiện đối tượng này chứa bao nhiêu đối tượng kia.
Khái quát hóa (generalization)
Quan hệ khái quát hóa là quan hệ mà đối tượng này thừa kế các đặc tính của đối tượng kia
(kế thừa trong lập trình hướng đối tượng)
Hiện thực hóa (realization)
Quan hệ giữa giao diện (interface) và lớp thực thi (hiện thực hóa) của interface đó.
II.1.2.3. Biểu đồ
Biểu đồ Use Case chỉ ra tương tác giữa tác nhân và hệ thống, thực chất là biểu diễn các chức năng của hệ thống.
Biểu đồ Use Case là biểu đồ dễ hiểu, cho cái nhìn tổng quát về hệ thống, dùng để giao tiếp
giữa khách hành, quản lý dự án, người phân tích thiết kế, lập trình viên.
Biểu đồ trình tự (Sequence diagram)
Biểu đồ trình tự chỉ ra các thao tác nhằm thực hiện các chức năng (Use Case). Biểu đồ trình
tự mơ tả tương tác giữa các đối tượng. Thực chất là trình tự các lời gọi hàm (phương thức) từ đối tượng này sang đối tượng khác.
Biểu đồ cộng tác (Collaboration diagram)
Biểu đồ cộng tác thực chất cũng cung cấp các thông tin giống với biểu đồ trình tự, nhưng ở
một cách nhìn khác. Nếu biểu đồ trình tự chỉ ra các tương tác theo thời gian thì biểu đồ cộng tác cho phép nhìn các tương tác đó theo số lượng (sự phân bố) các tương tác giữa từng cặp đối tượng.
Biểu đồ lớp (Class diagram)
Biểu đồ lớp chỉ ra cấu trúc chi ti ết của từng lớp (class) và quan h ệ giữa các lớp trong hệ
thống. Biểu đồ lớp rất quan trọng trong quá trình lập trình.
Biểu đồ chuyển trạng thái (State transition diagram)
Biểu đồ chuyển trạng thái mơ tả vịng đời của đối tượng, từ khi sinh ra đến khi bị phá hủy.
Biểu đồ lớp là bức tranh tĩnh về đối tượng, biểu đồ trạng thái cho cái nhìn động về các trạng thái của đối tượng.
Biểu đồ thành phần (Component diagram)
Biểu đồ thành phần cho cái nhìn v ật lý về mơ hình: Hệ thống gồm những thành phần (các
file Exe, mã nguồn, dữ liệu) gì? Quan hệ của chúng ra sao?
Biểu đồ triển khai (Deployment diagram)
Biểu đồ triển khai chỉ ra địa chỉ vật lý của các thành phần hệ thống sau khi đã cài đặt.
II.1.3. Kiến trúc hệ thống
Mỗi hệ thống được quan sát và hi ểu một cách khác nhau từ phía những người khác nhau.
Khách hàng, người thiết kế, người quản lý và người phát triển ln có những cái nhìn khác
Kiến trúc hệ thống được chia thành 5 khung nhìn khác nhau tương ứng với những cách nhìn
khác nhau. Tuy nhiên, tùy thuộc vào quy mơ và tính chất, khơng phải hệ thống nào cũng cần
đầy đủ 5 khung nhìn này.
II.1.3.1. Khung nhìn UC (Use case view)
Khung nhìn đầu tiên, được hình thành từ giai đoạn phân tích u cầu. Mơ tả các hành vi của hệ thống theo cách nhìn của khách hàng, người phân tích và tester. Khung nhìn UC gồm
- Phần tĩnh: các tác nhân, UC, biểu đồ UC - Phần động: một vài biểu đồ trình tự, cộng tác
II.1.3.2. Khung nhìn thiết kế (Design view)
Khung nhìn thiết kế (hay khung nhìn logic – logical view), bi ểu diễn tổ chức của các lớp
quan trọng nhất, quan hệ giữa các lớp này với nhau. Khung nhìn thiết kế bao gồm: - Phần tĩnh: Các lớp, biểu đồ lớp, biểu đồ đối tượng
- Phần động: Các biểu đồ tương tác, biểu đồ biến đổi trạng thái
II.1.3.3. Khung nhìn cài đặt (Implementation view)
Khung nhìn cài đặt (khung nhìn thành phần – component view). Thành phần là module vật
lý (thư viện, file exe, thư viện động dll), hay tệp mã nguồn để lắp ráp thành hệ thống vật lý.
Khung nhìn thành phần bao gồm thành phần, biểu đồ thành phần và gói.
Người quan tâm nhất đến khung nhìn thành phần là người quản lý mã nguồn, dịch chương
trình và triển khai ứng dụng.
Development View
Process View Physical View
Use Cases/ Scenarios Logical View Class diagrams, Sequence diagrams Component diagrams
Deployment diagrams Deployment diagrams Use Case diagrams,
II.1.3.4. Khung nhìn triển khai (Deployment view)
Khung nhìn triển khai chỉ ra các ti ến trình và thi ết bị trên mạng, các kết nối vật lý giữa
chúng. Biểu đồ triển khai cũng hiển thị tiến trình và chỉ ra tiến trình nào chạy trên máy nào.
II.1.3.5. Khung nhìn tiến trình (Process view)
Biểu diễn phân tách giữa các tiến trình, đồng bộ hóa các tiến trình. Khung nhìn này ít được
sử dụng (khơng có trong Rational Rose).