Chương 2. Các công cụ hỗ trợ phát triển hướng đối tượng
2.2. Kiến trúc trong UML
2.2.4. Các biểu đồ trong UML
Một biểu đồ là một biểu diễn đồ thị của một tập các phần tử (các từ vựng) thường được thể hiện như một đồ thị liên thông với các đỉnh (là các sự vật) và các cung (là các mối quan hệ). Có một số loại biểu đồ thường gặp trong thực tế phát triển phần mềm hướng đối tượng như sau:[4]
a. Biểu đồ ca sử dụng (Use case diagram)
Biểu đồ ca sử dụng chỉ ra một số tác nhân và kết nối chúng với các ca sử dụng mà hệ thống cung cấp. Nó mô tả về chức năng mà hệ thống cung cấp, thể hiện bằng lời hoặc bằng biểu đồ ca sử dụng. Như vậy nó định nghĩa các yêu cầu chức năng của hệ thống. Các tác nhân không nhất thiết phải là con người mà cũng có thể là một hệ thống ngoài cần lấy hay truyền thông tin từ hệ thống hiện thời.
Biểu đồ ca sử dụng là một công cụ cần thiết trong việc nắm bắt các yêu cầu, lên kế hoạch và kiểm soát dự án lặp lại.
b. Biểu đồ lớp (class diagram)
Biểu đồ lớp chỉ ra tập hợp các lớp, các giao diện, các sự cộng tác và các mối quan hệ của chúng. Người ta sử dụng biểu đồ lớp để mô hình hoá khung nhìn thiết kế
tĩnh của hệ thống. Các lớp biểu diễn cho các sự vật được xử lý bên trong hệ thống. Ta thường dùng biểu đồ lớp để:
Mô hình hoá bảng từ vựng của hệ thống
Mô hình hoá các sự cộng tác đơn giản
Mô hình hoá cơ sở dữ liệu logic
Các lớp có thể có quan hệ với nhau theo một số cách như sau:
Liên kết (lớp nọ nối với lớp kia)
Phụ thuộc (1 lớp này phụ thuộc hay sử dụng lớp kia)
Đặc biệt hoá (lớp này là một phần tử chuyên biệt của lớp kia)
Đóng gói (nhiều lớp gộp lại)
Một hệ thống có nhiều biểu đồ lớp và ngược lại một biểu đồ lớp có thể có mặt ở nhiều hệ thống.
c. Biểu đồ đối tượng (object diagram)
Biểu đồ đối tượng chỉ ra tập hợp các đối tượng và các mối quan hệ của chúng.
Người ta sử dụng biểu đồ đối tượng để minh hoạ các cấu trúc dữ liệu, các thực thể của các lớp trong biểu đồ lớp. Có thể coi biểu đồ đối tượng là một biến thể của biểu đồ lớp, nó dùng các biểu diễn hầu hết giống biểu đồ lớp. Biểu đồ đối tượng chỉ ra một số thể hiện đối tượng của lớp.
d. Biểu đồ tương tác (interaction diagram)
Biểu đồ tuần tự (sequece diagram) và biểu đồ cộng tác (collaboration diagram) là hai dạng của biểu đồ tương tác.
Biểu đồ tuần tự (sequence diagram)
Biểu đồ tuần tự chỉ ra sự tương tác giữa một số đối tượng. Biểu đồ này nhấn mạnh đến trình tự thời gian của các thông báo được gửi đi giữa các đối tượng.
Biểu đồ hợp tác (collaboration diagram)
Biểu đồ cộng tác chỉ ra sự hợp tác hành động, nó giống như biểu đồ tuần tự nhưng thường là sự lựa chọn để biểu thị sự tổ chức hợp tác của các đối tượng. Nó là
một cách khác để thể hiện một tình huống có thể xảy ra trong hệ thống nhưng tập trung vào việc thể hiện việc trao đổi qua lại các thông báo giữa các đối tượng hơn là quan tâm đến thứ tự của thông báo đó. Biểu đồ cộng tác nhấn mạnh tới tổ chức cấu trúc của các đối tượng gửi và nhận thông báo. Qua biểu đồ này ta sẽ nhanh chóng biết được giữa hai đối tượng cụ thể nào đó có trao đổi những thông báo gì cho nhau.
Ta có thể sử dụng hai biểu đồ tương tác thay thế cho nhau và dùng để:
Mô hình hoá các luồng điều khiển (sự kiện) theo trình tự thời gian
Mô hình hoá các luồng điều khiển của tổ chức e. Biểu đồ trạng thái (statechart diagram)
Biểu đồ trạng thái biểu diễn một máy trạng thái. Nó biểu diễn dòng điều khiển từ trạng thái này tới trạng thái khác. Nó nhấn mạnh dòng điều khiển từ hoạt động này đến hoạt động khác đang xảy ra bên trong một máy trạng thái
g. Biểu đồ hoạt động (activity diagram)
Biểu đồ hoạt động là trường hợp đặc biệt của biểu đồ trạng thái. Nó chỉ ra dòng điều khiển chính từ hoạt động này đến hoạt động khác, nó cũng bao gồm việc mô hình hoá các bước tuần tự (có thể là đồng thời) trong một tiến trình xử lý. Biểu đồ trạng thái và biểu đồ hoạt động biểu diễn khía cạnh động của hệ thống. Chúng có thể dùng cho việc mô hình hoá vòng đời của một đối tượng. Ta sẽ dùng biểu đồ hoạt động để:
Mô hình hoá luồng công việc (có thể có rẽ nhánh, phân nhánh, sát nhập)
Mô hình hoá một tác vụ (một thủ tục tính toán) h. Biểu đồ thành phần (component diagram)
Biểu đồ thành phần chỉ ra tập hợp các thành phần và các mối quan hệ của chúng. Người ta sử dụng biểu đồ thành phần để mô tả cấu trúc phần mềm, các thành phần thực thi tĩnh của hệ thống. Ta sử dụng biểu đồ thành phần để
Mô hình hoá mã nguồn
Mô hình hoá xuất phẩm có thể thực hiện được
Mô hình hoá các cơ sở dữ liệu vật lý
Mô hình hoá các hệ thống có thể làm thích ứng được Một ví dụ về biểu đồ thành phần:
find.exe
find.html
trang
File thực thi
Hình 2.14: Một ví dụ về biểu đồ thành phần i. Biểu đồ bố trí (deployment diagram)
Biểu đồ bố trí mô hình hoá các khía cạnh vật lý của một hệ thống hướng đối tượng. Nó biểu diễn cấu hình các nút xử lý đang vận hành và các thành phần hoạt động ở trên chúng. Nó có thể còn bao gồm các nút và các ràng buộc. Nó cũng hướng vào việc mô hình hoá sự phân tán, gửi đi và cài đạt các phần tạo nên hệ thống vật lý.
Ta sẽ sử dụng biểu đồ bố trí để:
Mô hình hoá các hệ thống nhúng
Mô hình hoá các hệ thống máy khách/ máy dịch vụ
Mô hình hoá các hệ thống phân tán đầy đủ.
Một ví dụ về biểu đồ bố trí:
SQL server
Application Printer