Mô hình (Model)
Là sự đơn giản hóa của hệ thống thực. MHH có thể bức tranh hay mô
tả vấn đề đang cố gắng giải quyết hay mô tả chính giải pháp vấn đề
là ngôn ngữ của người thiết kế (trong nhiều lĩnh vực)
là trình diễn hệ thống sẽ xây dựng
là phương tiện giao tiếp giữa các stakeholders
là kế hoạch chi tiết (blueprints)
54 trang |
Chia sẻ: Mr Hưng | Lượt xem: 977 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang nội dung tài liệu Phân tích thiết kế hướng đối tượng - Tổng quan về ngôn ngữ mô hình hóa UML, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Gv: Vũ Thị Dương
Email: duongvt01@gmail.com
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
Trường Đại học công nghiệp Hà Nội
PHÂN TÍCH THIẾT KẾ
HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG
Nội dung chi tiết
1. Các khái niệm hướng đối tượng
2. Tổng quan về ngôn ngữ mô hình hóa UML
3. UML trong tiến trình phát triển phần mềm
4. Mô hình hóa yêu cầu (biểu đồ ca sử dụng)
5. Mô hình hóa lĩnh vực ứng dụng (biểu đồ lớp lĩnh vực)
6. Mô hình hóa hành vi( biểu đồ tương tác, trạng thái)
7. Biểu đồ kiến trúc vật lý và phát sinh mã trình
8. Mô hình hóa dữ liệu
2010 Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 1 - 2
Giới thiệu
Ngôn ngữ mô hình hóa thống nhất
Bài 2
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 4/43
Mô hình là gì?
Mô hình (Model)
Là sự đơn giản hóa của hệ thống thực. MHH có thể bức tranh hay mô
tả vấn đề đang cố gắng giải quyết hay mô tả chính giải pháp vấn đề
là ngôn ngữ của người thiết kế (trong nhiều lĩnh vực)
là trình diễn hệ thống sẽ xây dựng
là phương tiện giao tiếp giữa các stakeholders
là kế hoạch chi tiết (blueprints)
Khái niệm mô hình hóa
Mô hình hóa (modeling) là quá trình dùng mô hình để diễn
tả hệ thống
Tại sao phải mô hình hóa?
1. Mô hình hóa để hiểu vấn đề (dễ nhận thức)
2. MHH để trao đổi (phương tiện giao tiếp giữa những người phát triển)
3. MHH để hoàn chỉnh( dễ dàng nhận sự phù hợp giữa mô hình và nhu cầu để cải
tiến, hoàn thiện)
Ngôn ngữ mô hình hóa là ngôn ngữ mô tả hệ thống hay tác nghiệp
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 5/43
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 6/43
Thí dụ mô hình
Thế giới thực
Ôtô Con người SáchĐọc Làm chủ Mô hình
Thế giới thực
Mô hình: Quả địa
cầu học sinh
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 7/43
Thí dụ mô hình
A model is a complete
description of a system
from a particular
perspective
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 8/43
Mô hình hóa trực quan?
Computer System
Business Process
Order
Item
Ship via
“Modeling captures essential
parts of the system.”
Dr. James Rumbaugh
Visual Modeling is modeling
using standard graphical
notations
Phân tích thiết kế hướng đối tượng
Các nguyên tắc mô hình hóa
Chọn mô hình thích hợp
Góc nhìn csdl: mô hình thực thể liên kết
Góc nhìn cấu trúc: thuật toán
Góc nhìn hđt: lớp và các mối quan hệ
Các mô hình được thể hiện nhiều mức chính xác khác
nhau
Hệ thống được diễn tả ở các mức chi tiết khác nhau tùy theo
nhu cầu người sử dụng
Các mô hình phải liên hệ với thế giới thực
Một số phương pháp MHH HĐT
OOD- Object Oriented Design
OOSE- object Oriented Software Engineering
OMT- Object Modeling Technique
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 10/43
OOD- Object Oriented Design
Phương pháp này được phát triển bởi Booch. Nó bao gồm
2 loại chính
Mô hình tĩnh
Biểu đồ lớp
Biểu đồ đối tượng
Mô hình động
Biểu đồ trạng thái
Biểu đồ thời gian
Phân tích thiết kế hướng đối tượng
OOSE- object Oriented Software Engineering
Phương pháp được phát triển bởi Jacobson
5 mô hình
Mô hình yêu cầu – kịch bản sủ dụng
Mô hình phân tích- mức khái niện
Mô hình thiết kế - mức logic
Mô hình mã hóa – mức vật lý
Mô hình kiểm thử
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 12/43
OMT- Object Modeling Technique
Phương pháp được phát triển bởi Rumbaugh
Ba mô hình
Mô hình tĩnh
Mô hình thực thể quan hệ
Mô hình động
Biểu đồ trạng thái và chuyển tiếp
Mô hình chức năng
Dựa trên biểu đồ luồng dữ liệu
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 13/43
Lịch sử phát triển UML
1975-1990
Nhiều ngôn ngữ mô hình hóa HĐT được phát triển
1990-1994
Hơn 50 phương pháp phát triển HĐT trong đó có 3 phương pháp
kể trên
10/1994 Rumbaugh và Booch tiến hàn hành dự án UML ở
Rational
10/1995 phiên bản đầu tiên của phương pháp hợp nhất ra
đời
Cuối năm 1995, Jacobson tham gia nhóm của họ và
6/1996 phiên bản UML v0.9 ra đời
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 14/43
Lịch sử phát triển UML
1996: Hội thảo đầu tiên về UML được tổ chức
1997 phiên bản v1.0 được đề xuất như chuẩn đối với tổ
chức OMG (Object management Group)
8/1998 UML v1.3 được phát hành bởi OMG
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 15/43
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 16/43
Ngôn ngữ mô hình hóa thống nhất
Unified Method 0.8OOPSLA ´95
Booch method OMT OOSEOther methods
UML 0.9June ´96
public
feedback
Final submission to OMG, Sep ‘97
First submission to OMG, Jan ´97
UML 1.1
OMG Acceptance, Nov 1997
UML 1.3
UML 1.0UML partners
June 12, 2003
UML 2.0
UML stands for Unified Modeling Language
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 17/43
UML Partners
Rational Software Corporation
Hewlett-Packard
I-Logix
IBM
ICON Computing
Intellicorp
MCI Systemhouse
Microsoft
ObjecTime
Oracle
Platinum Technology
Taskon
Texas Instruments/Sterling Software
Unisys
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 18/43
Contributions to the UML
Meyer
Before and after
conditions
Harel
Statecharts
Gamma, et al
Frameworks and patterns,
HP Fusion
Operation descriptions and
message numbering
Embley
Singleton classes and
high-level view
Wirfs-Brock
Responsibilities
Odell
Classification
Shlaer - Mellor
Object lifecycles
Rumbaugh
Object Modeling
Technique
Booch
Booch method
Jacobson
Object-Oriented
Software Engineering
UML – một ngôn ngữ
Cung cấp từ vựng, cú pháp và ngữ nghĩa để mô
tả sự giao tiếp
Là một ngôn ngữ mà trong đó từ vựng và luật
được sử dụng để mô tả mức khái niện và mức vật
lý của một hệ thống
UML cung cấp từ vựng và luật để mô tả các mô
hình khác nhau của một hệ thống
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 19/43
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 20/43
Khái quát về UML
UML là ngôn ngữ để
Visualizing – mô hình hóa trực quan
Specifying – đặc tả
Constructing – xây dựng
Documenting – làm tài liệu
Nó có thể sử dụng trong mọi tiến trình, xuyên suốt vòng
đời phát triển và trải qua các công nghệ cài đặt khác
nhau.
UML- ngôn ngữ để mô hình hóa trực quan
UML cung cấp 1 tập các ký hiệu và luật để biểu
diễn đồ họa những mô hình của hệ thống
Biểu diễn đồ họa thường đem lại cái nhìn tốt hơn
về hệ thống
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 21/43
UML – ngôn ngữ để đặc tả
Một đặc tả là một mô tả chính xác và không
nhập nhằng về hệ thống
UML cung cấp các công cụ để đặc tả hệ thống ở
nhiều mức: Phân tích, thiết kế, cài đặt
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 22/43
UML- ngôn ngữ để xây dựng
Các mô hình UML có thể được chuyển sang 1
ngôn ngữ lập trình khá dễ dàng
UML là khá chính xác và không nhập nhằng để
cho phép thực hiện các mô phỏng
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 23/43
UML- ngôn ngữ để lập tài liệu
UML cho phép mô tả tất cả các bước xây dựng
một hệ thống
Các mô hình được xây dựng tạo nên một tài liệu
đầy đủ và chính xác về hệ thống
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 24/43
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 25/43
Khái quát về UML
Mô hình hóa các phần tử
Các quan hệ
Cơ chế mở rộng
Các biểu đồ
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 26/43
Mô hình hóa các phần tử
Các phần tử cấu trúc
class, interface, collaboration, use case, active class, component, node
Các phần tử hành vi
interaction, state machine
Nhóm các phần tủ
package, subsystem
Các phần tử khác
note
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 27/43
Các quan hệ
Dependency – phụ thuộc ( mũi tên đứt nét)
Association – kết hợp (đoạn thẳng với bội, bản số
và vai trò)
Generalization – khái quát hóa- thừa kế (mũi tên
rỗng liền nét
Realization – cài đặt – mũi tên rỗng nét đứt
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 28/43
Cơ chế mở rộng
Khuôn dập-Stereotype
Giá trị - Tagged value
Ràng buộc-Constraint
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 29/43
Models and Diagrams
Use Case
Diagrams
Scenario
DiagramsScenario
DiagramsCollaboration
Diagrams
Component
Diagrams
Deployment
Diagrams
Object
Diagrams
Scenario
DiagramsScenario
DiagramsStatechart
Diagrams
Sequence
Diagrams
Class
Diagrams
Activity
Diagrams
Models
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 30/43
Các biểu đồ- Diagrams
Biểu đồ là cách diễn tả hệ thống theo một góc nhìn
Thể hiện cách nhìn từ góc độ của người tham gia
Cung cấp 1 trình diễn cụ thể của hệ thống
Về mặt ngữ nghĩa thì mỗi biểu đồ có thể sẽ khác nhau đối với
cách nhìn khác nhau
Trong UML có 9 biểu đồ cơ bản
Tĩnh: use case, class, object, component, deployment
Động: sequence, collaboration, statechart, activity
A diagram is a view into a model
Presented from the aspect of a particular stakeholder
Provides a partial representation of the system
Is semantically consistent with other views
In the UML, there are nine standard diagrams
Static views: use case, class, object, component, deployment
Dynamic views: sequence, collaboration, statechart, activity
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 31/43
Kiến trúc hệ thống UML
Conceptual Physical
Logical View
(Góc nhìn
logic)
End-user
Functionality
Implementation View
(Góc nhìn cài đặt)
Programmers
Software management
Process View
(Góc nhìn quá trình)
Performance
Scalability
Throughput
System integrators
Deployment View
(Góc nhìn triển khai)
System topology
Delivery, installation
Communication
System engineering
Use Case View
Góc nhìn Hệ thống
Góc nhìn người sử dụng (use case).Mô tả hệ thống dưới
góc nhìn của người sử dụng đầu cuối và người sở hữu
Mô tả các mục tiêu và mục đích của hệ thống
Mô tả các chức năng của hệ thống
Góc nhìn logic- mô tả mặt tĩnh và cấu trúc của hệ thống
Góc nhìn hành vi- mô tả mặt động của hệ thoongs (tương
tác giữa các phần tử của hệ thống)
Góc nhìn cài đặt – mô tả thực hiện giải phấp- mã chương
trình
Góc nhìn triển khai- mô tả các phần tử vật lý của giải pháp
(bộ xử lý, thiết bị)
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 32/43
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 33/43
Cần bao nhiêu khung nhìn?
Mô hình phù hợp với ngữ cảnh phát triển hệ thống
Không phải tất cả các mô hình đòi hỏi đầy đủ khung nhìn
Đơn xử lý: Bỏ qua khung nhìn triển khai
Đơn tiến trình: Bỏ qua khung nhìn tiến trình
Chương trình rất nhỏ: Bỏ qua khung nhìn cài đặt
Bổ sung các khung nhìn
Data view
Security view
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 34/43
UML Concepts
UML được sử dụng để:
Hiển thị biên hệ thống và các chức năng chính của nó bằng ca sử
dụng -use cases và các tác nhân- actors
Mô tả hiện thực use case bằng biểu đồ tương tác- interaction
diagrams
Biểu diễn các cấu trúc tĩnh của hệ thống bằng biểu đồ lớp- class
diagrams
Mô hình hóa hành vi đối tượng bằng state transition diagrams
Biểu thị kiến trúc cài đặt vật lý bằng component & deployment
diagrams
Mở rộng các chức năng bằng stereotypes
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 35/43
Thí dụ ứng dụng UML
Một trường đại học thực hiện tin học hóa hệ thống đăng
ký học và dạy học:
Giáo vụ (Registrar) lập chương trình giảng dạy (curriculum) cho
một học kỳ
Sinh viên (Student) chọn 4 môn học chính và 2 môn dự bị
Khi sinh viên đăng ký học thì hệ thống thanh toán (billing system)
in hóa đơn học phí cho sinh viên
Sinh viên có thể sử dụng hệ thống để bổ sung/loại bỏ môn học sau
khi đã đăng ký (trong khoảng thời gian cố định)
Giáo sư (Professors) sử dụng hệ thống để xem bảng phân công
dạy học (course rosters)
Người sử dụng hệ thống đăng ký được cấp passwords để vào máy
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 36/43
Biểu đồ ca sử dụng
Biểu đồ use case dùng để mô tả tập hợp các ca sử
dụng, các tác nhân và những mối quan hệ giữa chúng
Các biểu đồ này mô tả cái nhìn tĩnh về hệ thống dưới
con mắt của người sử dụng
Các biểu đồ này rất quan trọng để nắm bắt chức năng
của hệ thống
Biểu đồ được tạo bởi người phân tích TK hay các
chuyên gia của hệ thống
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 37/43
Biểu đồ ca sử dụng
Student
Registrar
Professor
Maintain Schedule
Maintain Curriculum
Request Course Roster
Billing System
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 38/43
Biểu đồ tuần tự- Sequence Diagram
Mô tả sự trao đổi các thông điệp giữa các đối tượng
dựa theo thời gian
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 39/43
Biểu đồ tuần tự
: Student
registration
form
registration
manager
math 101
1: fill in info
2: submit
3: add course(joe, math 01)
4: are you open?
5: are you open?
6: add (joe)
7: add (joe)
math 101
section 1
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 40/43
Biểu đồ tương tác- Collaboration Diagram
Mô tả sự trao đổi các thông điệp giữa các đối tượng
dựa theo cấu trúc quan hệ giữa chúng
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 41/43
Biểu đồ tương tác- Collaboration Diagram
: Registrar
course form :
CourseForm
theManager :
CurriculumManager
aCourse :
Course
1: set course info
2: process
3: add course
4: new course
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 42/43
Biểu đồ lớp
Mô tả tập hợp các lớp và các tương tác giữa chúng
Các biểu đồ lớp mô tả cấu trúc tĩnh của hệ thống
Tạo bởi: analysts, designers, and implementers
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 43/43
Biểu đồ lớp- Class Diagram
RegistrationForm
RegistrationManager
Course
Student
CourseOffering
Professor
addStudent(Course, StudentInfo)
name
numberCredits
open()
addStudent(StudentInfo)
major
location
open()
addStudent(StudentInfo)
tenureStatus
ScheduleAlgorithm
1
0..*
0..*
1
1
1..*
4
3..10
0..4
1
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 44/43
Biểu đồ đối tượng- Object Diagram
Mô tả tập hợp các đối tượng và quan hệ giữa chúng
Các biểu đồ này mô tả cùng các thông tin như biểu
đồ lớp nhưng dưới cách nhìn của các thể hiện lớp
Developed by analysts, designers, and implementers
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 45/43
Biểu đồ trạng thái: State Transition Diagram
Biểu diễn máy trạng thái- chuyển tiếp sự kiện và
hoạt động
Những biểu đồ này mô tả cái nhìn động về hệ
thống
Các biểu đồ này dùng để hiểu rõ hành vi của hệ
thống
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 46/43
Biểu đồ trạng thái: State Transition Diagram
Initialization
Open
entry: Register student
exit: Increment count
Closed
Canceled
do: Initialize course
do: Finalize course
do: Notify registered students
Add Student /
Set count = 0
Add student [count < 10]
[count = 10]
Cancel
Cancel
Cancel
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 47
Biểu đồ hoạt đông -Activity Diagram
Mô tả luồng thông tin
từ 1 hoạt động này đến
1 họat động khác
Mô tả cài nhìn động về
hệ thống
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 48
Biểu đồ thành phần - Component Diagram
Chỉ ra tổ chức và sự phụ thuộc giữa các thành phần của
hệ thống
Các biểu đồ Thành phần mô tả cái nhìn tĩnh về sự cài
đặt của hệ thống
Developed by architects and programmers
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 49
Biểu đồ thành phần - Component Diagram
Course
Course
Offering
Student
Professor
Course.dll
People.dll
Course
User
Register.exe
Billing.exe
Billing
System
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 50
Biểu đồ triển khai- Deployment Diagram
Mô tả các nút và các thành phần của hệ thống tại
thời điểm thực thi
Developed by architects, networking engineers, and
system engineers
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 51
Biểu đồ triển khai- Deployment Diagram
Registration Database
Library
Dorm
Main
Building
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 52
Biểu đồ triển khai-Deployment Diagram
Client
Server
Application
Server
Fulfillment
System
Financial
System
Inventory
System
RDBMS
Server
Dynamic HTML, JavaScript, Java
plug-ins, source code enhancements
Java, C, C++, JavaScript, CGI
Java, C, C++, JavaBeans,
CORBA, DCOM
Native languages
Góc nhìn và biểu đồ
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 53
Logical View
(Góc nhìn logic)
Biểu đồ lớp, bd đối tượng
Implementation View (Góc
nhìn cài đặt)
BD gói, thành phần
Process View (Góc
nhìn hành vi)
Performance
Scalability
Throughput
BD trạng thái, hoạt động, tuần tự, cộng tác
Deployment View (Góc
nhìn triển khai)
System topology
Delivery, installation
Communication
BD triển khai
Use Case View
- Biểu đồ ca sử dụng
Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 54/43
Tóm tắt
Các vấn đề đã nghiên cứu
Khái niệm mô hình, mô hình hóa trực quan
Khái quát về Ngôn ngữ mô hình hóa thống nhất
Thí dụ sử dụng các biểu đồ của UML
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- oop2_tong_quan_uml_5216.pdf