Giáo trình: Ngôn ngữ mô hình hoá thống nhất UML

Nhiệm vụ của công nghệ thông tin nói chung, công nghệ phần mềm nói riêng là nghiên cứu các mô hình, phương pháp và công cụ để tạo ra những hệ thống phần mềm chất lượng cao nhằm đáp ứng được những nhu cầu thường xuyên thay đổi, ngày một phức tạp của thực tế. Nhiều hệ thống phần mềm đã được xây dựng theo các cách tiếp cận truyền thống tỏ ra lạc hậu, không đáp ứng được các yêu cầu của người sử dụng. Cách tiếp cận hướng đối tượng giúp chúng ta có được những công cụ,...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình: Ngôn ngữ mô hình hoá thống nhất UML Giáo trình Ngôn ngữ mô hình hoá thống nhất UML -1- LỜI NÓI ĐẦU Nhiệm vụ của công nghệ thông tin nói chung, công nghệ phần mềm nói riêng là nghiên cứu các mô hình, phương pháp và công cụ để tạo ra những hệ thống phần mềm ch ất lư ợng cao nh ằm đáp ứng đư ợc những nhu cầu thường xuyên thay đổi, ngày một phức tạp của thực tế. Nhiều hệ thống phần mềm đã được xây dựng theo các cách tiếp cận truyền thống tỏ ra lạc hậu, không đáp ứng được các yêu cầu của người sử dụng. Cách tiếp cận hướng đối tượng giúp chúng ta có được những công cụ, phương pháp mới, phù hợp để giải quyết những vấn đề nêu trên. Cách tiếp cận này rất phù hợp với cách quan sát và quan niệm của chúng ta về thế giới xung quanh và tạo ra những công cụ mới, hữu hiệu để phát triển các hệ thống có tính mở, dễ thay đổi theo yêu cầu của người sử dụng, đáp ứng được các tiêu chuẩn phần mềm chất lượng cao theo yêu cầu của nền công nghệ thông tin hiện đại. Giáo trình này trình bày cách sử dụng ngôn ngữ mô h ình hoá thống nhất UML (Unified Modeling Language) đ ể phân tích và thiết kế hệ thống theo cách tiếp cận hướng đối tượng. Cách tiếp cận hướng đối tượng đặt trọng tâm vào việc xây dựng lý thuyết cho các hệ thống tổng quát nh ư là mô hình khái niệm cơ sở. Hệ thống được xem như là tập các thực thể tác động qua lại và trao đổi với nhau bằng các thông điệp để thực hiện những nhiệm vụ đặt ra. Các khái niệm mới của mô hình hệ thống hướng đối tượng và các bước thực hiện phân tích, thiết kế h ướng đối tượng được mô tả, hướng dẫn thực hiện thông qua ngôn ngữ chuẩn UML cùng ph ần mềm công cụ hỗ trợ mô hình hoá Rational Rose. Giáo trình được biên soạn theo yêu cầu giảng dạy, học tập môn học “Phân tích, thiết kế hệ thống ” của ngành Công ngh ệ thông tin và dựa vào kinh nghiệm giảng dạy môn h ọc này qua nhiều năm của các tác giả trong các khoá đào tạo cao học, đại học tại các Đại học Khoa học Huế, Đại học Quốc gia Hà Nội, Đại học Bách khoa Hà Nội, Đại học Đà Nẵng, Đại học Thái Nguyên, v.v. Giáo trình được trình bày trong tám chương. Chương m ở đầu giới thiệu những khái niệm cơ sở trong mô h ình hoá hệ thống và hai cách tiếp cận chính để phát triển các h ệ thống phần mềm hiện nay là hướng thủ tục (chức năng) và hướng đối tượng. Chương II giới thiệu ngôn ngữ mô hình hoá thống nhất UML và vai trò của nó trong quá trình phát triển phần mềm. Vấn đề phân tích các yêu cầu của hệ thống và cách xây dựng biểu đồ ca sử dụng đ ược nêu ở chương III. Chương IV trình bày những khái niệm cơ b ản về các lớp đối tượng và các mối quan hệ của chúng trong không gian bài toán. Biểu đồ lớp cho phép biểu diễn tất cả những khái niệm đó một cách trực quan và thông qua mô hình khái niệm là biểu đồ lớp, chúng ta hiểu rõ h ơn về hệ thống cần phát triển. Những biểu đồ tương tác th ể hiện các hành vi và ứng xử của hệ thống được giới thiệu ở chương V. Dựa vào những kết quả phân tích ở các chương trước, hai chương tiếp theo n êu cách thực hiện để thiết kế các biểu đồ cộng tác cho từng nhiệm vụ, từng ca sử dụng của hệ thống và từ đó có được những thiết kế lớp, biểu đồ lớp chi tiết thực -2- hiện chính xác các nhiệm vụ được giao. Vấn đề quan trọng là lựa chọn kiến trúc cho hệ thống và khả năng ánh xạ những kết quả thiết kế sang m ã chương trình trong một ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng như C++ được đề cập ở chương VII. Chương cuối trình bày m ột số vấn đề chính cần lưu ý khi thiết kế một CSDL HĐT, trong đó chủ yếu giới thiệu về việc ứng dụng ObjectStore trong cài đặt ứng dụng CSDL. Bài toán “Hệ thống quản lý bán hàng ” được chọn làm ví dụ minh hoạ để phân tích, thiết kế hệ thống phần mềm theo cách tiếp cận hướng đối tượng xuyên suốt cả giáo trình. Tác giả xin chân thành cám ơn các bạn đồng nghiệp trong Viện CNTT, các bạn trong Khoa CNTT, Đại học Hue, các bạn trong Khoa Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội về những đóng góp quí báu, hỗ trợ thiết th ực và động viên chân thành để hoàn thành cuốn giáo trình này. Mặc dù đã rất cố gắng nhưng giáo trình này chắc không tránh khỏi những sai sót. Chúng tôi rất mong nhận được các ý kiến góp ý của các thầy cô, những nhận xét của sinh viên và các bạn đọc để h iệu chỉnh thành cuốn sách hoàn thiện. Hà Nội 2004 Các tác giả -3- CHƯƠNG I PHẦN MỀM VÀ MÔ HÌNH HOÁ HỆ THỐNG Ch ương I trình bày các vấn đề cơ sở về:  Các khái niệm và đặc trưng cơ bản của hệ thống phần mềm,  Vai trò của mô hình hoá hệ thống,  Các phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống. 1.1 Giới thiệu về hệ thống phần mềm Hệ thống phần mềm hay gọi tắt là hệ thống, là tổ hợp các phần cứng, phần mềm có quan hệ qua lại với nhau, cùng hoạt động hướng tới mục tiêu chung thông qua việc nhận các dữ liệu đầu vào (Input) và sản sinh ra những kết quả đầu ra (Output) thường là ở các dạng thông tin khác nhau nhờ một quá trình xử lý, biến đổi có tổ chức. Một cách hình th ức hơn chúng ta có thể định nghĩa phần mềm [3] bao gồm các thành phần cơ bản như sau: 1. Hệ thống các lệnh (chương trình) khi thực hiện th ì tạo ra được các hoạt động và cho các kết quả theo yêu cầu, 2. Các cấu trúc dữ liệu làm cho chương trình thực hiện được các thao tác, xử lý và cho ra các thông tin cần thiết, 3. Các tài liệu mô tả thao tác và cách sử dụng ch ương trình. Có nhiều định nghĩa khác nhau về các hệ thống thông tin ([3], [4], [6]). Để hiểu hơn về bản chất của hệ thống thì tốt nhất là ph ải xem xét các đặc trưng cơ bản của chúng. Hệ thống thông tin cũng giống như các h ệ thống khác đều có những đặc trưng cơ bản như sau: 1 . Tính nhất thể hoá được thể hiện thông qua:  Phạm vi và qui mô của hệ thống được xác định như m ...