Phương pháp hình thức đặc tả hệ thống hướng đối tượng dựa trên mô hình rCOS

Trong tiến trình phát triển thống nhất RUP (rational unified process) dựa trên ngôn ngữ UML (unified modeling language) [1, 4, 7], một số mô hình loại khác nhau của UML đã được sử dụng để biểu diễn các mô hình nghiệp vụ, mô hình phân tích, mô hình thiết kế và mô hình triển khai trong pha khác nhau để phát triển hệ thống.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phương pháp hình thức đặc tả hệ thống hướng đối tượng dựa trên mô hình rCOST¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 1(45) Tập 2/N¨m 2008PHƯƠNG PHÁP HÌNH THỨC ĐẶC TẢ HỆ THỐNGHƯỚNG ĐỐI TƯỢNG DỰA TRÊN MÔ HÌNH rCOSNguyễn Mạnh Đức (Trường ĐH Sư phạm - ĐH Thái Nguyên)Đặng Văn Đức (Viện Công nghệ thông tin - Viện KH&CN Việt Nam)Nguyễn Văn Vỵ (Trường ĐH Công nghệ- ĐH Quốc gia Hà Nội)1. Đặt vấn đềThiết kế và phát triển hệ thống phần mềm với ngôn ngữ hướng đối tượng đã được thừanhận là rất phức tạp [1, 4]. Nhiều nhà nghiên cứu đã chỉ ra sự cần thiết phát triển công cụ hìnhthức hoá làm cơ sở cho việc phát triển phần mềm hướng đối tượng. Bài báo này sẽ trình bày mộtqui trình làm mịn mô hình UML dựa trên lý thuyết lập trình thống nhất của Hoare và He [2], sửdụng vào việc xây dựng một cách đúng đắn các chương trình hướng đối tượng.Trong tiến trình phát triển thống nhất RUP (rational unified process) dựa trên ngôn ngữUML (unified modeling language) [1, 4, 7], một số mô hình loại khác nhau của UML đã đượcsử dụng để biểu diễn các mô hình nghiệp vụ, mô hình phân tích, mô hình thiết kế và mô hìnhtriển khai trong pha khác nhau để phát triển hệ thống. Thí dụ, biểu đồ ca sử dụng biểu diễn môhình nghiệp vụ (khung nhìn nghiệp vụ), biểu đồ lớp biểu diễn mô hình phân tích (khung nhìntĩnh), biểu đồ công tác và biểu đồ trạng thái biểu diễn hành vi (khung nhìn hành vi)… RUP sửdụng đồng thời nhiều khung nhìn trong việc mô hình hoá hệ thống cho phép người phát triển cóthể phân chia mô hình hệ thống thành một số khung nhìn khác nhau để làm trực quan và quản lýchúng theo những cách riêng. Mỗi khung nhìn đơn sẽ tập trung vào một khía cạnh riêng biệt ởmột giai đoạn, để phân tích và hiểu rõ các đặc trưng khác nhau của mô hình hệ thống. Tuynhiên, mô hình hệ thống với nhiều khung nhìn phải đối mặt với các khó khăn về sự khác nhaucủa nhiều khung nhìn ở những thời điểm khác nhau của tiến trình phát triển. Một số vấn đề đãđược đặt ra cần giải quyết [12]:1) Tính nhất quán ngang của mô hình: Nhiều khung nhìn khác nhau của các hệ con khácnhau trong một hệ thống đòi hỏi phải tương thích với nhau về cú pháp và ngữ nghĩa.2) Tính nhất quán dọc của mô hình: Khi biến đổi và phát triển một mô hình qua cácbước làm mịn, đòi hỏi các mô hình nhận được ở mỗi bước phải nhất quán và có ngữ nghĩa phùhợp với nhau;3) Tính lần vết được của mô hình: Khi chuyển từ một mô hình của một khung nhìn nàysang mô hình theo một khung nhìn khác, hay từ bước làm mịn này sang bước sau phải được chỉdẫn cho phép lần ngược lại mô hình loại trước hay mô hình ở bước trước, cũng như có thể lầnxuôi đến các mô hình của bước sau, và đảm bảo sự phù hợp giữa các mô hình đó.4) Tích hợp được các mô hình: Mô hình của các khung nhìn khác nhau cần phải tích hợpđảm bảo sự nhất quán và đồng bộ toàn hệ thống trước khi có sản phNm phần mềm cuối cùng...Nhiều nghiên cứu về tính chất và hình thức thể hiện của các mô hình UML [10, 12] đãđược tiến hành trong những năm gần đây. Tuy nhiên, phần lớn các nghiên cứu chỉ liên quan tớihình thức của từng loại biểu đồ riêng rẽ và tính nhất quán của các mô hình loại 1 hoặc loại 2.95T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 1(45) Tập 2/N¨m 2008Nhìn lại tiến trình phát triển hệ thống phần mềm theo hướng đối tượng theo RUP ta thấy,bắt đầu của tiến trình phát triển với khung nhìn nghiệp vụ, có chứa mô hình lớp khái niệm, vàcho đến khi kết thúc tiến trình trước khi chuyển sang mã nguồn, chúng ta lại nhận được biểu đồlớp thiết kế của hệ thống phần mềm. Nếu ta chỉ sử dụng một khung nhìn duy nhất được biểudiễn bằng các biểu đồ lớp, ta sẽ khắc phục được tính đa khung nhìn của tiến trình phát triển ởtrên. Vấn đề duy nhất còn cần phải giải quyết ở đây là: làm sao xây dựng được các phép biếnđổi và các quy tắc kiểm tra sự đúng đắn của chúng, khi đó bằng một loạt các phép biến đổi đúngđắn, ta có thể chuyển biểu đồ lớp khái niệm ban đầu thành biểu đồ lớp thiết kế cuối cùng củaphần mềm hệ thống (hình vẽ dưới đây) [16, 17].PhươngphápmớiTiếntrìnhRUPbiểu đồ lớpkhái niệmmiền lĩnhvựcmô hìnhnghiệp vụkhungnhìn 1phépBĐ1biểu đồlớp đượclàm mịn 1mô hìnhphân tíchkhungnhìn 2phépBĐ2…phépBĐn…biểu đồ lớpthiết kế phầnmềm hệthốngmô hìnhthiết kếkhungnhìn kÝ tưởng cho phương pháp giải quyết vấn đềLúc này, các khung nhìn khác của tiến trình RUP sẽ được sử dụng như các công cụ trợ giúpcho việc xác định các phép biến đổi cụ thể để tận dụng được thế mạnh của các khung nhìn này. Vấnđề cuối cùng đặt ra được giải quyết bằng công cụ hình thực hóa dựa trên các quan hệ đại số.Nhìn trến sơ đồ ta thấy, để đạt đến biểu đồ lớp thiết kê cuối cùng, chúng ta cần đến cácphép biến đổi sau: thêm lớp (có thể kế thừa), thêm thuộc tính, thêm phương thức, thay đổi đặctrưng của thuộc tính, của phương thức, thay đổi liên kết giữa các lớp và các biến đổi tương ứngtrong mỗi phương thức.2. Cơ sở của các phép biến đổiMột biểu diễn của chương trình lệnh được coi như một thiết kế (design) xác định bở ...