Tài liệu BÀI 5 CÁC KỸ THUẬT THIẾT KẾ CƠ BẢN docx

v1.0011107222 3MỤC TIÊU Phát triển biểu đồ luồng thông tin hệ thống; Phát triển đồ thị kết cấu sử dụng phép phân tích giao dịch và phân tích biến đổi; Viết các giải mã cho các module the

v1.0011107222 1

BÀI 5 CÁC KỸ THUẬT THIẾT KẾ CƠ BẢN

Giảng viên: ThS Thạc Bình Cường

TÌNH HUỐNG DẪN NHẬP

Các yêu cầu thông tin

Xác định

dữ liệu cần thiết

Tham khảo

dữ liệu

Dữ liệu

Thu thập, điều chỉnh

Truyền đạt thông tin

Đối tượng truy cập thông tin

v1.0011107222 3

MỤC TIÊU

Phát triển biểu đồ luồng thông tin hệ thống;

Phát triển đồ thị kết cấu sử dụng phép phân tích giao dịch và phân tích biến đổi;

Viết các giải mã cho các module theo cấu trúc;

Thiết kế một sơ đồ cơ sở dữ liệu quan hệ dựa vào sơ đồ thực thể liên kết;

Thiết kế một sơ đồ quan hệ để thực hiện một cơ sở dữ liệu quan hệ - đối tượnglai ghép;

Mô tả các kiểu cấu trúc khác nhau của cơ sở dữ liệu phân tán

TỔNG QUAN

• Bài này mô tả thiết kế của các mô hình dữ quan hệ;

• Các nhà phát triển chia các kiểu dữ liệu cơ bản thành các kiểu cơ sở dữ liệuchi tiết: Sơ đồ quan hệ thực thể (ERDs) trong phép phân tích truyền thống;

• Các kiểu cơ sở dữ liệu chi tiết được thực thi thông qua Hệ Quản trị Cơ sở dữliệu (DBMS)

và các giải mã module như thế nào;

Tích hợp vào các thao tác thiết kế khác;

Ứng dụng phương thức vào kiến trúc 3 tầng

• Logic thiết kế bên trong của các module riêng lẻ;

• Phương thức trên -dưới (Top-down ):

 DFDs với các đường bao tự động;

 Lưu đồ hệ thống, biểu đồ cấu trúc, giải mã

• Các quy trình có thể ở bên trong hay bên ngoài đường bao;

• Các dòng dữ liệu có thể ở bên trong hay bên ngoài của đường bao:

 Các dòng dữ liệu giao với đường bao hệ thống thể hiện các dữ liệu đầu ra và dữliệu đầu vào của hệ thống;

 Các dòng dữ liệu giao các đường bao giữa các chương trình biểu diễn sự truyềnthông từ chương trình này tới chương trình kia

Luồng dữ liệu giao với đường bao là các dữ liệu đầu ra và đầu vào

Đường bao

hệ thống tự động

3 BIỂU ĐỒ LUỒNG THÔNG TIN HỆ THỐNG

• Hiển thị các chương trình máy tính đa dạng, các files, các cơ sở dữ liệu, và

các qui trình thủ công liên quan tạo nên một hệ thống hoàn chỉnh;

• Thường xuyên được vẽ trong khi thực hiện các thao tác phân tích;

• Mô tả bằng đồ thị cơ cấu của các hệ thống con trong các thành tố thủ công

và tư động;

• Có thể hiển thị loại hình hệ thống thực hiện giao dịch:

 Theo bó;

 Thời gian thực

v1.0011107222 11

3.1 CÁC KÍ HIỆU LƯU ĐỒ HỆ THỐNG PHỔ BIẾN

Quy trình hoặc chương trình

Files hoặc

cơ sở dữ liệu

Tài liệu hoặc báo cáo

File ở băng từ

Trình diễn dữ liệu đầu ra hay đầu vào trên màn hình

Files hoặc

cơ sở dữ liệu

Thực hiện thủ công

Kết nối giữa các thành tố

Mũi tên để chỉ luồng dữ liệu

từ thành tố này sang thành tố khác.

Đường Link truyền thông

3.2 VÍ DỤ 1 MẪU LƯU ĐỒ HỆ THỐNG CHO HỆ THỐNG TIỀN LƯƠNG

v1.0011107222 13

3.3 VÍ DỤ 2 LƯU ĐỒ HỆ THỐNG CHO RMO

4 BIỂU ĐỒ CẤU TRÚC

• Mô tả các chức năng chính và chức năng phụ của mỗi phần hệ thống;

• Thể hiện mối quan hệ giữa các modules của một chương trình máy tính;

• Tổ chức đơn giản và trực tiếp:

 Mỗi một module thực thi một chức năng cụ thể;

 Mỗi một tầng trong chương trình thực thi các hoạt động cụ thể

• Biểu đồ dạng hình cây với module gốc và các nhánh

v1.0011107222 15

4.1 BIỂU ĐỒ CẤU TRÚC ĐƠN GIẢN TÍNH MODULO TRẢ LƯƠNG

4.2 CÁC KÝ HIỆU BIỂU ĐỒ CẤU TRÚC

Module thường trình con chung Module chủ

Module nhúng

Module chủ với điều kiện gọi

(d) (c)

(f) (e)

v1.0011107222 17

VÍ DỤ BIỂU ĐỒ CẤU TRÚC CHO TOÀN BỘ CHƯƠNG TRÌNH TRẢ LƯƠNG

4.3 PHÁT TRIỂN BIỂU ĐỒ CẤU TRÚC

• Phân tích giao dịch:

 Sử dụng biểu đồ dòng hệ thống và dữ liệu đầu vào của bảng sự kiện;

 Các module mức cao (Upper-level) được phát triển đầu tiên;

 Nhận dạng mỗi giao dịch do chương trình hỗ trợ

• Phân tích biến đổi:

 Dùng các phân đoạn DFD cho dữ liệu đầu ra;

 Chương trình máy tính “ biến đổi” các dữ liệu đầu vào thành các dữ liệuđầu ra;

 Các biểu đồ có các cây con hiển thị dữ liệu đầu vào, đầu ra và tính toán

v1.0011107222 21

4.4 CÁC BƯỚC ĐỂ TẠO LẬP MỘT BIỂU ĐỒ CẤU TRÚC TỪ

MỘT PHÂN ĐOẠN DFD

• Quyết định dòng thông tin chính:

 Dòng dữ liệu chính được truyền từ một dạng dữ liệu đầu vào nào đó

sang dạng dữ liệu đầu ra;

 Tìm qui trình thể hiện các thay đổi cơ bản nhất từ dữ liệu đầu vào tới

dữ liệu đầu ra

• Vẽ lại DFD với các dữ liệu đầu vào phía bên trái và các dữ liệu đầu ra phía

phải – quá trình biển đổi chính đi từ giữa;

• Tạo bản phác thảo của biểu đồ cấu trúc đầu tiên dựa trên các dòng dữ

liệu được vẽ lại

MỘT PHÂN ĐOẠN DFD (CREATE NEW ORDER)

Một phân đoạn DFD

v1.0011107222 23

Xem DFD MỘT PHÂN ĐOẠN DFD (CREATE NEW ORDER) (tiếp theo)

Sắp xếp lại DFD MỘT PHÂN ĐOẠN DFD (CREATE NEW ORDER) (tiếp theo)

 Lấy dữ liệu đầu vào thông qua màn hình giao diện sử dụng;

 Đọc từ kho dữ liệu và viết tới kho dữ liệu;

 Viết các dữ liệu hoặc báo cáo đầu ra

• Bổ sung logic từ các bảng quyết định hoặc các bảng đã được xây dựng

• Tạo xác lập cuối cùng cho biểu đồ kết cấu dựa trên các định nghĩa kiểm soátchất lượng

v1.0011107222 27

4.6 BIỂU ĐỒ CẤU TRÚC CHO CHƯƠNG TRÌNH CREATE NEW ORDER

4.7 KẾT HỢP CÁC BIỂU ĐỒ CẤU TRÚC

 Đo lường cường độ bên trong của module;

 Module thực hiện một nhiệm vụ đã được xác định;

 Mục tiêu là cố kết mức độ cao

5 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CỦA BIỂU ĐỒ CẤU TRÚC (tiếp theo)

v1.0011107222 31

6 THIẾT KẾ BÁN MODULE: GIẢI MÃ

• Mô tả các logic bên trong của các module phần mềm;

• Sự đa dạng được tạo sẵn gần với mã lập trình;

• Cú pháp nên dễ hiểu (ngôn ngữ phát triển);

• Ba loại trình bày được sử dụng trong lập trình cấu trúc:

 Trình tự: Trình tự của các trình bày có thể thực hiện được;

 Quyết định: Hàm logic if-then-else;

 Lặp: do-until hoặc do-while

7 TÍCH HỢP THIẾT KẾ GIAO DIỆN ỨNG DỤNG CẤU TRÚC VỚI

CÁC NHIỆM VỤ THIẾT KẾ KHÁC

• Biểu đồ cấu trúc cần phải được chỉnh sửa hoặc nâng cấp để tích hợp thiết kếcủa giao diện sử dụng và cơ sở dữ liệu:

 Các modules bổ sung có cần thiết không?

 Giải mã trong modules cần chỉnh sửa không?

 Các kết nối dữ liệu bổ sung có cần truyền qua dữ liệu không?

• Các biểu đồ cấu trúc và các lưu đồ hệ thống cần phải phù hợp với kiến trúcmạng đã hoạch định: Các giao thức, công suất và độ bảo mật cần thiết

v1.0011107222 33

8 THIẾT KẾ BA TẦNG

• Kiến trúc ba tầng: Tầng quan sát, Tầng logic nghiệp vụ và tầng dữ liệu;

• Các biểu đồ cấu trúc và các lưu đồ hệ thống mô tả các quyết định thiết kế và

8.1 LƯU ĐỒ HỆ THỐNG THỂ HIỆN KIẾN TRÚC BA TẦNG CHO

CREATE NEW ORDER

v1.0011107222 35

8.2 BIỂU ĐỒ CẤU TRÚC THỂ HIỆN KIẾN TRÚC BA TẦNG

CHO CREATE NEW ORDER

9 CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU

• Cơ sở dữ liệu (DB) - Tập hợp các dữ liệu được lưu trữ, quản lý và điều khiểntập trung;

• Hệ Quản trị Cơ sở dữ liệu (DBMS) - phần mềm hệ thống quản lý và điềukhiển truy nhập cơ sở dữ liệu;

• Cơ sở dữ liệu được mô tả bằng các sơ đồ mô tả các điều khiển cấu trúc, nộidung và truy nhập

Nhà quản trị CSDL

Giao diện chương trình ứng dụng

Bộ xử lý truy vấn người sử dụng

Giao diện quản lý

Lưu trữ

dữ liệu vật lý

Lược đồ

Cơ sở dữ liệu

Nguyên lý truy nhập và điều khiển CSDL

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu

9.2 CHỨC NĂNG QUAN TRỌNG DBMS

• Nhiều người sử dụng truy nhập đồng thời và các trình ứng dụng;

• Truy nhập dữ liệu không cần các trình ứng dụng;

• Quản lý dữ liệu tổ chức với các điều khiển nội dung và truy nhập thống nhất

v1.0011107222 39

9.3 CÁC KIỂU CƠ SỞ DỮ LIỆU

• Bị tác động bởi sự thay đổi về công nghệ từ những năm 60;

• Kiểu:

 Phân cấp;

 Mạng lưới;

 Quan hệ;

 Hướng đối tượng

• Tất cả các hệ thống hiện nay đều sử dụng kiểu dữ liệu quan hệ và kiểu dữ liệuhướng đối tượng

9.4 CƠ SỞ DỮ LIỆU QUAN HỆ

• Hệ Quản trị Cơ sở dữ liệu Quan hệ (RDBMS) tổ chức dữ liệu thành các bảng hay còngọi là các quan hệ;

• Bảng là một cấu trúc dữ liệu hai chiều:

 Hàng: Hàng hoặc bản ghi;

 Trường: Cột hoặc thuộc tính

• Bảng có (các) trường khoá chính được sử dụng để xác định các bản ghi duy nhất;

• Các khoá liên kết các bảng với nhau

v1.0011107222 41

VÍ DỤ HIỂN THỊ MỘT BẢNG CSDL QUAN HỆ

Hiển thị một phần của bảng cơ sở dữ liệu quan hệ

Tên trường hay

10 THIẾT KẾ CƠ SỞ DỮ LIỆU QUAN HỆ

• Tạo bảng cho mỗi kiểu thực thể;

• Chọn hoặc tạo khoá chính cho mỗi bảng;

• Bổ sung các khoá ngoại để thể hiện quan hệ một - nhiều;

• Tạo các bảng mới để thể hiện quan hệ nhiều-nhiều;

• Kiểm tra các ràng buộc toàn vẹn tham chiếu;

• Đánh giá chất lượng của sơ đồ và bổ sung các yếu tố cần thiết;

• Lựa chọn kiểu dữ liệu phù hợp và giới hạn giá trị (nếu cần thiết) cho mỗi trường

v1.0011107222 43

VÍ DỤ 1 QUAN HỆ GIỮA DỮ LIỆU TRONG 2 BẢNG

Quan hệ dữ liệu giữa hai bảng, khóa ngoại ProductID trong bảng

InventoryItem tham chiếu đến khóa chính ProductID trong bảng ProducItem

VÍ DỤ 2 SƠ ĐỒ THỰC THỂ LIÊN KẾT RMO

Sơ đồ thực thể liên kết RMO

v1.0011107222 45

11 THỰC THỂ QUAN HỆ

• Cơ sở dữ liệu quan hệ sử dụng các khoá ngoại để thể hiện quan hệ;

• Quan hệ một-nhiều: Lấy trường khoá chính của bảng thể hiện một kiểu thực thể

để bổ sung thành khoá ngoại của bảng thể hiện nhiều kiểu thực thể

• Quan hệ nhiều-nhiều:

 Sử dụng (các) trường khoá chính của các bảng thể hiện nhiều kiểu thực thể;

 Sử dụng hoặc tạo một bảng thực thể kết hợp để thể hiện quan hệ

11.1 BẢNG THỰC THỂ VỚI CÁC KHÓA CHÍNH

Bảng thực thể với các khóa chính được in đậm

v1.0011107222 47

11.2 BIỂU DIỄN QUAN HỆ MỘT CHIỀU

Thể hiện quan hệ một – với – nhiều cách bổ sung các thuộc tính khóa ngoài (in nghiêng)

12 ĐẢM BẢO TOÀN VẸN THAM CHIẾU

• Trạng thái cơ sở dữ liệu quan hệ thống nhất;

• Mỗi khoá ngoại là một giá trị khoá chính;

• DBMS đảm bảo toàn vẹn tham chiếu tự động khi trình thiết kế sơ đồ xác định

các khoá chính và khoá ngoại

• Khi các hàng chứa các khoá ngoại được khởi tạo: DBMS đảm bảo một khoá

ngoại cũng tồn tại với tư cách là một khoá chính trong một bảng liên kết;

• Khi các hàng bị xoá: DBMS đảm bảo không một khoá ngoại nào trong các

bảng liên kết có cùng giá trị với khoá chính của dòng bị xoá;

• Khi giá trị khoá chính bị thay đổi: DBMS đảm bảo không một khoá ngoại nào

trong các bảng liên kết có cùng giá trị

v1.0011107222 49

13 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SƠ ĐỒ

• Một mô hình dữ liệu có chất lượng cao phải có:

 Sự duy nhất của các hàng và các khoá chính;

 Dễ dàng thực hiện các thay đổi về kiểu dữ liệu trong tương lai (linh hoạt

và có khả năng bảo trì);

 Không có các dữ liệu thừa (chuẩn hoá cơ sở dữ liệu)

• Thiết kế cơ sở dữ liệu không khách quan và không thể định lượng, dựa trênkinh nghiệm và suy đoán

14 CHUẨN HÓA CSDL

Các dạng chuẩn phải tối thiểu hoá các dữ liệu thừa:

• Dạng chuẩn một (1NF) - không lặp lại các trường hoặc các nhóm trường;

• Phụ thuộc hàm - quan hệ một-một giữa các giá trị của hai trường;

• 2NF - đã thoả mãn 1NF và các phần tử không phải là khoá phụ thuộc hàm vàotoàn bộ khoá chính;

• 3NF - đã thoả mãn 2NF và không một phần tử “không phải là khoá” nào lại phụthuộc vào phần tử “không phải là khoá” khác

v1.0011107222 53

TÓM LƯỢC CUỐI BÀI

• Đối với phương thức tạo dựng cấu trúc cổ điển để thiết kế các hệthống, dữ liệu đầu vào chủ yếu là sơ đồ dòng dữ liệu:

 DFD được nâng cấp bởi đường bao hệ thống bổ sung;

 Nhà thiết kế mô tả các qui trình bên trong mỗi đường bao DFDbằng cách sử dụng một hay nhiều các biểu đồ cấu trúc

• Các biểu đồ cấu trúc được phát triển sử dụng:

 Phân tích giao dịch – các loại đa giao dịch;

 Phân tích biến đổi – giao dịch đơn từ dữ liệu đầu vào tới dữ liệuđầu ra

• Các biểu đồ cấu trúc có thể được dựa trên kiến trúc ba tầng:

 Các Modules sẽ được nhận dạng rất rõ bởi tầng;

 Biểu đồ cấu trúc có thể phân ly nếu các tầng hoạt động trên nhiều

hệ thống

• Thiết kế tạo cấu trúc có thể cũng bao hàm:

 Các biểu đồ hệ thống để thể hiện sự di chuyển dữ liệu;

 Module giải mã mô tả logic bên trong của module biểu đồ kết cấu