Giáo trình Kỹ nghệ phần mềm 3

Giáo trình Kỹ nghệ phần mềm Giáo trình Kỹ nghệ phần mềm 78 CHƯƠNG 3 NỀN TẢNG THIẾT KẾ PHẦN MỀM Mục đích Sau khi học xong chương này, sinh viên sẽ có các kiến thức và kỹ năng sau đây Hiểu được vai trò.

C H NG 3

M c đích

Sau khi h c xong ch ng này, sinh viên s có các ki n th c và k n ng sau đây:

- Hi u đ c vai trò quan tr ng c a công đo n thi t k trong KNPM

- Hi u rõ các v n đ lý lu n c b n làm n n t ng cho quá trình thi t k

- Bi t v n d ng các ki n th c v mô đun hóa, tr u t ng hóa, ký pháp l u đ khi thi t k ph n m m

Tóm l c n i dung

Công đo n thi t k có vai trò đ c bi t quan tr ng trong KNPM Ch ng này trình bày các v n đ lý lu n c b n v thi t k ph n m m Tr c h t chúng tôi trình bày vai trò c a thi t k theo quan đi m c a Roger Pressman và các tiêu chu n thi t k Sau đó trình bày các chi n l c và ph ng pháp thi t k ch y u (thi t k h ng ch c n ng, thi t k

h ng đ i t ng, thi t k h ng th i gian th c) và 2 ph ng pháp thi t k c a tr ng phái h ng ch c n ng là thi t k t trên xu ng Top Down Design và thi t k t d i lên Bottom Up Design Chúng tôi c ng trình bày các v n đ lý lu n c b n trong thi t k

ph n m m nh tr u t ng hóa, che d u thông tin, đ c l p ch c n ng, tính k t dính, s ghép n i Cu i cùng là v ngôn ng thi t k PDL (Program Design Language)

d ng nhi u k thu t và nguyên lý v i m c đích xác đ nh ra m t thi t b , m t ti n trình hay

m t h th ng đ chi ti t đ cho phép th c hi n nó v m t v t lý."[7]

M c tiêu c a qui trình thi t k là t o ra m t mô hình hay s bi u di n c a m t th c th

s đ c xây d ng Ti n trình phát tri n mô hình này là k t qu c a t h p tr c giác và s đánh giá d a trên kinh nghi m trong vi c xây d ng các th c th t ng t Thi t k ph n

m m máy tính, gi ng nh cách ti p c n thi t k công ngh trong các l nh v c khác, liên

t c thay đ i khi xu t hi n các ph ng pháp m i, các qui trình phân tích t t h n và hi u

bi t r ng l n Không gi ng nh qui trình thi t k trong ngành c khí hay ngành đi n t , thi t k ph n m m đã hình thành ngay giai đo n t ng đ i s m trong s ti n hóa c a

nó Chúng ta đã có ý t ng v thi t k ph n m m đã h n ba th p k nay Do đó, ph ng pháp lu n thi t k ph n m m th ng là thi u s m m d o, mang ít nhi u b n ch t đ nh tính thông th ng g n bó v i nhi u b môn thi t k k ngh c đi n

T m quan tr ng c a qui trình thi t k ph n m m có th đ c phát bi u b ng m t t

ch t l ng ph n m m Qui trình thi t k cung c p cho chúng ta cách bi u di n ph n m m

có th đ c xác nh n v ch t l ng Thi t k là cách duy nh t mà chúng ta có th d ch

m t cách chính xác nh t các yêu c u c a khách hàng thành s n ph m ph n m m cu i cùng N u không có thi t k , chúng ta có nguy c t o d ng nên m t h th ng không n

đ nh, m t h th ng s th t b i khi ch có m t thay đ i nh s y ra; m t h th ng không th nào ki m th đ c; m t h th ng không th nào xác nh n đ c ch t l ng ch ng nào

ch a đ n cu i ti n trình ki m th trong khi th i gian còn r t ng n và r t nhi u ti n đã

ph i chi ra

Tóm l i, thi t k ph n m m là m t ti n trình qua đó các yêu c u c a ng i s d ng

đ c d ch thành m t s n ph m ph n m m ng d ng Trong toàn b ti n trình thi t k ,

ch t l ng c a thi t k ti n hóa đ c kh ng đ nh b ng m t lo t các cu c h p xét duy t k thu t chính th c đánh giá ch t l ng c a m t bi u di n thi t k , chúng ta ph i thi t

l p các tiêu chu n cho thi t k

Th nh t, thi t k theo các mô đun, t c là ph n m m s đ c phân ho ch m t cách logic

thành các thành ph n th c hi n nh ng ch c n ng con xác đ nh

Th hai, thi t k nên bi u di n phân bi t và tách bi t gi a d li u và th t c

Th ba, thi t k nên h ng t i các giao di n làm rút g n đ ph c t p c a vi c n i ghép

gi a các mô đun v i môi tr ng bên ngoài

Th t , thi t k nên dùng ph ng pháp l p l i đ c đi u khi n b i thông tin có trong tài

li u phân tích các yêu c u ph n m m

Các đ c tr ng c a m t h s thi t k có ch t l ng không th có đ c nh s may

m n Ti n trình thi t k trong k ngh ph n m m ph i đ c th c hi n thông qua vi c áp

d ng các nguyên lý thi t k c b n, các ph ng pháp lu n h th ng và vi c xét duy t

th u đáo các qui trình

Nh v y, thi t k ph n m m là m t ti n trình qua đó các yêu c u c a ng i s d ng

đ c d ch thành m t s n ph m ph n m m ng d ng ây là công đo n có vai trò đ c bi t quan tr ng trong k ngh ph n m m

3.2 CHI N L C THI T K PH N M M

Có nhi u chi n l c thi t k ph n m m theo các ph ng pháp ti p c n khác nhau Hai chi n l c thi t k đang đ c s d ng r ng rãi và mang l i hi u qu tích c c là thi t k h ng ch c n ng và thi t k h ng đ i t ng

Thi t k h ng ch c n ng là m t cách ti p c n thi t k ph n m m trong đó b n thi t k

đ c phân gi i thành m t b các mô-đun tác đ ng l n nhau, m i mô-đun có m t ch c

n ng đ c xác đ nh rõ ràng ây là m t ph ng pháp thi t k c đi n trong đó ng i ta dùng các bi u đ dòng d li u mô t vi c x lý d li u logic, các l c đ c u trúc đ ch

Trong cách ti p c n này, h th ng đ c nhìn nh n nh m t b các đ i t ng phân tán,

m i đ i t ng có nh ng thông tin tr ng thái riêng c a nó Thi t k h ng đ i t ng d a trên vi c che d u thông tin do d li u dùng chung b lo i b Các đ i t ng liên l c v i nhau b ng cách trao đ i thông báo Các đ i t ng là các th c th đ c l p, s n sàng thay

đ i mà không nh h ng t i các đ i t ng khác Các đ i t ng có th phân tán và hành

đ ng tu n t ho c song song

u đi m c a cách ti p c n h ng đ i t ng:

Trong cách ti p c n này, các k s ph n m m c n mô t các đ u vào và đ u ra c u trúc

d li u và sau đó phát tri n c u trúc đi u khi n c a ch ng trình d a trên các s đ c u trúc d li u

Trong cách ti p c n này m i thành ph n c a ph n m m là m t đ n v đ c l p, có giao

di n và có th đ c tri n khai m t cách đ c l p Chi n l c thi t k h ng thành ph n

d a trên các v n đ liên quan đ n vi c cung c p, phát tri n, và tích h p các thành ph n

nh v y đ c i thi n, tái s d ng M t ph n m m tái s d ng nh ng thành ph n khác hay

s d ng ph n m m đã đ c xây d ng s n ph i đáp ng các yêu c u b o m t t ng t nh

ph n m m m i

Ngoài các h ng thi t k trên còn nhi u h ng thi t k khác c ng đang đ c áp d ng

hi n nay và mang l i nh ng hi u qu nh t đ nh G n đây xu t hi n m t ki n trúc ph n

m m m i đ c k v ng là chìa khóa gi i quy t v n đ "đ n gi n hóa" ph n m m là SOA (Service-Oriented Architecture) - ki n trúc h ng d ch v SOA là t p h p các d ch v

k t n i “m m d o” v i nhau, có giao ti p đ c đ nh ngh a rõ ràng và đ c l p v i n n t ng

h th ng, có th tái s d ng SOA là c p đ cao h n c a phát tri n ng d ng, chú tr ng

đ n quy trình nghi p v và dùng giao ti p chu n đ giúp che đi s ph c t p k thu t bên

d i Nói cách khác, SOA là:

+ M t ki u ki n trúc ph n m m g m nhi u thành ph n đ c l p đ c th hi n thành nh ng

d ch v (service), m i d ch v th c hi n m t quy trình nghi p v nào đó c a doanh nghi p

+ Các thành ph n đ c n i k t qua c ng giao ti p, có tính k th a các thành ph n đang

t n t i, và s t ng tác gi a chúng không c n quan tâm đ n vi c chúng đ c phát tri n trên n n t ng công ngh nào i u này khi n h th ng có th m r ng và tích h p m t

cách d dàng SOA giúp tái s d ng ph n m m, linh ho t khi m r ng, k t n i và tích

h p

Nh v y m i chi n l c thi t k ph n m m đ u d a trên cách nhìn nh n tr c quan và

m t b ký pháp duy nh t đ bi u di n quá trình này Tuy nhiên c n nh r ng không có

m t cách ti p c n nào là t t nh t cho m i d án ph n m m Ng i k s ph n m m ph i

bi t l a ch n cách ti p c n thích h p nh t cho m i d án và m i giai đo n thi t k

3.3 CÁC PH NG PHÁP THI T K

3.3.1 Ph ng pháp thi t k t trên xu ng (Top Down Design)

Theo ph ng pháp này, tr c h t ng i ta xác đ nh mô đun t ng quát nh t mà bài toán yêu c u gi i quy t Sau đó ti n hành phân rã các mô đun thành các ni m v c th

h n, t c là chuy n d n t môdule chính đ n các môdun con t trên xu ng d i, do v y

ph ng pháp có tên g i là thi t k "t trên xu ng"

minh ho cho ph ng pháp này, chúng ta xét bài toán thi t k h th ng qu n lý m t trung tâm th ng m i

+ Phác th o 3:

+ Phác th o 4:

Qu n lý nhân l c

L p k ho ch ngu n nhân l c Qu n lý h s Qu n lý l ng

+ Phác th o 5: Tích h p h th ng

Hình 3.1 Mô hình thi t k t đ nh xu ng

Ý t ng c a ph ng pháp thi t k này ng c l i v i ph ng pháp Top down design

Tr c h t ng i ta ti n hành gi i quy t các v n đ c th , sau đó trên c s đánh giá m c

đ t ng t v ch c n ng c a các v n đ này trong vi c gi i quy t bài toán ng i ta g p chúng l i thành t ng nhóm cùng ch c n ng t d i lên trên cho đ n mô đun chính Sau

đó s thi t k thêm m t s ch ng trình làm phong phú h n, đ y đ h n ch c n ng c a các phân h và cu i cùng là tích h p các môđun thành m t h th ng th ng nh t, hoàn

Trong m t doanh nghi p, vi c ng d ng tin h c trong qu n lý đã đ c tri n khai các

b ph n khác nhau và trong t ng th i đi m khác nhau K t qu là ng i ta đã thi t k và

đ a vào s d ng m t s ch ng trình qu n lý trong các phòng ban (Phòng tài v , Phòng

Prog 6: L p k ho ch cung ng nguyên v t li u

Các ch ng trình này đã đ c ng d ng có k t qu trong s n xu t kinh doanh và đã

đ c th c t ki m nghi m Bây gi trên c s các ch ng trình c th này Lãnh đ o nhà máy có nhu c u thi t k m t h ch ng trình th ng nh t ph c v t t h n cho vi c qu n

lý doanh nghi p Trong tr ng h p này chúng ta v n d ng ph ng pháp thi t k t d i lên theo các phác th o sau đây:

• Phác th o th nh t: G p các môđun 1, 4 thành phân h qu n lý nhân l c

• Phác th o th hai: G p các môđun 2, 5 thành ch c n ng qu n lý tài chính

• Phác th o th ba: G p các môđun 3, 6 thành ch c n ng qu n lý s n xu t

Trên c s ch c n ng c a các phân h qu n lý trên đây, chúng ta có th ti n hành thi t k thêm m t s ch ng trình khác làm phong phú thêm các v n đ mà h th ng đang qu n lý:

+ Prog 7: Qu n lý các ngu n v n

+ Prog 8: Qu n lý đào t o nhân l c

+ Prog 9: L p k ho ch tác nghi p

Các ch ng trình đ c thi t k b sung ph i đ m b o đ c yêu c u phù h p v m t

ch c n ng v i các ch ng trình đã đ c thi t k và cài đ t tr c đây, đ ng th i ph i có

s t ng thích v i các ch ng trình đã đ c ki m nghi m trong th c ti n Trong ví d trên đây chúng ta có th thi t k thêm nhi u ch ng trình trong m i phân h làm cho kh

n ng c a các phân h ngày càng đa d ng, gi i quy t đ c ngày càng hi u qu các v n đ

mà th c t qu n lý c a doanh nghi p đ t ra

Cu i cùng ti n hành tích h p thành m t h th ng th ng nh t qu n lý doanh nghi p

d i d ng mô hình sau đây:

Hình 3.2 Mô hình thi t k t d i lên

3.4 C S LÝ LU N THI T K PH N M M

Dù cho có nhi u cách ti p c n thi t k khác nhau nh ng m i chi n l c và ph ng pháp thi t k đ u ph i d a trên m t s v n đ lý lu n sau đây:

3.4.1 T r u t ng

Tr u t ng là m t quá trình t duy t nhiên c a con ng i khi tìm cách nh n th c m t

v n đ nào đó Có th xem tr u t ng là s hình thành khái ni m v s v t hay hi n

t ng b ng cách t p trung vào các đ c tr ng c n thi t nh t và lo i b các chi ti t c th không c n thi t

Khi thi t k ph n m m, các đ i t ng trong bài toán nghiên c u có r t nhi u thu c tính khác nhau Chúng ta không th ánh x toàn b vào trong thi t k mà ch mang vào các thu c tính c n thi t đ c tr ng nh t mà thôi K t qu c a quá trình tr u t ng hóa này là các mô hình nh mô hình d li u, mô hình lu ng đi u khi n, mô hình các giao di n

Qu n lý đào t o

và s d ng nhân

l c

Ch ng h n khi thi t k phàn m m qu n lý sinh viên chúng ta có th tr u t ng hóa khái

ni m sinh viên trong th c t thành mô hình sinh viên v i các thu c tính nh h tên, ngày tháng n m sinh, l p, khoa, đi m thi…vv mà b qua các thu c tính nh chi u cao, cân

M i b c trong ti n trình k ngh ph n m m đ u là s làm m n cho m t m c tr u

t ng c a gi i pháp ph n m m Trong k ngh h th ng, ph n m m đ c dùng nh m t

ph n t c a h th ng d a trên máy tính Trong phân tích các yêu c u ph n m m, gi i pháp ph n m m đ c phát bi u d i d ng "đó là cái quen thu c trong môi tr ng v n

đ " [7] Khi chúng ta chuy n t thi t k s b sang thi t k chi ti t thì m c đ tr u t ng

đ c rút l i Cu i cung, ta đi t i m c tr u t ng th p nh t khi sinh ra ch ng trình g c Khi chúng ta chuy n qua các m c tr u t ng khác nhau, chúng ta làm vi c đ t o ra các tr u t ng th t c và d li u Tr u t ng d li u là m t t p h p các d li u có tên

mô t cho m t s v t d li u Thí d v tr u t ng d li u là "séc thanh toán" i t ng

d li u này th c ch t là m t t p h p nhi u m u thông tin khác nhau (nh tên ng i thanh toán, s ti n thanh toán, ti n thu , v.v ) Nh v y chúng ta có th tham kh o t i m i d

li u b ng cách nói tên c a tr u t ng d li u

3.4.2 L àm m n

xu t Ki n trúc c a m t ch ng trình đ c phát tri n b ng các m c làm m n liên ti p các chi ti t th t c M t c p b c đ c xây d ng nên b ng cách phân tích m t phát bi u v mô

v ch c n ng (tr u t ng th t c) theo ki u t ng b c cho t i khi đ t t i phát bi u ngôn

ng l p trình

Trong m i b c (làm m n), m t hay nhi u câu l nh c a ch ng trình s đ c phân rã thành nh ng câu l nh chi ti t h n Vi c phân rã hay làm m n lên ti p các đ c t này k t thúc khi t t c các l nh đã đ c di n đ t d i d ng b t k ngôn ng l p trình hay ngôn

ng máy tính n n t ng nào Khi các nhi m v đã đ c làm m n thì d li u c ng ph i

đ c làm m n, đ c phân rã hay đ c c u trúc l i i u t nhiên là theo đó s ti n hành làm m n các đ c t ch ng trình và d li u

M i b c làm m n đ u kéo theo nh ng quy t đ nh thi t k nào đó i u quan tr ng là

ng i l p trình c n nh n bi t v các tiêu chu n n n t ng (cho quy t đ nh thi t k ) và v

s t n t i c a các gi i pháp khác

Ti n trình làm m n trong thi t k mô đun c ng t ng t v i ti n trình làm m n và phân

ho ch đ c dùng trong phân tích yêu c u S khác bi t ch m c đ chi ti t đ c xét t i,

ch không ph i cách ti p c n

Làm m n th c t i là m t ti n trình kh i th o Chúng ta b t đ u v i m t phát bi u v

ch c n ng (hay mô t thông tin) đ c xác đ nh nh m c tr u t ng cao T c là, phát bi u

mô t ch c n ng hay thông tin v m t quan ni m, nh ng không đ a ra thông tin v cách làm vi c n i b c a ch c n ng hay c u trúc n i b c a thông tin đó Vi c làm m n yêu

c u ng i thi t k ph i kh i th o phát bi u nguyên g c, đ a ra ngày càng nhi u chi ti t khi các b c công vi c làm m n (kh i th o) k ti p xu t hi n

b c x lý mà v b n ch t có trong đ c t c a b t k thu t toán nào K t c u đi u ki n

đ a ra công c cho vi c x lý có ch n l a d a trên c s ki m tra m t đi u ki n lôgic

K t c u l p thì đ a ra công c cho vi c l p l i m t quá trình tính toán nào đó Ba k t c u

này là n n t ng cho l p trình có c u trúc - m t k thu t thi t k quan tr ng trong m t l nh

v c r ng h n g i là k ngh ph n m m

L p trình có c u trúc đã đ c s d ng r ng rãi trong vi c gi i quy t các bài toán thu c nhi u l nh v c khác nhau Xem xét trên góc đ ph c t p c a ch ng trình ch ra r ng vi c dùng các k t c u có c u trúc làm gi m đ ph c t p ch ng trình và do đó nâng cao tính

d đ c, d ki m th và d b o trì Vi c s d ng m t s có gi i h n nh ng k t c u lôgic

c ng làm cho ti n trình đ c hi u c a con ng i tr nên d dàng h n mà các nhà tâm lý

g i là theo c m hi u ti n trình này, chúng ta hãy xem xét cách th c đ c m t trang tài

li u Chúng ta không đ c riêng r t ng t ; thay vì th , chúng ta nh n ra các m u hay các

c m ch t o nên t hay các câu trong tài li u Các k t c u có c u trúc chính là các c m

lôgic cho phép đ c gi nh n ra các y u t th t c c a m t mô đun, thay vì đ c thi t k hay ch ng trình t ng dòng m t Vi c hi u bi t đ c nâng cao khi ta g p các d ng lôgic

d nh n ra

B t k ch ng trình nào, b t k mi n ng d ng hay đ ph c t p k thu t nào, đ u có

th đ c thi t k và cài đ t b ng cách ch dùng các k t c u c b n nêu trên Tuy nhiên

c n ph i l u ý r ng cách s d ng m t cách không h p lý nh ng k t c u này đôi khi có th gây ra nh ng khó kh n th c hành Trong công k ph n m m có m t khái ni m r t c b n

là khái ni m mô đun M i mô đun có th coi nh m t đ n th ch ng trình đ c l p có th

l p ghép v i nhau T t ng chính c a ph ng pháp mô đun hoá là phân chia bài toán

l n thành các bài toán nh h n, ngày càng c th và chi ti t h n theo s đ c u trúc hình cây trong hình v 3.3 sau đây

N u ta coi bài toán chính là mô đun b c 1 thì mô đun này l i đ c phân chia thành các mô đun b c 2, b c 3 vv… theo c u trúc hình cây

mô đun P2 đ c chia thành P21, P22 và P23 Mô đun con P3 l i đ c phân chia ra ba

mô đun P131, P132, P133 M i mô đun gi i quy t m t v n đ nh riêng r , đ c l p v i các mô đun khác và do m t l p trình viên đ m nh n

P

Khái ni m v tính mô đun trong ph n m m máy tính đã tr thành m t trào l u c b n

g n b n th p k nay Ki n trúc ph n m m minh ho c th hóa cho tính mô đun này Trong ki n trúc ph n m m, ph n m m đ c chia thành các thành ph n nh có tên g i

riêng bi t và đ nh v đ a ch , đ c g i là các mô đun, đ c tích h p đ gi i quy t m t bài

toán nào đó

Roger Pressman [7] đã t ng phát bi u r ng "tính mô đun là m t thu c tính riêng c a

ph n m m, nó cho phép m t ch ng trình tr nên qu n lý đ c theo cách thông minh"

Ng i ta không th nào hi u đ c m t cách th u đáo m t ph n m m nguyên kh i (nh

m t ch ng trình l n ch g m m t mô đun) S các đ ng d n, ph m vi tham kh o, s các bi n, và đ ph c t p t ng th s làm cho vi c hi u th u đáo nó tr thành nên th nào

Xem nh m t tr ng h p t ng quát, k t qu này là hi n nhiên v tr c giác

M t đ c tr ng đáng quan tâm khác đã đ c đ l ra qua th c nghi m trong vi c gi i

E(p 1 + p2 ) > E(p 1 ) + E(p 2 ) (4)

i u này d n đ n k t lu n "chia đ tr ": t c là chúng ta s d dàng h n khi gi i quy t

Hình 3.4 th m i liên h gi a s mô đun và chi phí [7]

Chú ý t i hình v 3.4 trên đây v chi phí đ phát tri n các mô đun ph n m m riêng l chúng ta th y chi phí không gi m đi khi t ng s các mô đun t ng lên V i cùng m t t p

h p các yêu c u, khi chia nh thành nhi u mô đun h n có ngh a là kích c t ng mô đun

s nh h n Tuy nhiên, khi s các mô đun t ng lên thì chi phí liên k t v i vi c làm giao

di n cho các mô đun c ng t ng lên theo

Gi s r ng khi phân chia thành M mô đun thì s yêu c u m t m c chi phí phát tri n

t i thi u Tuy nhiên chúng ta c ng không có đ d li u c n thi t đ d ki n mi n chi phí

t i thi u M v i s đ m b o ch c ch n

ng cong đ c v trong hình 3.4 c ng đ a ra nh ng thông tin có ích khi chúng ta xem xét tính mô đun c a ph n m m ó là m t m t, chúng ta ph i ti n hành mô đun hóa,

nh ng m t khác c ng ph i chú ý đ duy trì trong vùng lân c n c a M Mô đun hóa còn

ch a đ hay mô đun hóa quá m c đ u là nh ng tr ng h p nên tránh Nh ng làm sao đ

có th bi t đ c m t cách chính xác "vùng lân c n c a M"? Chúng ta nên ti n hành phân chia các mô đun ph n m m đ n đâu là h p lý? Trong th c ti n thi t k ph n m m, câu

h i này đ c gi i quy t cho t ng bài toán c th ch không th đ a ra m t công th c

t ng quát cho m i bài toán

Chi phí hay

Chi phí cho

giao di n

Mi n chi phí t i thi u

M

Nh v y, sau khi c u trúc h th ng đã đ c l a ch n, chúng ta c n ph i xác đ nh

ph ng pháp phân rã h th ng con thành các mô đun H th ng con là m t h th ng có

th v n hành m t cách đ c l p, có th s d ng m t s d ch v đ c cung c p b i các h

th ng con khác ho c cung c p d ch v cho các h th ng con khác Mô đun là m t thành

ph n h th ng cung c p các d ch v cho các thành ph n khác, nh ng nó th ng không

đ c coi nh là m t h th ng riêng r , đ c l p

Có hai ph ng pháp đ phân chia các h th ng thành các mô đun:

- Ph ng pháp h ng đ i t ng: h th ng đ c phân chia thành các đ i t ng t ng tác

v i nhau

- Ph ng pháp h ng ch c n ng: h th ng đ c phân chia thành các mô đun ch c n ng

ch u trách nhi m chuy n đ i thông tin đ u vào thành k t qu đ u ra

"Gi i pháp" ph n m m

Chúng ta có các ki n trúc sau đây:

Hình 3.6 S đ thi t k các c u trúc khác bi t

Trên hình v ta th y r ng m t v n đ có th đ c tho mãn b i nhi u c u trúc khác nhau

Ki n trúc ph n m m đ c mô t d ng các mô hình khác nhau nh sau [5]:

+ Mô hình kho d li u (Repository model): Trong mô hình này t t c các d li u đ c l u

tr t i m t CSDL trung tâm sao cho t t c các h con đ u có th truy c p đ c

B d ch thi t

k

B phân tích thi t k

+ Mô hình Khách / ch (client/Server model): ây là mô hình h th ng phân tán trong đó

d li u và x lý đ c phân b trên các máy khác nhau Thành ph n chính c a mô hình bao g m các máy ch cung c p d ch v , các máy khách s d ng d ch v , m ng liên k t giúp các máy khách truy c p đ c v i máy ch

Hình 3.9 Mô hình đi u khi n g i- tr l i

Server 1: Danh m c Server 2: Video

M ng b ng thông r ng

Ch ng

trình con 1.2

Ch ng

trình con 2.1

Ch ng

trình con 2.2

Ch ng

trình con 3.1

Ch ng

trình con 3.2

+ Mô hình đi u khi n ng t (dùng cho h th ng th i gian th c):

Hình 3.10 Mô hình x lý ng t

3.4.5 C p b c đi u khi n

(th ng theo c p b c) c a các thành ph n ch ng trình (mô đun) và bao g m c m t c p b c

đi u khi n Nó không bi u th các khía c nh th t c c a ph n m m nh dãy các x lý, s

xu t hi n/th t các quy t đ nh hay vi c l p l i các thao tác

Ng i ta dùng các ký pháp khác nhau đ bi u di n cho c p b c đi u khi n Thông d ng

nh t là bi u đ hình cây nh v trong hình 3.11 thu n ti n cho các th o lu n sau đây

v c u trúc, chúng ta đ nh ngh a m t vài thu t ng và ph ng cách đ n gi n Tham kh o Hình 3.11 đ sâu và chi u r ng đ a ra m t ch báo v s m c đi u khi n và đ tr i r ng

toàn b c a đi u khi n t ng ng S mô đun ra là m t đ đo đo s các mô đun tr c ti p

b đi u khi n b i m t mô đun khác S mô đun vào ch ra cách th c mô đun tr c ti p đi u

khi n m t mô đun đã cho

Hình 3.11 Mô hình c p b c đi u khi n

M i quan h đi u khi n gi a các mô đun đ c di n t theo cách sau: m t mô đun

đi u khi n m t mô đun khác thì đ c g i là th ng c p c a nó, và ng c l i, m t mô đun

b m t mô đun khác đi u khi n thì đ c g i là thu c c p c a n i đi u khi n Ch ng h n, tham kh o t i hình 3.11 mô đun A là th ng c p c a các mô đun B,C và D Mô đun B1

là thu c c p c a n i đi u khi n mô dun B M i quan h theo chi u r ng (t c là gi a các

mô đun B1 và D3), m c d u có th di n t trong th c t nh ng không nh t thi t ph i

đ c xác đ nh b ng thu t ng t ng minh

C p b c đi u khi n c ng bi u di n cho hai đ c tr ng khác nhau c a ki n trúc ph n

m m: tính th y đ c và tính n i đ c Tính th y đ c ch ra t p h p các thành ph n

ch ng trình có th đ c g i hay đ c dùng nh d li u b i m t thành ph n đã cho, ngay c khi đi u này đ c th c hi n m t cách gián ti p Ch ng h n, m t mô đun trong

3.4.6 C u trúc d li u

C u trúc d li u là m t bi u di n cho m i quan h lôgic gi a các ph n t d li u riêng

l Vì c u trúc thông tin s luôn luôn nh h ng t i thi t k th t c cu i cùng nên c u trúc d li u c ng quan tr ng nh c u trúc ch ng trình đ bi u th ki n trúc ph n m m

C u trúc d li u kh ng ch cách t ch c, các ph ng pháp thâm nh p, m c đ k t h p

và các ph ng án x lý thông tin Tuy nhiên, đi u quan tr ng là c n hi u các ph ng pháp c đi n đã có th t ch c thông tin và các khái ni m làm n n t ng cho c p b c thông tin

M t c u trúc d li u đ c thi t k t t cho phép th c hi n nhi u phép toán, s d ng càng ít tài nguyên, th i gian x lý và không gian b nh càng t t Các c u trúc d li u

đ c tri n khai b ng cách s d ng các ki u d li u, các tham chi u và các phép toán trên

th vô h ng (Graph), đ th có h ng (Directed graph) M t s ki u c u trúc d li u c

đi n đ c minh ho trong hình 3.12 d i đây

Kho n m c vô h ng là c u trúc d li u đ n gi n nh t là trong các c u trúc d li u

Nh tên c a nó đã hàm ý, kho n m c vô h ng bi u th cho m t ph n t thông tin đ n

gi n có th đ c đánh đ a ch b ng m t tên g i; t c là vi c thâm nh p có th đ c đ t t i

b ng cách xác đ nh ch m t đ a ch trong b nh Kích c và đ nh d ng c a kho n m c vô

h ng có th thay đ i bên trong các gi i h n do ngôn ng l p trình kh ng ch Ch ng

h n, m t kho n m c vô h ng có th là th c th logic dài 1 bit, m t s nguyên hay s

d u ph y đ ng dài t 8 đ n 64 bit, hay m t xâu ký t dài m t tr m hay m t nghìn byte Khi các kho n m c vô h ng đ c t ch c nh m t danh sách hay nhóm liên t c thì m t vecto tu n t s đ c hình thành Vec t là ph n chung nh t c a t t c các c u trúc d li u và m cánh c a t i vi c làm ch s thay đ i cho thông tin minh ho chúng ta xem xét m t thí d Pascal đ n gi n:

Type G = array [1 100] of integer;

Vect tu n t G (m ng) g m 100 ph n t là s nguyên vô h ng, đ c đ nh ngh a

Vi c thâm nh p vào t ng ph n t c a G đ u đ c ch s hóa trong th t c S sao cho các

ph n t c a c u trúc d li u đ c tham kh o t i theo m t tr t t xác đ nh

Khi vect tu n t đ c m r ng thành hai, ba và cu i cùng thành s chi u b t k , thì m t

không gian n chi u s đ c t o ra Không gian n chi u thông d ng nh t là ma tr n hai

chi u Trong h u h t các ngôn ng l p trình, m t không gian n chi u đ c g i là m t

m ng (array)

Kho n m c, vect và không gian có th đ c t ch c theo chi u đ nh d ng Danh sách

móc n i là m t c u trúc d li u t ch c các kho n m c vô h ng, vect hay không gian

không liên t c trong đó có m t v trí đ c g i là đ u danh sánh Vi c truy c p luôn luôn

đ c th c hi n t đ u c a danh sách M i đ nh ch a cách t ch c d li u thích h p (nh vec t ) và m t hay nhi u con tr ch ra đ a ch trong b nh c a đ nh ti p theo trong danh

sách Có th b sung thêm các đ nh t i b t k đi m nào trong danh sách b ng cách đ nh ngh a l i các con tr đ thích h p v i l i vào danh sách m i

x p STACK là m t mô hình khái ni m v c u trúc d li u có th đ c cài đ t nh m t

vect hay m t danh sách móc n i Tu theo m c đ chi ti t thi t k mà cách làm vi c bên trong c a STACK có th đ c xác đ nh hay không

3.5 THI T K MÔ UN HI U QU

Các n n t ng thi t k đã đ c mô t trong các m c trên đây đ u liên quan đ n thi t k

mô đun Trong th c t , tính mô đun đã tr thành cách ti p c n r t thông d ng trong m i

b môn công ngh Thi t k mô đun làm gi m đ ph c t p, t o đi u ki n thu n ti n cho

vi c thay đ i (khía c nh m u ch t c a tính b o trì ph n m m), và cho phép phát tri n song song các thành ph n khác nhau c a h th ng

Tr u t ng hóa và che d u thông tin đ c dùng đ xác đ nh các mô đun bên trong ki n trúc ph n m m C hai thu c tính này đ u ph i đ c chuy n đ i thành các tính n ng v n hành c a mô đun, đ c đ c tr ng b i l ch s th i gian c a cái h p thành, c ch kích

ho t và hình m u đi u khi n

L ch s th i gian c a cái h p thành nói t i th i gian mà m t mô đun đ c đ a vào bên

trong mô t ngôn ng g c c a ph n m m Ch ng h n, m t mô đun đ c xác đ nh là

ch ng trình con s đ c xem xét thông qua vi c sinh ra m t phân nhánh trong ch ng

trình

Ng i ta th ng g p hai c ch kích ho t Theo quy c, m t mô đun đ c g i t i theo tham chi u (nh câu l nh Call) Tuy nhiên, trong nh ng ng d ng th i gian th c,

m t mô đun có th đ c g i t i b i tr ng thái ng t; t c là, m t s ki n bên ngoài gây ra

s gián đo n trong vi c x lý làm n y sinh vi c chuy n đi u khi n sang mô đun khác C

ch kích ho t là quan tr ng b i vì chúng có th nh h ng t i c u trúc ch ng trình

Hình m u đi u khi n c a m t mô đun mô t cho cách th c mà nó đ c th c hi n bên

trong Các mô đun quy c có m t l i vào và m t l i ra và đ c th c hi n tu n t nh

m t ph n c a m t ch c n ng nào đó Hình m u đi u khi n ph c t p đôi khi c ng đ c s

d ng t i Ch ng h n, m t mô đun có th mang tính đ ng d ng T c là mô đun đ c thi t

k sao cho nó không thay đ i b n thân nó hay thay đ i đ a ch c c b mà nó tham chi u theo b t k cách nào Do đó, mô đun có th đ c dùng b i nhi u nhi m v m t cách

t ng tranh

Bên trong c u trúc ch ng trình, m t mô đun có th đ c phân lo i là:

+ Mô đun tu n t , đ c tham chi u và th c hi n không b ng t b i ph n m m ng d ng

+ Mô đun t ng tr ng, có th b ng t tr c khi hoàn t t b i ph n m m ng d ng và sau

đó kh i đ ng ch y l i t i th i đi m ng t

+ Mô đun song song, th c hi n đ ng th i v i mô đun khác trong môi tr ng đa x lý

t ng tranh

Mô đun tu n t th ng hay g p nh t và đ c đ c tr ng b i các macro khi d ch và các

ch ng trình con Mô đun t ng tr ng duy trì m t con tr cho phép mô đun đ c kh i

đ ng l i t i đi m ng t Các mô đun nh v y r t có ích trong các h th ng đi u khi n b i

đi u khi n ng t Các mô đun song song đôi khi c ng th ng g p trong các tính toán t c

đ cao nh khi yêu c u hai hay nhi u CPU làm vi c song song

M t ki u mô đun khác c ng hay g p trong các ngôn ng l p trình nh Modula và Ada

tr u t ng d li u và các y u t th t c theo cách th c h ng đ i t ng