Mô hình phát triển theo Framework cho các sản phẩm phần mềm

Mô hình phát triển theo Framework cho các sản phẩm phần mềm

Lĩnh vực Công nghệ thông tin

MÔ HìNH PHáT TRIểN THEO FRAMEWORK CHO CáC SảN PHẩM PHầN MềM

KS Đặng Xuân Thịnh Trung tâm Công nghệ thông tin

1 Đặt vấn đề

Hiện nay trong nớc, các sản phẩm phần mềm thờng đợc viết theo dạng các lời gọi hàm, hớng cấu trúc và hớng đối tợng Khi có sự thay đổi về nghiệp vụ hoặc bổ sung thêm các dịch vụ, tính năng mới, các hệ thống này thờng phải sửa đổi lại phần lớn mã nguồn Điều này gây nhiều khó khăn cho việc quản lý, bảo hành, bảo trì và rất dễ gây lỗi (lỗi dây chuyền) Các sản phẩm phần mềm khi áp dụng mô hình framework sẽ khắc phục đợc các

nh-ợc điểm này Nó làm tăng tính linh hoạt, tái sử dụng và khả năng ghép nối của hệ thống Bài viết bày giới thiệu tóm tắt khả năng áp dụng mô hình phát triển theo framework cho các sản phẩm phần mềm.

2 Định nghĩa framework

Framework là một phơng pháp kỹ thuật tái sử dụng hớng đối tợng Định nghĩa về

framework cũng có nhiều cách khác nhau Định nghĩa thờng sử dụng là framework là một“ framework là một

thiết kế tái sử dụng của toàn bộ hay một phần hệ thống đợc đại diện bởi các lớp trừu tợng và cách các trờng hợp của chúng tơng tác với nhau” Một định nghĩa phổ biến khác là “ framework là một framework là bộ khung của trình ứng dụng mà có thể đợc tuỳ biến bởi các nhà phát triển phần mềm ứng dụng” Đây không phải là những định nghĩa mâu thuẫn nhau; định nghĩa thứ

nhất miêu tả cấu trúc của framework trong khi định nghĩa hai miêu tả mục đích của nó

3 Các u điểm sử dụng framework

Tính tái sử dụng của framework có thể đợc thúc đẩy bởi nhiều nhân tố Một là để tiết kiệm thời gian và tiền bạc của trong suốt qua trình phát triển Mục đích chính cho nhiều công

ty là để giảm thời gian đến thị trờng Nhng họ nhận thấy rằng tính chất giống nhau do các framework mang tới cũng quan trọng Các framework giao diện ngời dùng đồ hoạ đa ra một

bộ các trình ứng dụng có cách nhìn và cảm nhận tơng tự nhau, và một giao diện mạng tái sử dụng có nghĩa là tất cả các trình ứng dụng sử dụng nó theo các giao thức giống nhau Hai là tính giống nhau làm giảm chi phí bảo trì, từ đó những ngời lập chơng trình bảo trì có thể chuyển từ trình ứng dụng này sang trình ứng dụng tiếp theo mà không phải học thiết kế mới

Lý do cuối cùng cho các framework là làm cho các khách hàng có khả năng xây dựng hệ thống mở , vì thế họ có thể trộn lẫn và làm phù hợp các thành phần từ các nguồn cung cấp khác nhau

Các u điểm chính của framework ứng dụng hớng đối tợng xuất phát từ khả năng mô đun phần mềm, khả năng tái sử dụng, khả năng mở rộng, và sự đảo ngợc điều khiển chúng cung cấp cho nhà phát triển nh miêu tả dới đây:

Khả năng mô đun: Framework tăng cờng khả năng mô đun phần mềm bằng cách gói gọn các

chi tiết thực thi linh động đằng sau các giao diện ổn định Khả năng mô đun của framework giúp cải thiện chất lợng phần mềm nhờ việc khoanh vùng ảnh hởng của mô hình và những thay đổi về thực thi

Khả năng tái sử dụng: Các giao diện ổn định cung cấp qua các framework tăng cờng khả

năng tái sử dụng theo định nghĩa các thành phần chung có thể đợc áp dụng lại để tạo ra các trình ứng dụng mới Khả năng tái sử dụng framework tận dụng đợc sự đầu t trí tuệ và nỗ lực trớc đó của các nhà phát triển giàu kinh nghiệm Sử dụng lại các thành phần framework có thể mang lại sự cải tiến đáng kể hiệu suất của lập trình viên, cũng nh là tăng cờng chất lợng,

sự thực thi, tính tin cậy, và thao tác giữa các phần của phần mềm

Khả năng mở rộng: Framework tăng cờng khả năng mở rộng nhờ việc cung cấp các phơng

pháp móc nối rõ ràng cho phép các trình ứng dụng mở rộng các giao diện ổn định của nó Các phơng pháp móc nối có tính hệ thống tách riêng ra các giao diện và các đáp ứng ổn định của một lĩnh vực ứng dụng Khả năng mở rộng framework là thiết thực để đảm bảo sự tuỳ biến hợp thời của các dịch vụ và tính năng ứng dụng mới

Sự đảo ngợc điều khiển: Kiến trúc runtime của framework là đặc trng của sự đảo ngợc điều

khiển Kiến trúc này làm cho các bớc xử lý trình ứng dụng có thể hợp qui đợc tuỳ biến qua các đối tợng bộ điều khiển sự kiện mà đợc kích hoạt qua cơ chế gửi đi tác động trở lại của framework Khi các sự kiện xảy ra, bộ gửi đi của framework tác động trở lại qua việc kích hoạt các phơng pháp móc nối trên các đối tợng điều khiển đăng kí trớc, bộ điều khiển này

Học viện Công nghệ BCVT

Hội nghị Khoa học lần thứ 5

thực hiện quá trình xử lý trình ứng dụng đặc trng dựa trên các sự kiện Đảo ngợc sự điều khiển cho phép framework định rõ bộ các phơng pháp trình ứng dụng đặc trng nào kích hoạt

đáp ứng đến các sự kiện bên ngoài (ví dụ nh các tin nhắn window đến tới ngời sử dụng cuối cùng hay các gói tin đến từ các cổng thông tin)

4 Công cụ phát triển framework

Trớc đây để phát triển mô hình framework cho các bài toán ứng dụng thông thờng, ta có thể

kể ra một số ngôn ngữ chính Smalltalk, MFC, Java Ngày nay cùng với sự phát triển của Internet, các ứng dụng phát triển trên mạng ngày càng nhiều Hai tập đoàn phát triển hệ thống lớn là Microsoft và Sun Microsystems đã đa 2 giải pháp công nghệ chính để phát triển các bài toán framework là Microsoft NET framework và J2EE Framework Microsoft NET framework của Microsoft có u điểm là dễ sử dụng, thân thiện với các ứng dụng truyền thống trên flatform Window nh Visual Basic, Visual C++, Tuy nhiên đấy cũng là nhợc điểm của Microsoft NET framework Công nghệ này bị trói buộc trên nền Window và đến nay chỉ có Microsoft phát triển Điều này dẫn đến công nghệ kém tính cạnh tranh và sản phẩm hoàn toàn lệ thuộc vào một nhà sản xuất Trái lại J2EE Framework của Sun Microsystems là chuẩn chung đợc nhiều tập đoàn phần mềm lớn phát triển, không phụ thuộc flatform và đã đợc kiểm chứng là hoạt động ổn định và hiệu quả qua nhiều năm

Trên thế giới hiện nay, nhiều nhà sản xuất phần mềm ứng dụng đều áp dụng công nghệ J2EE Framework Trên thế giới, ta có thể kể ra một số tên tuổi lớn nh Bea, IBM, Oracle, Sun One, Fujitsu, Inprise, Macromedia, Sysbase, IONA Technologies, SPSS, Isocra, MultiTEL, Vì vậy khi phát triển các bài toán phần mềm ứng dụng theo mô hình framework, chúng ta nên sử dụng công nghệ J2EE Framework và các công cụ phát triển theo dòng Java nh JavaBean, JSP, Java Script

5 Chu kỳ sống và các bớc thiết kế một framework

5.1 Chu kỳ sống của framework

Quá trình xây dựng và phát triển framework là một quá trình lặp đi, lặp lại của phát triển và ứng dựng framework Một phần mềm ứng dụng bao giờ cũng xuất phát từ một yêu cầu thực

tế Các sản phẩm ban đầu (sản phẩm mẫu) thờng là đơn giản Sau quá trình ứng dụng thực tế, nhiều yêu cầu mới nảy sinh nh yêu cầu về tính dễ sử dụng, linh hoạt, yêu cầu đáp ứng các dịch vụ mới, Vì vậy mô hình cũ cần đợc đa vào phát triển tiếp để ngày càng hoàn thiện hơn Hình 1 là mô hình chu kỳ sống của framework

Hình 1: Chu kỳ sống của framework: ứng dụng và phát triển

5.2 Các bớc thiết kế framework

Nh đã trình bày ở trên, khi phát triển một bài toán áp dụng mô hình framework, ta thờng đi từ các bài toán đơn giản, cụ thể rồi từ đó mới phát triển thành các bài toán phức tạp, đa dạng và trừu tợng

Quá trình xây dựng một framework (hình 4) gồm 4 bớc sau:

- Tạo các mô hình ứng dụng cố định

- Phân tích và mô tả hot-spot gồm phân tích mức cao hot-spot, và phân tích và mô tả chi tiết hot-spot

- Thiết kế mức cao hot-spot

- Tổng hợp hoá sự chuyển đổi

Học viện Công nghệ BCVT

ứng dụng

Phát triển

Sản phẩm Sản phẩm mẫu Framework

Tạo các mô hình ứng dụng cố định

Phân tích mức cao hot-spot

n

2 Biến đổi mô hình lớp với sự tổng quát

hoá hệ thống con hot-spot 1

n

2 Phân tích và mô tả chi tiết hot-spot 1

n

2 Thiết kế mức cao hot-spot 1

Lĩnh vực Công nghệ thông tin

Hình 2: Các bớc thiết kế framework

6 Kết luận

Bài viết này chỉ nhằm giới thiệu về khái niệm framework và các u điểm của một bài toán phần mềm ứng dụng khi áp dụng mô hình framework Trong bài viết chúng tôi cũng đề cập

đến hớng lựa chọn công cụ phát triển cũng nh quy trình tổng quát để phát triển một framework Mô hình này đã đợc chúng tôi áp dụng thành công cho bài toán báo cáo thống kê

và in hoá đơn tại các bu điện tỉnh thành phố Và với những kết quả mà chúng tôi đã đạt đợc cho thấy chúng ta hoàn toàn có thể áp dụng rộng rãi mô hình framework vào các sản phẩm phần mềm ứng dụng phục vụ công tác quản lý, sản xuất, kinh doanh của các cơ quan, xí nghiệp

Tài liệu tham khảo

[1] Báo cáo nghiệm thu đề tài: Xây dựng mô hình phát triển theo framework cho các bài toán báo cáo thống kê và in hoá đơn.

[2] Building Application Framework Wiley.

[3] Domain-Specific Application Framework Wiley.

[4] Implementing Application Framework Wiley.

[5] Design Patterns Elements of Reusable Object-Oriented Software.

[6] Object-Oriented Frameworks Michael Mattsson

[7] A Software Architecture For Structuring Complex Web Applications Rinton

Học viện Công nghệ BCVT