Bài giảng Phân tích thiết kế hệ thống thông tin: Bài 5 - ThS. Thạc Bình Cường

Bài giảng Phân tích thiết kế hệ thống thông tin - Bài 5: Các kỹ thuật thiết kế cơ bản trình bày tổng quan của các mô hình được xây dựng, qui trình phát triển mô hình, thuật ngữ liên quan; các sơ đồ dòng dữ liệu được chú giải bằng các thông tin có khung bao tự động như thế nào; tích hợp vào các thao tác thiết kế khác; ứng dụng phương thức vào kiến trúc 3 tầng.

BÀI 5 CÁC KỸ THUẬT THIẾT KẾ CƠ BẢN

Giảng viên: ThS Thạc Bình Cường

2 v2.0013112205

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

Hoạt động Thành phần

1 Vai trò của giai đoạn thiết kế như thế nào?

2 Làm sao để người thiết kế chuyển tải ý tưởng?

3 Họ phải làm những gì đẻ thể hiện tốt nhát?



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

4 v2.0013112205

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 liệu

chi 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 dữ

liệu (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 MÔ HÌNH THIẾT KẾ CẤU TRÚC

8 v2.0013112205

2 ĐƯỜNG BAO HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG

• Phân chia các quy trình sơ đồ công nghệ thành các qui trình thủ công và các hệ thống

tự động;

• 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

VÍ DỤ: DFD VỚI ĐƯỜNG BAO HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG

Đường bao hệ thống tự động

Quy trình mà một phần ở

Đường bao

hệ thống tự động

10 v2.0013112205

CÂU HỎI TƯƠNG TÁC

1 Việc thiết kế đường bao (tự động và không tự động) để làm gì?

2 Người thiết kế tự thiết lập đường bao hay có công cụ hỗ trợ?

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

12 v2.0013112205

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

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

14 v2.0013112205

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

16 v2.0013112205

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)

18 v2.0013112205

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 liệu

đầu ra;

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

20 v2.0013112205

VÍ DỤ DFD PHẦN – SỰ KIỆN CHO HỆ THỐNG CON NHẬN ĐƠN

ĐẶT HÀNG

VÍ DỤ DFD PHẦN – SỰ KIỆN CHO HỆ THỐNG CON NHẬN ĐƠN

ĐẶT HÀNG

22 v2.0013112205

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)

24 v2.0013112205

MỘT PHÂN ĐOẠN DFD (CREATE NEW ORDER)

MỘT PHÂN ĐOẠN DFD (CREATE NEW ORDER)

26 v2.0013112205

4.5 CÁC BƯỚC TẠO BIỂU ĐỒ CẤU TRÚC TỪ MỘT PHÂN ĐOẠN DFD

• Bổ sung các module khác:

 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 soát

chất lượng

4.6 BIỂU ĐỒ CẤU TRÚC CHO CHƯƠNG TRÌNH CREATE NEW ORDER

28 v2.0013112205

4.7 KẾT HỢP CÁC BIỂU ĐỒ CẤU TRÚC

5 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CỦA BIỂU ĐỒ CẤU TRÚC

• Kết hợp module:

 Đo lường mức độ kết nối của các module trong chương trình;

 Mục đích là kết nối lỏng

• Cố kết module:

 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

30 v2.0013112205

5 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CỦA BIỂU ĐỒ CẤU TRÚC

CÂU HỎI TƯƠNG TÁC

1 Sự khác nhau giữa Coupling và Cohension?

2 Tại sao phải giảm Coupling và tăng Cohension?

32 v2.0013112205

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 kế

của 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 trúc

mạng đã hoạch định: Các giao thức, công suất và độ bảo mật cần thiết

34 v2.0013112205

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

kiểm kê

Tầng logic kinh doanh (Các thành phần cạnh máy chủ Java)

Tầng dữ liệu

JDBC/SQL

Dịch vụ chấp nhận tín dụng online

HTTPS/XML

Cơ sở

dữ liệu khách hàng

36 v2.0013112205

8.2 BIỂU ĐỒ CẤU TRÚC THỂ HIỆN KIẾN TRÚC BA TẦNG

CHO CREATE NEW ORDER

CÂU HỎI TƯƠNG TÁC

Việc chọn các kho dữ liệu thế nào cho hợp lý? Theo kinh nghiệm haytheo chuẩn nào?

38 v2.0013112205

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 khiển

tập trung;

• Hệ Quản trị Cơ sở dữ liệu (DBMS) - phần mềm hệ thống quản lý và điều

khiển truy nhập cơ sở dữ liệu;

• Cơ sở dữ liệu được mô tả bằng các sơ đồ mô tả các điều khiển cấu trúc, nội

dung và truy nhập

9.1 THÀNH PHẦN CỦA DB VÀ DBMS

Các thành phần của một cơ sở dữ liệu và hệ quản lý cơ sở dữ liệu và sự tương tác của chúng với các phần mềm ứng dụng, người sử dụng và nhà quản lý trị cơ sở dữ liệu

Chương trình ứng dụng Người sử dụng

Nhà quản trị CSDL

Giao diện chương trình ứng dụng

Bộ xử lý truy vấn người sử dụng

Giao diện quản lý

Nguyên lý truy nhập và điều khiển CSDL

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu

40 v2.0013112205

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

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

42 v2.0013112205

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

VÍ DỤ HIỂN THỊ MỘT BẢNG CSDL QUAN HỆ

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

Tên trường hay

44 v2.0013112205

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

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

46 v2.0013112205

VÍ DỤ 2 SƠ ĐỒ THỰC THỂ LIÊN KẾT RMO

CÂU HỎI TƯƠNG TÁC

Lấy bảng CSDL (được sinh bởi hệ quản trị CSDL) để thay cho việcERD có được không?

48 v2.0013112205

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

50 v2.0013112205

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

52 v2.0013112205

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 trên

kinh 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

54 v2.0013112205

VÍ DỤ 1 TÁCH BẢNG 1NF THÀNH BẢNG 2NF

Tách bảng 1NF thành 2 bảng 2NF

Chuyển sang 2NF

VÍ DỤ 2 CHUYỂN BẢNG 2NF THÀNH CÁC BẢNG 3NF

Chuyển một bảng 2NF thành 2 bảng 3NF

Chuyển sang 3NF

56 v2.0013112205

CÂU HỎI TƯƠNG TÁC

1 Trong lúc cài đặt, 3NF khó cài đặt hơn so với 2NF không?

2 Có gây dư thừa dữ liệu không?

3 Có chấp nhận dư thừ dữ liệu hay không?

TÓM LƯỢC CUỐI BÀI

• Đối với phương thức tạo dựng cấu trúc cổ điển để thiết kế các hệ

thống, 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: