Bài giảng Chương 2: Mô hình hóa hệ thống thông tin theo hướng đối tượng

Bài giảng Chương 2: Mô hình hóa hệ thống thông tin theo hướng đối tượng được biên soạn giới thiệu về UML, các biểu đồ trong UML, giới thiệu các phần mềm.

Vũ Chí Cường, 2017

 Giới thiệu về UML

 Các biểu đồ trong UML

 Giới thiệu các phần mềm

 Lịch sử phát triển

 Ngôn ngữ UML

 Các khái niệm cơ bản trong UML

 Giai đoạn (1960s – 1970s)

 Giai đoạn (1980s – đầu 1990s)

 Giai đoạn (cuối 1990)

11/1997)

 UML là ngôn ngữ mô hình hóa tổng quát được xây dựng để đặc tả, phát triển và viết tài liệu cho các khía cạnh (view-

hướng nhìn) trong phát triển phần mềm hướng đối tượng

 UML giúp người phát triển hiểu rõ và ra quyết định liên quan đến phần mềm cần xây dựng

 UML bao gồm tập các khái niệm, ký hiệu, các biểu đồ và

hướng dẫn

 UML hỗ trợ xây dựng hệ thống hướng đối tượng dựa trên

việc nắm bắt khía cạnh cấu trúc tĩnh và các hành vi động của

 Khái niệm mô hình

 Mô hình (model) là một biểu diễn của sự vật, đối tượng hay một tập các sự vật trong một lĩnh vực ứng dụng nào đó theo một quan điểm nhất định

 Mục đích của mô hình là nhằm nắm bắt các khía cạnh quan trọng của sự vật mà mình quan tâm và biểu diễn theo một tập ký hiệu hoặc quy tắc nào đó

thể vẽ được thành các biểu đồ dựa trên tập ký

hiệu và quy tắc đã cho

 Kiến trúc hệ thống

 Kiến trúc hệ thống là trừu tượng hóa các khía

cạnh quan trọng nhất của hệ thống Cung cấp

khung trong đó thiết kế được xây dựng

và cung cấp các giao thức trao đổi dữ liệu và giao tiếp giữa các modul

quản lý các hướng nhìn (view) khác nhau và điều khiển hệ thống tăng dần và lặp trong suốt chu kỳ sống

 Các hướng nhìn

▪ Miêu tả chức năng của hệ thống sẽ phải cung cấp

 Hướng nhìn logic ( logic view)

▪ Miêu tả phương thức mà các chức năng của hệ thống sẽ được cung cấp

▪ Miêu tả việc thực thi của các modul cũng như sự phụ

thuộc giữa chúng

▪ Nhằm tới việc chia hệ thống thành các qui trình

(process) và các bộ xử lí (processor)

 Quan hệ phụ thuộc (dependency)

 Quan hệ liên kết (association)

 Quan hệ kết hợp (aggregation)

 Quan hệ hợp thành (composittion)

 Khái quát hóa (generalization)

 Hiện thực hóa (realization)

Tên quan hệ Ý nghĩa Ký hiệu

Quan hệ liên kết

(association)

Là quan hệ cấu trúc để mô tả tập liên kết (kết nối giữa các đối tượng) Đối tượng của lớp này có thể gửi/nhận thông điệp đến/từ lớp kia

Khái quát hóa

 Biểu đồ cấu trúc

 Biểu đồ lớp (class diagram)

 Biểu đồ đối tượng (object diagram)

 Biểu đồ thành phần (component diagram)

 Biểu đồ gói (package diagram)

 Biểu đồ triển khai (deployment diagram)

 Biểu đồ cấu trúc phức hợp (composite structure diagram)

 Biểu đồ gói mở rộng (profile package)

 Biểu đồ ca sử dụng (use case diagram)

 Biểu đồ hoạt động (activity diagram)

 Biểu đồ tuần tự (sequence diagram)

 Biểu đồ cộng tác (collaboration diagram)

 Biểu đồ trạng thái (state diagram)

 Biểu đồ bao quát tương tác (interaction overview diagram)

 Biểu đồ thời khắc (timing diagram)

 Ý nghĩa

các chức năng của hệ thống

tác nhân (actor) và hệ thống thông qua các ca sử dụng (use case)

sử dụng (use case) và các mối quan hệ

(relationship) giữa các ca sử dụng

(scenario) nhằm mô tả chi tiết quá trình thực hiện

ca sử dụng đó

Tên gọi Ý nghĩa Ký hiệu

nào đó trong hoạt động của hệ thống

System

Customer

System Shutdown

Tên gọi Ý nghĩa Ký hiệu

Đặc biệt hóa

(Specialization)

Tổng quát hóa

(Generalization)

Đặc biệt hóa (Specialization):

use case này kế thừa các chức năng từ use case kia, use case

sau được gọi là Tổng quát hóa (Generalization) của use case đầu

<<include>>

<<extend>>

 Ý nghĩa

 Biểu đồ lớp là một biểu đồ mô tả cách nhìn

tĩnh về một hệ thống bằng các khái niệm lớp, các thuộc tính, phương thức của lớp và mối quan hệ giữa chúng

 Ký hiệu

 Lớp (class): được biểu diễn bởi hình chữ nhật gồm 3 phần: tên lớp, các thuộc tính và các

phương thức

 Phạm vi: cho biết phạm vi truy nhập của thuộc tính

 +: thuộc tính kiểu public

 #: thuộc tính kiểu protected

 -: thuộc tính kiểu private

 ~: thuộc tính được phép truy nhập tới từ các lớp trong cùng package

một Mặc_định: là giá trị khởi đầu mặc định (nếu có) của thuộc tính

không bắt buộc)

Phạm_vi Tên_thuộc_tinh: Kiểu[Số_đối_tượng] = Mặc_định (Giá_trị_giới_hạn)

Ví dụ: purchaseDate:Date[1] =”01-01-2000” (Saturday)

Phạm_vi Tên_phương_thức(danh_sách_tham_số):

Kiểu_trả_lại {Kiểu_phương thức}

 Phạm_vi: giống thuộc tính

 Tên_phương thức: là xâu ký tự xác định tên của

phương thức

 Kiểu_trả_lại: chỉ ra kiểu giá trị trả về của phương thức

 danh_sách_tham_số: biểu diễn danh sách các tham số Mỗi tham số có dạng Tên_tham_số: Kiểu_giá_trị =

Giá_trị_mặc_định

 Kiểu_phương_thức: cho biết kiểu phương thức

 abstract: phương thức kiểu trừu tượng

 query: phương thức kiểu truy vấn

Ví dụ: generatePurchaseList(prodID:int): String

Tên gọi Ý nghĩa Ký hiệu

Lớp thực thể

(entity class)

là lớp đại diện cho các thực thể chứa thông tin về các đối tượng xác định nào đó Ví dụ, lớp Khách hàng, Hóa đơn

Lớp biên

(boundary class)

là lớp nằm ở ranh giới giữa hệ thống với môi trường bên ngoài nhằm thực hiện vai trò nhận yêu cầu trực tiếp từ

các tác nhân và chuyển các yêu cầu đó

cho các lớp bên trong hệ thống

Lớp điều khiển

(controller class)

thực hiện các chức năng điều khiển hoạt động của hệ thống tương ứng với các chức năng cụ thể nào đó của một nhóm các lớp biên hoặc nhóm các lớp thực thể

Tên quan hệ Ví dụ Quan hệ liên kết

Tên quan hệ Ví dụ Quan hệ hợp thành

ATM CustomConsole

NetworkToBank EnvelopAcceptor

CashDispenser

Log

Message

Receipt Status

Money

1 1

1

1 1

1 1 1

1

1 1

 Ý nghĩa

 Biểu đồ trạng thái được sử dụng để biểu diễn các trạng thái và sự chuyển tiếp giữa các trạng thái của các đối

tượng trong một lớp xác định

 Mỗi lớp có một biểu đồ trạng thái (trừ trường hợp là lớp không có đối tượng)

 Biểu đồ trạng thái biểu diễn dưới dạng máy trạng thái hữu hạn với các trạng thái và sự chuyển tiếp giữa các trạng thái đó

 Có hai dạng biểu đồ trạng thái:

 Biểu đồ trạng thái cho một use case

 Biểu đồ trạng thái hệ thống mô tả tất cả các trạng thái của các đối tượng trong toàn bộ các hoạt động của hệ thống

Tên gọi Ý nghĩa Ký hiệu Trạng thái

(state)

Biểu diễn một trạng thái của đối tượng trong vòng đời của đối tượng

Sự kiện tác động gây ra sự

chuyển đổi trạng thái

Tên gọi Ý nghĩa

Sự kiện gọi (call

OFF entry/display "Not available"

IDLE entry/display "Please insert card"

SERVING CUSTOMER

do/Secsion

switch turned on : / perform Startup

switch turned off : / perform Shutdown

session complete or aborted card inserted : / create session

Card read successfully

PIN read successfully

Tracsaction chosen

Customer finished Customer wants to do another

Aborted due to too many invalid PINs - card retained

CANCEL pressed CANCEL pressed Card not readable : / display "Card not readable"

 Ý nghĩa

 Biểu diễn mối quan hệ giữa các đối tượng; giữa các đối tượng và tác nhân theo thứ tự thời gian

 Biểu đồ trình tự nhấn mạnh thứ tự thực hiện của các tương tác

Tên gọi Ý nghĩa/ký hiệu

Các đối tượng (object) Được biểu diễn bởi các hình chữ nhật, bên

trong là tên của đối tượng

Cách viết chung của đối tượng là: tên đối tượng: tên lớp

Các thông điệp (message) Được biểu diễn bằng các mũi tên hướng từ

đối tượng gửi sang đối tượng nhận (xem các loại thông điêp ở slide sau)

Đường vòng đời (lifeline) Là một đường kẻ nối dài phía dưới đối

tượng, mô tả quá trình của đối tượng trong tương tác thuộc biểu đồ

Chú thích Để người đọc dễ dàng hiểu được nội dung

Tên gọi Ý nghĩa Ký hiệu

Gọi (call) Mô tả một lời gọi từ đối tượng

này đến đối tượng kia

Trả về (return) Trả về giá trị ứng với lời gọi

Gửi (send) Gửi một tín hiệu tới một đối

tượng

Tạo (create) Tạo một đối tượng

Hủy (destroy) Hủy một đối tượng

 Các đối tượng: biểu diễn bởi hình chữ nhật, bên trong là

tên đối tượng

 Các liên kết: giữa hai đối tượng có tương tác sẽ có một

liên kết nối 2 đối tượng đó

 Các thông điệp: được biểu diễn bằng các mũi tên hướng

từ đối tượng gửi sang đối tượng nhận bên cạnh liên kết giữa hai đối tượng

 Ý nghĩa

 Biểu diễn các hoạt động và sự đồng bộ, chuyển tiếp các hoạt động của hệ thống trong một lớp hoặc kết hợp giữa các lớp với nhau trong một chức năng cụ thể

▪ Xác định các hành vi phải thực hiện trong phạm vi một phương thức

▪ Xác định công việc của một đối tượng

▪ Chỉ ra một nhóm các hành động liên quan của các đối tượng được thực hiện như thế nào và chúng sẽ ảnh hưởng đến các đối tượng nằm xung quanh

Tên gọi Ý nghĩa Ký hiệu Hoạt động

(activity)

là một qui trình được định nghĩa rõ ràng, có thể được thực hiện bới hàm hoặc một nhóm đối tượng

Điều kiện (guard

 Ý nghĩa

mềm cấu thành hệ thống

nhỏ hơn, cung cấp một khối dạng hộp đen trong quá trình xây dựng phần mềm lớn

 Các thành phần có thể là các gói được xây dựng cho quá trình phát triển hệ thống

 Ví dụ

 Java Bean, các gói thư viện liên kết động, lớp và các thư viện chức năng

Tên gọi Ý nghĩa Ký hiệu Thành phần Mô tả thành phần của biểu đô

Giao tiếp Mô tả giao tiếp với mỗi thành phần

Mối quan hệ Mô tả quan hệ giữa các thành phần

Gói

(package)

Được sử dụng để nhóm một số thành phần lại với nhau

 Ý nghĩa

 Biểu đồ triển khai hệ thống biểu diễn kiến trúc cài đặt và triển khai hệ thống dưới dạng các nodes và các mối quan hệ giữa các node

 Các node được kết nối với nhau thông qua

các liên kết truyền thông như các kết nối

mạng, liên kết TCP-IP, microware….và được đánh số thứ tự theo thời gian tương tự như biểu đồ cộng tác

Tên gọi Ý nghĩa Ký hiệu Các node (thiết

bị)

Biểu diễn các thành phần không có bộ xử lí trong biểu đồ triển khai hệ thống

Các bộ xử lý Biểu diễn các thành phần có bộ

xử lí trong biểu đồ triển khai hệ thống

 Rational Rose

 StarUML

 Visual Paradigm

 Enterprise Architect