Chuyên Đề Nghiên cứu UML và ứng dụng UML vào quá trình phát triển phần mềm

Tóm tắt:
Xu thế áp dụng phương pháp hướng đối tượng thay cho phương pháp hướng chức năng (phương pháp truyền thống) ngày càng được áp dụng phổ biến vào các hệ thống phần mềm.
Đối với một hệ thống lớn, phương pháp tiếp cận hướng đối tượng sử dụng UML được áp dụng như một quá trình suy diễn phát triển hệ thống để việc trao đổi giữa người thu thập thông tin với khách hàng, giữa người thiết kế với người lập trình . cùng sử dụng một ngôn ngữ mô hình hoá.
Rất nhiều dự án phải thay đổi dẫn đến tăng thêm chi phí do không có sự thống nhất giữa khách hàng và nhà sản xuất, giữa nhà quản lý và người thiết kế, những người phát triển sản phẩm với nhau.
Nhận thấy rõ vai trò và tầm quan trọng của nó, Trung tâm Công nghệ thông tin – CDiT (thuộc Học viện Công nghệ BCVT) đã quyết định chọn hướng nghiên cứu ứng dụng UML nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm thông qua cải tiến tối ưu quy trình sản xuất phần mềm bằng việc mô hình hóa quá trình.
1. Nhu cầu thực tế và khả năng ứng dụng của UML
Ngôn ngữ mô hình hợp nhất (UML - Unified Modelling Language) được tổ chức OMG (Object Management Group) công nhận chuẩn công nghiệp vào tháng 11/1997 là công cụ hỗ trợ đắc lực cho phương pháp luận hướng đối tượng.
Ngôn ngữ mô hình hợp nhất này phù hợp cho việc mô hình hoá các hệ thống như: hệ thống thông tin doanh nghiệp, các ứng dụng phân tán trên nền Web, hệ thống nhúng thời gian thực
Đặc biệt, nó còn được sử dụng cho mọi tiến trình phát triển phần mềm, xuyên suốt vòng đời phát triển sản phẩm và độc lập với các công nghệ cài đặt hệ thống.
Đối với ngành Bưu chính Viễn thông, các bài toán đặc thù của ngành có một số đặc điểm đòi hỏi khá khắt khe:
- Phạm vi áp dụng bài toán rất lớn và có tính mở cao.
- Phức tạp và đa dạng, đòi hỏi độ chính xác cao.
- Thời gian phát triển và nâng cấp hệ thống không có giới hạn vì nghiệp vụ viễn thông không chỉ luôn có những bước tiến mới mà còn tốc độ các công nghệ kỹ thuật tiên tiến không ngừng gia tăng.
- Đòi hỏi cần có một kiến trúc vững vàng và hiểu được bức tranh tổng thể cũng như hiểu đúng yêu cầu thực tế. Vấn đề này rất cần cho những bài toán lớn trong các trường hợp nếu hệ thống bổ sung thêm các chức năng mà nhóm phát triển phải làm lại từ đầu thì mất rất nhiều công sức, chi phí và thời gian. Do vậy, kiến trúc là một xương sống của hệ thống.
Để chuyển tải và hiểu rõ yêu cầu đó của khách hàng, việc áp dụng UML trong quá trình phát triển phần mềm là hoàn toàn phù hợp và đáp ứng được yêu cầu bài toán đặt ra.


UML là ngôn ngữ mô hình hợp nhất:
- Đặc tả thông tin(specifying): mô tả rõ ràng những điểm mấu chốt của vấn đề, cho phép mô tả mô hình chính xác, không nhập nhằng. UML hướng tới đặc tả thiết kế, phân tích và quyết định cài đặt trong quá trình phát triển và triển khai hệ thống phần mềm.
- Trực quan (Visualizing - có thể nhìn thấy được): người phát triển có thể giao tiếp thông qua mô hình khái niệm.
- Xây dựng (Constructing): có thể ánh xạ mô hình trong UML tới các ngôn ngữ lập trình khác nhau như: Java, C++, hay các bảng CSDL quan hệ, CSDL hướng đối tượng. ánh xạ này cho khả năng biến đổi thuận từ mô hình UML sang ngôn ngữ lập trình. Đồng thời có khả năng biến đối ngược từ cài đặt về mô hình UML; có nghĩa rằng nó cho khả năng làm việc với văn bản hay đồ họa nhất quán.
- Lập tài liệu(documenting): UML hướng tới làm tài liệu kiến trúc hệ thống và các chi tiết của nó. UML cho khả năng biểu diễn yêu cầu, thử nghiệm, mô hình hóa các hoạt động lập kế hoạch và quản lý sản phẩm.
Chúng ta có thể áp dụng UML cho các kiểu hệ thống khác nhau, các lĩnh vực, các phương pháp hoặc các quy trình, mô hình phát triển khác nhau. Trong quá trình xây dựng hệ thống phần mềm theo hướng đối tượng UML được sử dụng cho mọi tiến trình, xuyên suốt vòng đời phát triển và không phụ thuộc công nghệ dùng trong lập trình hệ thống.
Các đặc điểm của UML:
- Là một ngôn ngữ mô hình đa dụng: tập trung chủ yếu vào các khái niệm cơ bản cho việc yêu cầu, chia sẻ và tận dụng tối đa kiến thức với các cơ cấu mở rộng.
- Là một ngôn ngữ mô hình được áp dụng rộng rãi, nó được áp dụng ở các kiểu hệ thống (phần mềm và phi-phần mềm ), các miền, các phương thức và các quy trình khác nhau.
- UML là một ngôn ngữ mô hình hỗ trợ công cụ, các công cụ này là sẵn sàng hỗ trợ ứng dụng ngôn ngữ để chi tiết hóa(đặc tả), trực quan, xây dựng và lập tài liệu cho các hệ thống dễ dàng và tiện lợi.
- UML là một ngôn ngữ mô hình chuẩn, nó là một ngôn ngữ được công nhận có tính mở cao.
UML có khả năng làm giảm chi phí và thời gian thực hiện, hạn chế tối thiểu các rủi ro có thể xảy ra khi hệ thống có sự thay đổi liên tục và đối với những hệ thống phức tạp.
Một đặc điểm của UML nữa là tính hệ thống hoá từ phương pháp luận, mô hình phát triển cho tới công cụ (thiết kế, kiểm tra, quản lý cấu hình) có mối liên kết chặt chẽ với nhau. Đây là điểm rất khác biệt đối với các công cụ dùng thiết kế cho hướng chức năng.