Đồ Án Phân tích thiết kế hướng đối tượng bằng UML

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU

1. Đặt vấn đề

Ngày nay, Công nghệ thông tin đã và đang đóng vai trò quan trọng trong đời sống kinh tế xã hội của nhiều quốc gia trên thế giới, hệ thống tin học phát triển nhanh chóng và ngày càng trở nên phức tạp.
Viêc phát triển các hệ thống phần mềm ngày càng trở nên phức tạp không chỉ về quy mô và phạm vi ứng dụng mà còn cả sự thay đổi về nội dung. Nếu trước đây, các hệ thống phần mềm sử dụng giao diện dòng lệnh từ các xâu kí tự thì ngày nay đã được thay thế bằng giao diện đồ hoạ xu thế sự kiện: Kiến trúc hệ thống đa tầng khách/chủ, cơ sở dữ liệu(CSDL) phân tán, Internet phát triển mạnh mẽ . làm cho các hệ thống phần mềm càng trở nên phức tạp hơn.
Vấn đề đặt ra là việc xây dựng hệ thống phần mềm hiện nay, khó khăn lớn nhất không phải là tốc độ thực hiện chương trình, kinh phí hay cái gì khác mà là độ phức tạp. Vì thế hướng giải quyết là làm giảm bớt độ phức tạp của hệ thống phần mềm. Các phương pháp tiếp cận khác nhau đều có thể giải quyết vấn đề này nhưng ở các mức độ khác nhau.
Hiện nay, có hai cách tiếp cận phổ biến là tiếp cận hướng chức năng (truyền thống) và tiếp cận hướng đối tượng.
Cách tiếp cận hướng chức năng cho phép xây dựng phần mềm là thực hiện dãy tương tác chia nhỏ và hợp nhất. Chia nhỏ để hiểu rõ vấn đề và hợp nhất để xây dựng hệ thống. Các chức năng của hệ thống được nhân diện sau đó lại được tách thành các chức năng con. Tiến trình này được lặp đi lặp lại đến khi được các thành phần đơn giản đến mức chúng được biểu diễn trực tiếp bằng các hàm hay thủ tục của ngôn ngữ lập trình.[1]
Kiến trúc phần mềm được cài đặt theo cách tiếp cận hướng chức năng sẽ phản ánh các chức năng hệ thống. Tiếp cận hướng chức năng và cơ chế phân cấp chỉ cho lại kết quả mong muốn khi các chức năng được nhận biết đầy đủ và không được thay đổi theo thời gian. Tuy nhiên trong thực tế phát triển phần mềm luôn là tiến trình động, CSDL động không bao giờ kết thúc hoàn toàn và luôn có những thay đổi, nâng cấp. Sửa đổi hay mở rộng hệ thống quá nhiều làm cho chương trình khác xa so với ban đầu. Phương pháp này thuận tiện cho việc thiết kế CSDL nhưng chỉ được diễn tả bằng một tập hợp các chức năng rời rạc, nên chỉ thích hợp cho sự phân tích bước đầu hoặc cho các hệ thống đơn giản. Sản phẩm hình thành từ giải pháp này khó bảo trì. Mọi chức năng đều chia sẻ khối lượng dữ liệu lớn, các chức năng phải hiểu rõ dữ liệu được lưu trữ thế nào, khi thay đổi cấu trúc dữ liệu kéo theo thay đổi mọi hàm liên quan.Mặt khác tiệm cận này không hỗ trợ lập trình bằng ngôn ngữ hướng đối tượng như C++, JAVA Do đó cần phải có một phương pháp mới có khả năng làm chủ được độ phức tạp, giúp quản lý được chất lượng, độ tin cậy phần mềm ngay cả khi cấu trúc bị tách ra hay tiến hoá. Và phương pháp được mong đợi để giải quyết vấn đề trên là phương pháp tiếp cận hướng đối tượng.



Hình 1. Cách tiếp cận hướng đối tượng.​
Phương pháp phát triển phần mềm hướng đối tượng tuy là một phương pháp mới trong những năm gần đây nhưng đã chứng tỏ được ưu thế khi lập trình các hệ thống phức tạp, đem lại những thành quả to lớn. Các nhà phát triển phần mềm nhận thấy rằng phát triển phần mềm hướng đối tượng mang lại một phần mềm thương mại có chất lượng cao với độ tin cậy cao, dễ mở rộng và dễ sử dụng lại, chạy trơn tru, phù hợp với yêu cầu của người dùng và đặc biệt là khả năng phát triển cao.
Phát triển phần mềm hướng đối tượng là cách xây dựng các modul hoặc các đối tượng có thể thay thế, hiệu chỉnh và sử dụng lại dễ dàng. Hướng phát triển này coi thế giới thực là một hệ thống các đối tượng. Mô tả các đối tượng của thế giới thực bằng một tập rời rạc các đối tượng bao gói cả dữ liệu và chức năng của nó.
Phương pháp phát triển phần mềm truyền thống chủ yếu tập trung vào chức năng của hệ thống - Hệ thống làm được những gì? Còn phát triển theo hướng đối tượng thì tập trung vào đối tượng, cả thông tin và hành vi, chúng kết hợp giữa dữ liệu và chức năng. Cho khả năng xây dựng hệ thống mềm dẻo.
Phương pháp tiệm cận hướng đối tượng cho khả năng xây dựng phần mềm để mô tả các lĩnh vực, vấn đề tốt hơn phương pháp truyền thống. Các hệ thống tạo ra sẽ dễ dàng tương thích với việc thay đổi các yêu cầu , dễ dàng bảo trì hơn, dễ dàng nâng cấp và khả năng sử dụng lại mã lệnh cao hơn. Cho phép chúng ta tạo ra các modul chức năng. Với phương pháp này , chúng ta quan tâm đến việc hệ thống làm được gì chứ không phải hệ thống làm như thế nào.
Có nhiều lý do để lựa chọn phương pháp hướng đối tượng, vì ngoài những ưu điểm trên nó còn có một số đặc điểm sau:
Xoá bỏ ranh giới giữa các pha trong phát triển phần mềm: Phát triển phần mềm theo phương pháp truyền thống đối với mỗi bước của tiến trình phát triển phần mềm nó đòi hỏi các kiểu và các phương pháp khác nhau. Việc chuyển từ pha này sang pha khác là một sự chuyển tiếp phức tạp giữa các mô hình gần như khác nhau hoàn toàn. Sự chuyển giao đó không những làm chậm tiến trình phát triển phần mềm mà còn làm tăng cỡ của dự án và lỗi trong việc chuyển từ ngôn ngữ này sang ngôn ngữ khác cũng phát sinh nhiều hơn. Tiếp cận hướng đối tượng sử dụng cùng một ngôn ngữ trong phân tích, thiết kế, lập trình và thiết kế cơ sở dữ liệu làm cho hệ thống rõ rang, rành mạch hơn.
Khuyến khích các kỹ thuật lập trình tốt: Một lớp trong hệ thống lập trình hướng đối tượng mô tả rõ rang giao diện. Các phương thức và thuộc tính trong một lớp liên hệ chặt chẽ với nhau. Một hệ thống được thiết kế tốt, các lớp sẽ được gộp lại thành hệ thống con, nhưng vẫn giữ được tính độc lập, sự thay đổi của lớp này không ảnh hưởng đến lớp khác.
Tăng cường khả năng sử dụng lại: Vì các đối tượng được mô tả trực tiếp ngoài lĩnh vực vấn đề thế giới thực nên có thể sử dụng lại. Mỗi đối tượng có thể tồn tại độc lập hoặc trong sự liên kết với một số với số ít các lớp khác. Ngoài ra phương pháp hướng đối tượng còn có tính kế thừa, cho phép các lớp xây dựng trong mỗi lớp khác do đó chỉ những phần khác nhau và những phần cải tiến được thiết kế và mã hoá. Tất cả các chức năng được xây dựng trước đó vẫn được giữ lại và sử dụng lại mà không cần thay đổi.
Đối với thế giới công nghệ hướng đối tượng đã triển khai ứng dụng rộng rãi. Tuy nhiên, ở Việt Nam thì vẫn còn mới. Gần đây, một số cơ quan đã ứng dụng phương pháp mới này vào thiết kế phần mềm nhưng vẫn còn hạn chế.
2. Mục đích nghiên cứu và nội dung thực hiện.

2.1 Mục đích nghiên cứu
· Tìm hiểu một số quy trình trong phân tích thiết kế hướng đối tượng sử dụng UML
· Áp dụng quy trình phân tích thiết kế hướng đối tượng vào bài toán ứng dụng “Phân tích thiết kế hệ thống quản lý cửa vào ra “
2.2 Nội dung thực hiện
· Tìm hiểu ngôn ngữ UML và sử dụng phần mềm Rational Rose để mô hình hoá hệ thống.
· Tìm hiểu một số quy trình trong phân tích thiết kế hướng đối tượng.
· Trình bày một số quy trình phân tích thiết kế hướng đối tượng sử dụng UML vào hệ thống quản lý cửa vào ra.
2.3 Phương pháp nghiên cứu
Chủ yếu nghiên cứu phương pháp luận, nghiên cứu thử nghiệm ứng dụng công nghệ.
2.4 Giới hạn đề tài


Cấu trúc đồ án:

Chưong 1. Mở đầu
Chương này trình bày những ưu điểm của phương pháp phát triển phần mềm hướng đối tượng so với phương pháp hướng chức năng truyền thống và lý do lựa chọn phương pháp hướng đối tượng trong phát triển phần mềm. Ngoài ra, còn trình bày mục đích nghiên cứ, nội dung và phương pháp nghiên cứu, giới hạn đề tài.

Chương 2. Quy trình phát triển phần mềm hướng đối tượng sử dụng UML.
Chương này giới thiệu về ngôn ngữ mô hình hoá thống nhất UML, giới thiệu tiến trình phát triển phần mềm RUP và giới thiệu công cụ hỗ trợ quá trình phân tích, thiết kế hướng đối tượng Rational Rose.

Chương 3. Giới thiệu bài toán
Mô tả nội dung bài toán đặt ra, xác định các yêu cầu.

Chương 4. Mô hình ca sử dụng
Đi sâu vào việc xác định và mô tả chi tiết ca sử dụng của hệ thống, các tác nhân tham gia vào các ca sử dụng này và xây dựng mô hình ca sử dụng của hệ thống.

Chương 5. Mô hình phân tích.
Phân tích chi tiết các hoạt động trong các ca sử dụng, xây dựng các lớp, phân tích và mối quan hệ giữa chúng.

Chương 6. Mô hình thiết kế.
Mô tả tương tác giữa các đối tượng khi thực hiện các ca sử dụng bằng các biểu đồ tuần tự đối tượng, xác định các lớp, các phương thức, thuộc tính của lớp và mô hình hoá dữ liệu.

Chương 7. Mô tả hệ thống cài đặt.
Chương này giới thiệu một số giao diện chính của chương trình.