8-TkeVatly PTTK Ctruc

BÀI GIẢNG

PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆTHỐNG THÔNG TIN

Nguyễn Văn Vỵ - Nguyễn Thị Nhật Thanh

Khoa Công nghệ thông tin, Đại học Công nghệ

Oct - 2007 Khoa Công nghệ thông tin - Đại học Công nghệ 2

Nguyễn Văn Vỵ – Nguyễn thị Nhật Thanh

Bài 8 – Thiết kế hệ thống vật lý

Khái niệm về thiết kế hệ thống vật lýThiết kế cơ sở dữ liệu vật lýXây dựng biểu đồ luồng hệ thốngThiết kế kiến trúc hệ thốngThiết kế các thủ tục xử lýThiết kế tương tác, các giao diện vàbáo cáoVí dụ



Tài liệu tham khảo

1. Nguyễn Văn Vy. Giáo trình phân tích thiết kế HTTT. Đại học Công nghệ, 2007.

2. Nguyên Văn Vỵ. Phân tích thiế kế HTTT. Hướng cấu trúc và hướng đối tượng. NXB Thống kê, 2002.

3. Nguyễn Văn Vy. Phân tích và thiết kế HTTT quản lý. NXB Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Hà nội, 2007.

4. Nguyễn văn Vy, Nguyễn Việt Hà. Giáo trình Kỹ nghệ phần mềm. Đại học Công nghệ, 2006.

5. Grady Booch, James Rumbaugh, Ivar Jacobson. The Unified Modeling language User Guid. Addison-Wesley, 1998.

6. Jeffrey A.Hoffer, Joey F.Gorge, Joseph S.Valacich. Modern Systems Analysis and Design. 2th Edition, Addison Wesley Longman, Inc. 1999.

7. Sommerville. Software Engineering. 6th Edition, Addison- Wasley, 2001.



1. Thiết kế cơ sở dữ liệu vật lý

Thiết kế CSDL vật lý là chuyển mô hình dữ liệu lôgic thành các đặc tả dữ liệu vật lý phù hợp với điều kiện thiết bị & môi trường cụ thể trong không gian và nhu cầu sử dụng. Nó bao gồm 2 nội dụng:Chọn công nghệ lưu trữ và quản lý dữ liệu, bao gồm hệ điều hành, hệ quản trị CSDL và công cụtruy nhập. Chuyển mô hình lôgic thành thiết kế vật lý và xác định phươnng án cài đặt trên hệ thống thiết bịThiết kế ở đây tập trung vào nội dung 2.



a. Đầu vào cho thiết kế CSDL vật lý

Đầu vào gồm:Mô hình dữ liệu lôgic (quan hệ & biểu đồ liên kết)Từ điển dữ liệu (định nghĩa thuộc tính)Mô tả yêu cầu sử dụng dữ liệu (loại, số lượng, vítrí, thời gian, cách dùng)Mong đợi của người dùng về sử dụng, tích hợp dữliệu Mô tả công nghệ và thiết bị sử dụng (như đã nêu ởtrên)



b. Sơ đồ thiết kế cơ sở dữ liệu vật lý

Cấu trúc CSDL logicYêu cầu sử dụng Đặc tính hệ quản trị, môi trường

1. Phân tích khối lượng lưu trữ và sử dụng dữliệu

2. Chiến lược phân tán3. Tổ chức tệp4. Lập chỉ số5. Thiết kế ràng buộc an

toànCSDL vật lý



c. Nội dung thiết kế CSDL vật lý

Các nội dung chính:Thiết kế các trường (cho mỗi bản ghi)Thiết kế bản ghi (cho mỗi tệp)Thiết kế tệp (các loại tệp)Thiết kế cơ sở dữ liệu vật lý (tổ chức tệp)Xây dựng phương án bố trí tệp trong không gianƯớc lượng khối lượng lưu trữ



Trường là một đơn vị dữ liệu nhỏ nhất mà phần mềm hệ thống nhận ra & thao tácMục tiêu:

Tiết kiệm không gian nhớ (chọn kích cỡ, kiểu)Biểu diễn được mọi giá trị (kiểu, định dạng)Cải thiện tính toàn vẹn (biểu diễn, thể hiện)Hỗ trợ thao tác (kiểu, định dạng, thể hiện)

Một thuộc tính trong mô hình dữ liệu logic có thể được biểu diễn thành 1 hay 1 số trường

d. Thiết kế trường

Đặc tả trường



d1. Vài đặc tả tiêu biểu một trường

Loai đặc tả Mô tả nội dungTên trường Theo quy định của hệ quản trị CSDLKiểu trường Một kiểu được sử dụng trong hệ quản trị CSDLKích cỡ (size) đơn vị đo biểu diễn giá trị của trườngMã hoá (coding) Một cách có thể biểu diễn vắn tắt giá trị của trường Quy tắc toàn vẹn DL Đặc tả về giới hạn đặt lên các giá trị trường Các kiểm soát bảo trì Giá trị được phép thay đổi khi nó được cập nhật.Thủ tục của DL mất Mô tả việc quản lí giá trị mất của trường Công thức (formula) Mô tả công thức tính toán giá trị trường cần tính toánHằng số kiểm tra Đặc tả quan hệ toán học với các trường chữ/ số khác.Toàn vẹn tham chiếu Đặc tả giá trị trường liên quan đến trong bản ghi khácSở hữu (ownership) Mô tả người có quyền truy nhập, cập nhật

tả



d2. Một số đặc trưng thiết kế trường

Kiểu dữ liệu và định dạng (hệ quản trị cung cấp):

Biểu diễn dữ liệu:

DECIMAL(m,n) INTEGER

CHAR (m) DATE

SMALLINT

LOGICAL

FLOAT (m, n)

• Kiểm tra tính toàn vẹn dữ liệu - Đặt giá trị ngầm định

- Kiểm tra khuôn dạng- Kiểm tra giới hạn- Toàn vẹn tham chiếu - Kiểm tra giá trị rỗng- Quản lý dữ liệu mất

• Chọn khoá chính• Mã hoá dữ liệu

- Mã hoá phân cấp- Mã hoá liên tục- Mã gợi nhớ- Mã thành phần ngữ nghĩa

• Các trường tính toán

OLE



e. Thiết kế bản ghi vật lý

Một bản ghi vật lý là 1 nhóm các trường được lưu trữ ở vị trí kề nhau trong bộ nhớ và được gọi ra đồng thời như 1 đơn vị thống nhất

Phi chuẩn hoá: Tách/hợp nhất các quan hệ đã chuẩn hóa để được quan hệ phù hợp với điều kiện cụthể, đạt hiệu quả mong muốn:

Độ dài trang máy Nhu cầu sử truy cập thường xuyên/khôngBản ghi độ dài thay đổi…



e1. Ví dụ phi chuẩn

Hợp nhất hai quan hệ một-một để giảm số tệp

Tách quan hệ đã chuẩn thành 2 quan hệ có độ dài bản ghi phù hợp độ dài trang máy

SINHVIEN (mãsv, địachi, sốmáy)

MAYTINH (sốmáy, ngàyTH, côngviệc)SINHVIEN (masv, diachi, ngayTH, congviec)

BÊNHNHÂN (mãbn,tênbn,địachỉ, ngaynhập,giường,khoa,tìnhtrạng, ngayra, th.toán)

BỆNHNHÂN2 (mãbn,ngàynhập,giường,tìnhtrạng, ngayra, th.toán)

BỆNHNHÂN1 (mãbn, tênbn, địachỉ, khoa )



f. Thiết kế tệp vật lý

Một tệp vật lý là một phần nhỏ của bộ nhớ thứ cấp lưu các bản ghi vật lý một cách độc lậpCác loại tệp:

Tệp dữ liệuTệp lấy dữ liệuTệp giao dịch

Con trỏPhương pháp truy nhập

Phương pháp trực tiếpPhương pháp gián tiếp

Tệp làm việcTệp bảo vệ, sao lưuTệp lịch sử



f. Thiết kế tệp vật lý

Tổ chức tệpTổ chức tệp tuần tựTổ chức tệp chỉ số

Yếu tố cần quan tâm khi thiết kếLấy dữ liệu nhanhThông lượng các giao dịch xử lý lớnSử dụng hiệu quả không gian nhớTránh được sai sót và mất dữ liệuTối ưu hoá nhu cầu tổ chức tệpĐáp ứng được nhu cầu tăng trưởng dữ liệuAn toàn



g. Ví dụ 1 thiết kế tệp vật lý

Tên trường kiểu DL kích cỡ DL Khuôn dạng Ràng buộcso_phieu text 6 Chữ hoa + số khoá chínhma_khach text 6 Chữ hoa + số khoá ngoạingay_giao date 8 dd/mm/yynoi_giao text 45 đặt chỉ sốtong_tien Integer 9 Số nguyên

Với hệ quản trị CSDL là Access, một tệp dữ liệu được thiết kế với các cấu trúc sauTable: PHIEUGIAO



2. Thiết lập biểu đồ luồng hệ thống

Đầu vào: Các biểu đồ luồng dữ liệu lôgic mức cơ sởMục tiêu: Xác định chức năng hệ thống thực hiệnNội dung:Xét từng biểu đồ luồng dữ liệu logic mức cơ sở

Phân định tiến trình: máy làm hay người làmNếu máy thực hiện cần xác định:

Phương thức xử lý (theo lô, thời gian thực, trực tuyến,..)Đối tượng thực hiện, phương tiện, công cụ sử dụng Nội dung xử lý (thuật toán, công thức) Khi nào thực hiện

Và ghi lại các ý tưởng thiết kế này



2.1 Ví dụ biểu đồ luồng hệ thống

3.3lËp biªn

b¶n

kh¸ch tt sù cè

“sai”

phiÕu chi

3.2kiÓm tra hiÖn

tr−êng

3.1kiÓm tra çc sæ

®óng tt sùcè

“ cßn göi”

M¸y lµm

“kh«ng göi” t.t. sù cè

biªn b¶n

kh¸ch

3.BIENBAN

2.XEGUI4.PHIEUCHI

3.4lËp phiÕu chi

kÕ toan, m¸y in

b¶o vÖ

b¶o vÖ



3. Thiết kế kiến trúca. Khái niệm

Kiến trúc phần mềm ám chỉ một cấu trúc tổng thể của phần mềm và qua đó cung cấp một sự tích hợp về mặt khái niệm của một hệ thống. (Shaw, Garlan 1995 ) Mô hình kiến trúc của hệ thống được xác định từ các thành phần cấu thành của các biểu đồ luồng dữ liệu lôgic mức cao (không phải cơ sở)Mức cuối cùng của nó sẽ được bổ sung bằng các tiến trình của biểu đồ luồng hệ thống (các tiến trình máy làm)



b. Ví dụ biểu đồ mô hình kiến trúc

Môđun đỉnhtương ứng với biểu đồ

luồng DL mức 0, 1

tương ứng với các tiến

trình luồng hệ

thống

:Các mô đun máy thực hiện trong biểu đồ luồng hệ thống



c. Thiết kế kiến trúc ở mức thấp

Ở mức thấp, thiết kế kiến trúc liên quan đến việc cấu trúc biểu đồ luồng hệ thống thành cấu trúc cây.Có 2 dạng cấu trúc là “tập trung giao dịch” và “tập trung chuyển đổi”. Với mỗi loại có 1 cách xử lýHình dưới cho 1 biểu đồ luồng hệ thống dạng tập trung chuyển đổi

tác nhân 3

tác nhân 1

tác nhân 2

In báo cáo C

B

C

A A đúng

B đúng Tạo C

Nhận B

Nhận A



c. Thiết kế kiến trúc ở mức thấp

tác nhân 3

tác nhân 1

tác nhân 2

(ký hiệu: VA: A đúng, VB: B đúng)

VBC

Đỉnh

nhận A đúng tạo C đưa C ranhận B đúng

VA

CVA VB

Biểu đồ cấu trúc điều khiển hình cây nhận được từ biểu đồ luồng hệ thống



d. Chất lượng thiết kế

Tiêu chuẩn của một thiết kế tốtKết dính chặt chẽGhép nối lỏng lẻo

Sự kết dính (Cohesion) là độ đo sự kết lại với nhau giữa các bộ phận trong một thành phần.Các loại kết dính có mức tốt (chặt chẽ) tăng dần:

1. Kết dính gom góp2. Kết dính hội hợp logic3. Kết dính theo thời điểm4. Kết dính thủ tục

5. Kết dính truyền thông6. Kết dính tuần tự7. Kết dính chức năng8. Kết dính đối tượng



d. Chất lượng thiết kế

Sự ghép nối (Coupling) chỉ ra mức độ tương tác bên trong giữa các đơn vị thành phần của một chương trìnhCác loại ghép nối có mức tốt (lỏng lẻo) giảm dần:

1. Ghép nối dữ liệu2. Ghép nối nhãn3. Ghép nối điều khiển4. Ghép nối chung5. Ghép nối nội dung



e. Nguyên lý & Hướng dẫn cho thiết kế tốt

Các nguyên tắc thiết kế• Môđun hoá• Kiểm soát chức năng• Độc lập tương đối• Kích thước hợp lý• Mỗi môđun chỉ thực

hiện 1 và chỉ 1 chức năng

• Một môđun có thể sửdụng lại nhiều lần

Hướng dẫn thiết kế• Chia thành các nhân tố• Mở rộng kiểm tra• Đảm bảo ghép nối lỏng• Chọn kích cỡ hợp lý• Đảm bảo kết dính chặt

• Tạo các môđun sử dụng chung, sử dụng lại



f. Thiết kế xử lý – công cụ

Thiết kế mô đun xử lý làbiểu diễn thiết kế sao cho dễ dàng ánh xạ sang 1 ngôn ngữ lập trình.Một số công cụ được sửdụng như: Giả mã (Pseudocode), sơ đồNassi-Shneiderman, biểu đồ hoạt động Bảng bên là 1 ví dụ vềthiết kế bằng giả mã.

Modul name: Calichulate New BalanceReceives: Curunt-balance, New charges, Anount-paid, EOFReturns: New-balance, StatusSet new-balance, New charges, Amount-paid, EOPRepeat

New-balance = Current-balance + new -charges – Amount-paid

Begin ifIf New-balance <0

Then Status = 1Else

BeginIfIf new-balance =0

Then Status =2Else Status =3EndIf

EndIfReturn New-balance, Status

Until EOF = Yes



f1. Ví dụ sơ đồ Nassi-Shneiderman

Set New-balanceSet status to 0Read Current-balance, New charges, Amount-paid, EOF

New-balance = Current-balance + New-changes – Amount-paid

No Yes

New-balance <0Yes No

New-balance=0

Until EOF = Yes

Status=1

Return New-balance, StatusStatus=2 Status=3



5. Thiết kế hệ thống tương tác và giao diện

Hệ thống tương tác thiết kế là mô hình hệ thống thực đơn với các giao diện khác nhau, qua đó người dùng sử dụng hệ thống bằng việc lựa chọn thực đơn vàthực hiện tương tác với các giao diệnQuá trình thiết kế bao gồm:

Thiết kế hệ thống tương tác (thực đơn)Thiết kế các giao diện Thiết kế các báo cáo gắn với giao diện



a. Tiến trình xác đinh hệ thống tương tác

Mô hình thực thểmối quan

hệ

Kiến trúc hệ thống mức cao

Các biểu đồ luồng hệ thống

Xác định các giao diện nhập liệu

Xác định các giao diện xử

lý

Tích hợp các giao

Xây dựng hệ thống tương tác

Hệ thống thực đơn tương tác



b. Xác đinh các giao diện nhập liệu

Đầu vào: Mô hình thực thể mối quan hệCách tiến hành:

Mỗi thực thể xác định 1 giao diện nhập liệuMỗi quan hệ bậc lớn hơn 2, bậc 2 liên kết m:m hay có thuộc tính xác định 1 giao diệnPhác họa giao diện nhập liệu tương ứng với giao diện được xác định

Kết quả: Tập các giao diện nhập liệu



b1. Ví dụ các giao diện nhập liệu

VÐ

XE

GHI

sè xe

giê vµo

ngµy vµo

sè vé

ERM

Các giao diện nhập liệu:

Đối tượng Giao diện Thuộc tính

Nhập vé số vé

Nhập xe số xe

Ghi vésố vé, số xengàyvào, giờvào

VÐ

XE

GHI



c. Xác định các giao diện xử lý

Đầu vào: Các biểu đồ luồng hệ thốngCách tiến hành:

Mỗi tiến trình máy thực hiện xác định 1 xử lý Nhóm các tiến trình xử lý không có luồng dữ liệu từbên ngoài vào với các giao diện có luồng dữ liệu đến nó hay từ nó đến để xác định một giao diện xửlý cho nhóm các tiến trình này.Phác họa giao diện nhận được

Kết quả: Tập các giao diện xử lý (nói chung bằng hoặc nhỏ hơn số các tiến trình hệ thống)



c1. Xác định các giao diện xử lý

3.3LËp biªn

b¶n

kh¸ch tt sù cè

sai

PhiÕu chi

3.2kiÓm tra

hiÖn tr−êng

3.1kiÓm tra çc sæ

3.4LËp phiÕu

chi

®óng tt sùcè

cßn göi

m¸y lµm

kh«ng göi t.t. sù cè

Biên bản

kh¸ch

3.BIENBAN

2.XEGUI4.PHIEUCHI

Biểu đồ luồng hệ thốngCác giao diện xử lý:

1.kiÓm tra çc sæ“TiÕn tr×nh 3.1”

2.lËp biªn b¶n “TiÕn tr×nh 3.3”

3.lËp phiÕu chi

“TiÕn tr×nh 3.4”



d. Tích hợp các giao diện nhận được

Đầu vào: Các giao diện nhập liệu và xử lý

Cách tiến hành:Loại đi các giao diện trùng lặpHợp nhất 1 số giao diện có các thao tác tương tác liên quan chặt chẽ với nhau (cùng sử dụng nguồn dữ liệu, xử lý liên tục, sử dụng kết quả của nhau,..) thành một giao diện.Phác họa giao diện nhận được

Kết quả: Tập các giao diện đã tích hợp



e. Xây dựng hệ thực đơn tương tác

Đầu vào: Các giao diện tích hợp, kiến trúc hệ thống, tiến trình nghiệp vụ và yêu cầu sử dụngCách tiến hành: từ dưới lên

Gắn các giao diện tích hợp vào các mô đun thấp nhất của cây kiến trúc một cách thích hợpĐiều chỉnh lại cấu trúc giao diện gắn vào kiến trúc ở mức thấp nhất sao cho hợp lýThay các mô đun kiến trúc mức cao bằng các giao diện liên kết để liên kết các giao diện mức dưới đã nhận đượcVẽ biểu đồ liên kết và phác họa giao diện liên kết

Kết quả: Hệ thống giao diện tương tác và phác họa các giao diện thuộc nó



e1. Ví du về 1 hê thống tương tác

Truy nhËp hÖthèng

3.3lËp phiÕu

båi th−êng3

2tr¶ xe

0

4b¸o ço vµnh©p liÖu

0

3.2lËp biªn

b¶n3 4.2

nhËp lo¹i xe, ®¬n gia

0,4

0Thùc ®¬n

chÝnh

1nhËn xe

0

3gi¶i quyÕt

sù cè0

4.1lËp b¸o

ço0,4

3.1kiÓm tra xetrong sæ

3

1

7

6543

2

Thùc ®¬n liªn kÕt



f. Tiến trình thiết kế giao diện

Thiết lập các mục tiêu và ý đồ cho nhiệm vụÁnh xạ thành dãy các hành động xác địnhXác định kết quả khi hành động được thực hiệnChỉ ra trạng thái hệ thốngXác định các cơ chế điều khiểnChỉ ra cách cơ chế điều khiển này ảnh hưởng đến trạng thái hệ thốngChỉ ra cách người dùng diễn giải trạng thái của hệthống từ thông tin được cấp qua giao diện



g. Đặc tả thiết kế giao diện

Tổng quanTên giao diện/đối thoạiĐặc trưng người sử dụng (ai sử dụng)Đặc trưng của nhiệm vụ (mục đích)Đặc trưng của hệ thống (các phần mềm hệ thống)Đặc trưng của môi trường (tương tác với hệ ngoài nào)

Mẫu thiết kế giao diện/ đối thoạiMấu thiết kế giao diện/ đối thoạiBiểu đồ trình tự đối thoại và mô tả thao tác sử dụngCác bảng dữ liệu liên quanQui trình, công thức xử lý thực hiệnĐịnh dạng kết quả

Kiểm thử và đánh giá tính khả dụng (kiểm thử mục tiêu, kiểm thử thủ tục, kiểm thử kết quả)



h. Thiết kể biểu mẫu và báo cáo

Cấu trúcĐầu biểuCác thông tin về trình tự và theo thời gianCấu trúc và định dạng thông tinPhần chi tiết của biểu mẫuPhẩn tổng hợp dữ liệuXác nhậnBình luận



i. Các dạng tương tác người - máy cơ bản

1. Dạng hỏi đáp2. Dạng thực đơn3. Dạng biểu tượng4. Dạng biểu mẫu5. Dạng ngôn ngữ lệnh6. Tương tác bằng ngôn

ngữ tự nhiên



j. Hướng dẫn phương pháp tương tác

Cấu trúc và kiểm soát dữ liệu nhậpKhông yêu cầu thông tin đã cóCung cấp giá trị ngầm địnhMàn hình định dạng thích hợp

Cung cấp thông tin phản hồiThông tin trạng tháiCon trỏ màn hìnhThông báo lỗi hoặc cảnh báo

Cung cấp trợ giúp tối đaTự động căn chỉnh dữ liệu vàoCung cấp sự trợ giúp theo khung cảnh, đa dạng

•



k. Yêu cầu thiết kế các đối thoại

Các yêu cầu thiết kế:Tính nhất quánPhím nóng và trình tựPhản hồiTính đúng đắnQuản lý được lỗiDễ phục hồiDễ kiểm soátDễ thực hiện

1. Thiết kế trình tự đối thoại

2. Xây dựng một mẫu

3. Đánh giá tính khả dụng của mẫu

Documents

8-TkeVatly PTTK Ctruc