Phan Tich he Thong Bang UML2

PGS.TS. Đặng Văn ĐứcEmail: [email protected]

VIỆNVIỆN CÔNG CÔNG NGHỆ THÔNG TINNGHỆ THÔNG TIN

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

PHÂN TÍCH THIẾT KẾ PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HƯỚNG ĐỐI TƯỢNGHƯỚNG ĐỐI TƯỢNG

dvduc-2004 Phân tích thiết kế hướng đối tượng Bài 2 - 2/43

NỘI DUNGNỘI DUNG

1. Tiến trình phát triển phần mềm theo hướng đối tượngGiới thiệu Ngôn ngữ mô hình hóa thống nhất UML

3. Mô hình hóa nghiệp vụ4. Mô hình hóa trường hợp sử dụng 5. Mô hình hóa tương tác đối tượng6. Biểu đồ lớp và gói7. Biểu đồ chuyển trạng thái và biểu đồ hoạt động8. Biểu đồ kiến trúc vật lý và phát sinh mã trình9. Mô hình hóa dữ liệu10.Bài học thực nghiệm

Giới thiệu Giới thiệu Ngôn ngữ mô hình hóa thống nhấtNgôn ngữ mô hình hóa thống nhất

Bài 2


Mô hình là gì?

Mô hình là bức tranh hay mô tả vấn đề đang cố gắng giải quyết hay mô tả chính giải pháp vấn đề

là ngôn ngữ của người thiết kế (trong nhiều lĩnh vực)

là trình diễn hệ thống sẽ xây dựng

là phương tiện giao tiếp giữa các stakeholders

là kế hoạch chi tiết (blueprints)

Mô hình cho khả năng suy diễn một số đặc tính của hệ thống thực

Mô hình hóa trực quanBằng các phần tử đồ họa

Ngôn ngữ mô hình hóa là ngôn ngữ mô tả hệ thống hay tác nghiệp

An abstraction is an intellectual simplification


Thí dụ mô hình

Thế giới thực

Ôtô Con người SáchĐọcLàm chủMô hình

Thế giới thực

Mô hình: Quả địa cầu học sinh


Thí dụ mô hình

A model is a completedescription of a systemfrom a particularperspective


Mô hình hóa trực quan?

Computer System

Business Process

Order

Item

Ship via

“Modeling captures essential parts of the system.”

Dr. James Rumbaugh

Visual Modeling is modelingusing standard graphical notations


Bốn nguyên tắc mô hình hóa

Việc chọn mô hình nào để tạo lập có ảnh hưởng sâu sắc đến cách giải quyết vấn đề và cách hình thành các giải pháp

Mỗi mô hình biểu diễn hệ thống với mức độ chính xác khác nhau

Mô hình tốt nhất phải là mô hình phù hợp với thế giới thực

Không mô hình nào là đầy đủ. Mỗi hệ thống thường được tiếp cận thông qua tập mô hình gần như độc lập nhau.


Thiết kế kiến trúc

ArchitectureQualities

Process

Architecture Representation

The “what” The “why”

The “how”The “who”

SystemFeatures

Architecture S/W Requirements

SystemQuality Attributes

Satisfies

Constrain

Organization

Architect

Skills

Stakeholders

Defines role

Produces

Follows

DefinesTechnology


Ngôn ngữ mô hình hóa thống nhất

Unified Method 0.8OOPSLA ´95

Booch method OMT OOSEOther methods

UML 0.9June ´96

publicfeedback

Final submission to OMG, Sep ‘97

First submission to OMG, Jan ´97UML 1.1

OMG Acceptance, Nov 1997UML 1.3

UML 1.0UML partners

June 12, 2003 UML 2.0

UML stands for Unified Modeling Language


UML Partners

Rational Software CorporationHewlett-PackardI-LogixIBMICON ComputingIntellicorpMCI SystemhouseMicrosoftObjecTimeOraclePlatinum TechnologyTaskonTexas Instruments/Sterling SoftwareUnisys


Contributions to the UMLMeyer

Before and after conditions

HarelStatecharts Gamma, et al

Frameworks and patterns,

HP FusionOperation descriptions and message numbering

EmbleySingleton classes andhigh-level view

Wirfs-BrockResponsibilities

OdellClassification

Shlaer - MellorObject lifecycles

RumbaughObject Modeling

Technique

BoochBooch method

JacobsonObject-Oriented

Software Engineering


Khái quát về UML

UML là ngôn ngữ đểvisualizingspecifyingconstructingdocumenting

các vật phẩm (artifacts) của hệ thống phần mềm

Nó có thể sử dụng trong mọi tiến trình, xuyên suốt vòng đời phát triển và trải qua các công nghệ cài đặt khác nhau.


Khái quát về UML

Mô hình hóa các phần tửCác quan hệCơ chế mở rộngCác biểu đồ


Mô hình hóa các phần tử

Các phần tử cấu trúcclass, interface, collaboration, use case, active class, component, node

Các phần tử hành viinteraction, state machine

Nhóm các phần tủpackage, subsystem

Các phần tử khácnote


Các quan hệ

DependencyAssociationGeneralizationRealization


Cơ chế mở rộng

StereotypeTagged valueConstraint


Models and Diagrams

Use CaseDiagrams

ScenarioDiagramsScenario

DiagramsCollaborationDiagrams

ComponentDiagrams

DeploymentDiagrams

ObjectDiagrams

ScenarioDiagramsScenario

DiagramsStatechartDiagrams

SequenceDiagrams

ClassDiagrams

ActivityDiagrams

Models


Diagrams

A diagram is a view into a modelPresented from the aspect of a particular stakeholderProvides a partial representation of the systemIs semantically consistent with other views

In the UML, there are nine standard diagramsStatic views: use case, class, object, component, deploymentDynamic views: sequence, collaboration, statechart, activity


Workflows and Models

Requirements

Design

Implementation

Test

Analysis

Use CaseModel

DesignModel Depl.

Model

Impl.Model

AnalysisModel

TestModel

UML diagrams provide views into each model

Each workflow is associated with one or more models.


Representing System Architecture

Conceptual Physical

Logical View

End-user Functionality

Implementation View

Programmers Software management

Process View

PerformanceScalabilityThroughput

System integrators

Deployment View

System topology Delivery, installation

Communication

System engineering

Use Case View


Cần bao nhiêu khung nhìn?

Mô hình phù hợp với ngữ cảnh phát triển hệ thống

Không phải tất cả các mô hình đòi hỏi đầy đủ khung nhìnĐơn xử lý: Bỏ qua khung nhìn triển khai

Đơn tiến trình: Bỏ qua khung nhìn tiến trình

Chương trình rất nhỏ: Bỏ qua khung nhìn cài đặt

Bổ sung các khung nhìnData view

Security view


UML Concepts

UML được sử dụng để:Hiển thị biên hệ thống và các chức năng chính của nó bằng usecases và actors

Mô tả hiện thực use case bằng interaction diagrams

Biểu diễn các cấu trúc tĩnh của hệ thống bằng class diagrams

Mô hình hóa hành vi đối tượng bằng state transition diagrams

Biểu thị kiến trúc cài đặt vật lý bằng component & deployment diagrams

Mở rộng các chức năng bằng stereotypes


Thí dụ ứng dụng UML

Một trường đại học thực hiện tin học hóa hệ thống đăng ký học và dạy học:

Giáo vụ (Registrar) lập chương trình giảng dạy (curriculum) cho một học kỳSinh viên (Student) chọn 4 môn học chính và 2 môn dự bịKhi sinh viên đăng ký học thì hệ thống thanh toán (billing system) in hóa đơn học phí cho sinh viênSinh viên có thể sử dụng hệ thống để bổ sung/loại bỏ môn học saukhi đã đăng ký (trong khoảng thời gian cố định)Giáo sư (Professors) sử dụng hệ thống để xem bảng phân công dạy học (course rosters)Người sử dụng hệ thống đăng ký được cấp passwords để vào máy


Use case Diagram

Student

Registrar

Professor

Maintain Schedule

Maintain Curriculum

Request Course Roster

Billing System


Use case Diagram

Use case diagrams are created to visualize the relationships between actors and use casesCaptures system functionality as seen by usersBuilt in early stages of developmentPurpose

Specify the context of a systemCapture the requirements of a systemValidate a system’s architectureDrive implementation and generate test cases

Developed by analysts and domain experts


Sequence Diagram

: Student registration form

registration manager

math 101

1: fill in info

2: submit

3: add course(joe, math 01)

4: are you open?5: are you open?

6: add (joe)7: add (joe)

math 101 section 1


Sequence Diagram

A sequence diagram displays object interactions arranged in a time sequenceCaptures dynamic behavior (time-oriented)Purpose

Model flow of controlIllustrate typical scenarios


Collaboration Diagram

: Registrar

course form : CourseForm

theManager : CurriculumManageraCourse :

Course

1: set course info2: process

3: add course

4: new course


Collaboration Diagram

A collaboration diagram displays object interactions organized around objects and their links to one anotherCaptures dynamic behavior (message-oriented)Purpose

Model flow of controlIllustrate coordination of object structure and control


Class Diagram

RegistrationForm

RegistrationManager

Course

Student

CourseOfferingProfessor

addStudent(Course, StudentInfo)

namenumberCredits

open()addStudent(StudentInfo)

major

location

open()addStudent(StudentInfo)

tenureStatus

ScheduleAlgorithm

10..*

0..*

1

1

1..*4

3..10

0..41


Class Diagram

A class diagram shows the existence of classes and their relationships in the logical view of a systemCaptures the vocabulary of a systemBuilt and refined throughout developmentPurpose

Name and model concepts in the systemSpecify collaborationsSpecify logical database schemas

Developed by analysts, designers, and implementers


Object Diagram

Shows instances and linksBuilt during analysis and designPurpose

Illustrate data/object structuresSpecify snapshots

Developed by analysts, designers, and implementers


State Transition Diagram

Initialization Openentry: Register studentexit: Increment count

Closed

Canceled

do: Initialize course

do: Finalize course

do: Notify registered students

Add Student / Set count = 0

Add student [count < 10]

[count = 10]

Cancel

Cancel

Cancel


State Transition Diagram

State transition diagrams are created for objects with significant dynamic behaviorCaptures dynamic behavior (event-oriented)Purpose

Model object lifecycleModel object lifecycleModel reactive objects (user interfaces, devices, etc.)Model reactive objects (user interfaces, devices, etc.)


Activity Diagram

Captures dynamic behavior (activity-oriented)Purpose

Model business workflowsModel operations


Component Diagram

Course CourseOffering

Student Professor

Course.dll

People.dll

Course

User

Register.exeBilling.exe

BillingSystem


Component Diagram

Component diagrams illustrate the organizations and dependencies among software componentsCaptures the physical structure of the implementationBuilt as part of architectural specificationPurpose

Organize source codeConstruct an executable releaseSpecify a physical database

Developed by architects and programmers


Deployment Diagram

Registration Database

Library

Dorm

Main Building


Deployment Diagram

Client

Server

ApplicationServer

FulfillmentSystem

FinancialSystem

InventorySystem

RDBMSServer

Dynamic HTML, JavaScript, Javaplug-ins, source code enhancements

Java, C, C++, JavaScript, CGI

Java, C, C++, JavaBeans, CORBA, DCOM

Native languages


Deployment Diagram

The deployment diagram shows the configuration of run-time processing elements and the software processes living on themCaptures the topology of a system’s hardwareBuilt as part of architectural specificationPurpose

Specify the distribution of componentsIdentify performance bottlenecks

Developed by architects, networking engineers, and system engineers


Rational Rose

Rose is available in three editions: Rose Modeler – no language supportRose Professional – support for 1 languageRose Enterprise – supports multiple languages including (VC++, VB, Java, CORBA and XML)

Why should we use Rational Rose?Common standard language--the Unified Modeling Language (UML) --results in improved team communicationReverse-engineering capabilities allow you to integrate with legacy OO systemsModels and code remain synchronized through the development cycle... Demo Rose


Tóm tắt

Các vấn đề đã nghiên cứuKhái niệm mô hình, mô hình hóa trực quanKhái quát về Ngôn ngữ mô hình hóa thống nhấtThí dụ sử dụng các biểu đồ của UML