ch ươ ng 2. Ệ th Ống vÀ Ữ...

03/05/2018

1

Chương 2. MÔ HÌNH HÓA HỆ THỐNG VÀ

NGÔN NGỮ UML

TS. Vũ Chí Cường - 2018

Các phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống hiện đại

Nội dung

� Mô hình hóa hệ thống• Khái niệm• Mục đích• Mô hình hóa hệ thống phần mềm

� Ngôn ngữ UML• Lịch sử phát triển• Các phần tử của UML

03/05/2018

2


Mô hình hóa hệ thống

� Khái niệm• Mô hình là một dạng trừu tượng hóa của một hệ

thống thực.• Mô hình là một hình ảnh (một biểu diễn) của một

hệ thống thực, được diễn tả:� Ở một mức độ trừu tượng hóa nào đó� Theo một quan điểm (hay một góc nhìn) nào đó� Bởi một hình thức diễn tả hiểu được (văn bản, phương

trình, bảng, đồ thị,…) nào đó• Mô hình hóa là việc dùng mô hình để nhận thức và

diễn tả một hệ thống• Quá trình phân tích và thiết kế hệ thống là quá

trình mô hình hóa hệ thống đó



� Mục đích• Giúp hiểu và thực hiện được sự trừu tượng

hóa, tổng quát hóa các khái niệm cơ sở nhằmgiảm thiểu độ phức tạp của hệ thống

• Giúp quan sát được hệ thống như nó vốn có vànó phải có

• Giúp đặc tả được cấu trúc và hành vi của hệthống

• Giúp tạo khuôn mẫu và hướng dẫn cách xâydựng, thử nghiệm, mô phỏng, thực hiện, hoànthiện theo mô hình

• Là cơ sở để trao đổi

03/05/2018

3



� Mô hình hóa hệ thống phần mềm• Mô hình hóa hướng chức năng (từ 1970, với

Youndon, Constantine, DeMacro,...) lấy chứcnăng làm đơn vị phân rã hệ thống

• Mô hình hóa hướng đối tượng (từ 1990, vớiBooch, Rumbaugh, Jacobson, Yourdon,...) lấyđối tượng làm đơn vị phân rã hệ thống.


Ngôn ngữ UML

� Lịch sử phát triển� Các khái niệm cơ bản của UML

• Các góc nhìn• Các biểu đồ

03/05/2018

4


Lịch sử phát triển


Lịch sử phát triển

03/05/2018

5


Các khái niệm cơ bản trong UML

� Các đối tượng� Các góc nhìn� Các biểu đồ


Các đối tượng

� Đối tượng là một khái niệm, một sự trừutượng hóa hay một sự vật có nghĩa trongbài toán đang khảo sát

� Đặc trưng của mô hình đối tượng• Sự trừu tượng• Sự đóng gói• Tính modun• Tính phân cấp (kế thừa)• Tính đồng thời

03/05/2018

6









03/05/2018

7









03/05/2018

8









03/05/2018

9






Các góc nhìn

� Là một các diễn tả hệ thống� Các góc nhìn của UML

• Góc nhìn ca sử dụng• Góc nhìn thiết kế/logic• Góc nhìn tiến trình (quá trình)/tương tranh• Góc nhìn cài đặt (thực thi)/thành phần• Góc nhìn triển khai/bố trí

03/05/2018

10


Các góc nhìn


• Góc nhìn ca sử dụng� Là góc nhìn tử ngoài vào hệ thống� Là cách nhìn của các người dùng cuối, các người phân

tích, người kiểm định� Không phản ánh tổ chức bên trong của phần mềm mà

chỉ làm rõ các chức năng lớn mà hệ thống phải đáp ứngcho người dùng

� Biểu đồ ca sử dụng, biểu đồ tương tác, biểu đồ trạngthái, biểu đồ hoạt động.

• Góc nhìn thiết kế/logic• Góc nhìn tiến trình (quá trình)/tương tranh• Góc nhìn cài đặt (thực thi)/thành phần• Góc nhìn triển khai/bố trí


Các góc nhìn


• Góc nhìn ca sử dụng• Góc nhìn thiết kế/logic

� Là góc nhìn vào bên trong hệ thống� Là cách nhìn của những người thiết kế hệ thống� Biểu đồ lớp, biểu đồ đối tượng� Biểu đồ tương tác, biểu đồ trạng thái, biểu đồ hoạt

động.

• Góc nhìn tiến trình (quá trình)/tương tranh• Góc nhìn cài đặt (thực thi)/thành phần• Góc nhìn triển khai/bố trí

03/05/2018

11


Các góc nhìn


• Góc nhìn ca sử dụng• Góc nhìn thiết kế/logic• Góc nhìn tiến trình (quá trình)/tương tranh

� Phản ánh các lộ trình điều khiển, các quá trình thực hiện� Cho thấy sự hoạt động song hành hay đồng bộ của hệ

thống� Biểu đồ lớp, biểu đồ đối tượng (lớp chủ động)� Biểu đồ tương tác, biểu đồ trạng thái, biểu đồ hoạt

động.• Góc nhìn cài đặt (thực thi)/thành phần• Góc nhìn triển khai/bố trí


Các góc nhìn


• Góc nhìn ca sử dụng• Góc nhìn thiết kế/logic• Góc nhìn tiến trình (quá trình)/tương tranh• Góc nhìn cài đặt (thực thi)/thành phần

� Là góc nhìn đối với dạng phát hành của phần mềm� Bao gồm các thành phần, các tệp tương đối độc lập có

thể được lắp ghép theo nhiều cách� Biểu đồ thành phần� Biểu đồ tương tác, biểu đồ trạng thái, biểu đồ hoạt động

• Góc nhìn triển khai/bố trí

03/05/2018

12


Các góc nhìn


• Góc nhìn ca sử dụng• Góc nhìn thiết kế/logic• Góc nhìn tiến trình (quá trình)/tương tranh• Góc nhìn cài đặt (thực thi)/thành phần• Góc nhìn triển khai/bố trí

� Là góc nhìn về topo của phần cứng mà trên đó hệ thốngvận hành

� Chỉ rõ sự phân bố, sự sắp đặt các phần của hệ thống vậtlý

� Biểu đồ bố trí� Biểu đồ tương tác, biểu đồ trạng thái, biểu đồ hoạt động


Các biểu đồ

� Biểu đồ (diagram) là đồ thị biểu diễn đồ họavề tập các phần tử (các từ vựng) trong môhình và mối quan hệ của chúng

� Biểu đồ thường được thể hiện như một đồ thịliên thông với các đỉnh (là các sự vật) và cáccung (là các mối quan hệ)

� Sự vật• Sự vật cấu trúc (lớp, giao diện, ca sử dụng, thành

phần, nút,...)• Sự vật hành vi (sự tương tác, trạng thái,...)

� Các mối quan hệ (phụ thuộc, kết hợp, tổngquát hóa, hiện thức họa)

03/05/2018

13


Các biểu đồ

� Nhóm biểu đồ về cấu trúc• Biểu đồ lớp• Biều đồ đối tượng• Biểu đồ thành phần• Biểu đồ bố trí• Biểu đồ gói• Biểu đồ cấu trúc đa hợp

� Nhóm biểu đồ hành vi• Biểu đồ ca sử dụng• Biểu đồ trình tự• Biểu đồ giao tiếp• Biểu đồ máy trạng thái• Biểu đồ hoạt động• Biểu đồ bao quát tương tác• Biểu đồ thời khác


Biểu đồ lớp

� Ý nghĩa• Biểu đồ lớp phô bày cấu trúc tĩnh cùa các lớp trong

hệ thống. Các lớp biểu diễn cho các sự vật mà hệthống quan tâm.

• Hệ thống có thể được mô tả bởi một số biểu đồ lớpvà một lớp có thể tham gia vào nhiều biểu đồ.

� Ký hiệu• Tên lớp• Thuộc tính (attributes)• Thao tác (methord)• Phạm vi truy cập (

� Các mối quan hệ� Ví dụ

03/05/2018

14


Biểu đồ lớp

� Ý nghĩa� Ký hiệu� Các mối quan hệ

• Quan hệ liên kết

• Quan hệ khái quát• Quan hệ kết tập• Quan hệ hợp thành• Quan hệ phụ thuộc• Quan hệ thực thi

� Ví dụ


Biểu đồ lớp


• Quan hệ liên kết• Quan hệ khái quát

• Quan hệ kết tập• Quan hệ hợp thành• Quan hệ phụ thuộc• Quan hệ thực thi

� Ví dụ

03/05/2018

15


Biểu đồ lớp


• Quan hệ liên kết• Quan hệ khái quát• Quan hệ kết tập

• Quan hệ hợp thành• Quan hệ phụ thuộc• Quan hệ thực thi

� Ví dụ


Biểu đồ lớp


• Quan hệ liên kết• Quan hệ khái quát• Quan hệ kết tập• Quan hệ hợp thành

• Quan hệ phụ thuộc• Quan hệ thực thi

� Ví dụ

03/05/2018

16


Biểu đồ lớp


• Quan hệ liên kết• Quan hệ khái quát• Quan hệ kết tập• Quan hệ hợp thành• Quan hệ phụ thuộc

• Quan hệ thực thi

� Ví dụ


Biểu đồ lớp


• Quan hệ liên kết• Quan hệ khái quát• Quan hệ kết tập• Quan hệ hợp thành• Quan hệ phụ thuộc• Quan hệ thực thi

� Ví dụ

03/05/2018

17


Ví dụ


Ví dụ

03/05/2018

18


Biểu đồ đối tượng

� Ý nghĩa• Thể hiện các đối tượng cụ thể thay cho các lớp,

cho thấy các đối tượng đang tồn tại và hoạtđộng

� Ký hiệu• Sử dụng các ký hiệu của biểu đồ lớp• Tên của đối tượng được gạch dưới và mọi liên

kết cụ thể đều được vẽ

� Ví dụ


Ví dụ

03/05/2018

19


Biểu đồ thành phần

� Ý nghĩa• Trình bày cấu trúc vật lý của hệ thống dưới dạng các thành

phần, cùng với các mối liên quan phụ thuộc giữa chúng.• Một thành phần có thể là thành phần mã nguồn, thành

phần mã nhị phân, hoặc thành phần exe.• Mỗi thành phần tương ứng với một hay nhiều lớp, giao diện

hay hợp tác trong biểu đổ lớp.• Biểu đồ thành phần được dùng để trình bày góc nhìn thực

thi của hệ thống.� Ký hiệu

• Thành phần (components)• Giao tiếp• Mối quan hệ phụ thuộc• Gói

� Ví dụ


Vi dụ

03/05/2018

20


Biểu đồ bố trí

� Ý nghĩa• Biểu đồ triển khai (deployment diagram)• Trình bày kiến trúc vật lý của phần cứng và

phần mềm của hệ thống. Cho thấy các máytính và thiết bị (các nút), cùng vói các kết nốigiữa chúng.

• Các thành phần thực hiện được (exe) đượcphân bổ vào các nút, cho thấy các đơn vị phầnmềm được thực hiện trên các nút nào.

� Ký hiệu• Các nodes: hình hộp ba chiều


Ví dụ

03/05/2018

21


Biểu đồ gói

� Ý nghĩa• Biểu đồ gói là một hình thức gom nhóm các phần

tử (các lớp, các ca sử dụng, các thành phần v.v...)• Giữa các gói có thể có các mối liên quan phụ thuộc

� Ký hiệu• Gói: hình chữ nhật có quai• Sự phụ thuộc: mũi tên mở nét đứt

� Đuôi mũi tên: phần tử có phụ thuộc� Đầu mũi tên (mở): phần tử hỗ trợ� Sự phụ thuộc có thể gán nhãn: trong cặp dấu <<>>

� Ví dụ


Ví dụ

03/05/2018

22


Ví dụ


Biểu đồ ca sử dụng

� Ý nghĩa� Ký hiệu� Mối quan hệ giữa các tác nhân� Mối quan hệ giữa tác nhân và ca sử dụng� Mối quan hệ giữa các ca sử dụng� Ví dụ

03/05/2018

23



� Ý nghĩa• Trình bày một số đối tác (tác nhân ngoài) và sự liên hệ

của chúng với các ca sử dụng mà hệ thống cung cấp.• Ca sử dụng diễn tả một chức năng mà hệ thống có khả

năng cung cấp• Tác nhân là con người hay hệ thống thực khác cung cấp

thông tin hay tác động tới hệ thống• Các ca sử dụng có thể được phân rã theo nhiều mức với

nhiều biểu đồ ca sử dụng� Ký hiệu� Mối quan hệ giữa các tác nhân� Mối quan hệ giữa tác nhân và ca sử dụng� Mối quan hệ giữa các ca sử dụng� Ví dụ



� Ý nghĩa� Ký hiệu

• Hệ thống

• Tác nhân• Ca sử dụng

� Mối quan hệ giữa các tác nhân� Mối quan hệ giữa tác nhân và ca sử dụng� Mối quan hệ giữa các ca sử dụng� Ví dụ

03/05/2018

24




• Hệ thống• Tác nhân

• Ca sử dụng





• Hệ thống• Tác nhân• Ca sử dụng


03/05/2018

25



� Ý nghĩa� Ký hiệu� Mối quan hệ giữa các tác nhân

• Generalization: (Khái quát)

� Mối quan hệ giữa tác nhân và ca sử dụng� Mối quan hệ giữa các ca sử dụng� Ví dụ



� Ý nghĩa� Ký hiệu� Mối quan hệ giữa các tác nhân� Mối quan hệ giữa tác nhân và ca sử dụng

• Association: (Liên kết)

� Mối quan hệ giữa các ca sử dụng� Ví dụ

03/05/2018

26



� Ý nghĩa� Ký hiệu� Mối quan hệ giữa các tác nhân� Mối quan hệ giữa tác nhân và ca sử dụng� Mối quan hệ giữa các ca sử dụng

• extend: (Mở rộng)• include: (Bao hàm)• Generalization: (Khái quát)

� Ví dụ





� Ví dụ

03/05/2018

27





� Ví dụ


Biểu đồ trình tự

� Ý nghĩa• Trình bày một số đối tượng với các thông điệp được

chuyển giao giữa chúng, đặc biệt làm rõ trình tựcác thông điệp chuyển giao này dọc theo trục thờigian (trục thẳng đứng).

• Dùng để diễn tả một sự hợp tác (hay tương tác)của một nhóm đối tượng

� Ký hiệu• Đối tượng (object)• Các thông điệp (message)• Đường lifeline• Chú thích

� Ví dụ

03/05/2018

28


Ví dụ


Biểu đồ giao tiếp

� Ý nghĩa• Trình bày sự hợp tác (tương tác) của một nhóm đối

tượng (giống biểu đồ trình tự), nhấn mạnh tới bốicảnh của sự hợp tác.

• Trình bày nhóm các đối tượng cùng với các kết nốigiữa chúng (giống biểu đồ đối tượng), vẽ thêm cácthông điệp (mũi tên nhỏ) dọc theo các kết nối đó.

• Các thông điệp được đánh số để phân biệt trướcsau.

� Ký hiệu• Các đối tượng (object)• Các liên kết (link)• Các thông điệp (message)

� Ví dụ

03/05/2018

29


Ví dụ


Biểu đồ máy trạng thái

� Ý nghĩa• Trình bày các trạng thái có thể của đối tượng và chỉ rõ

các sự kiện nào sẽ làm cho đối tượng thay đổi từ trạngthái này sang trạng thái khác.

• Chỉ sử dụng cho các lớp mà đối tượng có khả năng ứngxử trước các sự kiện xảy đến tuỳ thuộc vào trạng tháihiện tại.

� Ký hiệu• Trạng thái (state)• Trạng thái khởi đầu (initial state)• Trạng thái kết thúc (final state)• Các chuyển tiếp (transition)• Sự kiện (event)

� Ví dụ

03/05/2018

30


Ví dụ


Biểu đồ hoạt động

� Ý nghĩa• Trình bày luồng dịch chuyển từ hành động này

sang hành động khác (dịch chuyển tuần tự, rẽnhánh theo điều kiện hay rẽ nhánh song song)

• Được dùng để đặc tả một thao tác của một lớp• Dùng đế mô tả các luồng hoạt động khác (ca sử

dụng, tương tác).� Ký hiệu

• Hoạt động (activity)• Trạng thái khởi đầu (intial)• Trạng thái kết thúc (final intial)• Thanh đồng bộ hóa (synchronisation bar)• Quyết định (decission)

� Ví dụ

03/05/2018

31








� Ví dụ








� Ví dụ

03/05/2018

32


Ví dụ


Quy trình xây dựng các biểu đồ

ch ươ ng 2. Ệ th Ống vÀ Ữ...

Documents