Hướng Dẫn Phân Tích và Thiết Kế Hệ Thống Phần Mềm

LỜI NÓI ĐẦU

1. CHƯƠNG I PHƯƠNG PHÁP HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG VÀ QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG PHẦN MỀM

1.1. Giới thiệu về hệ thống phần mềm

1.1.1. Các đặc trưng của hệ thống

1.1.2. Phân loại hệ thống phần mềm

1.2. Sự phát triển hệ thống

1.2.1. Chu trình phát triển hệ thống

1.2.2. Mô hình hoá hệ thống

1.3. Các cách tiếp cận trong phát triển phần mềm

1.3.1. Cách tiếp cận hướng chức năng

1.3.2. Cách tiếp cận hướng đối tượng

1.3.2.1. Ưu điểm chính của phương pháp hướng đối tượng

1.4. Quá trình phát triển phần mềm hợp nhất với UML

1.4.1. Xác định các yêu cầu và phân tích hệ thống

1.4.2. Phân tích hệ thống hướng đối tượng

1.4.3. Thiết kế hệ thống hướng đối tượng

1.4.4. Lập trình hướng đối tượng

1.4.5. Kiểm định phần mềm

1.4.6. Vận hành, khai thác và bảo trì hệ thống

1.5. Câu hỏi và bài tập

2. UML VÀ QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN PHẦN MỀM

2.1. Tổng quát về UML

2.1.1. Mục đích của UML

2.1.2. Quá trình phát triển phần mềm thống nhất

2.1.3. Giới thiệu tổng quát về UML

2.1.4. Các phần tử của UML

2.2. Các khái niệm cơ bản của phương pháp hướng đối tượng trong UML

2.2.1. Lớp đối tượng

2.2.2. Các giá trị và các thuộc tính của đối tượng

2.2.3. Các thao tác và phương thức

2.3. Các mối quan hệ giữa các lớp

2.3.1. Sự liên kết và kết hợp giữa các đối tượng

2.3.2. Các vai trò trong quan hệ

2.3.3. Quan hệ kết nhập

2.3.4. Quan hệ tổng quát hoá

2.3.5. Kế thừa bội

2.3.6. Quan hệ phụ thuộc

2.3.7. Quan hệ hiện thực hoá

2.4. Các qui tắc ràng buộc và suy diễn

2.5. Quá trình phát triển phần mềm

2.5.1. Xác định các yêu cầu và phân tích hệ thống

2.5.2. Phân tích hệ thống hướng đối tượng

2.5.3. Thiết kế hệ thống hướng đối tượng

2.5.4. Lập trình và kiểm tra chương trình

2.5.5. Vận hành và bảo trì hệ thống

2.6. Rational Rose và quá trình phát triển phần mềm thống nhất

2.7. Bài tập và câu hỏi

3. BIỂU ĐỒ CA SỬ DỤNG PHÂN TÍCH CÁC NHU CẦU CỦA HỆ THỐNG

3.1. Định nghĩa bài toán

3.2. Phân tích và đặc tả các yêu cầu hệ thống

3.2.1. Ca sử dụng

3.3. Xác định các ca sử dụng và các tác nhân

3.4. Đặc tả các ca sử dụng

3.5. Biểu đồ ca sử dụng

3.6. Tạo lập biểu đồ ca sử dụng trong Rational Rose

3.7. Bài tập và câu hỏi

4. PHÂN TÍCH HỆ THỐNG – MÔ HÌNH KHÁI NIỆM VÀ BIỂU ĐỒ LỚP

4.1. Mô hình khái niệm – mô hình đối tượng

4.2. Xác định các lớp đối tượng

4.3. Mối quan hệ giữa các lớp đối tượng

4.3.1. Đặt tên cho các quan hệ kết hợp

4.3.2. Các phương pháp xác định các mối quan hệ kết hợp

4.4. Các loại lớp trong biểu đồ

4.4.1. Mẫu rập khuôn (stereotype) của các lớp

4.4.2. Biểu đồ lớp trong Hệ HBH

4.5. Thuộc tính của lớp

4.5.1. Tìm kiếm các thuộc tính

4.5.2. Các thuộc tính của các lớp trong HBH

4.6. Các phương thức của lớp

4.7. Ghi nhận trong từ điển thuật ngữ

4.8. Thực hành trong Rational Rose

4.9. Câu hỏi và bài tập

5. MÔ HÌNH ĐỘNG THÁI: CÁC BIỂU ĐỒ TƯƠNG TÁC VÀ HÀNH ĐỘNG TRONG HỆ THỐNG

5.1. Mô hình hoá hành vi hệ thống

5.1.1. Các sự kiện và hành động của hệ thống

5.1.2. Sự trao đổi thông điệp giữa các đối tượng

5.2. Biểu đồ trình tự

5.2.1. Các thành phần của biểu đồ trình tự

5.2.2. Xây dựng biểu đồ trình tự

5.2.3. Các biểu đồ trình tự mô hình hành động của hệ HBH

5.2.4. Ghi nhận các hoạt động của các lớp đối tượng

5.2.5. Các hợp đồng về hoạt động của hệ thống

5.3. Biểu đồ trạng thái

5.3.1. Trạng thái và sự biến đổi trạng thái

5.3.2. Xác định các trạng thái và các sự kiện

5.3.3. Xây dựng biểu đồ trạng thái

5.4. Biểu đồ hoạt động

5.5. Sử dụng Rational Rose để tạo lập biểu đồ trình tự

5.6. Sử dụng Rational Rose để tạo lập biểu đồ trạng thái

5.7. Bài tập và câu hỏi

6. THIẾT KẾ CÁC BIỂU ĐỒ CỘNG TÁC VÀ BIỂU ĐỒ THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG

6.1. Thiết kế các biểu đồ cộng tác và các lớp đối tượng

6.1.1. Ca sử dụng thực tế

6.1.2. Mẫu gán trách nhiệm

6.1.3. Mẫu gán trách nhiệm

6.2. Thiết kế hệ thống HBH

6.3. Thiết kế chi tiết các biểu đồ lớp

6.4. Thiết kế biểu đồ cộng tác và hoàn thiện thiết kế biểu đồ lớp trong Rose

6.4.1. Xây dựng biểu đồ cộng tác

6.4.2. Hoàn thiện thiết kế biểu đồ lớp

6.5. Bài tập và câu hỏi

7. KIẾN TRÚC HỆ THỐNG VÀ PHÁT SINH MÃ TRÌNH

7.1. Kiến trúc của Hệ thống

7.2. Biểu đồ thành phần

7.3. Biểu đồ triển khai

7.4. Ánh xạ các thiết kế sang mã chương trình

7.4.1. Tạo lập các định nghĩa lớp từ những thiết kế biểu đồ lớp

7.4.2. Định nghĩa hàm từ biểu đồ cộng tác

7.5. Danh sách một số lớp được định nghĩa trong C++

7.6. Thực hành trên Rose

7.6.1. Xây dựng biểu đồ thành phần

7.6.2. Xây dựng biểu đồ triển khai

7.6.3. Phát sinh mã trình bằng Rose

7.7. Bài tập và câu hỏi

Phụ lục: Hướng dẫn giải bài tập lớn

8.1. Bài 1: Xây dựng phần mềm cho hệ thống rút tiền tự động ATM

8.1.1. Mô tả bài toán

8.1.2. Biểu đồ ca sử dụng

8.1.3. Biểu đồ trình tự

8.1.4. Thiết kế lớp chi tiết

8.1.5. Biểu đồ thành phần

8.1.6. Biểu đồ triển khai

8.2. Bài 2: Phân tích và thiết kế hệ thống điều khiển các thang máy

8.2.1. Mô tả bài toán

8.2.2. Biểu đồ ca sử dụng

8.2.3. Mô hình động thái

8.2.4. Biểu đồ trình tự

8.2.5. Thiết kế các lớp chi tiết

8.3. Bài 3: Hệ thống quản lý thư viện

8.3.1. Các yêu cầu của bài toán

8.3.2. Biểu đồ trạng thái

8.3.3. Biểu đồ trình tự

8.3.4. Thiết kế kiến trúc

8.3.5. Thiết kế chi tiết

8.4. Bài 4: Hệ thống quản lý đăng ký học tập

8.4.1. Xác định bài toán

8.4.2. Phân tích yêu cầu của bài toán

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Danh sách thuật ngữ và các từ viết tắt

I. Hướng Dẫn Phân Tích Hệ Thống Phần Mềm Đầy Đủ Nhất

Phân tích hệ thống phần mềm là bước đầu tiên và quan trọng trong quy trình phát triển phần mềm. Nó giúp xác định các yêu cầu và mong đợi của người dùng, từ đó xây dựng một hệ thống đáp ứng tốt nhất. Việc phân tích không chỉ dừng lại ở việc thu thập yêu cầu mà còn bao gồm việc hiểu rõ các vấn đề hiện tại và thách thức mà hệ thống mới cần giải quyết. Sử dụng các công cụ như UML có thể giúp hình dung rõ hơn về các yêu cầu và mối quan hệ giữa các thành phần trong hệ thống.

1.1. Các Bước Cơ Bản Trong Phân Tích Hệ Thống

Quy trình phân tích hệ thống thường bao gồm các bước như xác định yêu cầu, phân tích yêu cầu và mô hình hóa hệ thống. Mỗi bước đều có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo rằng hệ thống cuối cùng sẽ đáp ứng được nhu cầu của người dùng.

1.2. Công Cụ Hỗ Trợ Phân Tích Hệ Thống

Các công cụ như Rational Rose và UML giúp mô hình hóa các yêu cầu và mối quan hệ giữa các đối tượng trong hệ thống. Việc sử dụng các công cụ này không chỉ giúp tăng cường khả năng giao tiếp giữa các thành viên trong nhóm mà còn giúp phát hiện sớm các vấn đề tiềm ẩn.

II. Thách Thức Trong Thiết Kế Hệ Thống Phần Mềm Hiện Đại

Thiết kế hệ thống phần mềm hiện đại đối mặt với nhiều thách thức, từ việc đáp ứng yêu cầu thay đổi liên tục đến việc đảm bảo tính bảo mật và hiệu suất. Các nhà phát triển cần phải cân nhắc kỹ lưỡng giữa tính linh hoạt và tính ổn định của hệ thống. Việc áp dụng các phương pháp thiết kế hướng đối tượng có thể giúp giải quyết một số thách thức này.

2.1. Các Yêu Cầu Thay Đổi Liên Tục

Trong môi trường phát triển phần mềm hiện nay, yêu cầu của người dùng thường xuyên thay đổi. Điều này đòi hỏi các nhà phát triển phải có khả năng điều chỉnh thiết kế một cách nhanh chóng và hiệu quả.

2.2. Tính Bảo Mật Trong Thiết Kế Hệ Thống

Bảo mật là một yếu tố quan trọng trong thiết kế hệ thống phần mềm. Các nhà phát triển cần phải tích hợp các biện pháp bảo mật ngay từ giai đoạn thiết kế để đảm bảo rằng hệ thống sẽ không bị tấn công hoặc lạm dụng.

III. Phương Pháp Thiết Kế Hệ Thống Phần Mềm Hiệu Quả

Có nhiều phương pháp thiết kế hệ thống phần mềm, nhưng phương pháp hướng đối tượng đang trở thành lựa chọn phổ biến. Phương pháp này giúp tổ chức mã nguồn một cách có cấu trúc và dễ bảo trì. Việc sử dụng UML trong thiết kế giúp mô hình hóa các đối tượng và mối quan hệ giữa chúng một cách trực quan.

3.1. Lợi Ích Của Phương Pháp Hướng Đối Tượng

Phương pháp hướng đối tượng giúp tăng cường khả năng tái sử dụng mã nguồn và giảm thiểu lỗi trong quá trình phát triển. Nó cũng giúp dễ dàng hơn trong việc bảo trì và mở rộng hệ thống.

3.2. Sử Dụng UML Trong Thiết Kế

UML cung cấp một ngôn ngữ mô hình hóa thống nhất giúp các nhà phát triển có thể giao tiếp hiệu quả hơn. Việc sử dụng UML trong thiết kế giúp hình dung rõ hơn về cấu trúc và hành vi của hệ thống.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Phân Tích Hệ Thống Phần Mềm

Phân tích hệ thống phần mềm không chỉ là lý thuyết mà còn có nhiều ứng dụng thực tiễn. Các dự án phần mềm thành công thường bắt đầu từ một quá trình phân tích kỹ lưỡng. Việc áp dụng các phương pháp phân tích đúng cách có thể giúp tiết kiệm thời gian và chi phí trong quá trình phát triển.

4.1. Ví Dụ Về Dự Án Thành Công

Nhiều dự án phần mềm lớn như hệ thống quản lý bán hàng đã thành công nhờ vào việc áp dụng quy trình phân tích hệ thống bài bản. Điều này cho thấy tầm quan trọng của việc phân tích trong phát triển phần mềm.

4.2. Các Kết Quả Nghiên Cứu Về Phân Tích Hệ Thống

Nghiên cứu cho thấy rằng các dự án phần mềm có quy trình phân tích rõ ràng thường có tỷ lệ thành công cao hơn. Điều này nhấn mạnh vai trò của phân tích trong việc giảm thiểu rủi ro và tăng cường hiệu quả.

V. Kết Luận Về Thiết Kế Hệ Thống Phần Mềm Tương Lai

Thiết kế hệ thống phần mềm sẽ tiếp tục phát triển và thay đổi theo thời gian. Các công nghệ mới như trí tuệ nhân tạo và học máy sẽ ảnh hưởng đến cách thức thiết kế và phát triển phần mềm. Việc áp dụng các phương pháp phân tích và thiết kế hiện đại sẽ giúp các nhà phát triển đáp ứng tốt hơn các yêu cầu của người dùng.

5.1. Xu Hướng Mới Trong Thiết Kế Hệ Thống

Các xu hướng như phát triển phần mềm theo mô hình dịch vụ (SaaS) đang trở nên phổ biến. Điều này đòi hỏi các nhà phát triển phải thay đổi cách tiếp cận trong thiết kế hệ thống.

5.2. Tương Lai Của Phân Tích Hệ Thống

Phân tích hệ thống sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong phát triển phần mềm. Các công cụ và phương pháp mới sẽ giúp cải thiện quy trình phân tích và thiết kế, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm.

Giáo Trình Phân Tích và Thiết Kế Hệ Thống Phần Mềm