I. Tổng Quan Mô Hình Xác Thực Nghiệp Vụ Phần Mềm Hiện Nay
Trong lĩnh vực công nghệ phần mềm, việc giao tiếp và chuyển giao hiệu quả các yêu cầu giữa chuyên gia ứng dụng và chuyên gia công nghệ thông tin là yếu tố then chốt. Sự tham gia của cả hai bên đảm bảo hiểu đúng nhu cầu ứng dụng và sử dụng công nghệ phù hợp. Lỗi trong giai đoạn thiết kế gây khó khăn và tốn kém ở các giai đoạn sau. Do đó, việc xác định và khắc phục sớm các lỗi này là vô cùng quan trọng. Xu hướng phát triển phần mềm hiện nay là sử dụng các nền tảng low-code, cho phép xây dựng ứng dụng mà không cần nhiều code. Các nền tảng này cung cấp giao diện trực quan, khả năng tùy chỉnh và kết nối dễ dàng. Bên cạnh đó, Quy trình nghiệp vụ được áp dụng như một công cụ mô hình hóa để tăng hiệu quả giao tiếp. Mô hình Quy trình Nghiệp vụ (Business Process Model) là một chuỗi các hoạt động mà một công ty nên thực hiện. Các công cụ như BPMN và DMN đã trở thành nền tảng quan trọng trong việc hỗ trợ trực quan hóa và chuẩn hóa quy trình nghiệp vụ. Tiêu chuẩn Ký hiệu và Mô hình quy trình nghiệp vụ (BPMN), được quản lý bởi tổ chức Object Management Group (OMG), hiện là một trong những công cụ được sử dụng rộng rãi nhất để thiết kế và mô tả các mô hình như vậy
1.1. Vai Trò Của BPMN Trong Mô Hình Hóa Nghiệp Vụ Phần Mềm
BPMN (Business Process Model and Notation) đóng vai trò then chốt trong việc mô hình hóa quy trình nghiệp vụ trong các ứng dụng hướng quy trình (PDA). Nó cung cấp một tiêu chuẩn trực quan để biểu diễn các bước và luồng công việc, tạo điều kiện giao tiếp hiệu quả giữa các bên liên quan. BPMN giúp xác định chức năng và hành vi của hệ thống phần mềm trong quá trình triển khai, đảm bảo rằng ứng dụng đáp ứng chính xác các yêu cầu nghiệp vụ. Nó đóng vai trò quan trọng trong việc xác định chức năng và hành vi của hệ thống phần mềm trong quá trình triển khai. Trong ngữ cảnh này, BPMN được sử dụng làm công cụ chính để mô hình hóa Quy trình nghiệp vụ trong PDA.
Ví dụ minh họa: Hình 1.2 trong tài liệu gốc cung cấp một ví dụ cụ thể về sơ đồ BPMN, thể hiện rõ cấu trúc và các thành phần của một quy trình nghiệp vụ được mô hình hóa.
1.2. Kết Hợp DMN Để Xây Dựng Quy Tắc Nghiệp Vụ Linh Hoạt
DMN (Decision Model and Notation) là tiêu chuẩn để mô hình hóa các quy tắc nghiệp vụ, cho phép phân biệt rõ ràng giữa quy trình và quy tắc. DMN tích hợp các điều kiện và hành động cần thực hiện khi một sự kiện xảy ra, giúp hệ thống phần mềm phản ứng linh hoạt với các thay đổi. Tiêu chuẩn Ký hiệu và Mô hình Quyết định (DMN) được tích hợp để mô hình hóa các quy tắc nghiệp vụ [3]. Trong bối cảnh phát triển phần mềm hiện đại, việc kết nối giữa người sử dụng (chuyên gia nghiệp vụ) và nhà phát triển phần mềm không chỉ giúp giảm thiểu sai sót trong thiết kế mà còn đảm bảo rằng các hệ thống phần mềm được xây dựng đáp ứng chính xác nhu cầu nghiệp vụ.
Ví dụ minh họa: Hình 1.10 trong tài liệu gốc cho thấy cách DMN được kết hợp trong BPMN, minh họa sự tương tác giữa quy trình và quy tắc.
II. Thách Thức Trong Xác Thực Quy Trình Quy Tắc Nghiệp Vụ
BPMN và DMN tuy cung cấp khả năng trực quan hóa và chuẩn hóa quy trình nghiệp vụ, nhưng lại thiếu khả năng tích hợp và xác thực tự động, đặc biệt trong các hệ thống phức tạp. Khoảng trống này làm tăng nguy cơ sai sót trong quá trình triển khai phần mềm và là một thách thức lớn đối với doanh nghiệp. Cần có một phương pháp hình thức để xác thực đồng thời quy trình và quy tắc nghiệp vụ, đáp ứng nhu cầu thực tiễn và nâng cao hiệu quả phát triển phần mềm. Hiện chưa có phương pháp hình thức nào mô tả cả quy trình nghiệp vụ và các quy tắc đi kèm, dẫn đến sự hiểu lầm trong quá trình mô hình hóa và triển khai ứng dụng. Quá trình xác thực liên tục trong vòng đời phát triển quy trình và quy tắc nghiệp vụ chưa được quan tâm đúng mức, làm tăng rủi ro và chi phí.
2.1. Sự Thiếu Hụt Phương Pháp Hình Thức Hóa Đồng Bộ
Hiện chưa có phương pháp hình thức nào được đề xuất để mô tả cả quy trình nghiệp vụ và các quy tắc đi cùng. Thiếu sự kết hợp này có thể dẫn đến sự hiểu lầm hoặc nhầm lẫn trong quá trình mô hình hóa, và có thể tạo ra những tác động tiêu cực lớn khi triển khai các ứng dụng từ mô hình sang môi trường thực tế. Ví dụ, nếu quy trình nghiệp vụ và các quy tắc không được hình thức hóa một cách đồng bộ, có thể dẫn đến việc bỏ sót các ràng buộc quan trọng hoặc tạo ra các xung đột logic, gây ra lỗi trong quá trình thực thi.
2.2. Xác Thực Liên Tục Trong Vòng Đời Phát Triển Phần Mềm
Quá trình xác thực liên tục trong vòng đời phát triển quy trình và quy tắc nghiệp vụ chưa nhận được sự quan tâm đầy đủ. Việc xác thực mô hình cung cấp thông tin về độ chính xác của cả lỗi hoạt động và cấu trúc trong mô hình. Khi cả quy trình và quy tắc nghiệp vụ được xác thực, điều này giúp giảm thời gian, chi phí và rủi ro liên quan đến triển khai các ứng dụng dựa trên quy trình. Nếu việc xác thực chỉ được thực hiện ở giai đoạn cuối của quá trình phát triển, việc phát hiện và sửa chữa lỗi sẽ tốn kém hơn rất nhiều so với việc xác thực liên tục trong suốt vòng đời.
III. Mạng Petri Màu Giải Pháp Xác Thực Quy Trình Nghiệp Vụ Hiệu Quả
Luận án này đề xuất sử dụng Mạng Petri màu (CPN) như một phương pháp hình thức để đặc tả và xác thực các quy trình nghiệp vụ và các quy tắc nghiệp vụ phần mềm. Mạng Petri màu cho phép mô hình hóa các quy trình và quy tắc một cách trực quan và chính xác. Các phương pháp mới để chuyển đổi các mô hình BPMN và DMN thành các mô hình CPN có khả năng bao hàm cả quy trình và quy tắc nghiệp vụ cũng được đề xuất. CPN-ML được sử dụng để tích hợp các hàm và logic vào mô hình CPN, tăng cường khả năng biểu diễn và xác thực.
3.1. Chuyển Đổi BPMN DMN Sang CPN Cách Tiếp Cận Mới
Luận án đề xuất các phương pháp mới để chuyển đổi các mô hình BPMN và DMN thành các mô hình CPN và HCPN có khả năng bao hàm cả quy trình và quy tắc nghiệp vụ. Phương pháp mới này sẽ phải xử lý các thách thức khác nhau, bao gồm cách thức biểu diễn quy tắc nghiệp vụ trong các mô hình CPN và HCPN, cách thức chuyển đổi các quy tắc nghiệp vụ từ các mô hình BPMN và DMN sang các mô hình CPN và HCPN tương ứng. Nghiên cứu sẽ tập trung vào việc phát triển các giải thuật và phương pháp để giải quyết các thách thức này.
3.2. Tích Hợp CPN ML Để Xử Lý Quy Tắc Nghiệp Vụ Phức Tạp
Việc tích hợp hàm CPN-ML vào mô hình CPN giúp xử lý các quy tắc nghiệp vụ phức tạp. CPN-ML cho phép định nghĩa các hàm và logic để xác thực và thực thi các quy tắc, đảm bảo tính chính xác và nhất quán của hệ thống. Nghiên cứu sẽ tập trung vào việc phát triển một 5 phương pháp mới để chuyển đổi các mô hình CPN và HCPN thành các bộ luật ECA có thể kiểm tra và xác thực. Phương pháp mới sẽ tập trung vào việc tạo ra các bộ luật ECA từ các mô hình CPN và HCPN bằng cách sử dụng các thuật toán và kỹ thuật chuyển đổi mô hình.
3.3. Thuật Toán Chuyển Đổi Quy Trình Nghiệp Vụ Biểu Diễn Bằng BPMN DMN Sang CPN
Luận án cung cấp các quy tắc chuyển đổi từ các mô hình BPMN và DMN thành các mô hình CPN, cho phép tự động hóa quá trình chuyển đổi và đảm bảo tính chính xác của mô hình kết quả. Các quy tắc này được thiết kế để xử lý các thành phần khác nhau của BPMN và DMN, bao gồm các hoạt động, các sự kiện, các cổng và các quy tắc quyết định. Hình 3.2 trong tài liệu gốc minh họa mô hình chuyển đổi quy trình và quy tắc nghiệp vụ sang mạng Petri màu.
IV. VeBPRu Mô Hình Xác Thực Quy Trình Quy Tắc Nghiệp Vụ Phần Mềm
Luận án đề xuất mô hình VeBPRu, một phương pháp hình thức để xác thực đồng thời quy trình và quy tắc nghiệp vụ. Mô hình VeBPRu tích hợp CPN và CPN-ML để mô hình hóa và xác thực các quy trình và quy tắc. Nó bao gồm các yếu tố xác thực như tính chính xác, tính nhất quán, tính đầy đủ và tính tuân thủ. Các thuật toán và kỹ thuật để chuyển đổi các mô hình CPN sang chuỗi luật ECA cũng được phát triển để thực thi các quy trình nghiệp vụ đã được xác thực.
4.1. Các Yếu Tố Xác Thực Trong Mô Hình VeBPRu
VeBPRu tập trung vào các yếu tố xác thực như tính chính xác, tính nhất quán, tính đầy đủ và tính tuân thủ của mô hình CPN. Tính chính xác đảm bảo rằng mô hình phản ánh đúng thực tế quy trình nghiệp vụ. Tính nhất quán đảm bảo rằng không có xung đột logic trong mô hình. Tính đầy đủ đảm bảo rằng tất cả các khía cạnh của quy trình đều được mô hình hóa. Tính tuân thủ đảm bảo rằng mô hình tuân thủ các quy tắc và tiêu chuẩn nghiệp vụ. Các yếu tố này được xác thực thông qua phân tích không gian trạng thái và kiểm tra mô hình.
4.2. Chuyển Đổi Mô Hình CPN Sang Chuỗi Luật ECA Để Thực Thi
Luận án phát triển các thuật toán và kỹ thuật để chuyển đổi các mô hình CPN sang chuỗi luật ECA. Các chuỗi luật ECA cho phép kiểm tra và thực thi các hành động được kích hoạt bởi các sự kiện và điều kiện. Việc sử dụng ECA cho phép hệ thống phản ứng nhanh chóng với các sự kiện xảy ra, duy trì tính linh hoạt và khả năng mở rộng trong các hệ thống lớn. Mô hình CPN-ECA được sử dụng để biểu diễn mối quan hệ giữa các trạng thái CPN và các luật ECA.
Hình 3.8 trong tài liệu gốc minh họa mô hình CPN-ECA.
V. VeBPRu2 Xác Thực Quy Trình Quy Tắc Nghiệp Vụ Phân Cấp
Mô hình VeBPRu2 được đề xuất, mở rộng VeBPRu bằng cách sử dụng mạng Petri màu phân cấp (HCPN). VeBPRu2 cho phép mô hình hóa và xác thực các quy trình và quy tắc nghiệp vụ phức tạp có cấu trúc phân cấp. Việc sử dụng HCPN giúp giảm độ phức tạp của mô hình và tăng khả năng quản lý. Các thuật toán và kỹ thuật để chuyển đổi các mô hình HCPN sang chuỗi luật ECA cũng được phát triển để thực thi các quy trình nghiệp vụ phân cấp.
5.1. Tính Phân Cấp Trong BPMN Và DMN Cho Mô Hình VeBPRu2
VeBPRu2 tận dụng tính phân cấp trong BPMN và DMN để mô hình hóa các quy trình nghiệp vụ phức tạp. Các quy trình và quy tắc được chia thành các mô-đun nhỏ hơn, dễ quản lý hơn, cho phép xác thực và bảo trì hiệu quả hơn. Bảng 4.1 trong tài liệu gốc thể hiện chuyển đổi Quy trình con.
5.2. Ưu Điểm Của Việc Sử Dụng HCPN Trong Mô Hình VeBPRu2
HCPN giúp giảm độ phức tạp của mô hình và tăng khả năng quản lý. Các quy trình và quy tắc nghiệp vụ được tổ chức thành các mô-đun phân cấp, cho phép các nhà phát triển tập trung vào các thành phần cụ thể của hệ thống. HCPN cũng cho phép tái sử dụng các mô-đun đã được xác thực, giảm thời gian và chi phí phát triển. Bảng 4.6 trong tài liệu gốc so sánh giữa VeBPRu và VeBPRu2.
5.3. Chuyển Đổi HCPN sang ECA trong Mô Hình VeBPRu2
Luận án phát triển các thuật toán và kỹ thuật để chuyển đổi các mô hình HCPN sang chuỗi luật ECA. Các chuỗi luật ECA cho phép kiểm tra và thực thi các hành động được kích hoạt bởi các sự kiện và điều kiện. Việc sử dụng ECA cho phép hệ thống phản ứng nhanh chóng với các sự kiện xảy ra, duy trì tính linh hoạt và khả năng mở rộng trong các hệ thống lớn. Bảng 4.5 trong tài liệu gốc thể hiện Thời gian chuyển đổi sang ECA từ mô hình HCPN.
VI. Kết Luận Hướng Phát Triển Xác Thực Nghiệp Vụ Phần Mềm
Luận án đã đề xuất các phương pháp hình thức để đặc tả và xác thực các quy trình nghiệp vụ và quy tắc nghiệp vụ phần mềm sử dụng Mạng Petri màu và mạng Petri màu phân cấp. Mô hình VeBPRu và VeBPRu2 đã được chứng minh là hiệu quả trong việc xác thực các quy trình và quy tắc phức tạp. Các kết quả nghiên cứu này có ý nghĩa khoa học và thực tiễn quan trọng, góp phần nâng cao chất lượng và độ tin cậy của phần mềm.
6.1. Tóm Tắt Các Đóng Góp Chính Của Nghiên Cứu
Nghiên cứu đã đóng góp vào việc phát triển các phương pháp hình thức để đặc tả và xác thực các quy trình và quy tắc nghiệp vụ phần mềm. Các phương pháp này cho phép mô hình hóa và xác thực các quy trình phức tạp một cách chính xác và hiệu quả. Nghiên cứu cũng đã phát triển các thuật toán và kỹ thuật để chuyển đổi các mô hình CPN và HCPN sang chuỗi luật ECA, cho phép thực thi các quy trình nghiệp vụ đã được xác thực.
6.2. Các Hướng Nghiên Cứu Tiềm Năng Trong Tương Lai
Trong tương lai, nghiên cứu có thể tập trung vào việc mở rộng các mô hình VeBPRu và VeBPRu2 để hỗ trợ các loại quy trình nghiệp vụ phức tạp hơn, chẳng hạn như các quy trình có tính phân tán cao hoặc các quy trình yêu cầu sự tương tác giữa nhiều hệ thống. Nghiên cứu cũng có thể tập trung vào việc phát triển các công cụ hỗ trợ tự động hóa quá trình xác thực và thực thi các quy trình nghiệp vụ.
