Quản lý hệ thống UML: Lý thuyết và ứng dụng

Mô hình là một ánh xạ của thế giới thực, mô tả và phản ánh thế giới thực từ một góc nhìn. Mô hình đơn giản hơn thế giới thực rất nhiều, nó chỉ mang những thông tin cần thiết cho một mục đích sử dụng cụ thể. Chính vì thế mà thông qua mô hình, có thể tìm hiểu, bàn luận về vấn đề cần giải quyết, cũng như thiết kế và kiểm chứng giải pháp trước khi tiến hành thực thi. Có thể nói, tư duy trên cơ sở mô hình là phương pháp không thể thiếu của mỗi người làm khoa học, kỹ thuật. Đương nhiên, công nghệ phần mềm cũng không thể thiếu vai trò của các phương pháp mô hình hóa. Việc mô hình hóa hệ thống phần mềm nhằm mục đích trừu tượng hóa, đơn giản hóa vấn đề cần giải quyết; tạo ra phương tiện giao tiếp thống nhất trong nhóm phát triển; tạo ra phương tiện giao tiếp thuận tiện giữa nhóm phát triển và khách hàng; tạo ra cơ sở phân tích, thiết kế và kiểm chứng hệ thống; tư liệu hóa phần mềm.

Mô hình của hệ thống có thể là một bản mô tả cách thức hoạt động, một số công thức toán học, một hoặc vài sơ đồ mô tả thành phần và các hoạt động diễn ra trong hệ thống. Việc sử dụng mô hình loại nào để nghiên cứu hệ thống phụ thuộc vào mức độ trừu tượng hóa được chọn lựa, phụ thuộc vào quan điểm phân tích và phụ thuộc vào công cụ sử dụng. Các mô hình vừa là công cụ nghiên cứu và tìm hiểu hệ thống, vừa là công cụ, ngôn ngữ để trao đổi và là công cụ để điều chỉnh, hoàn thiện hệ thống. Việc trừu tượng hóa thế giới tự nhiên thành các lớp đối tượng được gọi là mô hình hóa hướng đối tượng.

Thời kỳ này còn được biết đến với tên gọi cuộc chiến giữa các phương pháp. Tuy nhiên theo tiến trình thời gian, tất cả những phương pháp này đã tiệm cận lại và bổ sung lẫn nhau. Trong bối cảnh trên, người ta nhận thấy cần thiết phải cung cấp một phương pháp mô hình hóa chuẩn và thống nhất cho việc mô hình hóa hướng đối tượng. Nhận thấy được sự bất hợp lý này, hai nhà lý luận tiên phong là James Rumbaugh (với ngôn ngữ OMT) và Grady Booch (với ngôn ngữ Booch’94) đã kết hợp cùng công ty Rational Rose để tìm cách đưa ra một phương pháp mô hình hóa thống nhất mang tên UM (Unified Method). Song chỉ một thời gian ngắn sau hai vị đã kịp nhận ra rằng khó có thể thống nhất một phương pháp, mà chỉ có thể thống nhất một ngôn ngữ mô hình hóa.

Cái tên ngôn ngữ mô hình hóa thống nhất UML (Unified Modeling Language) ra đời từ đó. Đó là do sự hợp nhất các cách ký hiệu của Booch, OMT và Objectory cũng như những ý tưởng tốt nhất của một số phương pháp khác. Bằng cách hợp nhất các ký hiệu sử dụng trong phân tích, thiết kế của các phương pháp đó, UML cung cấp một nền tảng chuẩn trong việc phân tích thiết kế. Có nghĩa là các nhà phát triển vẫn có thể tiến hành theo phương pháp mà họ đang sử dụng hoặc có thể tiến hành theo một phương pháp tổng hợp hơn do thêm vào những bước ưu điểm của từng phương pháp. Cùng với sự cộng tác sau này của Ivar Jacobson (nổi tiếng với use case) và nhiều đồng nghiệp khác, UML đã trở thành một chuẩn quốc tế được quản lý bởi tổ chức OMG (Object Management Group) và đang trong tiến trình trở thành một chuẩn ISO.

Trong UML có bốn loại phần tử mô hình, đó là phần tử cấu trúc, phần tử hành vi, phần tử nhóm và phần tử chú thích. Các phần tử này là các khối để xây dựng hướng đối tượng cơ bản của UML. Phần tử cấu trúc là các danh từ trong mô hình UML. Chúng là bộ phận tĩnh của mô hình, dùng để biểu diễn các thành phần khái niệm hay vật lý. Bao gồm: Lớp (Class), Giao diện (Interface), Use Case, Lớp tích cực, Thành phần (Component), Nút (Nodes).

Có bốn loại quan hệ trong UML, bao gồm quan hệ phụ thuộc, kết hợp, khái quát hóa và hiện thực hóa. Chúng là các khối cơ sở để xây dựng mọi mối quan hệ trong UML. Quan hệ Phụ thuộc (Dependency) là quan hệ ngữ nghĩa giữa hai phần tử trong đó thay đổi phần tử độc lập sẽ tác động ảnh hưởng đến phần tử phụ thuộc. Quan hệ Kết hợp (Association) biểu diễn mối quan hệ cấu trúc giữa các đối tượng của các lớp. Quan hệ Khái quát hóa (Generalization) là một quan hệ trong đó các đối tượng của một phần tử (phần tử con) có thể thay thế cho các đối tượng của một phần tử khác (phần tử cha).

Với đa số người quan tâm thì khái niệm hướng đối tượng chỉ mới dừng lại là một phương pháp lập trình ở mức trừu tượng cao hơn lập trình hướng cấu trúc. Rõ ràng, xu hướng phát triển của các ngôn ngữ lập trình là hướng dần tới tư duy người lập trình và thoát khỏi sự lệ thuộc vào máy tính cụ thể. Điều đó có nghĩa là, người lập trình có thể biểu diễn thế giới thực và ý tưởng của mình thông qua ngôn ngữ lập trình một cách tự nhiên hơn, trực tiếp hơn là phụ thuộc vào từng câu lệnh, thanh ghi hay ô nhớ theo cách thức làm việc của vi xử lý.

Dù lập trình hướng cấu trúc khiến cho việc lập trình trở nên dễ dàng hơn, hiệu quả hơn nên mã chương trình có độ tin cậy cao hơn và tính khả chuyển cao hơn. Tuy nhiên, lập trình hướng cấu trúc vẫn gặp nhiều khó khăn với các dự án lớn bởi tư duy còn gắn nhiều với cấu trúc dữ liệu cụ thể, tính mềm dẻo và khả năng sử dụng lại tương đối thấp của mô hình phân tích, thiết kế cũng như mã chương trình. Trong khi đó, yêu cầu của thị trường ngày càng khắt khe cả về mở rộng phạm vi chức năng, tính thân thiện người sử dụng, độ tin cậy của phần mềm cũng như khung thời gian ra sản phẩm.

Chương 1 trình bày những điểm khái quát hóa về phương pháp mô hình hóa, công nghệ hướng đối tượng và ngôn ngữ mô hình hóa thống nhất trong việc xây dựng các hệ thống tin học. Mô tả chi tiết quy trình phân tích thiết kế hướng đối tượng. Chương 2 trình bày cơ sở lý thuyết về hệ thống quản lý quan hệ khách hàng CRM của doanh nghiệp, đồng thời mô tả các hoạt động nghiệp vụ của hệ thống CRM tổng quát và cho từng giai đoạn cụ thể.

Chương 3 tiến hành quá trình phân tích hệ thống CRM và sử dụng ngôn ngữ mô hình hóa thống nhất để mô tả. Chương 4 Dựa trên những kết quả đã thu nhận được từ quá trình phân tích ở chương 3 để tiến hành thiết kế hệ thống CRM ở chương 4. Chương 5 trình bày một số kết quả thử nghiệm từ chương trình demo xây dựng hệ thống CRM.

Enterprise Architect là một công cụ UML mạnh mẽ và toàn diện, hỗ trợ đầy đủ các loại biểu đồ UML và nhiều tính năng nâng cao khác. Nó phù hợp với các dự án lớn và phức tạp, đòi hỏi khả năng quản lý và cộng tác cao. Enterprise Architect cung cấp các tính năng như quản lý yêu cầu, mô phỏng, kiểm thử và tạo báo cáo, giúp người dùng kiểm soát toàn bộ quá trình phát triển phần mềm.

Visio là một công cụ UML dễ sử dụng và trực quan, phù hợp với người mới bắt đầu làm quen với UML. Nó cung cấp các mẫu biểu đồ UML được thiết kế sẵn, giúp người dùng nhanh chóng tạo ra các biểu đồ cơ bản. Visio cũng tích hợp tốt với các công cụ khác của Microsoft, như Word và Excel, giúp người dùng dễ dàng chia sẻ và trình bày các mô hình UML.