Luận Văn Thạc Sĩ: Xây Dựng Ngôn Ngữ Mẫu Cho Lập Trình Dựa Trên Thành Phần

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu vnu uet xây dựng ngôn ngữ mẫu cho lập trình dựa trên thành phần, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện pháp hoàn thiện trong lĩnh vực kỹ

• Tác giả: Nguyễn Hải Bình
• Trường học: Đại Học Quốc Gia Hà Nội Trường Đại Học Công Nghệ
• Chuyên ngành: Công nghệ phần mềm
• Đề tài: Xây Dựng Ngôn Ngữ Mẫu Cho Lập Trình Dựa Trên Thành Phần
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2010
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG DỰA TRÊN THÀNH PHẦN
• 1.1. Tiến trình công nghệ phần mềm dựa trên thành phần
• 1.2. Phát triển hệ thống dựa trên thành phần
• 1.3. Định phẩm, thích ứng và hợp thành thành phần
• 1.4. Chế tạo thành phần
• 1.5. Phân tích và thiết kế cho dùng lại
• 1.6. Phân loại và tìm kiếm thành phần
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Xây Dựng Ngôn Ngữ Mẫu Cho Lập Trình Dựa Trên Thành Phần

Xây dựng ngôn ngữ mẫu cho lập trình dựa trên thành phần là một lĩnh vực quan trọng trong công nghệ phần mềm hiện đại. Ngôn ngữ mẫu giúp định nghĩa cách thức các thành phần phần mềm tương tác với nhau, từ đó tạo ra các hệ thống phức tạp và dễ bảo trì. Việc áp dụng ngôn ngữ mẫu không chỉ giúp tăng cường khả năng tái sử dụng mà còn nâng cao hiệu quả phát triển phần mềm.

1.1. Khái Niệm Về Ngôn Ngữ Mẫu Trong Lập Trình

Ngôn ngữ mẫu là một công cụ mạnh mẽ cho phép lập trình viên định nghĩa các thành phần phần mềm một cách rõ ràng và có cấu trúc. Nó giúp tạo ra các giao diện và hợp đồng cho các thành phần, từ đó đảm bảo tính tương thích và khả năng tái sử dụng cao.

1.2. Lợi Ích Của Việc Sử Dụng Ngôn Ngữ Mẫu

Việc sử dụng ngôn ngữ mẫu mang lại nhiều lợi ích như giảm thiểu thời gian phát triển, tăng cường khả năng bảo trì và nâng cao chất lượng phần mềm. Ngôn ngữ mẫu cũng giúp lập trình viên dễ dàng hơn trong việc quản lý và tích hợp các thành phần phần mềm.

II. Vấn Đề Trong Xây Dựng Ngôn Ngữ Mẫu Cho Lập Trình Dựa Trên Thành Phần

Mặc dù có nhiều lợi ích, việc xây dựng ngôn ngữ mẫu cho lập trình dựa trên thành phần cũng gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề này bao gồm sự phức tạp trong việc định nghĩa giao diện, khả năng tương thích giữa các thành phần và việc quản lý các thay đổi trong hệ thống.

2.1. Thách Thức Trong Định Nghĩa Giao Diện

Định nghĩa giao diện cho các thành phần phần mềm là một nhiệm vụ khó khăn. Giao diện cần phải rõ ràng và dễ hiểu, đồng thời phải đảm bảo tính tương thích với các thành phần khác trong hệ thống.

2.2. Khó Khăn Trong Quản Lý Tính Tương Thích

Tính tương thích giữa các thành phần là một yếu tố quan trọng trong việc xây dựng ngôn ngữ mẫu. Việc đảm bảo rằng các thành phần có thể hoạt động cùng nhau mà không gặp phải xung đột là một thách thức lớn.

III. Phương Pháp Xây Dựng Ngôn Ngữ Mẫu Cho Lập Trình Dựa Trên Thành Phần

Để xây dựng ngôn ngữ mẫu hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp và kỹ thuật phù hợp. Các phương pháp này bao gồm việc sử dụng mô hình hóa hình thức, phân tích và thiết kế cho tái sử dụng, cũng như việc phát triển các thành phần phần mềm có thể tái sử dụng.

3.1. Mô Hình Hóa Hệ Thống

Mô hình hóa hệ thống là bước đầu tiên trong việc xây dựng ngôn ngữ mẫu. Nó giúp xác định các thành phần cần thiết và cách thức chúng tương tác với nhau.

3.2. Phân Tích Và Thiết Kế Cho Tái Sử Dụng

Phân tích và thiết kế cho tái sử dụng là một phần quan trọng trong quá trình phát triển. Điều này đảm bảo rằng các thành phần được thiết kế có thể được sử dụng lại trong các dự án khác nhau.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Ngôn Ngữ Mẫu Trong Lập Trình Dựa Trên Thành Phần

Ngôn ngữ mẫu đã được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ phát triển phần mềm doanh nghiệp đến các ứng dụng di động. Việc áp dụng ngôn ngữ mẫu giúp tăng cường khả năng tái sử dụng và giảm thiểu thời gian phát triển.

4.1. Ví Dụ Về Hệ Thống Sử Dụng Ngôn Ngữ Mẫu

Một ví dụ điển hình về việc sử dụng ngôn ngữ mẫu là hệ thống quản lý bán hàng, nơi các thành phần như quản lý sản phẩm, quản lý khách hàng và thanh toán được xây dựng dựa trên ngôn ngữ mẫu.

4.2. Kết Quả Nghiên Cứu Về Ngôn Ngữ Mẫu

Nghiên cứu cho thấy rằng việc áp dụng ngôn ngữ mẫu giúp giảm thiểu lỗi và tăng cường hiệu quả phát triển phần mềm. Các tổ chức đã ghi nhận sự cải thiện đáng kể trong quy trình phát triển của họ.

V. Kết Luận Về Xây Dựng Ngôn Ngữ Mẫu Cho Lập Trình Dựa Trên Thành Phần

Xây dựng ngôn ngữ mẫu cho lập trình dựa trên thành phần là một lĩnh vực đầy tiềm năng. Mặc dù còn nhiều thách thức, nhưng với các phương pháp và kỹ thuật phù hợp, việc phát triển ngôn ngữ mẫu có thể mang lại nhiều lợi ích cho ngành công nghiệp phần mềm.

5.1. Tương Lai Của Ngôn Ngữ Mẫu

Tương lai của ngôn ngữ mẫu trong lập trình dựa trên thành phần hứa hẹn sẽ tiếp tục phát triển. Các công nghệ mới và phương pháp tiếp cận sẽ giúp cải thiện khả năng tái sử dụng và hiệu quả phát triển.

5.2. Khuyến Nghị Cho Các Nghiên Cứu Tiếp Theo

Các nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào việc phát triển các công cụ hỗ trợ cho việc xây dựng ngôn ngữ mẫu, cũng như việc cải thiện khả năng tương thích giữa các thành phần phần mềm.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NGUYỄN HẢI BÌNH XÂY DỰNG NGÔN NGỮ MẪU CHO LẬP TRÌNH DỰA TRÊN THÀNH PHẦN LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội – 2010 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU . Khái quát về phát triển hệ thống dựa trên thành phần .1 Tiến trình công nghệ phần mềm dựa trên thành phần .2 Phát triển hệ thống dựa trên thành phần .1 Định phẩm, thích ứng và hợp thành thành phần .2 Chế tạo thành phần .3 Phân tích và thiết kế cho dùng lại .4 Phân loại và tìm kiếm thành phần.3 Mô hình vòng đời tiến trình dựa trên thành phần . Mô hình thành phần .1 Cơ sở cho mô hình thành phần .3 Giao diện và hợp đồng. Ngôn ngữ mẫu đặc tả thành phần .1 Ví dụ hệ thống ParcelCall .2 Đặc tả giao diện .1 Giao diện sơ cấp .2 Kết hợp và thừa kế giao diện .3 Đặc tả hợp đồng .1 Sự đặc tả của một phương thức .2 Kết hợp, làm mịn và thừa kế hợp đồng .4 Đặc tả thành phần .1 Ngữ nghĩa của thành phần .2 Sự làm mịn, che dấu giao diện và kết hợp các thành phần. Ví dụ về đặc tả thành phần.1 Khái quát về hệ thống .2 Phân tích ca sử dụng và đặc tả thành phần . 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 55 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 1 MỞ ĐẦU Một ý tưởng là lợi dụng và sử dụng lại các thành phần để xây dựng và để bảo trì các hệ thống phần mềm hình thành từ “lập trình cấu trúc” trong nhưng năm 70. Đó là một luận cứ mạnh để phát triển các phương pháp và các ngôn ngữ hướng đối tượng trong những năm 80, và ngày nay với sự phát triển các hệ thống lớn đã khiến chúng ta quay lại ý tưởng này và biến nó thành hiện thực. Kỹ thuật hướng đối tượng và kỹ thuật dựa trên thành phần đã trở thành phổ biến và được sử dụng rộng rãi trong mô hình hóa và thiết kế cho hệ thống phần mềm phức tạp. Chúng cung cấp khả năng hỗ trợ cho việc phân rã một ứng dụng thành các đối tượng và các thành phần, những thứ có thể sử dụng lại và mở rộng những thiết kế dựa trên những thành phần đã tồn tại. Sự phân tích và kiểm chứng những hệ thống như vậy sẽ là dễ dàng bởi tính kết hợp trong kiến trúc thành phần. Một số minh chứng tiêu biểu cho kỹ thuật hướng đối tượng và kỹ thuật dựa trên thành phần là CORBA, EJB, J2EE, COM và . Bên cạnh đó những ngôn ngữ mô hình hóa hình thức và bán hình thức như UML, JML và BIP đã trở thành phổ biến với việc hỗ trợ phát triển hệ thống dựa trên mô hình. Tuy nhiên những mô hình này hoặc là không hỗ trợ mức trừu tượng hóa hoặc thiếu ký hiệu ngữ nghĩa, là thứ có thể được sử dụng để tích hợp với ngôn ngữ lập trình khác, và đến bây giờ chúng vẫn chưa cung cấp đủ sự hỗ trợ cho việc mô hình hóa và phân tích chất lượng tổng thể những dịch vụ của hệ thống được phát triển từ những thành phần. Chúng ta cần tìm kiếm một kỹ thuật mô hình hóa, có thể hỗ trợ việc đặc tả hệ thống thành phần ở mức trừu tượng hóa cao, và có thể cung cấp một nền tảng cơ sở để phát triển một ngôn ngữ mẫu có khả năng tích hợp vào các ngôn ngữ lập trình khác nhau để hỗ trợ cho việc lập trình dựa trên thành phần. Với mục đích đó, luận văn tập trung đi vào tìm hiểu việc thiết lập mô hình toán học cho thành phần, đưa ra những định nghĩa hình thức cho giao diện, hợp đồng, thành phần, và cả những vấn đề liên quan đến chúng như làm mịn, thừa kế, kết hợp. Luận văn cũng đề xuất cách biểu diễn giao diện, hợp đồng và thành phần dưới dạng ngôn ngữ đặc tả, và làm rõ những vấn đề được trình bày thông qua việc xem xét một ví dụ về hệ thống hỗ trợ bán hàng trong siêu thị. LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 2 CHƯƠNG 1. KHÁI QUÁT VỀ PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG DỰA TRÊN THÀNH PHẦN 1.1 Tiến trình công nghệ phần mềm dựa trên thành phần Công nghệ phần mềm dựa trên thành phần (CBSE – Component Based Software Engineering) là một tiến trình nhấn mạnh tới thiết kế và xây dựng hệ thống dựa trên máy tính bằng việc dùng các “thành phần” phần mềm dùng lại được. Về bề ngoài, CBSE dường như hoàn toàn tương tự với công nghệ phần mềm hướng đối tượng. Tiến trình này bắt đầu khi tổ phần mềm thiết lập yêu cầu cho hệ thống được xây dựng bằng việc dùng các kĩ thuật thu thập yêu cầu, sau đó thiết kế kiến trúc được thiết lập nhưng thay vì đi ngay vào các nhiệm vụ thiết kế chi tiết, thì lại xem xét các yêu cầu để xác định những gì trực tiếp chịu trách nhiệm cho việc hợp thành, thay vì xây dựng mới. Tức là, tổ phần mềm đưa ra những câu hỏi sau cho từng yêu cầu hệ thống:  Các thành phần đã được cung cấp (COTS - commercial off the shelf) có sẵn cho việc thực hiện yêu cầu hay không?  Các thành phần dùng lại được phát triển trước đây có sẵn để thực hiện yêu cầu hay không?  Giao diện cho các thành phần có sẵn có tương hợp với kiến trúc của hệ thống cần được xây dựng hay không? Tiến trình CBSE phải được đặc trưng theo cách không chỉ nhận diện ra các thành phần ứng cử viên mà còn định lượng từng giao diện của các thành phần, thích ứng các thành phần để loại bỏ sự không tương thích với kiến trúc, lắp ráp các thành phần vào trong một kiểu cách kiến trúc đã được lựa chọn, và cập nhật các thành phần theo yêu cầu thay đổi của hệ thống. Mô hình tiến trình cho công nghệ phần mềm dựa trên thành phần nhấn mạnh vào các việc song song mà theo đó công nghệ miền được sử dụng đồng thời với việc phát triển dựa trên thành phần [1, 3]. Nội dung của công nghệ miền là xác định, xây dựng, phân loại và phát hiện một tập các thành phần phần mềm có khả năng ứng dụng vào việc phát triển phần mềm hiện tại và tương lai trong miền ứng dụng đặc biệt. Mục tiêu tổng thể là thiết lập những cơ chế làm cho người kĩ sư phần mềm chia sẻ những thành phần này, dùng lại chúng trong khi làm việc với hệ thống mới và hệ thống hiện có. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.1 minh họa cho mô hình tiến trình CBSE điển hình. Công nghệ miền tạo ra mô hình của miền ứng dụng được dùng làm cơ sở cho việc phân tích yêu cầu người dùng trong luồng công nghệ phần mềm, và sau khi các thành phần dùng lại đã được mua, được chọn từ thư viện hiện có, hay được xây dựng (như một phần việc của công nghệ miền), chúng được trở thành công cụ đã sẵn sàng cho người kĩ sư phần mềm trong việc phát triển hệ thống dựa trên thành phần.1 Mô hình tiến trình hỗ trợ CBSE Các bước trong tiến trình tiếp cận tổng thể tới việc phân tích miền được xác định là:  Định nghĩa miền được khảo sát.  Phân loại các yếu tố được trích ra từ miền.  Thu thập mẫu đại diện của các ứng dụng trong miền.  Phân tích từng ứng dụng trong mẫu.  Phát triển mô hình phân tích cho các mẫu. LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 4 Điều quan trọng cần lưu ý là việc phân tích miền được áp dụng cho bất kỳ mô thức công nghệ phần mềm nào và có thể được áp dụng tốt cho cả việc phát triển hướng đối tượng. Prieto-Diaz mở rộng bước phân tích miền thứ hai trong công nghệ miền nêu trên [1], và gợi ý cách tiếp cận tám bước tới việc xác định và phân loại các thành phần dùng lại như sau: (1) Lựa các chức năng hay sự vật đặc thù. (2) Trừu tượng hoá chức năng hay sự vật. (3) Xác định phân loại. (4) Định danh các tính năng chung. (5) Định danh các quan hệ đặc biệt. (6) Trừu tượng hoá các quan hệ. (7) Suy dẫn ra mô hình chức năng. (8) Định nghĩa ngôn ngữ miền. Đôi khi khó xác định được rằng liệu với một thành phần dùng lại tiềm năng nào đó trong thực tế có áp dụng được cho một tình huống đặc biệt hay không. Để tiến hành việc xác định này, cần phải định nghĩa ra một tập các đặc trưng miền được dùng chung cho mọi phần mềm bên trong một miền. Đặc trưng miền định nghĩa ra thuộc tính chung nào đó cho mọi sản phẩm tồn tại trong miền đó, chẳng hạn, các đặc trưng chung có thể là tầm quan trọng của tính an toàn, tính tin cậy, ngôn ngữ lập trình, tương tranh trong xử lí, và nhiều điều khác nữa.2 Phát triển hệ thống dựa trên thành phần Phát triển dựa trên thành phần là hoạt động CBSE xuất hiện song song với công nghệ miền. Bằng việc dùng các phương pháp phân tích và thiết kế kiến trúc, tổ phần mềm làm mịn kiến trúc thích hợp cho mô hình phân tích đã được tạo ra cho ứng dụng được xây dựng. Một khi kiến trúc đã được thiết lập, nó phải đưa các thành phần vào. Các thành phần này là có sẵn từ thư viện dùng lại hoặc được chế tạo mới để đáp ứng nhu cầu riêng biệt này. Do đó, luồng nhiệm vụ cho việc phát triển hệ thống dựa trên thành phần có hai việc song song như ở hình 1. Khi các thành phần dùng lại được là có sẵn cho việc tích hợp tiềm năng vào trong kiến trúc, thì chúng phải được định tính và thích nghi. Khi thành phần mới cần tới, thì chúng phải LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 5 được chế tạo. Sau đó chúng được tích hợp vào trong kiến trúc và được kiểm thử kĩ càng.1 Định phẩm, thích ứng và hợp thành thành phần Như ta đã thấy, công nghệ miền cung cấp thư viện các thành phần dùng lại được cần cho công nghệ phần mềm dựa trên thành phần. Một số trong những thành phần dùng lại được này được phát triển bởi đội ngũ sở tại, số khác có thể được trích từ những ứng dụng đã có, và số khác nữa thì có thể kiếm được từ bên thứ ba. Tuy nhiên sự tồn tại của các thành phần dùng lại được không đảm bảo rằng các thành phần này có thể được tích hợp một cách dễ dàng hay hiệu quả vào kiến trúc được chọn cho ứng dụng mới. Chính bởi lí do này mà trình tự các hoạt động phát triển dựa trên thành phần được áp dụng khi một thành phần được đề nghị sử dụng.