Giáo trình Lập trình hướng đối tượng - Bài 9: Tổng quan về UML và PTTK hướng đối tượng

8/24/2011 1 Bộ môn Công nghệ Phần mềm Viện CNTT & TT Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội LẬP TRÌNH HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG Bài 09. Tổng quan về UML và PTTK HĐT Nội dung 1. Mô hình hóa 2. Tổng quan về UML 3. Phân tích thiết kế hướng đối tượng 4. Công cụ phát triển OOAD 2 Nội dung 1. Mô hình hóa 2. Tổng quan về UML 3. Phân tích thiết kế hướng đối tượng 4. Công cụ phát triển OOAD 3 1.1 Mô hình hóa là gì? 4 1.2. Sự quan trọng của mô hình hóa Máy bay giấy Máy bay phản lực Mức độ quan trọng thấp Mức độ quan trọng cao hơn 1.2. Sự quan trọng của mô hình hóa (2)  Mô hình hóa là một con đường dẫn đến thành công của dự án. 6 8/24/2011 2 1.3. Vai trò của mô hình hóa hệ thống  Chỉ rõ cấu trúc hoặc ứng xử của hệ thống.  7 1.4. Yêu cầu khi biểu diễn mô hình  accurate  consistent  understandable  changeable 8 Nội dung 1. Mô hình hóa 2. Tổng quan về UML 3. Phân tích thiết kế hướng đối tượng 4. Công cụ phát triển OOAD 9 2.1. UML là gì?  Ngôn ngữ mô hình hóa thống nhất UML (Unified Modeling Language)  4 mục tiêu của UML với cấu phần (artifact) của một hệ thống phần mềm 10 UML là ngôn ngữ trực quan  UML là ngôn ngữ thống nhất trực quan giúp công việc được xử lý nhất quán, giảm thiểu lỗi xảy ra UML là ngôn ngữ để đặc tả  UML xây dựng các mô hình chính xác, rõ ràng và đầy đủ. 8/24/2011 3 UML là ngôn ngữ để xây dựng HT  Các mô hình UML có thể kết nối trực tiếp với rất nhiều ngôn ngữ lập trình. Use Case Diagram Actor A Use Case 1 Use Case 2 Use Case 3 Actor B Class Diagram G r pFile r ead( ) open( ) cr eat e( ) f ilFile( ) r ep Reposit or y nam e : char * = 0 r eadDoc( ) r eadFile( ) ( f r om Per sist ence) FileM gr f et chDoc( ) sor t ByNam e( ) Docum ent List add( ) delet e( ) Docum ent nam e : int docid : int num Field : int get ( ) open( ) close( ) r ead( ) sor t FileList ( ) cr eat e( ) f ilDocum ent ( ) f List 1 FileList add( ) delet e( ) File r ead( ) r ead( ) f il t he code. . Sequence Diagram user mainWnd fileMgr : FileMgr repositorydocument : Document gFile 1: Doc view r equest ( ) 2: f et chDoc( ) 3: cr eat e ( ) 4: cr eat e ( ) 5: r eadDoc ( ) 6: f ilDocum ent ( ) 7: r eadFile ( ) 8: f ilFile ( ) 9: sor t ByNam e ( ) ƯÁ¤¹ ®¼ ­ ¿¡ ´ ëÇ Ñ º ¸ ±â¸ ¦ »ç¿ë À Ú °¡ ¿äà »Ç Ñ ´ Ù. È­ ÀÏ °ü¸ ®À Ú ´  Àо î ¿Â ¹ ®¼ ­ À Ç Á ¤º ¸ ¸ ¦ ÇØ ´ ç ¹ ®¼ ­ °´ ü ¿¡ ¼ ³ Á¤ À» ¿ä û Ç Ñ ´ Ù. È­ ¸ é °´ ü ´  Àо î µ éÀÎ °´ ü µé ¿¡ ´ ëÇØ ÀÌ ¸ §º °· Î Á¤· ÄÀ» ½ ÃÄÑ È­ ¸ é¿¡ º ¸ ¿© ÁØ Ù´. Deployment Diagram Window95 ¹ ®¼ ­ °ü¸ ® Ŭ¶óÀÌ ¾ ðÆ®. EXE Windows NT ¹ ®¼ ­ °ü¸ ® ¿£ Áø. E XE Windows NT Windows95 Solar is ÀÀ¿ë¼ ­ ¹ ö. EXE Alpha UNI X I BM M ainf r am e µ¥ÀÌ Å¸ º£ÀÌ ½ º¼ ­ ¹ ö Windows95 ¹ ®¼ ­ °ü¸ ® ¾ Ö Ç Ã¸ ´ ºÐ»ê È ¯ °æÀ Ç ÇÏ µå¿ þ¾ î ¹ × ³× Æ® ¿ ÷À¸ · Î ÀÇ Á ¤º ¸ ½ ý ºÅ Û ¿ ¬ °á ¸ 𵨠- À©µµ¿ì 95 : Ŭ¶óÀÌ ¾ ðÆ® - À©µµ¿ì NT: ÀÀ¿ë¼ ­ ¹ ö - À¯ ´ н º ¸ Ó ½ Å: ÀÀ ¿ë ¼ ­ ¹ ö ¹ × µ¥ÀÌ Å¸ ¼ ­ ¹ ö, Åë½ Å ¼ ­ ¹ ö - I BM ¸ ÞÀÎ ÇÁ· ¹ ÀÓ : µ¥ÀÌ Å¸ ¼ ­ ¹ ö, Åë½ Å ¼ ­ ¹ ö UML là ngôn ngữ để tài liệu hóa 2.2. Lịch sử phát triển của UML  Vào 1994, có hơn 50 phương pháp mô hình hóa hướng đối tượng:  Fusion, Shlaer-Mellor, ROOM, Class-Relation,Wirfs-Brock, Coad- Yourdon, MOSES, Syntropy, BOOM, OOSD, OSA, BON, Catalysis, COMMA, HOOD, Ooram, DOORS  Cần chuẩn hóa và thống nhất các phương pháp 2.2. Lịch sử phát triển của UML (2)  UML được 3 chuyên gia hướng đối tượng hợp nhất các kỹ thuật của họ vào năm 1994: UML là một ngôn ngữ hợp nhất Fusion Operation descriptions, message numbering Before and after conditions Meyer Harel State charts Wirfs-Brock Responsibilities Embley Singleton classes, High-level view Odell ClassificationObject lifecycles Shlaer- Mellor Gamma, et.al Frameworks, patterns, notes BoochRumbaugh Jacobson Selic, Gullekson, Ward ROOM (Real-Time Object-Oriented Modeling) UML là một ngôn ngữ thống nhất 8/24/2011 4 2.2. Lịch sử phát triển của UML (3) UML Partners’ Expertise UML 1.0(Jan. ‘97) UML 1.1 (Sept. ‘97) UML 1.5 (March, ‘03) UML 2.0 (2004) Other Methods Booch ‘91 OMT - 1OOSE Booch ’93 OMT - 2 Public FeedbackUnified Method 0.8(OOPSLA ’95) UML 0.9 (June ‘96) UML 0.91 (Oct. ‘96) and 2.3. Các khung nhìn của UML  Không đơn giản để mô hình hóa hệ thống phức tạp 20 2.3. Các khung nhìn của UML (2)  4 + 1 Architectural View Process View Logical View Implementation View Programmers Software management Performance, scalability, throughput System integrators Analysts/Designers Structure Deployment View System topology, delivery, installation, communication System engineering Use-Case View End-user Functionality 2.4. Các biểu đồ UML  Một mô hình hệ thống thường có nhiều loại biểu đồ, mỗi loại có nhiều biểu đồ khác nhau. 22 2.4. Các biểu đồ UML  Biểu đồ use case (Use Case Diagram)  Biểu đồ cấu trúc tĩnh (Static Structure Diagrams)  Biểu đồ lớp (Class Diagram)  Biểu đồ đối tượng (Object Diagram)  Biểu đồ trạng thái (Statechart Diagram)  Biểu đồ hoạt động (Activity Diagram)  Biểu đồ tương tác (Interaction Diagrams)  Biểu đồ trình tự (Sequence Diagram)  Biểu đồ giao tiếp/cộng tác (Communication/Collaboration Diagram)  Biểu đồ thực thi (Implementation Diagrams)  Biểu đồ thành phần (Component Diagram)  Biểu đồ triển khai (Deployment Diagram) a. Biểu đồ use case 24 8/24/2011 5 b. Biểu đồ lớp (Class Diagram) 25 c. Biểu đồ đối tượng 26 d. Biểu đồ trạng thái (State Diagram) 27 e. Biểu đồ hoạt động (Activity Diagram) 28 f. Biểu đồ trình tự (Sequence Diagram) 29 g. Biểu đồ cộng tác (Collaboration Diagram) 30 8/24/2011 6 h. Biểu đồ thành phần (Component Diagram) 31 i. Biểu đồ triển khai (Deployment Diagram) 32 2.5. Quy trình và UML  "Rational Unified Process" - quy trình phát triển cho UML 2.5. Quy trình và UML (2)  RUP là quy trình công nghệ phần mềm phát triển bởi hãng Rational  Phát triển song song với UML 2.6. Ứng dụng của UML trong phân tích thiết kế hệ thống  UML được sử dụng để phân tích nhiều loại hệ thống  (Information System)  (Technical System)  (Embeded System)  ( Distributed System)  (Business System)  (System Software) 35 Nội dung 1. Mô hình hóa 2. Tổng quan về UML 3. Phân tích thiết kế hướng đối tượng 4. Công cụ phát triển OOAD 36 8/24/2011 7 3.1. Tầm quan trọng của OOAD  “Phân tích” và “Thiết kế” cần được coi trọng 37 3.1. Tầm quan trọng của OOAD (2)  Cần thiết lập một cơ chế hiệu quả để nắm bắt yêu cầu, phân tích thiết kế   OOAD 38 3.2. Mục đích của OOAD  Cung cấp cho người dùng, khách hàng, kỹ sư phân tích, thiết kế nhiều cái nhìn khác nhau về cùng một hệ thống 39 3.3. Phương pháp OOAD  OOAD được chia thành 2 giai đoạn  (OOA)  (OOD) 40 3.3. Phương pháp OOAD (2) 41 1. Use case modeling to define requirements 2. Object extraction and message sequence design between objects 4. E-R modeling for persistent data 5. Normalization of the data structure using E-R diagram 3. Class design 6. External Specification Design Nội dung 1. Mô hình hóa 2. Tổng quan về UML 3. Phân tích thiết kế hướng đối tượng 4. Công cụ phát triển OOAD 42 8/24/2011 8 4. Công cụ UML – OOAD  Công cụ mã nguồn mở:  EclipseUML  UmlDesigner  ArgoUML...  Công cụ thương mại:  Enterprise Architect  IBM Rational Software Architect  Microsoft Visio  Visual Paradigm for UML  SmartDraw... 43