Bài giảng Nhập môn Công nghệ học phần mềm - Phần IV: Thiết kế và lập trình

Nhập môn

Công nghệ học Phần mềm

Introduction to Software Engineering

Department of Software Engineering

Faculty of Information Technology

Hanoi University of Technology

TEL: 04-8682595 FAX: 04-8692906

Email: cnpm@it-hut.edu.vn

HUT, Falt. of IT

SE-IV.1

Phần IV

Thiết kế và Lập trình

Design and Programming

Chương 6:

Phương pháp thiết kế hệ thống

6.1. Thiết kế hệ thống là gì?

6.2. Phương pháp thiết kế hệ thống

HUT, Falt. of IT

SE-IV.2

6.1.Thiết kế hệ thống là gì?

• Là thiết kế cấu hình phần cứng và cấu

trúc phần mềm (gồm cả chức năng và dữ

liệu) để có được hệ thống thỏa mãn các

yêu cầu đề ra

• Có thể xem như Thiết kế cấu trúc

(WHAT), chứ không phải là Thiết kế

Logic (HOW)

HUT, Falt. of IT

SE-IV.3

Quy trình thiết kế hệ thống

• Phân chia mô hình phân tích ra các hệ con

• Tìm ra sự tương tranh (concurrency)

trong hệ thống

• Phân bố các hệ con cho các bộ xử lý hoặc

các nhiệm vụ (tasks)

• Phát triển thiết kế giao diện

• Chọn chiến lược cài đặt quản trị dữ liệu

HUT, Falt. of IT

SE-IV.4

Quy trình thiết kế hệ thống (tiếp)

• Tìm ra nguồn tài nguyên chung và cơ chế

điều khiển truy nhập chúng

• Thiết kế cơ chế điều khiển thích hợp cho

hệ thống, kể cả quản lý nhiệm vụ

• Xem xét các điều kiện biên được xử lý

như thế nào

• Xét duyệt và xem xét các thỏa hiệp

(trade-offs)

HUT, Falt. of IT

SE-IV.5

Các điểm lưu ý khi thiết kế hệ thống

(1) Có thể trích được luồng dữ liệu từ hệ

thống: đó là phần nội dung đặc tả yêu

cầu và giao diện

(2) Xem xét tối ưu tài nguyên kiến trúc lên

hệ thống rồi quyết định kiến trúc

(3) Theo quá trình biến đổi dữ liệu, hãy

xem những chức năng được kiến trúc

như thế nào

HUT, Falt. of IT

SE-IV.6

Các điểm lưu ý (tiếp)

(4) Từ kiến trúc các chức năng theo (3), hãy

xem xét và chỉnh lại, từ đó chuyển sang

kiến trúc chương trình và thiết kế chi tiết

(5) Quyết định các đơn vị chương trình theo

các chức năng của hệ phần mềm có dựa

theo luồng dữ liệu và phân chia ra các

thành phần

(6) Khi cấu trúc chương trình lớn quá, phải

phân chia nhỏ hơn thành các môđun

HUT, Falt. of IT

SE-IV.7

Các điểm lưu ý (tiếp)

(7) Xem xét dữ liệu vào-ra và các tệp dùng

chung của chương trình. Truy cập tệp

tối ưu

(8) Hãy nghĩ xem để có được những thiết kế

trên thì nên dùng phương pháp luận và

những kỹ thuật gì ?

HUT, Falt. of IT

SE-IV.8

Thiết kế hệ thống

• Thiết kế hệ thống

– Thiết kế hệ thống phần cứng [(1), (2)]

– Thiết kế hệ thống phần mềm [(3)-(7)]

• Thiết kế hệ thống phần mềm

– Thiết kế tệp (file design) [(7)]

– Thiết kế chức năng hệ thống [(3)-(6)]

HUT, Falt. of IT

SE-IV.9

6.2 Phương pháp thiết kế hệ thống

• Phương pháp thiết kế cấu trúc hóa

(Structured Design) của Constantine

• Ngoài ra còn các phương pháp khác, như

Phương pháp thiết kế tổng hợp

(Composite Design) của Myers

HUT, Falt. of IT

SE-IV.10

Thiết kế cấu trúc hóa

• Bắt nguồn từ modularity, top-down

design, structured programming

• Còn xem như Phương pháp thiết kế hướng

luồng dữ liệu (Data flow-oriented design)

• Quy trình 6 bước: (1) tạo kiểu luồng thông tin;

(2) chỉ ra biên của luồng; (3) ánh xạ DFD sang

cấu trúc chương trình; (4) xác định phân cấp

điều khiển; (5) tinh lọc cấu trúc; (6) chọn mô tả

kiến trúc

HUT, Falt. of IT

SE-IV.11

Thiết kế cấu trúc hóa

(1) Môđun và tham số

(2) Lưu đồ bong bóng và cấu trúc phân cấp

Lưu đồ bong bóng (Bubble chart)

Cấu trúc phân cấp (Hierarchical structured chart)

(3) Phương pháp phân chia STS

(Source/Transform/Sink) và TR (Transaction)

(4) Phân tích cấu trúc hóa

(5) Chuẩn phân chia môđun

HUT, Falt. of IT

SE-IV.12

(1) Môđun

• Dãy các lệnh nhằm thực hiện chức năng

(function) nào đó

• Có thể được biên dịch độc lập

• Môđun đã được dịch có thể được môđun

khác gọi tới

• Giao diện giữa các môđun thông qua các

biến tham số (arguments)

HUT, Falt. of IT

SE-IV.13

(2a) Lưu đồ bong bóng (Bubble chart)

• Biểu thị luồng xử lý dữ liệu

• Ký pháp

Tên dữ liệu

Tên

Tên dữ liệu

chức năng

(Dữ liệu vào) (Bong bóng) (Dữ liệu ra)

HUT, Falt. of IT

SE-IV.14

(2b) Cấu trúc phân cấp

(Hierarchical structured chart)

• Là phân cấp biểu thị quan hệ phụ thuộc giữa các

môđun và giao diện (interface) giữa chúng

• Các quy ước:

– Không liên quan đến trình tự gọi các môđun, nhưng

ngầm định là từ trái qua phải

– Mỗi môđun xuất hiện trong cấu trúc 1 lần, có thể được

gọi nhiều lần

– Quan hệ trên dưới: không cần nêu số lần gọi

HUT, Falt. of IT

SE-IV.15

Hierarchical structured chart

• Các quy ước (tiếp):

– Tên môđun biểu thị chức năng (“làm gì”), đặt tên

sao cho các môđun ở phía dưới tổng hợp lại sẽ biểu

thị đủ chức năng của môđun tương ứng phía trên

– Biến số (arguments) biểu thị giao diện giữa các

môđun, biến số ở các môđun gọi/bịgọi có thể khác

nhau

– Mũi tên với đuôi tròn trắng biểu thị dữ liệu, đuôi

tròn đen (hồng) biểu thị flag

– Chiều của mũi tên là hướng truyền tham số

HUT, Falt. of IT

SE-IV.16

Hierarchical structured chart

Module A

1

Module B

Module C

Module D

Luồng dữ liệu

Luồng flag

Module E

HUT, Falt. of IT

SE-IV.17

(3) Phương pháp phân chia STS, TR

• Thiết kế cấu trúc:

– Phương pháp phân chia STS

(Source/Transform/Sink:

Nguồn/Biếnđổi/Hấpthụ)

– Phương pháp phân chia TR (Transaction)

• Minh họa phân chia chức năng theo bong

bóng của DFD (biểu đồ luồng dữ liệu)

HUT, Falt. of IT

SE-IV.18

(3a) Phương pháp phân chia STS

1) Chia đối tượng “bài toán” thành các

chức năng thành phần

F3

F5

Bài toá n

Problem

F1

F4

F2

HUT, Falt. of IT

SE-IV.19

Quyết định luồng dữ liệu chính

2) Tìm ra luồng dữ liệu chính đi qua các chức

năng: từ đầu vào (Input) tới đầu ra (Output)

INPUT

F3

F5

F1

F4

Luồng dữ

liệu chính

F2

OUTPUT

HUT, Falt. of IT

SE-IV.20