Bài giảng Các phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống hiện đại - Chương 1: Sự phát triển của hệ thống thông tin - Vũ Chí Cường

03/05/2018
1
Chương 1. 
SỰ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG 
THÔNG TIN
TS. Vũ Chí Cường - 2018
Các phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống hiện đại
Nội dung

 Hệ thống thông tin
• Khái niệm
• Các đặc trưng
• Phân loại

 Sự phát triển hệ thống
• Các mô hình phát triển
• Cách tiếp cận phát triển hệ thống
• Quy trình phát triển hợp nhất
03/05/2018
2
Các phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống hiện đại
Hệ thống thông tin

 Khái niệm
– Hệ thống là tập hợp gồm
nhiều phần tử, có các mối
quan hệ ràng buộc lẫn
nhau và cùng hoạt động
hướng tới một mục đích
chung

 Các phần tử có thể đa
dạng, có thể trừu tượng, có
thể là các thực thể phức tạp
(hệ thống con),

 Các quan hệ ràng buộc lẫn
nhau có thể là các quan hệ
ổn định lâu dài, có thể là
quan hệ bất thường, tạm
thời.

 Mục đích của hệ thống thể
hiện ở chỗ hệ thống nhận
những cái vào để chế biến
thành những cái ra nhất
định.
Các phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống hiện đại
Hệ thống thông tin

 Hệ thống thông tin (hệ thống tin học) là
hệ thống có mục đích xử lý thông tin và có
sự tham gia của máy tính

 Sự tham gia của máy tính ở các mức độ:
• Mức thấp: giải quyết một số công việc đơn lẻ
(soạn thảo, tính toán báo cáo,)
• Mức trung bình: cùng với con người cộng tác,
phân công để thực hiện một quy trình quản lý
phức tạp (hệ thống quản lý hành chính, dịch
vụ công, điều hành tác nghiệp,)
• Mức cao: đóng vai trò chủ chốt (chương trình
điều khiển, trí tuệ nhân tạo,)
03/05/2018
3
Các phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống hiện đại
Hệ thống thông tin

 Hệ thống thông tin (phần mềm) có thể xem
• là tổ hợp các phần cứng, phần mềm có quan hệ
qua lại với nhau
• cùng hoạt động hướng tới mục tiêu chung thông
qua việc nhận các dữ liệu đầu vào (input) và sản
sinh ra các kết quả đầu ra (output) nhờ một quá
trình xử lý biến đổi có tổ chức

 Các thành phần
• Hệ thống các câu lệnh
• Các cấu trúc dữ liệu
• Các tài liệu mô tả các thao tác và cách sử dụng hệ
thống
Các phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống hiện đại
Các đặc trưng của hệ thống

 Tính nhất thể hóa

 Tính tổ chức, có thứ bậc

 Tính cấu trúc

 Biến đổi theo thời gian và không gian

 Các đặc trưng khác
• Tính tiện dụng
• Khả năng bảo hành và duy trì hoạt động
• Tính tin cậy
• Tính hiệu quả
03/05/2018
4
Các phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống hiện đại
Phân loại

 Hệ thống thông tin quản lý (Management
Information System - MIS):

 Các hệ thống kỹ thuật (Technical Systems),
những hệ thống tự động hoá sản xuất hay
còn gọi là các hệ thống điều khiển các quá
trình

 Các hệ thống nhúng thời gian thực
(Embedded Real_time System).

 Phần mềm hệ thống (System Software).

 Các hệ thống tự động hoá văn phòng
(Automated Office Systems).
Các phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống hiện đại
Tiến trình phát triển hệ thống

 Khái niệm

 Các mô hình phát triển

 Các tiếp cận phát triển hệ thống

 Quy trình phát triển hợp nhất
03/05/2018
5
Các phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống hiện đại
Tiến trình phát triển hệ thống

 Tiến trình (process) là xác định ai (who) làm
gì (what) và làm khi nào (when) và làm thế
nào (how) để đạt tới mục đích mong muốn.

 Tiến trình phát triển hệ thống phần mềm
(Software Development Process – SDP) là
tiến trình xây dựng sản phẩm phần mềm hay
nâng cấp phần mềm đang có
Các phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống hiện đại
Tiến trình phát triển hệ thống

 Tiến trình phát triển phần mềm mô tả tập
các hoạt động cần thiết để chuyển đổi từ
yêu cầu của người sử dụng sang hệ thống
phần mềm

 Các bước
1. Thu thập và phân tích yêu cầu
2. Thiết kế hệ thống
3. Lập trình và kiểm thử modun
4. Tích hợp và kiểm thử hệ thống
5. Bảo trì hệ thống
03/05/2018
6
Các phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống hiện đại
Thu thập và phân tích yêu cầu

 Yêu cầu người sử dụng xác định mục tiêu phát triển
phần mềm
• Khách hàng và kỹ sư tin học xác định các dịch vụ mà hệ thống cần
có (yêu cầu chức năng của hệ thống)

 Yêu cầu chức năng mô tả cái mà hệ thống phải làm
(What) không mô tả hệ thống làm như thế nào (How)
• Khách hàng cũng có các ràng buộc phi chức năng: thời gian đáp
ứng, chuẩn ngôn ngữ, bảo mật,...

 Thu thập và phân tích yêu cầu là công việc rất khó
khăn
• Các yêu cầu thường là không hoàn chỉnh
• Yêu cầu của khách hàng thường ñược mô tả bằng khái niệm,
• Đối tượng và các thuật ngữ khó hiểu với kỹ sư tin học
• Các yêu cầu của khách hàng thường thiếu cấu trúc, thiếu chính
xác, dư thừa, phỏng chừng, thiếu nhất quán
• Các yêu cầu thiếu tính khả thi
Các phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống hiện đại
Thu thập và phân tích yêu cầu

 Mục tiêu
• Hình thành tài liệu đặc tả yêu cầu (Requirement Specification)

 Tài liệu đặc tả yêu cầu được sử dụng như
• Cam kết giữa khách hàng và tổ chức phát triển hệ thống về cái mà
hệ thống có thể làm (và cái mà hệ thống không thể làm)
• Cơ sở để đội ngũ phát triển phát triển hệ thống
• Mô hình tương đối đầy đủ về cái hệ thống đòi hỏi
• Tiến trình phân tích yêu cầu bao gồm các hoạt động lặp
03/05/2018
7
Các phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống hiện đại
Các hoạt động lặp

 Hiểu lĩnh vực vấn đề (understanding)
• Phân tích viên trình bày hiểu biết về lĩnh vực vấn đề
• Khám phá các quan niệm
• Suy ra các yêu cầu khách hàng

 Thu thập yêu cầu (requirement capture)
• Phân tích viên cần có cách thu thập nhu cầu khách hàng
sao cho họ có thể cùng tham gia vào dự án
• Phân tích viên, khách hàng, chuyên gia lĩnh vực ứng
dụng và người sử dụng hệ thống cùng phát hiện và thu
thập yêu cầu
• Kỹ năng trừu tượng là rất quan trọng ñể thu thập những
cái chính, bỏ qua cái không cần thiết

 Phân lớp (classification)

 Đánh giá (validation)

 Nghiên cứu khả thi (feasibility study)
Các phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống hiện đại
Các hoạt động lặp

 Hiểu lĩnh vực vấn đề (understanding)

 Thu thập yêu cầu (requirement capture)

 Phân lớp (classification)
• Đầu vào của hoạt động này là tập hợp phi cấu trúc của các
yêu cầu thu thập được trong pha trước để tổ chức chúng
thành các nhóm dính liền nhau
• Gắn mức ưu tiên cho các yêu cầu theo tầm quan trọng của
chúng đối với khách hàng và người sử dụng

 Đánh giá (validation)
• Kiểm tra xem các yêu cầu có nhất quán và đầy đủ
• Giải quyết các mâu thuẫn giữa các yêu cầu

 Nghiên cứu khả thi (feasibility study)
• Dự báo khả năng thỏa mãn sử dụng phần cứng, phần mềm
của các yêu cầu đã nhận ra
• Quyết định các bước tiếp theo nếu hệ thống đề xuất có hiệu
quả
03/05/2018
8
Các phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống hiện đại
Phân tích yêu cầu

 Khi nào kết thúc phân tích yêu cầu?
• Không có quy luật nhất định

 Để tiến tới bước phát triển phần mềm tiếp theo hãy trả lời các
câu hỏi sau:
• Khách hàng, người sử dụng cuối cùng và người phát triển đã hiểu trọn vẹn
hệ thống?
• Mô hình của hệ thống đòi hỏi xây dựng đã được hình thành đầy đủ:

 có đầy đủ các chức năng (dịch vụ)?

 có đầy đủ đầu vào - đầu ra?

 cần loại dữ liệu nào?

 Đặc tả yêu cầu và mô hình của hệ thống tại mức này cần phải
được hiệu chỉnh, bổ sung khi cần thiết.

 Đặc tả yêu cầu là thông báo chính thức về các đòi hỏi của hệ
thống phải được phát triển. Nó không phải là tài liệu thiết kế.

 Cách thức mô tả đặc tả yêu cầu
• Ngôn ngữ đặc tả
• Ký pháp đồ họa
Các phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống hiện đại
Thiết kế hệ thống

 Sau khi có đặc tả yêu cầu, hai tiến trình thiết kế hệ
thống tiếp theo
• Thiết kế kiến trúc (logíc)

 Phân hoạch các yêu cầu thành các thành phần

 Tài liệu thiết kế kiến trúc mô tả mỗi thành phần cần làm gì và chúng
tương tác với nhau như thế nào để hình thành các chức năng hệ thống
• Thiết kế chi tiết (vật lý)

 Thiết kế từng thành phần

 Tài liệu thiết kế chi tiết mô tả mỗi thành phần và cả hệ thống phải làm
cái nó cần làm như thế nào

 Các hoạt động của thiết kế
03/05/2018
9
Các phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống hiện đại
Thiết kế hệ thống

 Tài liệu của pha thiết kế kiến trúc là mô hình kiến trúc
• Đặc tả thành phần, mô tả cái mà thành phần phải làm bằng
cách chỉ ra giao diện giữa các thành phần
• Mô hình hệ thống ở đây chủ yếu mô tả “what”, ít mô tả
“how”

 Thiết kế chi tiết thực hiện nhiều bước làm mịn mô
hình kiến trúc

 Mô hình thiết kế chi tiết mô tả:
• thiết kế chức năng của mỗi thành phần
• thiết kế giao diện của mỗi thành phần

 Mô hình hệ thống tại mức này được xem như hệ thống
cốt lõi
• nó là cụ thể
• phụ thuộc cài đặt
• xác định “How”
Các phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống hiện đại
Lập trình và kiểm thử modun

 Mỗi thành phần trong pha thiết kế được
hiện thực thành một modun chương trình

 Kiểm chứng hay kiểm thử mỗi modun
chương trình theo đặc tả có từ pha thiết
kế
03/05/2018
10
Các phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống hiện đại
Tích hợp và kiểm thử hệ thống

 Tổ hợp các modun chương trình thành hệ
thống

 Kiểm thử hệ thống chương trình để đảm
bảo đáp ứng đầy đủ yêu cầu

 Khi người phát triển thỏa mãn với sản
phẩm
• khách hàng kiểm thử hệ thống

 Pha này kết thúc khi khách hàng chấp
nhận sản phẩm
Các phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống hiện đại
Bảo trì hệ thống

 Pha này bắt đầu khi hệ thống được cài đặt sử
dụng thực tế, sau khi đã cấp phát sản phẩm cho
khách hàng

 Bảo trì bao gồm mọi thay đổi sản phẩm để khách
hàng đồng ý rằng họ đã thỏa mãn với sản phẩm.

 Bảo trì bao gồm
• Sửa phần mềm

 loại bỏ các lỗi mà không phát hiện trong các pha trước đó
• Nâng cấp phần mềm

 Hiệu năng: Bổ sung chức năng, tăng tốc độ thực hiện chương
trình

 Thích nghi: Các thay đổi cho phù hợp với môi trường phần
mềm hoạt động thay đổi, thí dụ yêu cầu mới của chính phủ

 Thời gian trung bình:
• sửa lỗi 17,5%, hiệu năng 60%, thích nghi 18%.
03/05/2018
11
Các phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống hiện đại
Tiến trình phát triển hệ thống

 Khái niệm

 Các mô hình phát triển
• Mô hình thác nước (Waterfall).
• Chu trình tăng trưởng
• Chu trình xoắn ốc

 Các tiếp cận phát triển hệ thống

 Quy trình phát triển hợp nhất
Các phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống hiện đại
Mô hình thác nước

 Do Royce đề xuất năm 1970
03/05/2018
12
Các phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống hiện đại
Chu trình tăng trưởng

 Do D.R.Graham đề xuất năm 1989
Các phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống hiện đại
Chu trình xoắn ốc

 Do Boehm đề xuất năm 1988
03/05/2018
13
Các phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống hiện đại
Các tiếp cận trong phát triển hệ thống

 Cách tiếp cận hướng chức năng
(Functional – Oriented)

 Cách tiếp cận hướng đối tượng (Object –
Oriented)
Các phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống hiện đại
Cách tiếp cận hướng chức năng

 Dựa vào chức năng, nhiệm vụ là chính

 Phân rã chức năng và làm mịn dần theo cách từ trên xuống
(top – down)
• Bị ảnh hưởng bởi các ngôn ngữ lập trình ALGOL, Pascal, C
• Các hàm của hệ thống phần mềm được xem như tiêu chí cơ sở khi
phân rã

 Tách chức năng khỏi dữ liệu

 Các đơn thể chức năng trao đổi với nhau bằng cách truyền
tham số hay sử dụng dữ liệu chung.
03/05/2018
14
Các phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống hiện đại
Cách tiếp cận hướng chức năng

 Tiến trình phát triển tập trung vào thông tin mà
hệ thống quản lý
• Người phát triển hệ thống hỏi người sử dụng cần thông
tin gì
• Thiết kế CSDL để lưu trữ thông tin
• Xây dựng màn hình nhập liệu
• Hiển thị báo cáo

 Chỉ tập trung vào thông tin, ít quan tâm đến cái
gì thực hiện với thông tin hay hành vi hệ thống

 Tiệm cận này gọi là tiệm cận hướng dữ liệu
• Đã được áp dụng nhiều năm và tạo ra hàng ngàn hệ
thống
• Thuận tiện cho thiết kế CSDL
• Bất tiện cho xây dựng các hệ thống tác nghiệp

 yêu cầu hệ thống thay đổi theo thời gian
Các phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống hiện đại
Cách tiếp cận hướng chức năng

 Các hạn chế của tiếp cận hướng chức năng:
• Sản phẩm hình thành từ giải pháp này khó bảo trì

 Mọi chức năng đều chia sẻ khối dữ liệu lớn

 Các chức năng phải hiểu rõ dữ liệu được lưu trữ thế nào

 Khi thay đổi cấu trúc dữ liệu kéo theo thay đổi mọi hàm
liên quan
• Tiến trình phát triển không ổn định

 Thay đổi yêu cầu kéo theo thay đổi các chức năng

 Rất khó bảo toàn kiến trúc thiết kế ban đầu khi hệ
thống tiến hóa
• Tiếp cận này không hỗ trợ lập trình bằng ngôn ngữ
hướng đối tượng như C++, Java, Smalltalk,...
03/05/2018
15
Các phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống hiện đại
Cách tiếp cận hướng đối tượng

 Mục tiêu: đưa ra những sản phẩm phần
mềm tin cậy, dễ mở rộng, dễ thích
nghi, phù hợp với các yêu cầu của
khách hàng.

 Các đặc trưng
• Đặt trọng tâm vào dữ liệu (thực thể)
• Xem hệ thống như là một tập các thực thể, các đối
tượng
• Các lớp đối tượng trao đổi với nhau bằng các thông
điệp
• Đảm bảo tính mở và thích nghi
• Hỗ trợ sử dụng lại và cơ chế kế thừa
Các phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống hiện đại
Cách tiếp cận hướng đối tượng

 Các nguyên tắc hướng đối tượng
• Tính kế thừa
• Tính đa hình
• Tính đóng gói
• Tính trừu tượng
03/05/2018
16
Các phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống hiện đại
Phát triển ngôn ngữ lập trình
Các phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống hiện đại
Quy trình phát triển hợp nhất

 Rational Unified Process - RUP
• Là Software Engineering process
• Là sản phẩm tiến trình (process product) do
Rational Software phát triển và bảo trì (2012)
• RUP hỗ trợ các hoạt động giữa các nhóm, phân
chia công việc cho thành viên trong nhóm,
trong từng giai đoạn của quá trình phát triển
phần mềm
• RUP sử dụng hệ thống ký hiệu trực quan của
UML
03/05/2018
17
Các phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống hiện đại
Quy trình phát triển phần mềm

 Các tiến trình (pha)
• Khởi đầu
• Triển khai
• Xây dựng
• Chuyển giao

 Các công đoạn
• Mô hình hóa nghiệp vụ
• Xác định yêu cầu
• Phân tích và thiết kế
• Cài đặt
• Kiểm thử
• Triển khai
• Quản lý cấu hình và thay
đổi
• Quản lý dự án
• Quản lý môi trường
Các phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống hiện đại
Quy trình phát triển phần mềm

 Các tiến trình (pha)
• Khởi đầu
• Triển khai
• Xây dựng
• Chuyển giao

 Các công đoạn
• Mô hình hóa nghiệp vụ
• Xác định yêu cầu
• Phân tích và thiết kế
• Cài đặt
• Kiểm thử
• Triển khai
• Quản lý cấu hình và thay
đổi
• Quản lý dự án
• Quản lý môi trường
03/05/2018
18
Các phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống hiện đại
Tiến trình 10 bước