Bài giảng Nhập môn công nghệ phần mềm (Introduction to software engineering) - Chương 8: Xây dựng phần mềm

 Chương 8: Xây dựng phần mềm
 NHẬP MÔN • 1. Khái niệm
 CÔNG NGHỆ PHẦN MỀM
 (INTRODUCTION TO SOFTWARE 
 ENGINEERING)
 1 2
1 2
 1. Khái niệm Mục tiêu của lập trình
 • Mã hóa là quá trình chuyển đổi thiết kế của một hệ thống • 1. Để chuyển thiết kế của hệ thống sang ngôn ngữ máy, 
 sang một ngôn ngữ máy. thực hiện các tác vụ theo chỉ định của thiết kế.
 • Giai đoạn viết mã này liên quan đến việc chuyển đặc tả 
 thiết kế thành mã nguồn. • 2. Để giảm chi phí của các giai đoạn sau: Chi phí kiểm 
 • Việc biên soạn tài liệu đi kèm với mã nguồn là cần thiết để tra và bảo trì có thể giảm đáng kể với việc mã hóa hiệu 
 có thể dễ dàng xác minh sự phù hợp giữa mã với bản đặc tả quả.
 của nó. • 3. Làm cho chương trình dễ đọc hơn: Chương trình 
 • Công việc mã hóa được thực hiện bởi lập trình viên là phải dễ đọc và dễ hiểu. Việc mã hóa cần đảm bảo mục 
 người độc lập với người thiết kế. Mục tiêu không phải là tiêu làm tăng khả năng hiểu mã và đọc mã trong quá 
 giảm nỗ lực và chi phí của giai đoạn mã hóa, mà là để cắt 
 giảm chi phí của các giai đoạn sau. trình tạo ra phần mềm dễ bảo trì.
 • Chi phí kiểm thử và bảo trì có thể được giảm đáng kể với Để tiến hành việc cài đặt thiết kế, cần phải sử dụng ngôn 
 việc mã hóa hiệu quả. ngữ lập trình bậc cao.
 3 4
3 4
 Translating from High-level Language 
 2. Lịch sử ngôn ngữ lập trình
 to Binary
 • Các ngôn ngữ thế hệ thứ nhất:
 – Ngôn ngữ lập trình mã máy (machine code)
 – Ngôn ngữ lập trình assembly
 • Các ngôn ngữ thế thế thứ hai:
 Total = 0 10111000 
 Current = 100 101110001 00000000 – FOTRAN, COBOL, ALGOL, BASIC
 do while current 0 Translation 01100100
 Total = Total + Current 00000001 11001000 – Phát triển 1950-1970
 Current = Current - 1 Program 01001001
 Loop 01110101 11111011 • Các ngôn ngữ thế hệ thứ ba
 – Ngôn ngữ lập trình cấp cao vạn năng (cấu trúc)
 – Lập trình hướng đối tượng
 High level Machine language
 language program progam – Lập trình hướng suy diễn – logic
 • Các ngôn ngữ thế hệ thứ tư
 5 6
5 6
 Các loại ngôn ngữ lập trình Các đặc điểm của ngôn ngữ lập trình
 Procedural: Các chương trình nguyên khối chạy từ đầu đến 
 cuối và không có sự can thiệp của người dùng ngoài đầu 
 vào
 Basic, QBasic, QuickBasic
 COBOL
 FORTRAN
 C
 Object Oriented/Event Driven (OOED): Các chương trình sử 
 dụng các objects để đáp ứng các sự kiện (events); sử dụng 
 các đoạn mã cho mỗi object
 JAVA
 Visual Basic
 Visual Basic for Applications (VBA)
 Visual C++
 7 8
7 8
 3. Các công cụ lập trình Các công cụ lập trình
 • Môi trường: DOS, WINDOWS, UNIX/LINUX • Công cụ lập trình C/C++:
 – Turbo C
 • Editors, Compilers, Linkers, Debuggers – Visual Studio
 – Eclipse
 • TURBO C, PASCAL • Công cụ lập trình Java
 • MS C, Visual Basic, Visual C++, ASP – Eclipse
 – Netbean
 • UNIX/LINUX: C/C++, gcc (Gnu C Compiler) • Công cụ lập trình C#, .NET
 – Visual Studio.NET
 • JAVA, CGI, perl – MSDN Library
 • C#, .NET • Công cụ lập trình web
 – Visual Studio và SQL Server
 9 10
9 10
 4. Quy trình lập trình Các bước trong lập trình
 • Xác định bài toán • Lập trình
 – Đầu vào • Kiểm tra thuật toán đã được cài đặt
 – Đầu ra
 • Thực hiện chương trình trên máy tính
 • Các bước xử lý để tạo kết quả
 – Compile
 – Correct syntax errors
 Input Processing Output
 Num-1 Read 3 numbers Total – Run program with test data
 Num-2 Add numbers together – Correct logic errors
 Num-3 Print Total number • Viết tài liệu
11 12
 Phương pháp lập trình có cấu trúc Phương pháp lập trình có cấu trúc
 • Chia toàn bộ chương trình thành các mô-đun nhỏ để chương trình 
 • Outline Solution trở nên dễ hiểu. Mục đích của lập trình cấu trúc là tuyến tính hóa 
 luồng điều khiển thông qua một chương trình máy tính sao cho 
 – Nhiệm vụ chính trình tự thực thi tuân theo trình tự mà mã được viết.
 – Các bước xử lý chính • Cấu trúc động của chương trình giống với cấu trúc tĩnh của chương 
 trình. Điều này nâng cao khả năng đọc, khả năng kiểm tra và khả 
 – Các cấu trúc điều khiển chính (vòng lặp, rẽ nhánh, năng sửa đổi của chương trình. Luồng kiểm soát tuyến tính này có 
 thể được quản lý bằng cách hạn chế tập hợp các cấu trúc ứng dụng 
 v.v.) được phép thành một mục nhập duy nhất, các định dạng lối ra duy 
 nhất.
 – Các biến chính • Chúng tôi sử dụng lập trình có cấu trúc vì nó cho phép người lập 
 trình hiểu chương trình một cách dễ dàng. Nếu một chương trình 
 bao gồm hàng nghìn lệnh và một lỗi xảy ra thì rất phức tạp để tìm ra 
 lỗi đó trong toàn bộ chương trình, nhưng trong lập trình có cấu 
 trúc, chúng ta có thể dễ dàng phát hiện lỗi và sau đó đến vị trí đó và 
 sửa nó. Điều này giúp tiết kiệm rất nhiều thời gian.
 14
13 14
 Lập trình có cấu trúc Rule 1: Code Block
 • Nếu điều kiện đầu vào đúng, nhưng điều 
 • Cho phép người lập trình hiểu chương trình kiện thoát sai thì lỗi đó phải nằm trong 
 khối. Điều này không đúng nếu việc thực 
 một cách dễ dàng. thi được phép nhảy vào một khối (do đó lỗi 
 có thể ở bất kỳ đâu trong chương trình, gỡ 
 • Trong lập trình có cấu trúc, chúng ta có thể dễ lỗi trong những trường hợp này khó hơn 
 dàng phát hiện lỗi và tìm đến vị trí để sửa nó. nhiều).
 • Rule 1 of Structured Programming: Một 
 • khối mã được cấu trúc, như thể hiện trong 
 Điều này giúp tiết kiệm rất nhiều thời gian. hình. Trong điều kiện biểu đồ luồng, một 
 hộp có một điểm vào và một điểm thoát 
 được cấu trúc. Lập trình có cấu trúc là một 
 phương pháp làm rõ ràng rằng chương 
 trình là đúng.
 15 16
15 16
 Rule 2: Sequence Rule Three: Alternation
 • Một chuỗi khối là đúng • Rule 3 of Structured 
 nếu điều kiện thoát của 
 mỗi khối khớp với điều Programming: Tùy 
 kiện vào của khối sau. chọn If-then-else, 
 • Toàn bộ chuỗi có thể được mỗi lựa chọn là một 
 coi là một khối duy nhất, khối mã. Cấu trúc rẽ 
 có điểm vào và điểm ra.
 nhánh được sử 
 • Rule 2 of Structured 
 Programming: Hai hoặc dụng để đáp ứng 
 nhiều khối được kết nối điều kiện thoát.
 liền nhau
 17 18
17 18
 Rule 4: Iteration Rule 5: Nested Structures
 • Rule 4 of Structured • Rule 5 of Structured Programming: Một cấu 
 Programming: Vòng lặp 
 (trong khi) gồm một điểm trúc có một điểm vào và ra duy nhất
 vào và một điểm ra. Điểm 
 vào có điều kiện phải được 
 thỏa mãn và điểm ra có các 
 yêu cầu sẽ được đáp ứng. 
 Không có bước nhảy vào 
 biểu mẫu từ các điểm bên 
 ngoài của mã.
 19 20
19 20
 Object-Oriented Event-driven 
 Programming (OOED) OOED Programming Process
 OOED sử dụng các đối tượng objects, hoặc các modules độc Quy trình sáu bước để viết một chương trình máy tính 
 lập kết hợp dữ liệu và mã chương trình để chuyển các OOED:
 message cho nhau. 1. Xác định vấn đề.
 OOED dễ làm việc hơn vì nó trực quan hơn các phương pháp 2. Tạo giao diện
 lập trình truyền thống. 3. Phát triển logic cho các đối tượng hành động
 Ví dụ: Visual Basic
 4. Viết và kiểm tra mã cho các đối tượng hành động
 Người dùng có thể kết hợp các đối tượng một cách tương đối dễ 
 dàng để tạo ra các hệ thống mới hoặc mở rộng các hệ thống 5. Kiểm tra dự án tổng thể
 hiện có. 6. Làm tài liệu 
 Thuộc tính của đối tượng là thuộc tính liên kết với một đối tượng. Bất kể một chương trình được viết tốt như thế nào, mục 
 Phương thức của đối tượng là những hoạt động mà đối tượng có tiêu sẽ không đạt được nếu chương trình không giải 
 thể thực hiện. quyết được vấn đề (sai).
 Đối tượng phản hồi các sự kiện. 
 21 22
21 22
 Step One: Define Problem Ví dụ. Giao diện tính toán doanh thu
 • Trước khi tạo ứng dụng máy tính để giải quyết một vấn đề, 
 trước tiên cần phải xác định rõ nó.
 • Cần xác định đầu vào và đầu ra.
 • Phải xác định dữ liệu được đưa vào chương trình và kết quả 
 được xuất ra từ nó.
 • Phác thảo giao diện (giao tiếp) ứng dụng.
 • Xác định các hành động của các đối tượng cần mã hóa.
 23 24
23 24
 Calculate Revenue Interface - Input
 Step Two: Create Interface
 • Ví dụ: tạo giao diện tính toán doanh thu.
 – button for action
 – inputBox for input (Selling Price) 
 – inputBox for input (Units Sold) 
 – MessageBox for output
 25 26
25 26
 Calculate Revenue Interface -
 Output Step Three: Develop Logic for Action 
 Objects
 • Xác định mỗi đối tượng hành động làm gì 
 để phản ứng với các sự kiện. Đây là logic 
 cho từng đối tượng.
 • Sử dụng Bảng Nhập / Xử lý / Đầu ra (IPO) 
 và Mã giả để phát triển logic
 • Bảng IPO hiển thị các đầu vào, đầu ra và 
 quá trình xử lý để chuyển đầu vào thành 
 đầu ra
 27 28
27 28
 Pseudocode for Count High Values Button
 IPO Table for Calculate Revnue Button Begin procedure
 Input Selling Price 
 Input Quantity Sold
 Input Processing Output Revenue = Selling Price x Quantity Sold
 Unit Price revenue = unitPrice X quantitySold Revenue Output Revenue
 Quantity Sold End procedure
 29 30
29 30
 VBA Code for Calculate Revenue Button
 Step Four: Write and Test Code of 
 Action Objects Sub CalculateRevenue()
 Dim unitPrice As Currency
 Dim quantitySold As Integer
 • Chuyển đổi logic được thể hiện trong mã giả sang ngôn Dim revenue As Currency
 ngữ lập trình (sử dụng bộ từ vựng và cú pháp của một 
 ngôn ngữ). ' Get the user's inputs, then calculate revenue.
 unitPrice = InputBox("Enter the unit selling price.", "Selling price")
 • Kiểm tra và sửa mã đối tượng được viết, giai đoạn này quantitySold = InputBox("Enter the number of units sold.", "Units sold")
 được gọi là gỡ lỗi. revenue = unitPrice * quantitySold
 ' Report the results.
 MsgBox "The revenue from this product was " & Format(revenue, "$#,##0") _
 & ".", vbInformation, "Revenue"
 End Sub
 31 32
31 32
 Step Five: Test Overall Project Step Six: Document Project in Writing
 • Tài liệu bao gồm các mô tả bằng hình ảnh và văn 
 • Kiểm tra toàn bộ project cần đảm bảo mỗi câu lệnh bản của phần mềm trong đó chứa các mô tả phần 
 phải hoàn toàn chính xác nếu không thì chương lập trình và các mô tả hoặc hướng dẫn bên ngoài.
 trình có thể sẽ có lỗi. • Tài liệu là cần thiết vì dù sớm hay muộn, chương 
 • Cần đảm bảo chương trình được kiểm tra trên môi trình sẽ cần được bảo trì (sửa lỗi, thêm tính năng 
 trường và dữ liệu thực thi thực tế mà chương trình mới, xử lý các vấn đề chưa từng nghĩ tới, v.v.) Điều 
 sẽ được sử dụng. này KHÔNG thể thực hiện được nếu không có tài 
 liệu.
 • Tài liệu có thể bao gồm sách, hướng dẫn sử dụng 
 và các mục tiêu của phần mềm.
 33 34
33 34
 5. Quy ước viết mã Hướng dẫn viết mã
 • Nguyên tắc viết mã cung cấp cho lập trình viên 
 một tập hợp các phương pháp 
 • làm cho các chương trình đễ đọc và bảo trì.
 35 36
35 36
 Hướng dẫn viết mã Hướng dẫn viết mã
 1. Line Length: It is considered a good practice to keep the 
 length of source code lines at or below 80 characters. Lines 
 longer than this may not be visible properly on some 
 terminals and tools. Some printers will truncate lines longer 
 than 80 columns.
 2. Spacing: The appropriate use of spaces within a line of code 
 can improve readability. Example:
 Bad: cost=price+(price*sales_tax)
 fprintf(stdout ,"The total cost is %5.2f\n",cost);
 Better: cost = price + ( price * sales_tax )
 fprintf (stdout,"The total cost is %5.2f\n",cost);
 3. The code should be well-documented: As a rule of thumb, 
 there must be at least one comment line on the average for 
 every three-source line.
 37 38
37 38
 Hướng dẫn viết mã Phong cách lập trình
 4. The length of any function should not exceed 10 source • Các kỹ thuật được sử dụng để viết mã nguồn cho một 
 lines: A very lengthy function is generally very difficult to chương trình. Hầu hết các phong cách lập trình được thiết 
 understand as it possibly carries out many various functions. kế để giúp lập trình viên nhanh chóng đọc và hiểu chương 
 For the same reason, lengthy functions are possible to have a trình cũng như tránh mắc lỗi.
 disproportionately larger number of bugs. • Một phong cách viết mã tốt có thể khắc phục nhiều khiếm 
 5. Do not use goto statements: Use of goto statements makes khuyết của ngôn ngữ lập trình.
 a program unstructured and very tough to understand. • Mục tiêu của phong cách lập trình tốt là cung cấp mã đơn 
 6. Inline Comments: Inline comments promote readability. giản và dễ hiểu.
 7. Error Messages: Error handling is an essential aspect of • Phong cách lập trình được sử dụng trong một chương trình 
 computer programming. This does not only include adding the khác nhau có thể bắt nguồn từ các tiêu chuẩn mã hóa hoặc 
 necessary logic to test for and handle errors but also involves quy ước mã của một công ty hoặc tổ chức máy tính khác, 
 making error messages meaningful. cũng như sở thích của lập trình viên thực tế.
 39 40
39 40
 Phong cách lập trình Phong cách lập trình
 • 1. Clarity and simplicity of Expression: The programs should be 
 designed in such a manner so that the objectives of the program is 
 clear.
 • 2. Naming: In a program, you are required to name the module, 
 processes, and variable, and so on. Care should be taken that the 
 naming style should not be cryptic and non-representative.
 • For Example: a = 3.14 * r * r
 area of circle = 3.14 * radius * radius;
 • 3. Control Constructs: It is desirable that as much as a possible 
 single entry and single exit constructs used.
 • 4. Information hiding: The information secure in the data 
 structures should be hidden from the rest of the system where 
 possible. Information hiding can decrease the coupling between 
 modules and make the system more maintainable.
 41 42
41 42
 Phong cách lập trình
 • 5. Nesting: Deep nesting of loops and conditions greatly harm the static 
 and dynamic behavior of a program. It also becomes difficult to 
 understand the program logic, so it is desirable to avoid deep nesting.
 • 6. User-defined types: Make heavy use of user-defined data types like 
 enum, class, structure, and union. These data types make your program 
 code easy to write and easy to understand.
 • 7. Module size: The module size should be uniform. The size of the 
 module should not be too big or too small. If the module size is too large, 
 it is not generally functionally cohesive. If the module size is too small, it 
 leads to unnecessary overheads.
 • 8. Module Interface: A module with a complex interface should be 
 carefully examined.
 • 9. Side-effects: When a module is invoked, it sometimes has a side effect 
 of modifying the program state. Such side-effect should be avoided where 
 as possible.
 43
43