Bài giảng Phân tích hệ thống – mô hình khái niệm và biểu đồ lớp
Mô hình khái niệm – mô hình đối tượng
1.1 Đối tượng và lớp
Trong mô hình hóa hướng đối tượng, những phần tử cấu
thành căn bản nhất của mô hình là lớp, đối tượng và
mối quan hệ giữa chúng với nhau.
Lớp và đối tượng sẽ mô hình hóa những gì có trong hệ
thống mà chúng ta muốn miêu tả, các mối quan hệ sẽ
biểu thị cấu trúc.
Khi sử dụng lập trình hướng đối tượng để xây dựng các
hệ thống phần mềm thì lớp và các mối quan hệ của
chúng là các thông tin cơ bản để xây dựng sản phẩm
phần mềm.
41. Mô hình khái niệm – mô hình đối tượng
1.2 Trạng thái, ứng xử và nhận diện của đối tượng
Cho đến nay, lớp là không có gì mới. Darwin là người đã
sử dụng các lớp để mô tả các nhóm sinh vật. Ông nhóm
các loài vào các lớp để mô tả lý thuyết tiến hóa.
Thiết kế hướng đối tượng phân loại thông tin một cách
tương tự. Song UML cung cấp một điều mới: một sự
phân biệt rõ ràng giữa lớp và đối tượng.
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Trang 8
Trang 9
Trang 10
Tải về để xem bản đầy đủ
Tóm tắt nội dung tài liệu: Bài giảng Phân tích hệ thống – mô hình khái niệm và biểu đồ lớp
tả các thuộc tính và hành vi chung cho các lớp khác. Trong hệ thống phân cấp lớp trong hình dưới đây, rất khó để tưởng tượng các đối tượng của phương tiện – vehicle, khác với. các lớp con là car- xe hơi hay boat - chiếc thuyền. Tuy nhiên, lớp Vehicle nắm bắt sự tương đồng giữa xe và thuyền. Vehicle đại diện cho một lớp trừu tượng, mà không có bất kỳ đối tượng, nhưng cho thấy đặc điểm chung của các lớp con. Một lớp có thể được xác định là trừu tượng bằng cách đặt từ khóa {abstract} trong khoang tên của lớp 80 3. Mối quan hệ giữa các lớp đối tượng 3.2 Quan hệ khái quát hóa và chuyên biệt hóa 81 Loại cấu trúc lớp như vậy được gọi là một cấu trúc hình cây hoặc cấu trúc phân cấp. Khi chúng ta dịch chuyển từ điểm xuất phát của cây xuống dưới, chúng ta sẽ gặp các khái niệm càng ngày càng được chuyên biệt hóa. Theo con đường đi từ dưới lên các lớp được khái quát dần. 3. Mối quan hệ giữa các lớp đối tượng 3.2 Quan hệ khái quát hóa và chuyên biệt hóa 82 Tạo lớp trừu tượng Lớp Vehicle đứng đầu cây cấu trúc và được gọi là lớp căn bản. Lớp căn bản của một cây cấu trúc chứa những thuộc tính đã được khái quát hóa và có thể được áp dụng cho mọi lớp dẫn xuất từ nó. Trong quá trình khái quát hóa, các thuộc tính được dùng chung trong các lớp chuyên biệt được đưa lên lớp cha. Lớp cha về cuối được tạo bởi các thuộc tính chung của tất cả các lớp dẫn xuất từ nó. 3. Mối quan hệ giữa các lớp đối tượng 3.2 Quan hệ khái quát hóa và chuyên biệt hóa 83 Tạo lớp trừu tượng Các lớp Car và Boat là hai lớp chuyên biệt dẫn xuất từ lớp Vehicle. Chúng có những thuộc tính chuyên biệt riêng của chúng bên cạnh phương thức chung drive() mà chúng thừa kế. 3. Mối quan hệ giữa các lớp đối tượng 3.2 Quan hệ khái quát hóa và chuyên biệt hóa 84 Lớp cụ thể Lớp cụ thể (concrete class) là những lớp có thể thực thể hóa. Như đã nói từ trước, các lớp cụ thể khi thực thể hóa được gọi là các đối tượng. Trong ví dụ trên, các lớp Car và Boat có thể được thực thể hóa thành đối tượng. Tương tự đối với account tiết kiệm và account bình thường. 3. Mối quan hệ giữa các lớp đối tượng 3.2 Quan hệ khái quát hóa và chuyên biệt hóa Tổng kết về phát triển cây cấu trúc Cơ chế khái quát hóa dùng chung thuộc tính và thủ tục được gọi là tính thừa kế (inheritance). Sử dụng tính thừa kế sẽ dẫn tới việc phát triển một cây cấu trúc. Nên phát hiện những ứng xử (behaviour) chung trong một loạt lớp rồi thể hiện nó thành một lớp cha. Sự khác biệt trong ứng xử của cùng một lớp sẽ dẫn tới việc tạo ra các lớp con. 85 3. Mối quan hệ giữa các lớp đối tượng 3.2 Quan hệ khái quát hóa và chuyên biệt hóa Tổng kết về phát triển cây cấu trúc Khi phát triển cây cấu trúc, hãy quan sát ứng xử của các lớp. Trong trường hợp có một thuộc tính hay phương thức tồn tại từ một lớp cụ thể đến tất cả các lớp con của một lớp cha, nên chuyển thuộc tính hay phương thức này lên lớp cha. Nếu tồn tại một thuộc tính hay phương thức trong một lớp nào đó và một lớp cha, hãy chuyên biệt hóa và nâng cao cấu trúc để xác định xem liệu thuộc tính hay phương thức này có được áp dụng cho tất cả các lớp con của lớp cha đó hay không. Nếu có thì gán nó vào lớp cha, nếu không thì dịch xuống cho những lớp con phù hợp. 86 3. Mối quan hệ giữa các lớp đối tượng 3.2 Quan hệ khái quát hóa và chuyên biệt hóa Tổng kết về phát triển cây cấu trúc 87 3. Mối quan hệ giữa các lớp đối tượng 3.3 Quan hệ phụ thuộc và nâng cấp Quan hệ phụ thuộc (dependency) là một sự liên quan ngữ nghĩa giữa hai phần tử mô hình, một mang tính độc lập và một mang tính phụ thuộc Mọi sự thay đổi trong phần tử độc lập sẽ ảnh hưởng đến phần tử phụ thuộc. Phần tử mô hình ở đây có thể là một lớp, một gói (package), một Use Case, .v.v... Có thể nêu một vài ví dụ cho sự phụ thuộc như: một lớp lấy tham số là đối tượng của một lớp khác, một lớp truy nhập một đối tượng toàn cục của một lớp khác, một lớp gọi một thủ tục thuộc thuộc một lớp khác. Trong tất cả các trường hợp trên đều có một sự phụ thuộc của một lớp này vào một lớp kia, mặc dù chúng không có liên hệ rõ ràng với nhau. 88 3. Mối quan hệ giữa các lớp đối tượng 3.3 Quan hệ phụ thuộc và nâng cấp Quan hệ phụ thuộc được thể hiện bằng đường thẳng gạch rời với mũi tên (và có thể thêm một nhãn) giữa các phần tử mô hình. 89 3. Mối quan hệ giữa các lớp đối tượng 3.3 Quan hệ phụ thuộc và nâng cấp Quan hệ Nâng cấp (refinement) là một quan hệ giữa hai lời miêu tả của cùng một sự vật, nhưng ở những mức độ trừu tượng hóa khác nhau. Nâng cấp có thể là mối quan hệ giữa một loại đối tượng và lớp thực hiện nó. Các nâng cấp thường gặp khác là quan hệ giữa một lớp phân tích (trong mô hình phân tích) và một lớp thiết kế (trong mô hình thiết kế) đều mô hình hóa cùng một thứ, quan hệ giữa một lời miêu tả có mức trừu tượng hóa cao và một lời miêu tả có mức trừu tượng hóa thấp (ví dụ một bức tranh khái quát của một sự cộng tác động và một biểu đồ chi tiết của cũng cộng tác đó). 90 3. Mối quan hệ giữa các lớp đối tượng 3.3 Quan hệ phụ thuộc và nâng cấp Quan hệ Nâng cấp (refinement) là một quan hệ giữa hai lời miêu tả của cùng một sự vật, nhưng ở những mức độ trừu tượng hóa khác nhau. Nâng cấp có thể là mối quan hệ giữa một loại đối tượng và lớp thực hiện nó. Các nâng cấp thường gặp khác là quan hệ giữa một lớp phân tích (trong mô hình phân tích) và một lớp thiết kế (trong mô hình thiết kế) đều mô hình hóa cùng một thứ, quan hệ giữa một lời miêu tả có mức trừu tượng hóa cao và một lời miêu tả có mức trừu tượng hóa thấp (ví dụ một bức tranh khái quát của một sự cộng tác động và một biểu đồ chi tiết của cũng cộng tác đó). 91 3. Mối quan hệ giữa các lớp đối tượng 3.3 Quan hệ phụ thuộc và nâng cấp Quan hệ nâng cấp còn được sử dụng để mô hình hóa nhiều mức thực thi của cùng một thứ (một thực thi đơn giản và một thực thi phức tạp hơn, hiệu quả hơn). Quan hệ nâng cấp được thể hiện bằng đường thẳng gạch rời (dashed line) với mũi tên rỗng, xem ví dụ sau 92 3. Mối quan hệ giữa các lớp đối tượng 3.3 Quan hệ phụ thuộc và nâng cấp Quan hệ nâng cấp được sử dụng trong việc phối hợp mô hình. Trong các dự án lớn, mọi mô hình đều cần phải được phối hợp với nhau. Phối hợp mô hình được sử dụng nhằm mục đích: Chỉ ra mối liên quan giữa các mô hình ở nhiều mức độ trừu tượng khác nhau. Chỉ ra mối liên quan giữa các mô hình ở nhiều giai đoạn khác nhau (phân tích yêu cầu, phân tích, thiết kế, thực thi). Hỗ trợ việc quản trị cấu hình. 93 3. Mối quan hệ giữa các lớp đối tượng 3.4 Tìm các quan hệ Thường sẽ có nhiều mối quan hệ giữa các đối tượng trong một hệ thống. Quyết định quan hệ nào cần phải được thực thi là công việc thụôc giai đoạn thiết kế. Có thể tìm các mối quan hệ qua việc nghiên cứu các lời phát biểu vấn đề, các yêu cầu. Giống như danh từ đã giúp chúng ta tìm lớp, các động từ ở đây sẽ giúp ta tìm ra các mối quan hệ. 94 3. Mối quan hệ giữa các lớp đối tượng 3.4 Tìm các quan hệ Một vài chỉ dẫn tìm quan hệ: Vị trí về mặt vật lý hoặc sự thay thế, đại diện: Mỗi cụm động từ xác định hay biểu lộ một vị trí đều là một biểu hiện chắc chắn cho quan hệ. Ví dụ: tại địa điểm, ở trong Sự bao chứa: Cụm động từ biểu lộ sự bao chứa, ví dụ như: là thành phần của... Giao tiếp: Có nhiều cụm động từ biểu lộ sự giao tiếp, ví dụ trao đổi thông tin điệp, nói chuyện với Quyền sở hữu: Ví dụ thuộc về, của Thoả mãn một điều kiện: Những cụm từ như: làm việc cho, là chồng/vợ của, quản trị 95 3. Mối quan hệ giữa các lớp đối tượng 3.4 Tìm các quan hệ Xử lý các quan hệ không cần thiết Sau khi tìm các mối quan hệ, bước tiếp theo đó là phân biệt các quan hệ cần thiết ra khỏi các quan hệ không cần thiết. Quan hệ không cần thiết có thể bao gồm những quan hệ bao chứa các lớp ứng viên đã bị loại trừ hoặc các quan hệ không liên quan đến hệ thống. Có những quan hệ được tạo ra nhằm mục đích tăng hiệu quả. Những quan hệ như thế là ví dụ tiêu tiểu của các chi tiết thực thi và không liên quan tới giai đoạn này. 96 3. Mối quan hệ giữa các lớp đối tượng 3.4 Tìm các quan hệ Xử lý các quan hệ không cần thiết Cần chú ý phân biệt giữa phương thức và mối quan hệ. Người ta thường có xu hướng miêu tả phương thức như là quan hệ, bởi cả quan hệ lẫn phương thức đều được dẫn xuất từ những cụm từ mang tính động từ trong bản miêu tả yêu cầu. Các phương thức đã được thể hiện sai thành quan hệ cũng cần phải được loại bỏ. Khi làm việc này, có thể áp dụng một nguyên tắc: quan hệ là kết nối mang tính tĩnh giữa các đối tượng, trong khi phương thức chỉ là thao tác xảy ra một lần. phương thức vì vậy nên được coi là phương thức đối với một đối tượng chứ không phải quan hệ giữa các lớp. 97 3. Mối quan hệ giữa các lớp đối tượng 3.4 Tìm các quan hệ Xử lý các quan hệ không cần thiết Ví dụ với "Ban quản trị ngân hàng tiếp nhận một nhân viên", động từ “tiếp nhận” thể hiện phương thức. Trong khi đó với “Một nhân viên làm việc cho hãng" thì động từ “làm việc" miêu tả quan hệ giữa hai lớp nhân viên và hãng. Trong khi cố gắng loại bỏ các quan hệ dư thừa, ta sẽ thấy có một số quan hệ dư thừa đã "lẻn vào" mô hình trong giai đoạn thiết kế. Hình sau chỉ ra một số loại quan hệ dư thừa cần đặc biệt chú trọng. 98 3. Mối quan hệ giữa các lớp đối tượng 3.4 Tìm các quan hệ Nâng cấp các quan hệ Một khi các quan hệ cần thiết đã được nhận dạng, bước tiếp theo là ngiên cứu kỹ mô hình và nâng cấp các mối quan hệ đó. Động tác nâng cấp đầu tiên là xem xét lại tên quan hệ, tên vai trò, đặt lại cho đúng với bản chất quan hệ mà chúng thể hiện. Mỗi quan hệ cần phải được suy xét kỹ về phương diện số lượng thành phần tham gia (cardinality). Sự hạn định (qualification) cho quan hệ đóng một vai trò quan trọng ở đây, bổ sung yếu tố hạn định có thể giúp làm giảm số lượng. Nếu cần thiết, hãy bổ sung các quan hệ còn thiếu. Nghiên cứu kỹ các thuộc tính, xem liệu trong số chúng có thuộc tính nào thật ra thể hiện quan hệ. 99 4. Nâng cấp mô hình Khi nâng cấp mô hình cần chú ý đến các bước sau: a) Nghiên cứu các lớp để tìm các thuộc tính và thủ tục không đồng dạng (dissimilar). Nếu có, chia nhỏ lớp thành các thành phần để tạo tính đồng nhất (harmony) trong lớp. Ví dụ với một lớp đảm nhận hai vai trò khác nhau, hãy chia nhỏ lớp này thành các lớp với những thủ tục được xác định rõ ràng. b) Nếu phát hiện thấy một chức năng không hướng tới một lớp đích nào thì đó là triệu chứng thiếu lớp. Hãy bổ sung lớp thiếu và đưa thủ tục kể trên vào lớp đó. 10 0 4. Nâng cấp mô hình Khi nâng cấp mô hình cần chú ý đến các bước sau: c) Khái quát hóa là còn chưa đủ độ nếu có các quan hệ trùng lặp (nhiều quan hệ cùng định nghĩa một quan hệ). Trong trường hợp này, cần tạo lớp cha để kết hợp các mối quan hệ đó. d) Nếu một vai trò mang một ý nghĩa đặc biệt quan trọng đối với hệ thống thì thường nó cần một lớp riêng. Một lựa chọn khác là biến định nghĩa vai trò của quan hệ này thành một lớp quan hệ. e) Nếu một lớp thiếu cả thuộc tính lẫn thủ tục hoặc quan hệ thì rất có thể đây là một lớp không cần thiết. Hãy loại bỏ những lớp đó nếu có thể. 10 1 4. Nâng cấp mô hình Khi nâng cấp mô hình cần chú ý đến các bước sau: f) Rà sát toàn bộ hệ thống để tìm những vai trò giữa các lớp còn chưa được thể hiện. Nếu có, đây là triệu chứng thiếu quan hệ. g) Nếu có một quan hệ giữa các đối tượng nhưng lại chẳng được thủ tục nào sử dụng tới thì rất có thể đây là một quan hệ không cần thiết. Ví dụ ta đã xác định một quan hệ giữa nhân viên thu ngân và khách hàng nhưng lại không có thủ tục nào được định nghĩa giữa hai người. Trong trường hợp này, rất có thể quan hệ đó là không cần thiết. 10 2 4. Nâng cấp mô hình Một số chỉ dẫn thực tế: Nghiên cứu để hiểu thấu đáo vấn đề cần giải quyết: Khi xây dựng mô hình đối tượng, không nên bắt đầu bằng cách viết ra các cấu trúc lớp, các mối quan hệ cũng như những mối quan hệ thừa kế lộ rõ trên bề mặt và đập thẳng vào mắt chúng ta. Hãy dành thời gian nghiên cứu kỹ bản chất vấn đề. Mô hình đối tượng phải được thiết kế để phù hợp với giải pháp cho vấn đề mà chúng ta nhắm tới. 10 3 4. Nâng cấp mô hình Một số chỉ dẫn thực tế: Cẩn thận khi chọn tên: Tên cần được chọn một cách cẩn thận bởi nó chứng nhận sự tồn tại các thực thể. Tên cần phải chính xác, ngắn gọn, tránh gây tranh cãi. Tên phải thể hiện tổng thể đối tượng chứ không chỉ nhắm tới một khía cạnh nào đó của đối tượng. Hãy chọn những tên nào chứa các danh từ chuyên ngành quen thuộc đối với người sử dụng. Những tên xa vời đối với người sử dụng, hoặc các thực thể được đặt tên một cách tồi tệ rất dễ gây ra nhầm lẫn. 10 4 4. Nâng cấp mô hình Một số chỉ dẫn thực tế: Cần giữ cho mô hình đối tượng được đơn giản: Hãy đi ngược lại xu hướng tạo ra các mô hình phức tạp, chúng chỉ mang lại sự nhầm lẫn, khó hiểu. Trong vòng đầu của quy trình mô hình hóa đối tượng, hãy xác định các mối quan hệ căn bản và gạt ra ngoài các chi tiết, việc xem xét tới các số lượng thành phần tham gia (Cardinality) trong quan hệ nên để dành cho giai đoạn sau; rất có thể là ở vòng thứ hai. 10 5 4. Nâng cấp mô hình Một số chỉ dẫn thực tế: Nên sử dụng các mối quan hệ hạn định bất cứ khi nào có thể. Tránh khái quát hóa quá nhiều. Thường chỉ nên hạn chế ở ba tầng khái quát. Nghiên cứu thật kỹ các mối quan hệ 1-nhiều. Chúng thường có thể được chuyển thành các quan hệ 1- 0 hoặc 1- 1. 10 6 4. Nâng cấp mô hình Một số chỉ dẫn thực tế: Tất cả các mô hình cần phải được lấy làm đối tượng cho việc tiếp tục nâng cấp. Nếu không thực hiện những vòng nâng cấp sau đó, rất có thể mô hình của chúng ta sẽ thiếu hoàn chỉnh. Động tác để cho người khác xem xét lại mô hình là rất quan trọng. Thường sự liên quan quá gần với mô hình sẽ khiến chúng không nhận những ra khiếm khuyết của nó. Một cái nhìn vô tư trong trường hợp này là rất cần thiết. 10 7 4. Nâng cấp mô hình Một số chỉ dẫn thực tế: Không nên mô hình hóa các mối quan hệ thành thuộc tính. Nếu điều này xảy ra, ta thường có thể nhận thấy triệu chứng là mô hình thiếu quan hệ. Thêm vào đó, đã có lúc ta bỏ qua sự cần thiết của một yếu tố hạn định. Việc viết tài liệu cho mô hình là vô cùng quan trọng. Các tài liệu cần phải nắm bắt thấu đáo những nguyên nhân nằm đằng sau mô hình và trình bày chúng chính xác như có thể. 10 8 Tóm tắt Phân tích hệ thống – Mô hình khái niệm và biểu đồ lớp 4.1 Mô hình khái niệm – mô hình đối tượng 4.2 Xác định các lớp, đối tượng 4.3 Mối quan hệ giữa các lớp đối tượng 4.4 Nâng cấp mô hình 10 9 DISCUSSION – CÂU HỎI https://sites.google.com/site/daonamanhedu/teac hing/objectorientedanalysisanddesign 110
File đính kèm:
- bai_giang_phan_tich_he_thong_mo_hinh_khai_niem_va_bieu_do_lo.pdf