Bài giảng Nhập môn Công nghệ học phần mềm: Phần 4

Nh pậ môn Công nghệ h cọ Ph nầ m mề Introduction to Software Engineering

Department of Software Engineering Faculty of Information Technology Hanoi University of Technology TEL: 048682595 FAX: 048692906 Email: cnpm@ithut.edu.vn

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.1

HUT, Falt. of IT

Ph nầ IV

Thi

tế kế và L pậ trình

Design and Programming

Ch

ngươ 6:

Ph

ngươ pháp thi

tế kế hệ th ngố

tế kế hệ th ngố là gì? tế kế hệ ngươ pháp thi

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.2

6.1. Thi 6.2. Ph th ngố HUT, Falt. of IT

6.1. Thi

tế kế hệ th ngố là

gì?

• Là thi

cượ hệ th ngố th aỏ

tế kế c uấ hình ph nầ c ngứ và c uấ trúc ph nầ m mề (g mồ cả ch cứ năng và dữ li uệ ) để có đ mãn các yêu c uầ đề ra

• Có thể xem như Thi

tế kế c uấ trúc

tế kế

(WHAT), chứ không ph iả là Thi Logic (HOW)

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.3

HUT, Falt. of IT

Quy trình thi

tế kế hệ th ngố

• Phân chia mô hình phân tích ra các hệ

con

• Tìm ra sự t

ngươ tranh (concurrency)

trong hệ th ngố

• Phân bố các hệ con cho các bộ xử lý

ho cặ các nhi mệ vụ (tasks)

tế kế giao di nệ cượ cài đ tặ qu nả trị dữ

• Phát tri nể thi • Ch nọ chi nế l HUT, Falt. li uệ of IT

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.4

Quy trình thi

tế kế hệ th ngố

(ti pế ) • Tìm ra ngu nồ tài nguyên chung và cơ

chế đi uề khi nể truy nh pậ chúng

• Thi

tế kế cơ chế đi uề khi nể thích h pợ cho hệ th ngố , kể cả qu nả lý nhi mệ vụ cượ xử lý

• Xem xét các đi uề ki nệ biên đ

như thế nào

• Xét duy tệ và xem xét các th aỏ hi pệ

(tradeoffs)

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.5

HUT, Falt. of IT

Các đi mể l uư ý khi thi

tế kế hệ

th ngố cượ lu ngồ dữ li uệ từ

(1) Có thể trích đ

hệ th ngố : đó là ph nầ n iộ dung đ cặ tả yêu c uầ và giao di nệ

(2) Xem xét t

iố uư tài nguyên ki nế trúc

lên hệ th ngố r iồ quy tế đ nhị

ki nế trúc (3) Theo quá trình bi nế đ iổ dữ li uệ , hãy cượ ki nế trúc

xem nh ngữ ch cứ năng đ như thế nào

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.6

HUT, Falt. of IT

Các đi mể l uư ý (ti pế )

(4) Từ ki nế trúc các ch cứ năng theo (3), hãy iạ , từ đó chuy nể sang tế kế chi

ngươ trình và thi

xem xét và ch nhỉ ki nế trúc ch ti

tế

các đ nơ vị ch

(5) Quy tế đ nhị

ngươ trình theo các ch cứ năng c aủ hệ ph nầ m mề có d aự theo lu ngồ dữ li uệ và phân chia ra các thành ph nầ (6) Khi c uấ trúc ch

ngươ trình l nớ quá, ph iả

phân chia nhỏ h nơ thành các môđun ª Dept. of SE, 2001 SEIV.7

HUT, Falt. of IT

Các đi mể l uư ý (ti pế )

(7) Xem xét dữ li uệ vàora và các t pệ

ngươ trình. Truy

dùng chung c aủ ch c pậ t pệ t

iố uư

(8) Hãy nghĩ xem để có đ

tế

cượ nh ngữ thi ngươ pháp

kế trên thì nên dùng ph lu nậ và nh ngữ kỹ thu tậ gì ?

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.8

HUT, Falt. of IT

Thi

tế kế hệ th ngố

• Thi

tế kế hệ th ngố

– Thi – Thi

tế kế hệ th ngố ph nầ c ngứ [(1), (2)] tế kế hệ th ngố ph nầ m mề [(3)(7)]

• Thi

tế kế hệ th ngố ph nầ m mề tế kế t pệ (file design) [(7)] tế kế ch cứ năng hệ th ngố [(3)(6)]

– Thi – Thi

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.9

HUT, Falt. of IT

6.2 Ph

ngươ pháp thi

tế kế hệ

• Ph

ngươ pháp thi

• Ngoài ra còn các ph

th ngố tế kế c uấ trúc hóa (Structured Design) c aủ Constantine ngươ pháp khác, tế kế t ngổ h pợ

ngươ pháp thi như Ph (Composite Design) c aủ Myers

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.10

HUT, Falt. of IT

Thi

tế kế c uấ trúc hóa

• B tắ ngu nồ từ modularity, topdown

design, structured programming ngươ pháp thi

• Còn xem như Ph

tế kế

ngướ lu ngồ dữ li uệ (Data floworiented

h design)

• Quy trình 6 b

ngươ trình; (4) xác đ nhị

cướ : (1) t oạ ki uể lu ngồ thông tin; (2) chỉ ra biên c aủ lu ngồ ; (3) ánh xạ DFD sang c uấ trúc ch phân c pấ đi uề khi nể ; (5) tinh l cọ c uấ trúc; (6) ch nọ mô tả ki nế trúc

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.11

HUT, Falt. of IT

Thi

tế kế c uấ trúc hóa

(1) Môđun và tham số (2) L uư đồ bong bóng và c uấ trúc phân c pấ

(3) Ph

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

(4) Phân tích c uấ trúc hóa (5) Chu nẩ phân chia môđun

L uư đồ bong bóng (Bubble chart) C uấ trúc phân c pấ (Hierarchical structured chart) ngươ pháp phân chia STS

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.12

HUT, Falt. of IT

(1) Môđun

• Dãy các l nhệ nh mằ th cự hi nệ ch cứ

đ cộ l pậ

năng (function) nào đó cượ biên d chị cượ d chị

• Có thể đ • Môđun đã đ

có thể đ

cượ

môđun khác g iọ t

iớ • Giao di nệ gi aữ các môđun thông qua

các bi nế tham số (arguments)

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.13

HUT, Falt. of IT

(2a) L uư đồ bong bóng (Bubble chart)

• Bi uể thị lu ngồ xử lý dữ li uệ • Ký pháp

Tên dữ li uệ Tên dữ li uệ

Tên ch cứ năng

(Dữ li uệ vào) (Bong bóng) (Dữ li uệ ra)

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.14

HUT, Falt. of IT

(2b) C uấ trúc phân c pấ (Hierarchical structured chart)

• Là phân c pấ bi uể thị quan hệ phụ thu cộ gi aữ các môđun và giao di nệ (interface) gi aữ chúng

• Các quy

cướ :

– Không liên quan đ nế trình tự g iọ các môđun, nh ngư

ng mầ đ nhị là từ trái qua ph iả

– M iỗ môđun xu tấ hi nệ trong c uấ trúc 1 l nầ , có thể

đ cượ g iọ nhi uề l nầ

– Quan hệ trên d iướ : không c nầ nêu số l nầ g iọ

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.15

HUT, Falt. of IT

Hierarchical structured chart

• Các quy

cướ (ti pế ):

– Tên môđun bi uể thị ch cứ năng (“làm gì”), đ tặ tên

iướ t ngổ h pợ l iạ sẽ

ngươ ngứ phía

sao cho các môđun ở phía d bi uể thị đủ ch cứ năng c aủ môđun t trên

– Bi nế số (arguments) bi uể thị giao di nệ gi aữ các

ị ọ có thể

môđun, bi nế số ở các môđun g iọ /b g i khác nhau

– Mũi tên v iớ đuôi tròn tr ngắ bi uể thị dữ li uệ , đuôi

tròn đen (h ngồ ) bi uể thị flag

– Chi uề c aủ mũi tên là h

ngướ truy nề tham số SEIV.16 ª Dept. of SE, 2001

HUT, Falt. of IT

Hierarchical structured chart

Module A

Module B Module C Module D

Luồng dữ liệu Module E

Luồng flag

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.17

HUT, Falt. of IT

(3) Ph

ngươ pháp phân chia STS, TR

• Thi – Ph

tế kế c uấ trúc: ngươ pháp phân chia STS

(Source/Transform/Sink: Ngu nồ /Bi nđ i

ế ổ /H pthấ

– Ph

• Minh h aọ phân chia ch cứ năng theo

bong bóng c aủ DFD (bi uể đồ lu ngồ dữ li uệ )

ụ) ngươ pháp phân chia TR (Transaction)

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.18

HUT, Falt. of IT

(3a) Ph

ngươ pháp phân chia STS

1) Chia đ iố t

ngượ “bài toán” thành các

ch cứ năng thành ph nầ

F3 F5 F1 F4

Bài toán Problem F2

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.19

HUT, Falt. of IT

Quy tế đ nhị

lu ngồ dữ li uệ chính 2) Tìm ra lu ngồ dữ li uệ chính đi qua các ch cứ iớ đ uầ ra (Output)

năng: từ đ uầ vào (Input) t

INPUT

F1 F4

Lu ngồ dữ li uệ chính F2

OUTPUT

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.20

HUT, Falt. of IT

Quy tế đ nhị

bong bóng và dữ li uệ

3) Theo lu ngồ dữ li uệ chính: thay t ngừ

ch cứ năng b iở bong bóng và làm rõ dữ li uệ gi aữ các bong bóng

Data1

Data2

Data3

Data4

Data5

Data6

F1 F2 F3 F4 F5

INPUT

OUTPUT

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.21

HUT, Falt. of IT

Từ sơ đồ bong bóng sang sơ đồ phân c pấ vị trí tr uừ t

ngượ hóa t

iố đa

4) Xác đ nhị

đ uầ vào và đ uầ ra

Data1

Data2

Data3

Data4

Data5

Data6

F1 F2 F4 F5

INPUT

OUTPUT

Trừu tượng hóa tối đa đầu ra

F3 Trừu tượng hóa tối đa đầu vào

Transform Module

Sink Module

Source Module

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.22

HUT, Falt. of IT

5) Chuy nể sang sơ đồ phân c pấ

Data1

Data2

Data3

Data4

Data5

Data6

INPUT

OUTPUT

Trõu tîng hãa tèi ®a ®Çu vµo

Trõu tîng hãa tèi ®a ®Çu ra

Trans fo rm Mo dule

S ink Mo dule

S o urc e Mo dule

F1 F3 F4 F2 F5

Control Module

Source Module

Transform Module

Sink Module

1 ª Dept. of SE, 2001 3 SEIV.23

HUT, Falt. of IT

6) Xác đ nhị

các tham số gi aữ các môđun

d aự theo quan hệ phụ thu cộ

Module 0

Module 1

Module 2

Module 3

2 1 3

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.24

HUT, Falt. of IT

7) V iớ t ngừ môđun (Source, Transform, Sink) iạ các iạ áp d ngụ cách phân chia STS l pặ l l ngườ h pợ cướ từ 1) đ nế 6). Đôi khi có tr b không chia thành 3 mô đun nhỏ mà thành 2 ho cặ 1

8) Ti pế t cụ chia đ nế m cứ c uấ trúc lôgic khi

ngươ ngứ v iớ thu tậ toán đã bi

tế thì

môđun t cượ c uấ trúc phân iạ ta đ d ngừ . T ngổ h pợ l c pấ : m iỗ nút là 1 môđun v iớ số nhánh phía d

iướ không nhi uề h nơ 3

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.25

HUT, Falt. of IT

(3b) Ph • Khi không t nồ t

ngươ pháp phân chia TR iạ lu ngồ dữ li uệ chính, mà

dữ li uệ vào có đ cặ thù khác nhau như nh ngữ ngu nồ khác nhau xem như các Giao d chị khác nhau

ngứ v iớ 1 môđun xử lý nó

• M iỗ giao d chị • Phân chia môđun có thể: theo kinh nghi mệ ;

iố đa

cướ t theo tính đ cộ l pậ môđun; theo số b trong 1 môđun (ví dụ < 50) và theo chu nẩ

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.26

HUT, Falt. of IT

(4) Phân tích c uấ trúc hóa

• Xác đ nhị lu ngồ dữ li uệ • Lu ngồ tuy nế tính thì theo phân chia

STS

• Lu ngồ phân nhánh thì theo phân chia

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.27

HUT, Falt. of IT

(5) Chu nẩ phân chia môđun

• Tính đ cộ l pậ : Độ k tế h pợ (coupling) và

Độ b nề v ngữ (strength) • 5 tiêu chu nẩ c aủ Myers

– Decomposability – Composability – Understandability – Continuity – Protection

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.28

HUT, Falt. of IT

tế kế c uấ trúc

Đ cặ tr ngư c aủ thi hóa • Dễ thích ngứ v iớ mô hình vòng đ iờ thác

cướ do tính thân thi nệ cao

tế kế theo ti nế trình, không h pợ v iớ tế kế xử lý theo lô (batch system)

n • Thi thi

iả quy tế

• Dùng phân chia k tế h pợ để gi tính ph cứ t pạ c aủ hệ th ngố

• Topdown trong phân chia môđun • Kỹ thu tậ l pậ trình hi uệ quả

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.29

HUT, Falt. of IT

Ch

ngươ 7:

Kỹ thu tậ thi

tế kế ch

ngươ

trình

ngươ trình là gì ? tế kế ch

ngươ trình

7.1 Thi 7.2 Ph 7.3 Công cụ thi

tế kế ch ngươ pháp thi tế kế

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.30

HUT, Falt. of IT

7.1 Thi

ngươ trình là

tế kế chi ti

• Là thi

tế kế ch gì ? tế c uấ trúc bên trong tế kế tính năng ngươ ngứ

c aủ ph nầ m mề : thi t ngừ môđun và giao di nệ t

• C uấ trúc ngoài c aủ ph nầ m mề : thi

tế

kế hệ th ngố

• Trình tự xử lý bên trong: Thu tậ toán

(gi

iả thu tậ , Algorithm); Logic

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.31

HUT, Falt. of IT

7.2 Ph

tế kế ch

ngươ

ngươ pháp thi trình

• Không có tr ngạ thái mờ (fuzzy), để

tế kế c uấ trúc trong đúng

đ mả b oả thi đ nắ

• Ngôn ngữ l pậ trình phù h pợ • Tri nể khai đúng đ nắ đ cặ tả ch cứ năng

các môđun và ch ph

ngươ pháp lu nậ thi

tế

ngươ trình nhờ tế kế chi ti tế kế dễ chu nẩ hóa

• Dùng quy trình thi cướ

t ngừ b HUT, Falt. of IT

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.32

Kỹ thu tậ thi

tế kế ch

ngươ

trình

• Kỹ thu tậ thi

tế kế mô hình hệ ph nầ

m mề – H ngướ ti nế trình (process) : Kỹ thu tậ

thi

tế kế c uấ trúc đi uề khi nể

– H ngướ c uấ trúc dữ li uệ (data): Kỹ thu tậ

thi

tế kế c uấ trúc dữ li uệ

– H ngướ sự v tậ / đ iố t

thu tậ thi

tế kế h

ngượ (object): Kỹ ngượ

ngướ đ iố t

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.33

HUT, Falt. of IT

7.2.1 L pậ trình c uấ trúc hóa • Khái ni mệ cơ b nả : tu nầ tự, nhánh (ch nọ ),

l pặ ; c uấ trúc mở r ngộ , ti nề xử lý, h uậ xử lý

• Nh ngữ đi mể l

iợ khi thi

tế kế thu tậ toán

– Tính đ cộ l pậ c aủ môđun: chỉ quan tâm

vàora

ngươ trình dễ hi uể

ngươ trình th cự hi nệ

– Làm cho ch – Dễ theo dõi ch – Hệ ph cứ t pạ sẽ dễ hi uể nhờ ti pế c nậ

phân c pấ

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.34

HUT, Falt. of IT

Lo iạ bỏ GOTO

• GOTO dùng để làm gì? – Cho phép th cự hi nệ các b

cướ nh yả đ nế m tộ

• T iạ sao c nầ lo iạ bỏ GOTO ?

nhãn nh tấ đ nhị

• Ph ngươ pháp lo iạ bỏ GOTO • Có thể lo iạ bỏ GOTO trong m iọ tr

ngườ

h pợ ?

– Phá vỡ tính c uấ trúc c aủ l pậ trình c uấ trúc hóa

• Thế nào là “kỹ năng l pậ trình c uấ trúc” HUT, Falt. of IT

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.35

L uư ý khi thi

tế kế ch

ngươ

trình • Phụ thu cộ vào kỹ năng và kinh nghi mệ

c aủ ng

iườ thi

tế kế • C nầ chu nẩ hóa tài li uệ đ cặ tả thi

tế kế

tế chi ti • Khi thi

tế kế c uấ trúc đi uề khi nể c aủ

iả thu tậ , vì theo các quy

cướ c uấ trúc iườ tế kế bị h nạ chế, bó bu cộ theo khuôn

gi hóa nên đôi khi tính sáng t oạ c aủ ng thi m uẫ đã có

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.36

HUT, Falt. of IT

7.2.2 L uư đồ c uấ trúc hóa

ngượ hóa thủ t cụ

• Tác d ngụ c aủ l uư đồ (flow chart) • Quy ph mạ (discipline) • Tr uừ t • L uư đồ c uấ trúc hóa

cướ gi

iả thu tậ

– C uấ trúc đi uề khi nể cơ b nả – Chi ti tế hóa t ngừ b – Thể hi nệ đ

cượ trình tự đi uề khi nể th cự

hi nệ HUT, Falt. of IT

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.37

L uư đồ NassiShneiderman (NS chart by IBM) a N iố (concatination) b Ch nọ (selection)

Xử lý 1

ĐIều kiện

Y N

Xử lý 2

Xử lý 1

Xử lý 2

c Đa nhánh (CASE) d L pặ (repetition)

TT1

ĐIều kiện

DO WHILE (Đkiện)

Xử lý

TT2

Xử lý 1

Xử lý

TT3 Xử lý 3

REPEAT UNTIL (Đkiện)

Xử lý 2

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.38

HUT, Falt. of IT

L uư đồ Phân tích bài toán (PAD chart by Hitachi) a N iố (concatination) b Ch nọ (selection)

Xử lý 1

Trục chính

Điều kiện

Xử lý 2

c Đa nhánh (CASE) d L pặ (repetition)

TT1

TT2

Đ I ề u

Xử lý

WHILE Đkiện

UNTIL Đkiện

TT3

TT4

k i ệ n

Xử lý 1 Xử lý 2 Xử lý 3 Xử lý 4

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.39

HUT, Falt. of IT

ngươ pháp Gi cắ

7.2.3 Về Ph s nơ (Jackson’s method) • JSP: Jackson Structured Programming • Các ký pháp:

– Cơ sở (elementary) – Tu nầ tự (sequence) – L pặ – Rẽ nhánh

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.40

HUT, Falt. of IT

Trình tự thi

tế kế chung

• Thi • Thi

tế kế c uấ trúc dữ li uệ (Data step) tế kế c uấ trúc ch

ngươ trình

(Program step)

tế kế thủ t cụ (Operation step) tế kế đ cặ tả ch

ngươ trình (Text

• Thi • Thi step)

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.41

HUT, Falt. of IT

7.2.4 Về Ph

ngươ pháp Wany

(Warnier’s method)

• Khái ni mệ chung • Trình tự thi tế kế

ngươ trình

– Thi – Thi – Thi – Thi – Thi – Thi

tế kế dữ li uệ ra tế kế dữ li uệ vào tế kế c uấ trúc ch tế kế l uư đồ tế kế l nhệ thủ t cụ tế kế đ cặ tả chi ti

tế

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.42

HUT, Falt. of IT

Ch

ngươ 8:

Kỹ thu tậ l pậ trình

sử phát tri nể c aủ ngôn ngữ l pậ

8.1 L chị trình

8.2 C uấ trúc ch

ngươ trình

C uấ trúc dữ li uệ dễ hi uể C uấ trúc thu tậ toán dễ hi uể

8.3 Các công cụ l pậ trình

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.43

HUT, Falt. of IT

8.1 L chị

sử ngôn ngữ l pậ

• Các ngôn ngữ thế hệ thứ nh tấ :

trình

– Ngôn ngữ l pậ trình mã máy (machine code) – Ngôn ngữ l pậ trình assembly • Các ngôn ngữ thế thế thứ hai:

• Các ngôn ngữ thế hệ thứ ba

– FOTRAN, COBOL, ALGOL, BASIC – Phát tri nể 19501970

ngượ

• Các ngôn ngữ thế hệ thứ tư

– Ngôn ngữ l pậ trình c pấ cao v nạ năng (c uấ trúc) – L pậ trình h – L pậ trình h ngướ đ iố t ngướ suy di nễ – logic

– Truy v nấ – Các ngôn ngữ hỗ trợ quy tế đ nhị

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.44

HUT, Falt. of IT

8.2 C uấ trúc dữ li uệ dễ hi uể

• Nên xác đ nhị

tấ cả các c uấ trúc dữ

li uệ và các thao tác c nầ th cự hi nệ trên t ngừ c uấ trúc dữ li uệ

• Vi cệ bi uể di nễ /khai báo các c uấ trúc

dữ li uệ chỉ nên th cự hi nệ ở nh ngữ mô đun sử d ngụ tr cự ti pế dữ li uệ

• Nên thi

tế l pậ và sử d ngụ từ đi nể dữ

li uệ khi thi

tế dữ li uệ

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.45

HUT, Falt. of IT

C uấ trúc thu tậ toán dễ hi uể • Algorithm • Structured coding và 9 đi mể l uư ý:

ngươ trình / môđun nên vi

tế trên 1 trang

– Tuân theo quy cách l pậ trình – M tộ đ uầ vào, m tộ đ uầ ra – Tránh GOTO, trừ khi ph iả ra kh iỏ l pặ và d ngừ – Dùng comments h pợ lý – Dùng tên bi nế có nghĩa, g iợ nhớ – C uấ trúc l ngồ rõ ràng – Tránh dùng CASE / switch nhi uề ho cặ l ngồ nhau – Mã ngu nồ 1 ch – Tránh vi

tế nhi uề l nhệ trên 1 dòng

ª Dept. of SE, 2001 SEIV.46

HUT, Falt. of IT