Ứng dụng phương pháp phát triển dựa trên thành phần trong quá trình phát triển phần mềm

TẠP CHÍ KHOA HỌC, Đại học Huế, Số 22, 2004<br /> <br />  <br /> <br /> <br /> ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP PHÁT TRIỂN DỰA TRÊN THÀNH PHẦN <br /> TRONG QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN PHẦN MỀM<br /> Lê Văn Tường Lân<br /> Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế<br /> <br /> Thế giới thực luôn biến động. Do vậy, để thích nghi, các hệ  thống phần mềm  <br /> mô tả nó luôn thay đổi. Phương pháp phát triển hướng đối tượng đã được xem là một <br /> phương tiện hữu hiệu để  giải quyết sự  khủng hoảng này trong công nghệ  phần  <br /> mềm. Tuy nhiên, trong các hệ  thống lớn, phức tạp, có chất lượng cao đòi hỏi phải  <br /> được xây dựng trong một thời gian ngắn thì bản thân nó lại bộc lộ  hạn chế về việc <br /> kiểm định chất lượng và chi phí phần mềm. Bài viết này nhằm nêu bật vai trò của  <br /> một phương pháp quan trọng trong ngành công nghệ phần mềm hiện nay, được xem  <br /> là bước tiến hoá của phương pháp phát triển hướng đối tượng, đó là phương pháp  <br /> hướng thành phần hay còn được gọi là phát triển dựa trên thành phần. Phương pháp  <br /> này xem việc phát triển phần mềm là quá trình hợp nhất của những thành phần phần <br /> mềm tiền đóng gói.<br /> I. QUAN ĐIỂM CỦA PHÁT TRIỂN DỰA TRÊN THÀNH PHẦN<br /> 1.Bài toán;<br /> Cho hệ  thống thông báo tự  động như  sau: Một máy tính kết nối với modem  <br /> điện thoại. Tại thời điểm T, hệ  thống cần tự động thông báo một bản tin M có độ <br /> dài L cho trước trong khoảng thời gian N. Hay trong một thời điểm nào đó, có thể <br /> được kích hoạt để  nhận một bản tin M' nào đó gởi đến. Hãy xây dựng phần mềm  <br /> cho bài toán trên.<br /> 2. Xây dựng hệ thống theo phương pháp hướng đối tượng: <br /> Để   phát   triển   phần   mềm   cho   hệ   thống   trên,   ta   phải   xây   dựng   đối   tượng <br /> MODEM với những vấn đề phải xét:<br /> + Các thuật toán xử lý trên modem: tạo kết nối, hủy kết nối,...<br /> + Hiểu biết tập lệnh AT của nhà sản xuất cung cấp cho mode,<br /> + Các hằng số trả lời của modem khi làm việc,...<br /> +...<br /> Rõ ràng, trong cách thức phát triển này, ta phải đầu tư một chi phí về thời gian <br /> và tiền bạc cho hệ thống. Thêm vào đó, chất lượng của hệ thống làm chúng ta phải <br /> xem xét vì nhiều lý do:<br /> 51<br />  + Các đối tượng cấu thành nên hệ thống đã là đối tượng tiêu chuẩn?<br /> + Chúng đã được kiểm chứng hình thức,...<br /> <br /> 3. Quan điểm của phát triển dựa trên thành phần: <br /> Xuất phát từ  quan điểm: "Buy do not build", liệu chúng ta phải xây dựng đối <br /> tượng MODEM trên hay có thể  tìm đối tượng tương tự  MODEM' trong thư  viện? <br /> Tư  tưởng của phát triển dựa trên thành phần là lắp ráp hệ  thống từ  những thành  <br /> phần đã có. Do vậy, kiến trúc phần mềm của hệ thống dựa vào kiến trúc phần mềm  <br /> của các thành phần phần mềm tiêu chuẩn nên hệ thống đạt chất lượng cao hơn.<br /> Để  phát triển hệ thống trên, thay vì phải xây dựng đối tượng MODEM, ta tìm  <br /> thấy thành phần MSCOMM trong thư viện của MicroSoft; công việc tiếp theo là chỉ <br /> cần làm thích nghi các thuộc tính và phương thức của nó trong hệ thống của ta.<br />    Tuy nhiên, cũng để phát triển hệ thống trên, người ta cũng tìm thấy thành phần <br /> EXCEL TELE trong thư viện TeleTools, tương tự như thành phần MSCOMM nhưng <br /> có khả  năng thích nghi cao hơn, chỉ  cần thay đổi các thuộc tính và phương thức của <br /> nó ta sẽ có được hệ thống cần xây dựng.<br /> 4. Mô hình phát triển dựa trên thành phần: <br /> Phương pháp phát triển dựa trên thành phần gần tương tự  như  phương pháp <br /> phát triển hướng đối tượng. Hoạt động công nghệ bắt đầu với sự chỉ ra các lớp tham  <br /> dự để phát triển hệ thống. Nếu các lớp này được tìm thấy trong thư viện và sự thích  <br /> nghi là tốt, chúng sẽ  được lấy ra và phát triển hệ thống. Ngược lại, chúng sẽ  được <br /> phát triển để sử dụng và bổ sung vào thư viện sử dụng lại.<br /> <br /> Thành phần để <br /> xây dựng <br /> Phân<br /> hệ thống<br /> tích lỗi<br /> Kế hoạch<br /> Hợp nhất cho  Tìm kiếm <br /> Giao tiếp với  phiên bản hệ  trong thư viện <br /> khách hàng thống thứ n thành phần <br /> <br /> <br /> Bổ sung thành  Sử dụng nếu <br /> phần mới vào  thành phần <br /> Đánh  giá của  thư viện  thích hợp<br /> khách hàng<br /> Xây dựng nếu <br /> Xây dựng hay  thành phần  <br /> dừng hệ thống  không thích hợp<br /> <br /> Hình 1: Mô hình phát triển hệ thống dựa trên thành phần<br /> <br /> II. HOẠT ĐỘNG CHÍNH CỦA CÔNG NGHỆ DỰA TRÊN THÀNH PHẦN<br /> 52<br />  1. Tiến trình của công nghệ dựa trên thành phần: <br /> Như  đã chỉ  ra  ở trên, việc xây dựng hệ  thống bằng cách sử  dụng và làm thích  <br /> nghi hành phần MSCOMM sẽ tốt hơn việc xây dựng đối tượng MODEM và nếu sử <br /> dụng thành phần EXCEL TELE thì lại tốt hơn. Vấn đề  đặt ra là làm sao để  người <br /> phát triển hệ thống có thể biết hay tìm thấy các thành phần này để sử dụng? Và làm <br /> thế  nào để  biết được thành phần này là có thể  làm thích nghi để  đưa vào hệ  thống <br /> cần xây dựng?...<br /> Công nghệ phần mềm dựa trên thành phần chứa hai hoạt động công nghệ song  <br /> song: công nghệ lĩnh vực và phát triển dựa trên thành phần.<br /> i. Công nghệ  lĩnh vực là nhận ra, xây dựng, phân loại và phát triển những <br /> thành phần phần mềm mà chúng có thể áp dụng được đối với phần mềm hiện có và  <br /> phần mềm trong tương lai trong một lĩnh vực ứng dụng cụ thể. Công nghệ  lĩnh vực  <br /> gồm ba hoạt động chính: phân tích, xây dựng và phát triển. Như vậy, nó đóng vai trò  <br /> là thiết lập tập các thành phần phần mềm có thể sử dụng lại bởi kỹ sư phần mềm.<br /> Tuy vậy, khó xác định xem một thành phần tiềm năng có thể được sử dụng hay  <br /> không. Để  được điều này, phải chỉ  rõ tập hợp các đặc trưng lĩnh vực mà chúng có <br /> được. Gọi {Dp}là tập hợp các đặc trưng lĩnh vực của một thành phần phần mềm có <br /> thể sử dụng lại; với mỗi Dpi trong tập là một đặc trưng về lĩnh vực cụ thể. Khi xây <br /> dựng phần mềm W mới, ta có tập DWi  là tập các đặc trưng   về  lĩnh vực của  ứng <br /> dụng, ta so sánh với Dpi để có được quyết định. <br /> ii. Phát triển dựa trên thành phần là chỉ ra những đòi hỏi từ khách hàng, xác định  <br /> một kiểu kiến trúc thích hợp để đáp ứng mục tiêu hệ thống. Để từ đó có thể:<br /> + Chọn những thành phần tiềm năng cho việc sử dụng lại,<br /> + Đánh giá các thành phần để  chắc chắn chúng phù hợp với kiến trúc của hệ <br /> thống,<br /> + Làm thích nghi các thành phần để cần thiết cho việc hợp nhất,<br /> + Tích hợp những thành phần cho ứng dụng tổng thể.<br /> 2, Hoạt động đánh giá thành phần: <br /> Như đã nói, việc xây dựng hệ thống bằng cách sử dụng và làm thích nghi hành  <br /> phần EXCEL TELE sẽ  tốt hơn việc sử  dụng thành phần MSCOMM, tại sao? Dựa  <br /> vào đâu để  người sử  dụng quyết định sử   dụng thành phần này mà không sử  dụng  <br /> thành phần khác?...<br /> Khi quyết định sử dụng một thành phần trong thư viện phần mềm để xây dựng <br /> hệ  thống, các hoạt động đánh giá nó là cần thiết để  đảm bảo có hiệu quả  trong hệ <br /> thống.<br /> + Đánh giá khả  năng thành phần: đảm bảo rằng một thành phần tham dự  sẽ <br /> biễu diễn được yêu cầu chức năng, sẽ phù hợp trong kiến trúc cụ thể  của hệ thống. <br /> Cần để  ý rằng miêu tả  giao diện cung cấp thông tin hữu ích về  sự  điều hành và sử <br /> <br /> 53<br /> dụng thành phần nhưng không cung cấp tất cả  các thông tin để  chỉ  ra nó là thật sự <br /> hiệu quả trong ứng dụng mới mà phải phân tích, khám phá để đánh giá nó.  <br /> + Xác định sự thích nghi của thành phần: Về bản chất, kiến trúc phần mềm chỉ <br /> rõ những quy luật thiết kế đối với tất cả các thành phần, nhận ra những cách kết nối  <br /> và sắp đặt. Trong một vài trường hợp, việc sử dụng một thành phần nào đó có thể <br /> gây lỗi kiến trúc hệ  thống. Những thành phần này phải được loại bỏ  và thay thế <br /> bằng những thành phần phù hợp hơn.<br /> + Xác định cấu tạo của thành phần: nhận ra cơ chế kết nối và sắp đặt. Cấu tạo  <br /> thành phần phải thoả chất lượng, thích nghi và công nghệ để  tạo nên cấu trúc thiết  <br /> lập cho ứng dụng.<br /> 3. Phân loại và tìm lại thành phần: <br /> Theo đề cập trên, làm thế nào để khi cần ta có thể tìm, biết được có thành phần <br /> MSCOMM hay thành phần EXCEL TELE để đưa vào xây dựng hệ thống? Ngoại trừ <br /> các thành phần này trong thư viện có còn các thành phần khác hay không? Khả  năng <br /> thích nghi đối với hệ thống như thế nào?....<br /> Trong kho thành phần lớn, có hàng chục ngàn thành phần có thể  sử  dụng lại.  <br /> Do vậy, bằng cách nào để  các kỹ  sư  phần mềm có thể  tìm thấy thành phần mà họ <br /> cần? Để trả lời câu hỏi này, cần phải giải quyết: "Cần phải miêu tả các thành phần <br /> phần mềm theo nhóm như thế nào?"<br /> Một thành phần phần mềm có thể sử dụng lại có thể được mô tả theo mô hình  <br /> 3C như sau: Concept (khái niệm), Content (nội dung), và Context (ngữ cảnh).<br /> Concept: miêu tả  về  cái gì mà thành phần phần mềm làm, gắn với mục đích <br /> của thành phần. Giao diện đối với thành phần được miêu tả một cách đầy đủ và ngữ <br /> nghĩa được chỉ ra ở tiền và hậu điều kiện.<br /> Content: miêu tả  khái niệm được thực hành như  thế  nào. Về  bản chất thì nội <br /> dung của thành phần được dấu đối với người sử  dụng và chỉ  được biết đối với  <br /> những ai có ý định kiểm tra hay sửa đổi thành phần.<br /> Context: đặt cho thành phần phần mềm có thể sử dụng lại trong lĩnh vực ứng  <br /> dụng nào. Bằng cách chỉ ra những đặc trưng thuộc về khái niệm, thao tác và cài đặt, <br /> nó  cho phép ta có thể tìm ra những thành phần thích hợp để đáp ứng cho nhu cầu của <br /> ứng dụng.<br /> III. HIỆU QUẢ CỦA CÔNG NGHỆ DỰA TRÊN THÀNH PHẦN<br /> Để  đánh giá, trước hết, ta phải hiểu cái gì thực sự  được sử  dụng lại trong  <br /> phạm vi của công nghệ phần mềm, và hao phí thật sự liên quan đến sử dụng lại.<br /> 1. Độ đo sự sử dụng lại:  <br /> Để đo lợi ích liên quan đến sử dụng lại trong hệ thống S, ta có đẳng thức sau:<br /> Rb(S)=[Cnoreuse­Creuse]/ Cnoreuse<br /> Với:  Cnoreus: là chi phí để phát triển hệ thống S không dùng tính sử dụng lại,<br /> 54<br />  Creuse: là chi phí để phát triển hệ thống S dùng tính sử dụng lại.<br /> Ta có: Rb(S) không nguyên và  1  Rb(S)  0<br /> 2. Tác động về chất lượng:<br /> Thành phần phần mềm được sử  dụng lại có độ  chính xác cao và có thể  nói là  <br /> không chứa lỗi. Mặc dầu không thường xuyên được chứng minh về  mặt hình thức <br /> nhưng với việc sử  dụng lại, lỗi được tìm thấy và loại trừ; chất lượng của thành  <br /> phần được cải thiện như là một kết quả.<br /> 3. Tác động về hiệu suất:<br /> Khi những thành phần sử  dụng lại được  ứng dụng thông qua tiến trình phần <br /> mềm, chúng ta ít tốn thời gian để  tạo ra kế  hoạch, mô hình, tài liệu, mã và dữ  liệu <br /> mà chúng là cần thiết để tạo ra hệ thống. Thêm vào, chức năng cùng mức được phân  <br /> phối cho người sử  dụng với  đầu vào ít công sức hơn, do vậy, hiệu suất được cải <br /> thiện.<br /> 4. Tác động về giá thành:<br /> Tiết kiệm giá thành đối với việc sử dụng lại được ước lượng bằng cách ước  <br /> lượng giá thành của dự  án. Dựa trên nghiên cứu khả  năng sử  dụng lại, hiệp hội  <br /> QSM, Inc., báo cáo dây chuyền thành phần dẫn đến việc giảm 70% về quá trình phát <br /> triển, giảm 84% về giá dự án.<br /> <br /> IV. KẾT LUẬN<br /> Phần mềm tốt là kết quả phải đạt được của ngành công nghiệp phần mềm. Sự <br /> phát triển phần mềm dựa trên thành phần chỉ  ra nó là một phương pháp hiệu quả.  <br /> Bằng việc chỉ  ra những điểm chính của phương pháp cùng với bài toán dẫn chứng, <br /> bài viết khẳng định tính  ưu việt của phương pháp dần đang có vị  trí hàng đầu trong <br /> ngành công nghiệp phần mềm trên thế giới.<br /> <br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO<br /> 1. Đoàn Văn Ban.  Phân tích thiết kế  và lập trình hướng đối tượng , Trung tâm <br /> Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia (1996).<br /> 2. Ngô Trung Việt.  Kỹ   nghệ  Phần  mềm  ­  bản dịch,  Nhà  xuất  bản  Giáo  dục <br /> (1999).<br /> 3. Roger S. Pressman Ph.D, Software Engineering a practitioner's, McGraw ­ Hill <br /> book Co.­Singapore (2001). <br /> 4. Yourdon, E. Software reuse, Application development strategies, Vol. 6, No. 12, <br /> (1994) 1 ­ 16.<br /> 5. Brown, A.W., and K., C. Wallnau, Engineering of component are system, IEEE <br /> computer society press  (1996).<br /> <br /> 55<br />  6. Stephen   R.   Schach,  Classical   and   object­oriented   software   engineering, <br /> McGraw­ Hill  (1997).<br /> 7. Sommerville I., Software Engineering, Addison Wesley (1995).<br /> 8. Pitero ­ Diaz R.  Domain analysis for reuseability, Proc. COMPSAC'87, Tokyo, <br /> (1987) 23 ­ 29.<br /> 9. Mary Kirtland. Designing component ­ Based applications, A division  Microsoft  <br /> corporation, Washington (1998). <br /> <br /> <br /> <br /> APPLIED COMPONENT­BASED DEVELOPMENT IN THE <br /> DEVELOPEMENT SOFTWARE PROCESS<br /> Le Van Tuong Lan<br /> College of Sciences,  Hue University<br /> <br /> <br /> SUMMARY<br /> The real world is always changeable. So,in order to adapt to it, the systems that describe  <br /> it must be developed. In Software Engineering, the object­based software engineering has been  <br /> considered as a useful means to solve the changes of software. However, in the big, complex,  <br /> high quality systems must be completed in a short time but the oriented programming has some  <br /> limits such as verifying quality, the cost of the system, etc. <br /> In this paper, we describe the role of the important method in the Software Engineering  <br /> that   is   called   the   component   ­   based   software   engineering   or   the   component   ­   based  <br /> development. It is the developed step of the object ­ based software engineering. This method  <br /> indicates that the development software is an integrated process of the prepackaged software  <br /> components.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 56<br />