Nhập môn công nghệ phần mềm - Nguyễn Thị Minh Tuyền - Thiết kế hướng đối tượng

ures
windSpeeds
windDirections
pressures
rainfall
collect ( )
summarize ( )
gt_Ident
an_Ident bar_Ident
24 
Nguyễn Thị Minh Tuyền Nhập môn CNPM 
Bài tập 
v Sử dụng các ký hiệu đồ họa UML cho 
lớp đối tượng, thiết kế các lớp đối 
tượng, nhận diện các thuộc tính và thao 
tác. Sử dụng kinh nghiệm của bản thân 
để quyết định thuộc tính và thao tác 
trong những đối tượng này. 
§  Điện thoại 
§  Máy in cho máy tính cá nhân 
§  Máy nghe nhạc cá nhân 
§  Tài khoản ngân hàng 
§  Danh mục thư viện 
25 
Nguyễn Thị Minh Tuyền Nhập môn CNPM 
Các giai đoạn của quy trình 
• Định nghĩa ngữ cảnh và các chế độ sử dụng hệ thống 
•  Thiết kế kiến trúc hệ thống 
•  Nhận diện các đối tượng hệ thống quan trọng 
•  Phát triển các mô hình thiết kế 
• Đặc tả giao diện đối tượng. 
26 
Nguyễn Thị Minh Tuyền Nhập môn CNPM 
Các mô hình thiết kế 
v Chỉ ra các đối tượng và lớp đối tượng và 
mối quan hệ giữa các thực thể này. 
v Mô hình tĩnh 
§  mô tả cấu trúc tĩnh của hệ thống về các lớp đối 
tượng và quan hệ. 
v Mô hình động 
§  mô tả tương tác động giữa các đối tượng. 
27 
Nguyễn Thị Minh Tuyền Nhập môn CNPM 
Các ví dụ về mô hình thiết kế 
Mô hình hệ thống con 
•  Chỉ ra việc gom nhóm các đối tượng vào trong hệ thống con tương ứng 
Mô hình tuần tự 
•  Chỉ ra chuỗi tuần tự các tương tác của các đối tượng. 
Mô hình trạng thái 
•  Chỉ ra cách các đối tượng riêng lẻ thay dổi trạng thái để trả lời các sự 
kiện. 
Các mô hình khác như mô hình use case, mô hình cộng 
gộp, mô hình tổng quát hóa, ... 
28 
Nguyễn Thị Minh Tuyền Nhập môn CNPM 
Mô hình hệ thống con 
v Là mô hình tĩnh, chỉ ra cách một thiết kế 
được tổ chức thành các nhóm đối tượng 
liên quan đến nhau về mặt logic như thế 
nào. 
v Trong UML, biểu đồ gói được sử dụng để 
biểu diễn mô hình hệ thống con. 
29 
Nguyễn Thị Minh Tuyền Nhập môn CNPM 
Hệ thống con Weather station 
Nguyễn Thị Minh Tuyền Nhập môn CNPM 
Mô hình tuần tự 
v Mô hình tuần tự chỉ ra chuỗi tuần tự các 
tương tác của đối tượng 
§  Đối tượng được đặt ở hàng ngang trên cùng; 
§  Thời gian được biểu diễn bằng đường thẳng đứng vì thế 
mô hình được đọc từ trên xuống; 
§  Tương tác được biểu diễn bằng các đường mũi tên có 
đặt tên, các kiểu mũi tên khác nhau biểu diễn các loại 
tương tác khác nhau; 
§  Ô hình chữ nhật trong một lifeline biểu diễn thời gian khi 
đói tượng đang điều khiển một đối tượng khác trong hệ 
thống. 
31 
Nguyễn Thị Minh Tuyền Nhập môn CNPM 
Biểu đồ tuần tự biểu diễn việc thu 
thập dữ liệu 
:SatComms
request (report)
acknowledge
reportWeather ()
get (summary)
reply (report)
acknowledge
:WeatherStation :Commslink
summarize ()
:WeatherData
acknowledge
send (report)
acknowledge
Weather
information system
32 
Nguyễn Thị Minh Tuyền Nhập môn CNPM 
Biểu đồ trạng thái 
v Được sử dụng để chỉ ra cách các đối 
tượng trả lời các yêu cầu dịch vụ khác 
nhau và việc dịch chuyển trạng thái gây 
ra bởi các yêu cầu này. 
v Là mô hình mức cao của một hệ thống 
hoặc là mô hình hành vi thời gian thực 
của đối tượng. 
v Không cần biểu đồ trạng thái cho tất cả 
các đối tượng trong hệ thống. 
§  Nhiều đối tượng trong hệ thống khá đơn giản 
và một mô hình trạng thái thêm vào thiết kế các 
chi tiết không cần thiết. 
33 
Nguyễn Thị Minh Tuyền Nhập môn CNPM 
Biểu đồ trạng thái của Weather 
station 
transmission done
remoteControl()
reportStatus()restart()
shutdown()
test complete
weather summary
complete
clock collection
done
Operation
reportWeather()
Shutdown Running Testing
Transmitting
Collecting
Summarizing
Controlled
Configuring
reconfigure()
configuration done
powerSave()
34 
Nguyễn Thị Minh Tuyền Nhập môn CNPM 
Các giai đoạn của quy trình 
• Định nghĩa ngữ cảnh và các chế độ sử dụng hệ thống 
•  Thiết kế kiến trúc hệ thống 
•  Nhận diện các đối tượng hệ thống quan trọng 
•  Phát triển các mô hình thiết kế 
• Đặc tả giao diện đối tượng. 
35 
Nguyễn Thị Minh Tuyền Nhập môn CNPM 
Đặc tả giao diện 
v Giao diện đối tượng phải được đặc tả sao cho 
đối tượng và các component có thể được thiết 
kế song song với nhau. 
v Thiết kế giao diện liên quan đến việc đặc tả chi 
tiết giao diện của một đối tượng hoặc một 
nhóm đối tượng. 
v Giao diện có thể được đặc tả trong UML sử 
dụng cùng ký hiệu với biểu đồ lớp. 
36 
Nguyễn Thị Minh Tuyền Nhập môn CNPM 
Đặc tả giao diện 
v Không nên chứa chi tiết việc biểu diễn 
dữ liệu trong đặc tả giao diện. 
v Cùng một đối tượng có thể có vài giao 
diện, mỗi giao diện là một góc nhìn khác 
nhau về các phương thức mà đối tượng 
cung cấp. 
v Một nhóm các đối tượng có thể được 
truy cập thông qua một interface duy 
nhất. 
37 
Nguyễn Thị Minh Tuyền Nhập môn CNPM 
Weather station interfaces 
«interface»
Reporting
weatherReport (WS-Ident): Wreport
statusReport (WS-Ident): Sreport
«interface»
Remote Control
startInstrument(instrument): iStatus
stopInstrument (instrument): iStatus
collectData (instrument): iStatus
provideData (instrument ): string
38 
Nguyễn Thị Minh Tuyền Nhập môn CNPM 
Giao diện Weather station 
interface WeatherStation {
public void WeatherStation () ;
public void startup () ;
public void startup (Instrument i) ;
public void shutdown () ;
public void shutdown (Instrument i) ;
public void reportWeather ( ) ;
public void test () ;
public void test ( Instrument i ) ;
public void calibrate ( Instrument i) ;
public int getID () ;
} //WeatherStation
Nguyễn Thị Minh Tuyền Nhập môn CNPM 
Bài tập 
v Một hệ thống quản lý thời gian và nhật 
ký nhóm. 
v Trạm xăng tự động. 
40 
Nguyễn Thị Minh Tuyền Nhập môn CNPM 
Nội dung 
1.   Thiết kế hướng đối tượng sử dụng UML 
2.   Thiết kế mẫu 
41 
Nguyễn Thị Minh Tuyền Nhập môn CNPM 
Các mẫu thiết kế 
v Là cách tái sử dụng các kiến thức trừu 
tượng về một vấn đề và giải pháp. 
v Mẫu là một mô tả của vấn đề và điểm 
chính của giải pháp. 
v Nên biểu diễn đủ trừu tượng để có thể 
tái sử dụng ở các thiết lập khác. 
v Các mô tả mẫu thường sử dụng các đặc 
tính hướng đối tượng như tính thừa kế 
và tính đa hình. 
42 
Nguyễn Thị Minh Tuyền Nhập môn CNPM 
Các thành phần của mẫu 
v Tên 
§  Một tên có nghĩa để nhận diện. 
v Mô tả vấn đề. 
v Mô tả giải pháp. 
§  Không phải là một thiết kế rời rạc mà là một template 
cho một giải pháp thiết kế trong đó giải pháp này có thể 
được sử dụng theo cách khác. 
v Hệ quả 
§  Kết quả sau khi áp dụng mẫu này. 
43 
Nguyễn Thị Minh Tuyền Nhập môn CNPM 
Mẫu Observer 
v Tên 
§  Observer. 
v Mô tả 
§  Tách rời việc biểu diễn trạng thái ra khỏi đối tượng. 
v Mô tả vấn đề 
§  Được sử dụng khi có nhiều cách hiển thị trạng thái. 
v Mô tả giải pháp 
§  Xem slide 44. 
v Hệ quả 
§  Sẽ không thực tế nếu muốn tối ưu hóa để làm tăng hiệu 
suất của việc hiển thị. 
44 
Nguyễn Thị Minh Tuyền Nhập môn CNPM 
Mẫu Observer (1) 
Tên mẫu Observer 
Mô tả Tách rời việc hiển thị trạng thái ra khỏi vật thể và cho 
phép cung cấp các hiển thị thay thế. Khi trạng thái 
của đối tượng thay đổi, tất cả các hiển thị được thông 
báo và tự động cập nhật sự thay đổi đó. 
Mô tả vấn đề Trong nhiều tình huống, ta phải cung cấp nhiều hiển 
thị khác nhau về thông tin trạng thái, ví dụ như một 
hiển thị đồ họa và một hiển thị bảng. Các biểu diễn 
thay thế nên hỗ trợ tương tác, và khi trạng thái bị 
thay đổi, tất cả các hiển thị phải được cập nhật. 
Mẫu này cũng có thể được sử dụng trong tất cả các 
tình huống ở đó nhiều hơn một định dạng hiển thị về 
thông tin trạng thái được yêu cầu và ở đó không cần 
thiết phải duy trì thông tin trạng thái để biết về định 
dạng hiển thị cụ thể được sử dụng. 
45 
Nguyễn Thị Minh Tuyền Nhập môn CNPM 
Mẫu Observer (2) 
Tên mẫu Observer 
Mô tả giải 
pháp 
Gồm hai đối tượng trừu tượng: Subject và Observer, và hai đối 
tượng cụ thể: ConcreteSubject và ConcreteObject thừa kế thuộc 
tính của các đối tượng trừu tượng liên quan. 
Các đối tượng trừu tượng chứa các thao tác chung có thể áp dụng 
được trong mọi tình huống. Trạng thái được hiển thị được duy trì 
trong ConcreteSubject, cho phép thêm hoặc loại bỏ các Observer 
(mỗi observer tương ứng với một hiển thị) và đưa ra một thông 
báo khi trạng thái bị thay đổi. 
ConcreteObserver duy trì một bản copy trạng thái của 
ConcreteSubject và cài đặt giao diện Update() của Observer. 
ConcreteObserver tự động hiển thị trạng thái và phản ánh sự thay 
đổi khi trạng thái được cập nhật. 
Hệ quả Subject chỉ biết Observer và không biết về chi tiết của lớp cụ thể. 
Vì vậy có ít mối liên hệ giữa các đối tượng này. Vì thiếu thông tin, 
việc tối ưu để nâng cao hiệu năng hiển thị là không thực tế. Thay 
đổi Subject có thể gây nên một loạt các cập nhật đối với các 
Observer được phát sinh một cách không cần thiết. 
46 
Nguyễn Thị Minh Tuyền Nhập môn CNPM 
Đa hiển thị sử dụng mẫu Observer 
A: 40
B: 25
C: 15
D: 20
Observer 1
A
B
C
D
Observer 2
Subject
0
50
25
A B C D
47 
Nguyễn Thị Minh Tuyền Nhập môn CNPM 
Mô hình UML của mẫu Observer 
Subject Observer
Attach (Observer)
Detach (Observer)
Notify ()
Update ()
ConcreteSubject
GetState ()
subjectState
ConcreteObserver
Update ()
observerState
observerState =
 subject -> GetState ()return subjectState
for all o in observers
 o -> Update ()
48 
Nguyễn Thị Minh Tuyền Nhập môn CNPM 
Các vấn đề về thiết kế 
v Bất kỳ vấn đề thiết kế nào đang gặp phải cũng 
có một mẫu có thể áp dụng được. 
v Ví dụ: 
§  Báo cho một vài đối tượng về trạng thái của đối tượng nào đó bị 
thay đổi (Observer pattern). 
§  Cung cấp một giao diện đơn giản cho cho một tập các giao diện 
trong hệ thống con, làm cho hệ thống con dễ sử dụng hơn 
(Façade pattern). 
§  Cung cấp một phương pháp chuẩn để truy cập vào các phần tử 
của một tập hợp, bỏ qua việc tập hợp đó được cài đặt thế nào 
(Iterator pattern). 
§  Cho phép khả năng mở rộng tính năng của một lớp đã có sẵn tại 
thời gian thực (Decorator pattern). 
§  ... 
49