Bài giảng Phân tích-Thiết kế-Cài đặt hệ thống thông tin - Chương 2: Phương pháp luận phân tích thiết kế hệ thống - Đặng Minh Ất

TRÌNH BÀY: PGS.TS. ĐẶNG MINH ẤT BỘ MÔN: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ QUỐC DÂN Phân tích - Thiết kế - Cài đặt Hệ thống thông tin CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP LUẬN PTTKHT 25 October 2011Phân tích - Thiết kế - Hệ thống thông tin 2  Bài 1: Một số phương pháp phân tích, thiết kế HTTT  Bài 2: Phương pháp luận phân tích HTTT.  Bài 3: Phân loại một số cách tiếp cận.  Bài 4: Mô hình hoá hệ thống.  Bài 5: Phương pháp phân tích, thiết kế có cấu trúc.  Bài 6: Phân tích chức năng. Bài 1: Một số phương pháp phân tích, thiết kế Hệ thống thông tin 25 October 2011Phân tích - Thiết kế - Hệ thống thông tin 3  Nội dung bài học  Phương pháp SADT  Phương pháp MERISE  Phương pháp MCX  Phương pháp GALACSI Bài 1: Một số phương pháp phân tích, thiết kế Hệ thống thông tin 25 October 2011Phân tích - Thiết kế - Hệ thống thông tin 4  Phương pháp SADT  SADT (Strutured Analysis and Design Technique - Kỹ thuật phân tích và thiết kế cấu trúc)  Ý tưởng cơ bản của nó là: phân rã một hệ thống lớn thành các phân hệ nhỏ hơn và đơn giản hơn.  SADT được xây dựng dựa trên 7 nguyên lý sau đây  Sử dụng mô hình  Phân cấp đi xuống (top down).  Dùng mô hình chức năng và mô hình quan niệm.  Thể hiện tính đối ngẫu của hệ thống.  Sử dụng biểu diễn dưới dạng đồ hoạ.  Phối hợp hoạt động của nhóm.  Ưu tiên tuyệt đối cho hồ sơ viết. Bài 1: Một số phương pháp phân tích, thiết kế Hệ thống thông tin 25 October 2011Phân tích - Thiết kế - Hệ thống thông tin 5  Phương pháp SADT  Đặc trưng của phương pháp SADT là:  Phương pháp SADT có nhiều ưu điểm như dựa vào nguyên lý phân tích cấu trúc, thiết kế theo lối phân cấp, dựa trên các lưu đồ chức năng, tạo được các liên hệ “Một cha nhiều con” (one parent to many children relationship), bảo đảm từ một dữ liệu vào sản xuất nhiều dữ liệu ra  Nhược điểm của nó là không bao gồm toàn bộ tiến trình phân tích và nếu không thận trọng sử dụng SADT có thể đưa tiến trình trùng lặp thông tin. Phương pháp này được dùng khá phổ biến, truyền thống do tính logic của nó Bài 1: Một số phương pháp phân tích, thiết kế Hệ thống thông tin 25 October 2011Phân tích - Thiết kế - Hệ thống thông tin 6  Phương pháp MERISE  Ý tưởng cơ bản của phương pháp MERISE là xuất phát từ ba mặt cơ bản sau đây:  Một là: Quan tâm chu kỳ sống của HTTT, trải qua nhiều giai đoạn: “Thai nghén - Quan niệm, Ý niệm - Quản trị - Chết”. Chu kỳ sống này đối với hệ thống tổ chức lớn có thể kéo dài từ 10 - 15 năm  Hai là: Đề cập tới chu kỳ đặc tả của HTTT còn được gọi là chu kỳ trừu tượng  Ba là: Liên quan đến chu kỳ của các quyết định cần phải ra trong chu kỳ sống của sản phẩm  Đặc trưng cơ bản của phương pháp này là:  Nhìn toàn cục.  Tách rời các dữ liệu và xử lý  Tiếp cận theo mức.  Ưu điểm của phương pháp MERISE là có cơ sở khoa học vững chắc  Nhược điểm của phương pháp này là cồng kềnh Bài 1: Một số phương pháp phân tích, thiết kế Hệ thống thông tin 25 October 2011Phân tích - Thiết kế - Hệ thống thông tin 7  Phương pháp MCX  Phương pháp này khá thông dụng và thỏa mãn các điều kiện của các phương pháp phân tích và thiết kế thứ hai.  Cho phép xây dựng được một mô hình tổng quát, chính xác, biểu diễn HTTT hoặc các phân hệ thông tin  Cho phép phân tích, nắm được dữ liệu, quá trình xử lý và truyền thông các HTTT  Cho phép biểu diễn các xử lý với các lưu đồ và các chương trình, soạn thảo bởi một ngôn ngữ giải thuật dùng ở các mức khác nhau  Phương pháp MCX đưa ra các giai đoạn cơ bản của quá trình phân tích  Phân tích macro,Phân tích sơ bộ,Phân tích quan niệm,Phân tích chức năng,Phân tích cấu trúc  Phương pháp phân tích MCX khá hữu hiệu, thích hợp với việc thực hành  Nhược điểm là rườm rà Bài 1: Một số phương pháp phân tích, thiết kế Hệ thống thông tin 25 October 2011Phân tích - Thiết kế - Hệ thống thông tin 8  Phương pháp GALACSI  Phương pháp GALACSI chính thức ra đời vào tháng 4 năm 1982. Nội dung cơ bản của phương pháp này là trình bày một tập hợp các công cụ và “nguyên liệu” để tiến hành các giai đoạn cơ bản sau đây của quá trình phân tích  Nghiên cứu các hệ thống tổ chức và HTTT tương ứng  Nghiên cứu hiện trạng  Nghiên cứu khả thi  Phân tích chức năng  Mô hình dữ liệu  Mô hình xử lý  Phân tích cấu trúc  Tổ chức dữ liệu: ở mức logic và vật lý  Tổ chức xử lý: Theo lô, theo thời gian thực (đối thoại người với máy)  Môi trường tiếp nhận.  Giao diện người- máy  Lập trình  Giải thuật  Ngôn ngữ lập trình  Kiến trúc các môi trường đặc thù Bài 2: Phương pháp luận phân tích HTTT 25 October 2011Phân tích - Thiết kế - Hệ thống thông tin 9  Nội dung bài học  Phương pháp tiếp cận hệ thống  Đi từ chức năng đến mô hình hoá  Phân tích hệ thống có cấu trúc Bài 2: Phương pháp luận phân tích HTTT 25 October 2011Phân tích - Thiết kế - Hệ thống thông tin 10  Phương pháp tiếp cận hệ thống  Yêu cầu chủ yếu nhất của phương pháp này là phải xem xét hệ thống trong tổng thể vốn có của nó cùng với các mối liên hệ của các phân hệ nội tại cũng như mối liên hệ với các hệ thống bên ngoài  Do đó, khi phân tích HTTT, chúng ta phải xem xét một cách toàn diện các vấn đề kinh tế, kỹ thuật và tổ chức của hệ thống quản lý  Ứng dụng phương pháp tiếp cận hệ thống trong phân tích HTTT đòi hỏi trước hết phải xem xét doanh nghiệp như là một hệ thống thống nhất về mặt kinh tế, tổ chức, kỹ thuật, sau đó mới đi vào các vấn đề cụ thể trong từng lĩnh vực. Trong mỗi lĩnh vực lại phân chia thành các vấn đề cụ thể hơn, chi tiết hơn. Đây là phương hướng tiếp cận đi từ tổng quát đến cụ thể (Top - Down) theo sơ đồ cấu trúc hình cây Bài 2: Phương pháp luận phân tích HTTT 25 October 2011Phân tích - Thiết kế - Hệ thống thông tin 11  Đi từ chức năng đến mô hình hoá  Nguyên tắc này đòi hỏi trong quá trình phân tích HTTT người ta phải tiến hành theo một trình tự khoa học  Trước hết, phải có kế hoạch phân tích tỉ mỉ, chu đáo đến từng khâu công việc  Sau đó, tiến hành từ bước phân tích chức năng của HTTT, phân tích dòng thông tin kinh doanh và sau đó tiến hành mô hình hoá HTTT kinh tế bằng các mô hình như mô hình luồng dữ liệu (DFD), mô hình thông tin ma trận  Cuối cùng là bản báo cáo toàn bộ những kết quả của quá trình phân tích HTTT Bài 2: Phương pháp luận phân tích HTTT 25 October 2011Phân tích - Thiết kế - Hệ thống thông tin 12  Phân tích hệ thống có cấu trúc  Phân tích có cấu trúc phát sinh từ quan niệm cho rằng, các nguyên lý của lập trình có cấu trúc cũng có thể áp dụng được cho các giai đoạn phân tích và thiết kế HTTT  Phân tích hệ thống có cấu trúc không chỉ là “một ý tưởng tốt” hay một cái gì đó mà nhà thực hành tìm ra để làm việc, nó còn là ứng dụng thực tiễn của một khái niệm lý thuyết đầy hiệu lực  Một khái niệm được sử dụng rất rộng rãi trong xử lý dữ liệu đó là quá trình phát triển các hệ thống mới có sử dụng máy tính có thể được xem như bao gồm một số giai đoạn phân biệt  Tất cả những giai đoạn này tạo thành “Vòng phát triển hệ thống” bao gồm  Xác định vấn đề, Nghiên cứu tính khả thi, Phân tích, Xây dựng, Cài đặt Bài 3: Phân loại một số cách tiếp cận 25 October 2011Phân tích - Thiết kế - Hệ thống thông tin 13  Nội dung bài học  Cách tiếp cận từ trên xuống.  Quy trình thác nước.  Chu trình tăng trưởng  Chu trình xoắn ốc  Chu trình lắp ráp các thành phần Bài 3: Phân loại một số cách tiếp cận 25 October 2011Phân tích - Thiết kế - Hệ thống thông tin 14  Cách tiếp cận từ trên xuống  Cách tiếp cận trên xuống được coi là một tiến bộ về phương pháp luận trong phát triển hệ thống  Đặc trưng chính của cách tiếp cận này là bài toán được xem xét từ tổng thể tới chi tiết, việc chi tiết hoá được tiến hành từng bước, từ phần cốt lõi tới các thể hiện cụ thể.  Cách tiếp cận này đặc biệt chú trọng tới các vấn đề mấu chốt của bài toán  Ở mỗi giai đoạn, ở mỗi thành phần của hệ thống, việc đầu tiên là xác định phần cốt lõi sau đó mới tiến hành phát triển hệ thống xung quanh các phần cốt lõi này  Cách tiếp cận này giúp người phân tích luôn xác định đúng được bản chất của sự việc và đưa ra được giải pháp hữu hiệu nhất đáp ứng yêu cầu cốt lõi của người dùng  Cách tiếp cận này chỉ phù hợp cho việc xây dựng hệ thống giống nhau, hoặc có nhiều điểm tương tự, điều mà trong thực tế ít xảy ra, vì người ta có thể sử dụng luôn phần mềm có sẵn mà không cần bỏ công làm lại. Bài 3: Phân loại một số cách tiếp cận 25 October 2011Phân tích - Thiết kế - Hệ thống thông tin 15  Quy trình thác nước.  Đây là loại quy trình phát triển đầu tiên, được Royce đề xuất năm 1970, để mô tả quy trình phát triển của hệ thống.  Đó là quá trình tiếp nối của năm giai đoạn: phân tích, thiết kế, mã hoá, kiểm thử và nghiệm thu.  Mỗi giai đoạn chỉ có thể bắt đầu khi giai đoạn trước đó đã hoàn tất (không đuợc chờm lên nhau).  Vì vậy, quy trình phát triển này còn được gọi là quy trình tuyến tính  Nhược điểm chính của quy trình phát triển thác nước là ở chỗ không cho phép quay lui  Chính vì vậy mà cũng có nhiều phương án cải tiến chu trình thác nước, cho phép quay lui Bài 3: Phân loại một số cách tiếp cận 25 October 2011Phân tích - Thiết kế - Hệ thống thông tin 16  Chu trình tăng trưởng  Chu trình tăng trưởng do D.R Graham đề xuất năm 1989, dựa trên các bước tăng trưởng dần dần, cho phép hoàn thành hệ thống từng mảng một.  Mỗi bước tăng trưởng thực hiện một tiến trình tuyến tính để triển khai một phần có thể chuyển giao được của cả hệ thống.  Quy trình này lặp lại nhiều lần cho tới khi đạt được phương án hoàn chỉnh của toàn bộ hệ thống.  Cách làm này chỉ thích hợp với các hệ thống có thể chia cắt và chuyển giao theo từng mảng. Bài 3: Phân loại một số cách tiếp cận 25 October 2011Phân tích - Thiết kế - Hệ thống thông tin 17  Chu trình xoắn ốc  Chu trình xoắn ốc hay chu trình lặp là do Bochm đề xuất 1988, với các đặc điểm sau:  Tiến trình lặp đi lặp lại một dãy các giai đoạn nhất định.  Qua mỗi vòng lặp, tạo ra một nguyên mẫu hoàn thiện dần.  Chú trọng khắc phục các nguy cơ (nguy cơ có thể bắt nguồn từ các sai sót trong đặc tả các nhu cầu) Bài 3: Phân loại một số cách tiếp cận 25 October 2011Phân tích - Thiết kế - Hệ thống thông tin 18  Chu trình lắp ráp các thành phần  Chu trình lắp ráp các thành phần dựa trên việc sử dụng lại các thành phần phần mềm.  Việc tạo lập hệ thống được thực hiện bằng cách lắp ráp các thành phần có sẵn.  Như vậy, điều quan trọng là cần phải xác định và thu gom các thành phần có khả năng sử dụng lại càng sớm càng tốt.  Theo Hooper, Chester và Chang thì tiến trình gồm 6 giai đoạn:  Tìm hiểu bài toán: Tìm hiểu vấn đề được đặt ra và khả năng sử dụng lại.  Hình thành giải pháp: Đề xuất một số giải pháp theo hướng sử dụng các thành phần có sẵn.  Tìm kiếm các thành phần: Lựa chọn các thành phần thích hợp.  Điều chỉnh và thích ứng các thành phần: điều chỉnh các thành phần thực sự thích ứng với giải pháp.  Tích hợp các thành phần: Lắp ráp các thành phần thành giải pháp.  Đánh giá: Đánh giá kết quả thực hiện, đồng thời xác định các thành phần mới có thể lưu để sử dụng lại sau này. Bài 4: Mô hình hoá hệ thống 25 October 2011Phân tích - Thiết kế - Hệ thống thông tin 19  Nội dung bài học  Nguyên lý chế ngự độ phức tạp  Khái niệm mô hình hoá hệ thống. Bài 4: Mô hình hoá hệ thống 25 October 2011Phân tích - Thiết kế - Hệ thống thông tin 20  Nguyên lý chế ngự độ phức tạp  Để tìm hiểu một thực tế phức tạp, mọi khoa học thực nghiệm đều vận dụng chung một nguyên lý cơ bản, đó là sự trừu tượng hoá (abstraction)  Trừu tượng hoá là một nguyên lý của quá trình nhận thức, trong đó bỏ qua các sắc thái không liên quan tới chủ định hiện thời để tập trung chủ yếu vào các sắc thái liên quan đến chủ định đó (từ điển Oxford)  Nói cách khác, trước một bài toán (hay một vấn đề) có thể tạm quên hay lờ đi các chi tiết ít hoặc không thể hiện bản chất vấn đề và có ít ảnh hưởng đối với bài giải bài toán, nhờ đó hình thành được một diễn giải đơn giản và dễ hiểu, cho phép giải quyết được bài toán mà vẫn đảm bảo theo đúng bản chất của vấn đề ban đầu Bài 4: Mô hình hoá hệ thống 25 October 2011Phân tích - Thiết kế - Hệ thống thông tin 21  Khái niệm mô hình hoá hệ thống.  Mô hình (model) là một dạng trừu tượng hoá của một hệ thống thực.  Cụ thể hơn, mô hình là một hình ảnh (một biểu diễn) của một hệ thống thực, được diễn tả:  Ở một mức độ trừu tượng hoá nào đó  Dưới một quan điểm (hay một góc nhìn) nào đó  Dưới một hình thức thể hiện (văn bản, phương trình, bảng, đồ thị,..) nào đó  Mục đích và chất lượng của mô hình  Hiểu được: Hiểu tức là hình thành được một hình ảnh xác thực và giản lược về đối tượng được tìm hiểu  Trao đổi được: Vì tính hiểu được của mô hình mà mô hình trở thành một thứ ngôn ngữ chung cho phép trao đổi giữa những người cùng quan tâm tới một vấn đề hay một hệ thống chung.  Hoàn thiện được: Nhờ sự hiểu được của mô hình mà người tìm hiểu, trao đổi dễ nhận thấy hệ thống đã phù hợp với nhu cầu chưa, có chặt chẽ, có đầy đủ không, nhờ đó mà có thể hoàn thiện thêm. Bài 5: Phương pháp phân tích, thiết kế có cấu trúc 25 October 2011Phân tích - Thiết kế - Hệ thống thông tin 22  Nội dung bài học  Mô hình chức năng.  Mô hình dữ liệu.  Mô hình luồng dữ liệu.  Mối quan hệ và thứ tự xây dựng các mô hình. Bài 5: Phương pháp phân tích, thiết kế có cấu trúc 25 October 2011Phân tích - Thiết kế - Hệ thống thông tin 23  Mô hình chức năng.  Mô hình này mô tả các chức năng chính của HTTT, thông thường được biểu diễn bằng sơ đồ chức năng nghiệp vụ, thể hiện hệ thống từ khía cạnh chức năng, trả lời cho câu hỏi: Hệ thống thực hiện những công việc gì?  Mô hình được sử dụng cho mục đích này là sơ đồ phân rã chức năng (Business Functional Diagram viết tắt là BFD)  Tư tưởng phân tích từ trên xuống (top-down) được thể hiện rõ nét trên sơ đồ này  Việc phân loại có thể theo loại hình tính chất công việc, có thể theo đơn vị sử dụng, có thể theo dữ liệu sử dụng và có thể là kết hợp của các kiểu phân loại khác nhau.  Các nhóm chức năng lại tiếp tục được phân nhỏ thành các cụm chức năng hoặc chức năng cụ thể  Sơ đồ BFD được biểu diễn dưới dạng hình cây, tại mỗi nút là một hình chữ nhật thể hiện chức năng hoặc nhóm chức năng cụ thể. Bài 5: Phương pháp phân tích, thiết kế có cấu trúc 25 October 2011Phân tích - Thiết kế - Hệ thống thông tin 24  Mô hình dữ liệu.  Mô tả các dữ liệu chính sẽ có trong hệ thống và mối quan hệ ràng buộc giữa chúng, thông thường được mô tả bằng sơ đồ quan hệ thực thể, các bảng thuộc tính các ràng buộc dữ liệu.  Mô hình dữ liệu (Entity Relationship Diagram viết tắt là ERD) là một trong các công cụ phản ánh hệ thống từ một khía cạnh khác, bổ sung cho BFD để tạo nên một tổ hợp trọn vẹn của quá trình phân tích.  ERD bao gồm 2 thành phần chính:  Thực thể (Entity): Được ký hiệu bởi 1 hình chữ nhật. Một thực thể tượng trưng cho một tập hợp hay một đối tượng trong thế giới thực  Quan hệ (Relationship): Một quan hệ tượng trưng cho sự liên kết giữa các thực thể. Bài 5: Phương pháp phân tích, thiết kế có cấu trúc 25 October 2011Phân tích - Thiết kế - Hệ thống thông tin 25  Mô hình luồng dữ liệu.  Mô tả luồng luân chuyển dữ liệu trong hệ thống. Có thể biểu diễn bằng nhiều sơ đồ: sơ đồ ngữ cảnh, sơ đồ quá trình xử lý, sơ đồ luồng dữ liệu hoặc bằng các ma trận chức năng/ thực thể  Nếu như các mô hình chức năng và mô hình dữ liệu thể hiện hệ thống dưới dạng tĩnh thì ngược lại mô hình luồng dữ liệu thể hiện hệ thống dưới cách nhìn động.  Mô hình này lột tả luồng luân chuyển dữ liệu trong cả quá trình hoạt động của hệ thống.  Một trong các mô hình kinh điển được sử dụng cho mục đích mô tả luồng dữ liệu là sơ đồ luồng (dòng) dữ liệu (Data Flow Diagram viết tắt là DFD).  DFD đưa ra một phương pháp thiết lập mối quan hệ giữa chức năng hoặc quá trình của hệ thống với thông tin mà chúng sử dụng Bài 5: Phương pháp phân tích, thiết kế có cấu trúc 25 October 2011Phân tích - Thiết kế - Hệ thống thông tin 26  Mô hình luồng dữ liệu.  DFD bao gồm những thành phần chính sau:  Quá trình (chức năng –Processes) được ký hiệu bởi vòng tròn tượng trưng cho các chức năng khác nhau mà hệ thống phải thực hiện.  Luồng dữ liệu (Flow) được ký hiệu bằng đường kẻ có mũi tên. Mũi tên chỉ hướng ra của luồng thông tin.  Kho dữ liệu (Data Store) được ký hiệu bởi 2 đường thẳng song song, biểu diễn hay chứa đựng thông tin mà hệ thống cần phải lưu giữ trong một khoảng thời gian dài để một hay nhiều quá trình hoặc tác nhân truy nhập vào  Tác nhân ngoài là một người, một nhóm người hoặc một tổ chức bên ngoài lĩnh vực nghiên cứu của hệ thống, nhưng có một số hình thức tiếp xúc với hệ thống  Tác nhân trong là một chức năng hay một quá trình bên trong hệ thống Bài 5: Phương pháp phân tích, thiết kế có cấu trúc 25 October 2011Phân tích - Thiết kế - Hệ thống thông tin 27  Mối quan hệ và thứ tự xây dựng các mô hình.  Các mô hình kể trên cùng có chung một đối tượng mô tả là mô hình hệ thống vì vậy chúng có quan hệ mật thiết với nhau, từ một mô hình có thể suy ra được một phần các mô hình còn lại.  Các mô hình thường được xây dựng đồng thời, tuy nhiên vẫn có thể theo một thứ tự trước sau một chút  Có thể xây dựng theo thứ tự BFD, ERD, DFD. Thứ tự xây dựng này thường được lựa chọn khi phân tích định hướng lập trình. Trong trường hợp này DFD được sử dụng như một công cụ minh hoạ làm rõ quan hệ giữa các phần tử của BFD (mô hình chức năng) và ERD (mô hình dữ liệu).  Với định hướng trao đổi làm rõ các yêu cầu của người dùng, DFD lại được xây dựng trước, thể hiện các quy trình nghiệp vụ của hệ thống thực. Sau khi được người dùng xác nhận tính đúng đắn, từ DFD trích lọc các chức năng để xây dựng BFD và dữ liệu để xây dựng ERD Bài 6: Phân tích chức năng 25 October 2011Phân tích - Thiết kế - Hệ thống thông tin 28  Mục đích của phân tích chức năng  Mục đích của phân tích chức năng là xác định một cách chính xác và cụ thể các chức năng của HTTT  Trong giai đoạn phân tích chức năng, người ta phải xác định một cách rõ ràng những gì mà hệ thống sẽ phải thực hiện mà chưa quan tâm tới phương pháp thực hiện các chức năng ấy  Một chức năng đầy đủ gồm những thành phần sau:  Tên chức năng  Mô tả các chức năng  Đầu vào của chức năng (dữ liệu).  Đầu ra của chức năng (dữ liệu).