Bài giảng Phân tích thiết kế hệ thống thông tin - Chương 1: Tổng quan về phân tích thiết kế hệ thống thông tin - Lê Thị Tú Kiên

Chương 1 Tổng quan về phân tích thiết kế HTTT PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG THÔNG TIN Giảng viên: Lê Thị Tú Kiên Bộ môn HTTT- CNTT – ĐHSPHN Email: kienltt@hnue.edu.vn Website: Nội dung 1. Định nghĩa hệ thống thông tin và phân loại 2. Chu trình phát triển hệ thống 3. Các phương pháp phát triển hệ thống 4. Tổng quan về phân tích thiết kế hệ thống hướng đối tượng 5. Nguyên lý phát triển hệ thống và vai trò của đội dự án 2 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE 1. Định nghĩa hệ thống thông tin và phân loại • Hệ thống thông tin – HTTT (Information System - IS) là một tập các thành phần có liên quan, thực hiện chức năng tập hợp, xử lý, lưu trữ và cung cấp thông tin đầu ra. 3 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE 1. Định nghĩa hệ thống thông tin và phân loại • Các hệ thống thông tin ▫ HTTT tác vụ (TPS -Transaction Processing Systems) ▫ HTTT quản lý (MIS –Management Information Systems) ▫ Hệ hỗ trợ ra quyết định (DSS – Dicision Support Systems) ▫ Hệ chuyên gia (Expert Systems) 4 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE 1. Định nghĩa hệ thống thông tin và phân loại 5 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE 2. Chu trình phát triển hệ thống HTTT • Chu trình phát triển hệ thống (The systems development life cycle – SDLC ) ▫ Quá trình áp dụng cho các dự án phát triển hệ thống thông tin, đảm bảo rằng các yêu cầu chức năng, yêu cầu người sử dụng, các mục tiêu và mục đích chiến lược đều được đáp ứng. ▫ Cung cấp một tiến trình được cấu trúc và chuẩn hóa cho tất cả các pha của bất kỳ nỗ lực phát triển hệ thống nào. 6 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE 2. Chu trình phát triển hệ thống HTTT • SDLC gồm 4 pha cơ bản ▫ Lên kế hoạch (planning) ▫ Phân tích (analysis) ▫ Thiết kế (design) ▫ Cài đặt (implementation) 7 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE 2. Chu trình phát triển hệ thống HTTT 8 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE 2. Chu trình phát triển hệ thống HTTT ▫ Lập kế hoạch – Tại sao phải xây dựng hệ thống? ▫ Phân tích – Làm gì? Là gì? ▫ Thiết kế - Làm như thế nào? ▫ Xây dựng và cài đặt ▫ Khai thác và bảo trì 9 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE GĐ1. Lập kế hoạch • Hiểu tại sao hệ thống cần được xây dựng và xác định đội dự án sẽ tiến hành xây dựng nó. • Giai đoạn này gồm 2 bước: ▫ Khởi tạo dự án ▫ Quản lý dự án 10 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE B1. Khởi tạo dự án • Xác định tính khả thi của dự án ▫ Tính khả thi về ý tưởng kỹ thuật (Can we build it?) ▫ Tính khả thi về kinh tế (Will it provide business value?) ▫ Tính khả thi về tổ chức (If we build it, will it be used?) 11 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE B2. Quản lý dự án • Sau khi được phê duyệt, dự án sẽ được quản lý • Người quản lý dự án tạo ra kế hoạch dự án, xây dựng đội ngũ nhân viên dự án, đặt các kỹ thuật vào đúng vị trí để giúp kiểm soát đội dự án và chỉ đạo dự án trong suốt vòng đời phát triển dự án • Sản phẩm của quản lý dự án là kế hoạch dự án 12 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE GĐ2. Phân tích • Mục đích: Tìm hiểu nhu cầu của người sử dụng, phân tích các chức năng và dữ liệu của tổ chức. • Giai đoạn này gồm 3 bước: ▫ Xây dựng chiến lược phân tích để chỉ dẫn nguồn lực của đội dự án. Chiến lược bao gồm phân tích hệ thống hiện hành (as – is system) và các tồn tại của nó, từ đó đề cử các cách để thiết kế một hệ thống mới (to-be system) 13 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE GĐ2. Phân tích ▫ Thu thập yêu cầu và phân tích thông tin sử dụng các mô hình phân tích ▫ Kết hợp các phân tích, định nghĩa về hệ thống mới và các mô hình vào một tài liệu gọi là đề xuất hệ thống (system proposal). Các nhà bảo trợ (sponsor) dựa vào đề xuất hệ thống để quyết định liệu dự án có được tiếp tục hay không • Kết quả  đề xuất hệ thống 14 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE GĐ3. Thiết kế • Mục đích: quyết định hệ thống sẽ vận hành như thế nào về phần cứng, phần mềm, kiến trúc mạng, giao diện người dùng và các biểu mẫu, báo cáo, các chương trình, file và cơ sở dữ liệu cụ thể sẽ được cần đến. • Giai đoạn thiết kế gồm 4 bước: ▫ Phát triển chiến lược thiết kế (mua, thuê hay tự làm?) ▫ Thiết kế kiến trúc hệ thống: phần cứng, phần mềm, kiến trúc mạng, giao diện và các biểu mẫu báo cáo 15 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE GĐ3. Thiết kế • Giai đoạn thiết kế gồm 4 bước (tiếp): ▫ Thiết kế tệp và cơ sở dữ liệu ▫ Thiết kế chương trình • Kết quả ▫ Bản thiết kế kiến trúc ▫ Bản thiết kế giao diện ▫ Bản thiết kế csdl và tệp ▫ Bản thiết kế chương trình 16 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE GĐ4. Cài đặt • Mục đích: tạo ra hệ thống thực sự, đây thường là giai đoạn được chú ý nhiều nhất bởi vì nó thường dài nhất và tốn kém nhất. • Giai đoạn cài đặt gồm 3 bước: ▫ Xây dựng hệ thống, hệ thống được xây dựng và thử nghiệm để đảm bảo hoạt động theo đúng thiết kế, đây là công việc của hầu hết thành viên đội dự án (coder, tester) ▫ Cài đặt hệ thống, chuyển giao hệ thống cũ sang hệ thống mới ▫ Đội phân tích thiết lập kế hoạch hỗ trợ cho hệ thống 17 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE GĐ4. Cài đặt • Kết quả ▫ Hệ thống sẵn sàng để hoạt động ▫ Bản báo cáo về kết quả thử nghiệm hệ thống ▫ Kế hoạch chuyển đổi từ hệ thống cũ sang hệ thống mới ▫ Tài liệu hướng dẫn sử dụng 18 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE Tiến trình và sản phẩm chuyển giao 19 Process Product Planning Analysis Design Implementation Project Plan System Proposal System Specification New System and Maintenance Plan Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE 3. Các phương pháp phát triển hệ thống • Khái niệm về phương pháp phát triển hệ thống • Thiết kế cấu trúc • Phát triển ứng dụng nhanh • Phát triển linh hoạt • Lựa chọn phương pháp phát triển thích hợp 20 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE 3.1. Khái niệm về phương pháp phát triển hệ thống • Một cách tiếp cận hình thức để cài đặt SDLC (nghĩa là một chuỗi các bước thực hiện và kết quả chuyển giao). • Dựa trên tiến trình phát triển hệ thống tập trung nhiều vào dữ liệu hay xử lý nghiệp vụ, ta có thể chia các PPPT hệ thống thành 3 nhóm: ▫ Thiết kế cấu trúc (Structured Design ) ▫ Phát triển ứng dụng nhanh (Rapid Application Development) ▫ Phát triển linh hoạt (Agile development) 21 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE 3.2. Thiết kế cấu trúc • Chọn cách tiếp cận step – by – step để hiện thực vòng đời phát triển hệ thống. • Dự án sẽ chuyển từ bước này sang bước khác một cách có phương pháp. • Nhiều phương pháp lấy dữ liệu làm trung tâm và lấy tiến trình làm trung tâm được phát triển dựa trên 2 phương pháp thiết kế kiến trúc cơ bản: ▫ phát triển thác nước (waterfall development) ▫ phát triển song song (parallel development) 22 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE Waterfall Development Methodology 23 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE Parallel development methodology 24 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE 3.3 Phát triển ứng dụng nhanh (Rapid application development - RAD) • Mục đích của nhóm phương pháp này là điều chỉnh các bước của SDLC để một số phần của hệ thống nhanh chóng được phát triển và đưa đến tay người sử dụng, để người sử dụng có thể hiểu hệ thống tốt hơn và gợi ý có những phiên bản chỉnh sửa tiếp theo của hệ thống được đúng hơn với những gì họ mong muốn. 25 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE • Hầu hết các phương pháp RAD khuyến cáo các nhà phân tích sử dụng các công cụ, kỹ thuật đặc biệt để tăng tốc hoạt động phân tích, thiết kế, cài đặt như: CASE tools, joint application design (JAD) sessions, fourth-generation /visual programming languages, code generators. 26 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE Phát triển ứng dụng nhanh (Rapid application development - RAD) Phased development methodology (Phương pháp phát triển dựa trên giai đoạn) 27 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE Prototyping-based Methodology 28 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE Throwaway Prototyping mothodology 29 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE 3.4 Phát triển ứng dụng linh hoạt (Mô hình phát triển ứng dụng linh hoạt) • Mục đích của nhóm phương pháp này là tập trung vào việc tinh giản hợp lý SDLC bằng cách loại bỏ phần lớn các mô hình và tài liệu ở mức cao cũng như thời gian dành cho việc tạo những mô hình và tài liệu này. Thay vào đó nhóm phương pháp này tập trung vào việc phát triển ứng dụng lặp đi lặp lại. • Một số phương pháp phát triển ứng dụng linh hoạt: Lập trình cực hạn (eXtreme Programming - XP), Scrum, phát triển hệ thống động (DSDM), TDD, BDD 30 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE eXtreme Programming 31 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE Lựa chọn phương pháp phát triển ứng dụng • Việc lựa chọn phương pháp là không đơn giản và phải cân nhắc dựa trên nhiều tiêu chí ▫ Sự rõ ràng của các yêu cầu người dùng - Clarity of User Requirements ▫ Sự tương đồng về mặt công nghệ - Familiarity with Technology ▫ Sự phức tạp của hệ thống - System Complexity ▫ Độ tin cậy của hệ thống - System Reliability ▫ Kế hoạch về thời gian - Time Schedules ▫ Kế hoạch sản phẩm - Schedule Visibility 32 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE 3.5 Lựa chọn phương pháp PTPM phù hợp Criteria for Selecting a Methodology 33 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE 4. Phân tích thiết kế hệ thống hướng đối tượng • Đặc điểm PTTK hướng đối tượng • Các tính chất cơ bản của hệ thống hướng đối tượng • Ngôn ngữ mô hình hóa thống nhất UML • Tiến trình thống nhất (The unified process) 34 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE 4.1. Đặc điểm PTTK hướng đối tượng • Cách tiếp cận hướng đối tượng phù hợp nhất với nhóm phương pháp phát triển ứng dụng nhanh • Vì sao không sử dụng các phương pháp thiết kế kiến trúc ? • Theo người sáng tạo ra ngôn ngữ mô hình hóa thống nhất UML thì bất kỳ cách tiếp cận hướng đối tượng hiện đại nào để phát triển HTTT cũng phải là: hướng ca sử dụng (use-case driven), lấy kiến trúc làm trung tâm (architecture-centric), lặp và tăng dần (iterative and incremental) 35 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE Hướng ca sử dụng • Một use-case mô tả cách người sử dụng tương tác với hệ thống để thực hiện một số hoạt động. • Use –case được sử dụng để chỉ định và truyền đạt lại các yêu cầu hệ thống cho các lập trình viên. • Use –case tập trung vào 1 hành động tại một thời điểm, do đó mô hình hóa hành động trở nên đơn giản. 36 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE Lấy kiến trúc làm trung tâm • Các cách tiếp cận PTTK hệ thống hướng đối tượng hiện đại nên hỗ trợ ít nhất ba khung nhìn kiến trúc riêng biệt: ▫ Khung nhìn chức năng, ▫ Khung nhìn tĩnh (cấu trúc) ▫ Khung nhìn động (hành vi) 37 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE Lặp và tăng dần 38 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE 4.2. Các tính chất cơ bản của hệ thống hướng đối tượng • Các lớp và đối tượng (Classes and Objects) • Phương thức và thông điệp (Methods and Messages) • Bao đóng và che dấu thông tin (Encapsulation and Information Hiding) • Thừa kế (Inheritance) • Đa hình và liên kết động (Polymorphism and Dynamic Binding) 39 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE 4.3. Ngôn ngữ mô hình hóa thống nhất UML • UML 2.0 định nghĩa 14 kỹ thuật sơ đồ hóa được sử dụng để mô hình hóa hệ thống 1. Class diagram: Minh họa mối quan hệ giữa các lớp được mô hình hóa trong hệ thống (phân tích, thiết kế) 2. Object diagram: Minh họa mối quan hệ giữa các đối tượng trong hệ thống (phân tích, thiết kế) 3. Package diagram: Nhóm các phần tử UML khác lại với nhau để thành một cấu trúc ở mức độ cao hơn (phân tích, thiết kế, cài đặt) 4. Deloyment diagram: Chỉ ra kiến trúc vật lý của hệ thống, chỉ ra các thành phần phần mềm được triển khai trên các thiết bị vật lý (thiết kế vật lý, cài đặt) 40 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE 4.3. Ngôn ngữ mô hình hóa thống nhất UML 5. Component diagram: Minh họa mối quan hệ vật lý giữa các thành phần phần mềm (thiết kế vật lý, cài đặt) 6. Composite Structure diagram: Mô tả cấu trúc bên trong của một lớp (phân tích, thiết kế) 7. Activity diagram: Minh họa tiến trình nghiệp vụ (phân tích, thiết kế) 8. Sequence diagram: Minh họa hoạt động theo trật tự thời gian (phân tích, thiết kế) 9. Communication diagram: Minh họa giao tiếp của các đối tượng có hợp tác trong một hoạt động (phân tích, thiết kế) 10. Interaction Overview diagram: Minh họa cách nhìn tổng quan về luồng kiểm soát một tiến trình (phân tích, thiết kế) 41 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE 4.3. Ngôn ngữ mô hình hóa thống nhất UML 11. Timing diagram: Minh họa sự tương tác diễn ra trong một tập các đối tượng và thay đổi trạng thái trong đó họ đi qua cùng một trục thời gian (phân tích, thiết kế) 12. Behavioral State Machine diagram: Kiểm tra hành vi của một lớp (phân tích, thiết kế) 13. Protocol State Machine diagram: Thể hiện các phụ thuộc của các giao diện khác nhau trong một lớp (phân tích, thiết kế) 14. Use-Case diagram: Nắm bắt các yêu cầu nghiệp vụ, Minh họa giao tác giữa hệ thống và môi trường (phân tích) 42 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE Sử dụng UML để phân tích thiết kế hệ thống hướng đối tượng 43 Mô hình chức năng Mô hình cấu trúc Mô hình thời gian Hệ thống phản ứng với cái gì Thứ tự giữa các hành động trong hệ thống Biểu đồ ca sử dụng Biểu đồ lớp và đối tượng Biểu đồ tuần tự Biểu đồ tương tác Biểu đồ trạng thái Biểu đồ hoạt động Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE 4.5. Tiến trình thống nhất • Tiến trình thống nhất (The unified process) là một phương pháp cụ thể chỉ ra khi nào và làm cách nào để sử dụng các kỹ thuật UML khác nhau trong phân tích thiết kế hướng đối tượng. • UML cung cấp các hỗ trợ về mặt cấu trúc còn tiến trình thống nhất cung cấp hỗ trợ về mặt hành vi cho phương pháp PTTK hướng đối tượng 45 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE The unified process • Inception: mục đích của giai đoạn này là nhằm đạt được sự đồng ý về các mục tiêu của dự án trong quá trình phát triển. Các hoạt động chính là xác định yêu cầu kinh doanh và đánh giá sự rũi ro, thiết lập các phương án và phạm vi của dự án. 46 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE The unified process • Elaboration: tạo ra một nền tảng kiến trúc hệ thống, cung cấp một cơ sở đầu vào ổn định cho giai đoạn thiết kế và cài đặt. • Các hoạt động chính là đánh giá các rũi ro của hệ thống, xác định một kiến trúc ổn định, xây dựng được một bản mẫu, xác định các thành phần tái sử dụng, thiết lập các kế hoạch cho các chu trình của giai đoạn construction. 47 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE The unified process • Construction: mục đích của giai đoạn này là chọn lọc lại các yêu cầu và hoàn thành việc cài đặt hệthống dựa trên kiến trúc của giai đoạn trước • bao gồm các hoạt động chính là: quản lý và kiểm soát tài nguyên và tối ưu quá trình, hoàn thành việc phát triển các thành phần và kiểm tra dựa trên các tiêu chuẩn đánh giá đã xác định, đánh giá sản phẩm hoàn thành dựa trên các tiêu chuẩn ban đầu về mục đích và tầm nhìn hệthống 48 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE The unified process • Transition: mục đích của giai đoạn này là đảm bao sản phẩm sẵn sàng tốt nhất để được sử dụng. • Hoạt động chính của giai đoạn này có thể nhiều chu trình con bao gồm: kiểm tra và đánh giá sản phẩm chuẩn bị cài đặt, điều chỉnh sản phẩm dựa trên các phản hồi sử dụng, cài đặt và huấn luyện sử dụng, bảo hành bảo trì hệ thống. 49 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE 5. Nguyên lý phát triển hệ thống và vai trò của đội dự án • Các nguyên lý khi phát triển hệ thống • Các hoạt động xuyên suốt quá trình phát triển hệ thống • Các vai trò và kỹ năng của đội dự án 50 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE 5.1. Các nguyên lý phát triển hệ thống • Để người sử dụng tham gia vào quá trình PT hệ thống • Sử dụng cách tiếp cận giải quyết vấn đề • Thiết lập các giai đoạn và hoạt động • Tài liệu hóa suốt quá trình phát triển • Thiết lập các chuẩn về tính nhất quán 51 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE 5.1. Các nguyên lý phát triển hệ thống • Quản lý quá trình và dự án • Cân đối hệ thống với vốn đầu tư • Không né tránh việc hủy bỏ hoặc sửa phạm vi • Chia để trị • Thiết kế hệ thống để có thể phát triển và thay đổi 52 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE 5.2. Các hoạt động xuyên suốt quá trình phát triển hệ thống • Tìm hiểu thực tế • Tài liệu hóa và trình bày • Phân tích tính khả thi • Quản lý dự án và quy trình 53 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE 5.3. Các vai trò của đội dự án • Phân tích nghiệp vụ - Business analyst : ▫ Phân tích các khía cạnh nghiệp vụ chính của hệ thống ▫ Chỉ ra hệ thống sẽ cung cấp các giá trị nghiệp vụ như thế nào ▫ Thiết kế các chính sách và tiến trình nghiệp vụ mới • Phân tích hệ thống - System analyst: ▫ Chỉ ra làm thế nào kỹ thuật có thể cải tiến các tiến trình nghiệp vụ ▫ Thiết kế các tiến trình nghiệp vụ mới ▫ Thiết kế hệ thống thông tin ▫ Đảm bảo hệ thống thỏa mãn các tiêu chuẩn hệ thống thông tin 54 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE 5.3. Các vai trò của đội dự án • Phân tích cơ sở hạ tầng - Infrastructure analyst: ▫ Đảm bảo hệ thống thỏa mãn các tiêu chuẩn về cơ sở hạ tầng ▫ Chỉ ra các thay đổi về cơ sở hạ tầng cần thiết để hỗ trợ hệ thống • Phân tích, quản lý sự thay đổi - Change management analyst ▫ Phát triển và thực thi một kế hoạch quản lý thay đổi ▫ Phát triển và thực thi một kế hoạch đào tạo NSD 55 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE 5.5. Các kỹ năng chung của đội dự án • Kỹ năng công nghệ - Technical skills • Kỹ năng nghiệp vụ - Business skills • Kỹ năng phân tích - Analytical skills • Kỹ năng giao tiếp - Interpersonal skills • Kỹ năng quản lý - Management skills • Kỹ năng đạo đức - Ethical skills 56 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE 5.6. Một số kỹ năng riêng dựa trên vai trò của đội dự án • Quản lý dự án - Project manager ▫ Quản lý đội phân tích, lập trình viên, người viết tài liệu kỹ thuật, và các nhân sự khác của đội dự án ▫ Phát triển và giám sát kế hoạch dự án ▫ Chỉ định tài nguyên dự án ▫ Điểm liên lạc chính của dự án 57 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE 58 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE PHỤ LỤC 1. Biểu đồ ca sử dụng 2. Biểu đồ lớp 3. Biểu đồ tuần tự 4. Biểu đồ cộng tác 5. Biểu đồ hoạt động 6. Biểu đồ máy trạng thái hành vi 59 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE Biểu đồ ca sử dụng 60 Biểu đồ ca sử dụng hệ thống quản lý bán hàng Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE Biểu đồ lớp 61 Biểu đồ lớp hệ thống quản lý thư viện Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE Biểu đồ tuần tự 62 Biểu đồ tuần tự ca sử dụng thanh toán mua hàng Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE Biểu đồ cộng tác • Biểu đồ cộng tác ca sử dụng thanh toán mua hàng 63 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE Biểu đồ hoạt động • Biểu đồ hoạt động cho ca sử dụng đăng ký môn học 64 Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE Biểu đồ máy trạng thái hành vi 65 Biểu đồ máy trạng thái cho lớp đối tượng khóa học (course) Lê Thị Tú Kiên - FIT - HNUE