Đề cương môn học phân tích thiết kế hướng đối tượng

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐỀ CƢƠNG MÔN HỌC PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HƢỚNG ĐỐI TƢỢNG HÀ NỘI - 2011 MỤC LỤC 1. Thông tin về giảng viên ........................................................................................... 1 2. Các môn học tiên quyết ........................................................................................... 1 3. Các môn học kế tiếp ................................................................................................ 1 4. Mục đích môn học ................................................................................................... 1 5. Mục tiêu của môn học ............................................................................................. 1 6. Nội dung cơ bản của môn học ................................................................................. 2 7. Mục tiêu chi tiết môn học ........................................................................................ 3 8. Bảng tổng hợp mục tiêu môn học............................................................................ 7 9. Tóm tắt nội dung môn học ...................................................................................... 8 10. Nội dung chi tiết ..................................................................................................... 8 11. Tài liệu .................................................................................................................. 10 11.1. Tài liệu chính ................................................................................................... 10 11.2. Tài liệu tham khảo ........................................................................................... 10 12. Hình thức tổ chức dạy học ..................................................................................... 10 12.1. Lịch trình chung .............................................................................................. 10 12.2. Lịch trình chi tiết ............................................................................................. 11 13. Chính sách đối với môn học ................................................................................... 12 14. Phương pháp, hình thức kiểm tra đánh giá ............................................................ 12 1 TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Khoa Công Nghệ Thông Tin Bộ môn Công Nghệ Phần Mềm Khóa đào tạo: Cử nhân Công Nghệ Thông Tin Môn học: Phân tích thiết kế hướng đối tượng Mã môn học: Số tín chỉ: 03 Năm thứ: 3 Học kỳ: 06 Môn học: Bắt buộc 1. Thông tin về giảng viên TS. Đặng Đức Hạnh Bộ môn Công Nghệ Phần Mềm Khoa Công Nghệ Thông Tin – Trường ĐH Công Nghệ Email: hanhdd@vnu.edu.vn 2. Các môn học tiên quyết - Lập Trình Hướng Đối Tượng - Công Nghệ Phần Mềm 3. Các môn học kế tiếp - Khóa luận tốt nghiệp 4. Mục đích môn học Sau khóa học, sinh viên có được những kiến thức cơ bản về phương pháp luận phát triển phần mềm hướng đối tượng, khả năng vận dụng kỹ thuật phân tích và thiết kế hướng đối tượng theo một quy trình cụ thể để tạo ra các bản thiết kế chất lượng cao. 5. Mục tiêu của môn học Sau khi kết thúc môn học, người học sẽ:  Về kiến thức: - Áp dụng mô hình phát triển lặp, lấy kiến trúc làm trung tâm, và định hướng ca sử dụng để tạo được mô hình thiết kế chất lượng cao - Sử dụng ngôn ngữ mô hình hóa thống nhất UML để biểu diễn mô hình thiết kế - Áp dụng các khái niệm hướng đối tượng: trừu tượng, bao gói, kế thừa, phân cấp, mô đun hóa, và đa hình để tạo mô hình thiết kế có chất lượng - Mô tả các khung nhìn về kiến trúc phần mềm, các cơ chế chính hình thành 2 kiến trúc, và chi phối của kiến trúc đối với thiết kế được tạo - Xác định được các vấn đề thiết kế cơ bản và vận dụng các mẫu thiết kế  Kỹ năng: - Sử dụng công cụ mô hình hóa để biểu diễn các mô hình phân tích và mô hình thiết kế cho một hệ thống cụ thể - Viết đặc tả phân tích và thiết kế của hệ thống theo định dạng tài liệu  Thái độ: - Giải quyết vấn đề mang tính hệ thống - Làm việc có phương pháp, kế hoạch và luôn đặt vào khung cảnh dự án - Chú trọng hơn vào mô hình hóa so với lập trình  Các mục tiêu khác: - Kỹ năng cộng tác, làm việc nhóm - Kỹ năng tư duy sáng tạo, khám phá tìm tòi - Trau dồi, phát triển năng lực đánh giá - Rèn kỹ năng lập kế hoạch, tổ chức, quản lý, theo dõi kiểm tra việc thực hiện chương trình học tập 6. Nội dung cơ bản của môn học Sau đây là những nội dung cơ bản của môn : 1. Phát triển phần mềm chất lượng cao 2. Mô hình hóa hướng đối tượng 3. Tổng quan về các yêu cầu phần mềm 4. Tổng quan về phân tích và thiết kế 5. Phân tích kiến trúc 6. Phân tích ca sử dụng 7. Xác định các phần tử thiết kế 8. Xác định các cơ chế thiết kế 9. Mô tả kiến trúc thực thi và phân tán 10. Thiết kế ca sử dụng 11. Thiết kế hệ thống con 12. Thiết kế lớp 3 7. Mục tiêu chi tiết môn học Mục tiêu Nội dung Bậc 1 (A – Nhớ) Bậc 2 (B – Hiểu, Áp dụng) Bậc 3 (C - Phân tích, Tổng hợp, Đánh giá) Ch01. Phát triển phần mềm chất lượng cao I.A.1. Xác định được các hoạt động cho việc hiểu và giải quyết các vấn đề kỹ nghệ phần mềm. I.A.2. Diễn giải được sáu kinh nghiệm thực hành tốt nhất cho kỹ nghệ phần mềm. I.A.3. Diễn giải được tiến trình RUP trong khung cảnh với sáu kinh nghiệm thực hành đó. Ch02. Mô hình hóa hướng đối tượng II.A.1. Diễn giải các nguyên lý cơ bản của hướng đối tượng. II.B.1. Giải thích và minh họa được các thế mạnh của hướng đối tượng. II.A.2. Xác định các khái niệm và thuật ngữ hướng đối tượng cơ bản cùng với các ký pháp UML tương ứng. II.A.3. Nêu được các ký pháp cơ bản của 9 loại biểu đồ UML. Ch03. Tổng quan về yêu cầu phần III.A.1. Mô tả được khái niệm cơ bản về yêu cầu phần mềm. III.B.1. Diễn giải được tầm ảnh hưởng của khái niệm yêu cầu với phân tích và thiết kế. 4 mềm III.A.2. Nêu được các chế tác về yêu cầu phần mềm. III.B.2. Đọc và cụ thể hóa được các chế tác yêu cầu phần mềm với tư cách là đầu vào cho phân tích thiết kế. Ch04. Tổng quan về phân tích và thiết kế IV.A.1. Liệt kê được các thuật ngữ và khái niệm về phân tích và thiết kế. IV.B.1. Diễn giải được sự khác nhau giữa phân tích và thiết kế. IV.A.2. Nêu được tiến trình phân tích và thiết kế bao gồm các vai trò, chế tác và luồng công việc. Ch05. Phân tích kiến trúc V.A.1. Nêu được mục đích của phân tích kiến trúc và giai đoạn thực hiện trong vòng đời phát triển. V.A.2. Mô tả được các mẫu kiến trúc tiêu biểu, tập các cơ chế phân tích. V.B.2. Diễn giải được tầm ảnh hưởng của mẫu kiến trúc và cơ chế phân tích đối với kiến trúc phần mềm. V.A.3. Mô tả được tư tưởng, chế tác và mối quan tâm cho việc ra quyết định về kiến trúc phần mềm. V.B.3. Đọc và minh họa được các kết quả phân tích kiến trúc, bao gồm: các tầng kiến trúc và mối quan hệ, các trừu tượng chính và các cơ chế phân tích. Ch06. Phân tích ca sử dụng VI.A.1. Nêu được mục đích của hoạt động phân tích ca sử dụng và giai đoạn diễn ra trong vòng đời phát triển. VI.B.1. Xác định ca sử dụng trên cơ sở mô tả của người dùng về hệ thống. VI.A.2. Nêu được khái niệm ca sử dụng, lớp phân tích, kịch bản và luồng sự kiện. VI.B.2. Xác định được các lớp phân tích thực thi luồng sự kiện ca sử dụng. 5 VI.A.3. Nêu được khái niệm vai trò của lớp phân tích và cách xác định nó. VI.B.3. Phân bố được hành vi ca sử dụng cho các lớp phân tích. VI.C.3. Đánh giá được tính hợp lý của phân tích ca sử dụng VI.A.4. Nêu được khái niệm hiện thực hóa ca sử dụng, và chỉ ra các biểu đồ UML giúp hiện thực hóa ca sử dụng. VI.B.4. Phát triển được các hiện thực hóa ca sử dụng và các cộng tác giữa các thể hiện của các lớp đã được xác định. VI.C.4. Kiểm tra được tính không nhất quán của kết quả phân tích. Ch07. Xác định các phần tử thiết kế VII.A.1. Nêu được mục đích của việc xác định các phần tử thiết kế và chỉ ra nó được thực hiện ở đâu trong vòng đời phát triển. VII.A.2. Nêu được khái niệm về các phân tử thiết kế, gồm có: các lớp thiết kế, các hệ thống con và các giao diện hệ thống VII.B.2. Phân tích được các tương tác giữa các đối tượng phân tích và xác định được các phân tử thiết kế. Ch08. Xác định các cơ chế thiết kế VIII.A.1. Nêu được mục đích của việc xác định các cơ chế thiết kế và chỉ ra nó được thực hiện ở đâu trong vòng đời phát triển. VIII.A.2. Nêu được các khái niệm về cơ chế thiết kế và chỉ ra cách mà chúng được ánh xạ từ các cơ chế phân tích. VIII.B.2. Xác định được các cơ chế thiết kế từ các cơ chế phân tích cho case study cụ thể. VIII.C.1. Đánh giá được ưu và nhược điểm cho việc lựa chọn cơ chế thiết kế. Ch09. Mô tả kiến trúc thực thi và phân tán IX.A.1. Nêu được mục đích của việc mô tả kiến trúc thực thi và phân tán và chỉ ra nó được thực hiện ở đâu trong vòng đời phát triển. 6 IX.A.2. Nêu các khái niệm về luồng và tiến trình IX.B.2. Mô hìn hóa được các tiến trình và các luồng cho case study cụ thể. IX.A.3. Mô tả làm thế nào các lớp và các hệ thống con được ánh xạ vào các luồng và tiến trình IX.A.4. Mô tả làm thế nào chức năng của hệ thống có thể phân bố trên các nốt vật lý. IX.B.4. Mô hình hóa các quyết định phân tán trong biểu đồ phân bố cho ca sử dụng cụ thể. IX.A.5. Mô tả được tư tưởng và các mối quan tâm cho việc ra quyết định về kiến trúc phần mềm. Ch10. Thiết kế ca sử dụng X.A.1. Nêu được mục đích của thiết kế ca sử dụng và chỉ ra pha thực hiện của nó trong vòng đời phát triển. X.B.1. Làm mịn được các hiện thực hóa ca sử dụng ở cấp độ phân tích để thu được mô hình thiết kế ca sử dụng. X.C.1. Kiểm chứng được tính nhất quán trong triển khai ca sử dụng Ch11. Thiết kế hệ thống con XI.A.1. Nêu được mục đích của thiết kế hệ thống con và chỉ ra pha thực hiện của nó trong vòng đời phát triển. XI.B.1. Xác định các hành vi dạng cộng tác giữa các lớp chứa được đặc tả trong các giao diện hệ thống con. XI.B.2. Làm tài liệu cấu trúc trong của các hệ thống con. XI.B.3. Xác định được sự phụ thuộc giữa các phần từ ngoài và các hệ thống con. 7 Ch12. Thiết kế lớp XII.A.1. Nêu được mục đích của thiết kế lớp và chỉ ra pha thực hiện của nó trong vòng đời phát triển. XII.B.1. Xác định được các lớp thiết kế bổ sung và các mối quan hệ để hiện thực hóa các cơ chế thiết kế đã chọn. XII.A.2. Nêu được mô hình chuyển trạng thái đối tượng và cách biểu diễn trong UML. XII.B.2. Xác định và phân tích được các chuyển trạng thái của các đối tượng thuộc lớp được điểu khiển bởi trạng thái. XII.B.3. Làm mịn các quan hệ, các thao tác và các thuộc tính ở cấp độ phân tích. 8. Bảng tổng hợp mục tiêu môn học Mục tiêu Nội dung Bậc 1 Bậc 2 Bậc 3 Mục tiêu khác Ch01. 3 0 0 0 Ch02. 3 1 0 Ch03. 2 2 0 0 Ch04. 2 1 0 0 Ch05. 3 2 0 0 Ch06. 4 4 2 0 Ch07. 2 1 0 0 Ch08. 2 1 1 0 Ch09. 5 2 0 0 Ch10. 1 1 1 0 Ch11. 1 3 0 0 Ch12. 2 3 0 0 Tổng 28 21 4 0 8 9. Tóm tắt nội dung môn học Phân tích thiết kế hướng đối tượng là môn học cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản về phương pháp luận phát triển phần mềm hướng đối tượng, đồng thời rèn luyện cho sinh viên kĩ năng mô hình hóa, kỹ năng phân tích và thiết kế hướng đối tượng làm cơ sở cho việc tạo ra các bản thiết kế phần mềm chất lượng cao. Môn học được thiết kế dành cho đối tượng là các sinh viên năm thứ 3 học kỳ 6 trong chương trình đào tạo cử nhân công nghệ thông tin. 10. Nội dung chi tiết Môn học truyền tải những nội dung sau: Chƣơng 1. Phát triển phần mềm chất lƣợng cao 1.1. Phát triển tăng dần 1.2. Quản lý yêu cầu 1.3. Kiến trúc hướng thành phần 1.4. Mô hình hóa trực quan 1.5. Kiểm chứng chất lượng 1.6. Quản lý thay đổi Chƣơng 2. Mô hình hóa hƣớng đối tƣợng 2.1. Lược đồ hướng đối tượng 2.2. Biểu diễn lược đồ bằng ngôn ngữ mô hình UML Chƣơng 3. Tổng quan về yêu cầu phần mềm 3.1. Giới thiệu 3.2. Các khái niệm chính 3.3. Mô hình ca sử dụng 3.4. Từ điển thuật ngữ Chƣơng 4. Tổng quan về phân tích và thiết kế 4.1. Các khái niệm chính 4.2. Luồng công việc phân tích và thiết kế Chƣơng 5. Phân tích kiến trúc 5.1. Tổng quan về phân tích kiến trúc 5.2. Các khái niệm chính 5.3. Tổ chức mức cao của các hệ thống con 5.4. Xác định các cơ chế phân tích 5.5. Xác định các trừu tượng hóa chính 5.6. Tạo các hiện thực hóa ca sử dụng Chƣơng 6. Phân tích ca sử dụng 6.1. Tổng quan về phân tích ca sử dụng 6.2. Bổ sung cho mô tả ca sử dụng 6.3. Tìm các lớp từ hành vi ca sử dụng 6.4. Phân bổ hành vi ca sử dụng cho các lớp 6.5. Mô tả các trách nhiệm 9 6.6. Mô tả các thuộc tính và liên kết 6.7. Các bước phân tích ca sử dụng 6.8. Thống nhất các lớp phân tích Chƣơng 7. Xác định các phần tử thiết kế 7.1. Tổng quan về xác định các phần tử thiết kế 7.2. Xác định các lớp và các hệ thống con 7.3. Xác định các giao diện hệ thống con 7.4. Xác định các cơ hội sử dụng lại 7.5. Cập nhật lại mô hình thiết kế Chƣơng 8. Xác định các cơ chế thiết kế 8.1. Tổng quan về xác định các cơ chế thiết kế 8.2. Phân loại các nhóm sử dụng cơ chế phân tích 8.3. Làm tài liệu cơ chế kiến trúc Chƣơng 9. Mô tả kiến trúc thực thi và phân tán 9.1. Tổng quan về thiết kế kiến trúc 9.2. Mô tả kiến trúc thực thi 9.3. Mô tả kiến trúc phân tán Chƣơng 10. Thiết kế ca sử dụng 10.1. Tổng quan về thiết kế ca sử dụng 10.2. Mô tả tương tác giữa các đối tượng thiết kế 10.3. Đơn giản hóa biểu đồ tuần tự sử dụng các hệ thống con 10.4. Mô tả hành vi liên quan đến lưu trữ lâu bền 10.5. Làm mịn mô tả luồng sự kiện 10.6. Thống nhất các lớp và các hệ thống con Chƣơng 11. Thiết kế hệ thống con 11.1. Tổng quan về thiết kế hệ thống con 11.2. Phân bố hành vi của hệ thống con cho các phần tử của nó 11.3. Làm tài liệu các phần tử của hệ thống con 11.4. Mô tả các phụ thuộc giữa các hệ thống con Chƣơng 12. Thiết kế lớp 12.1. Tổng quan về thiết kế lớp 12.2. Hình thành các lớp thiết kế 12.3. Xác định biểu đồ lớp thiết kế 12.4. Xác định các biểu đồ trạng thái 12.5. Dung hòa xác xung đột giữa các ca sử dụng 12.6. Điều khiển các yêu cầu phi chức năng 12.7. Ánh xạ lớp lưu trữ lâu bền vào cơ sở dữ liệu 10 11. Tài liệu 11.1. Tài liệu chính  Đặng Văn Đức, Phân tích thiết kế hướng đối tượng bằng UML, 2002  Bộ giáo trình OOAD của IBM, 2009 11.2. Tài liệu tham khảo  Craig Larman, Applying UML and Patterns: An Introduction to Object- Oriented Analysis and Design and Iterative Development, 2004  I. Jacobson, Object-Oriented Software Engineering: A Use Case Driven Approach, 2000  G. Booch, J. Rumbaugh, and I. Jacobson, The Unified Modeling Language Reference Manual, 2nd Edition, 2004 12. Hình thức tổ chức dạy học 12.1. Lịch trình chung TUẦN NỘI DUNG HÌNH THỨC TỔ CHỨC DẠY HỌC TỔNG SỐ Lý thuyết Nhóm Thực hành Khác Tự học KTĐG 1. Ch01 2 1 BT tuần 3 2. Ch02 2 1 BT tuần 3 3. Ch03 2 1 BT tuần 3 4. Ch04 2 1 BT tuần 3 5. Case Study 0 2 1 BT nhóm 3 6. Ch05 2 1 BT tuần 3 7. Ch06 2 1 BT tuần 3 8. Case Study 0 2 1 BT nhóm 3 9. Ch07 2 1 BT tuần 3 10. Ch08 2 1 BT tuần 3 11. Ch09 0 2 1 BT nhóm 3 12. Ch10 2 1 BT tuần 3 11 13. Ch11 2 1 BT tuần 3 14. Ch12 2 1 BT tuần 3 15. Case Study 2 1 BT lớn HK 3 Tổng 24 6 15 0 0 45 12.2. Lịch trình chi tiết Hình thức tổ chức dạy học Thời gian, địa điểm Nội dung chính Yêu cầu sinh viên chuẩn bị Ghi chú Tuần 06 Ch06. Phân tích ca sử dụng Lí thuyết (Lecture) 2 giờ tín chỉ - Tổng quan về phân tích ca sử dụng - Tìm các lớp từ hành vi ca sử dụng - Phân bố hành vi ca sử dụng cho các lớp phân tích - Hiện thực hóa ca sử dụng bằng sự cộng tác giữa các đối tượng  Đọc: - Bài giảng chương 6 trong bộ giáo trình IBM - Đặng Văn Đức, Phân tích thiết kế hướng đối tượng bằng UML, 2002 (Chương 3) - I. Jacobson, Object- Oriented Software Engineering: A Use Case Driven Approach, 2000. (Chương 5)  Chuẩn bị tài liệu về mô tả ca sử dụng trong case study và lập dàn ý các vấn đề cần thảo luận Thực hành 2 giờ thực hành (1 giờ tín chỉ) - Biểu diễn mô hình ca sử dụng trên Magic Draw - Viết tài liệu đặc tả ca sử dụng theo định dạng - Biểu diễn các hiện thực hóa ca sử dụng ở cấp phân tích  Đọc: - Tài liệu hướng dẫn RUP phần đặc tả ca sử dụng - Tài liệu hướng dẫn Magic Draw cho mô hình ca sử dụng  Chuẩn bản kế hoạch thực hiện nội dung thực hành 12 13. Chính sách đối với môn học Theo Quy chế đào tạo hiện hành - Cho phép thực hiện lại bài tập không quá 1 lần (trong trường hợp không đạt) 14. Phƣơng pháp, hình thức kiểm tra đánh giá a. Hình thức đánh giá b. Tiêu chí đánh giá Bài tập cá nhân: - Hình thức: Bài luận 2-3 trang A4 - Nội dung: (Bài tập cá nhân tuần từ tuần 01 đến tuần 15) - Tiêu chí đánh giá: Bài tập nhóm tháng: - Hình thức : viết tiểu luận (7-10 trang A4) - Nội dung: (Bài tập nhóm tháng 01, 02, 03 và 04) - Tiêu chí đánh giá: Bài tập lớn học kỳ : - Hình thức : Tài liệu phân tích thiết kế - Nội dung: - Tiêu chí đánh giá: Thi cuối kỳ : - Hình thức: Thi viết cuối kỳ - Nội dung: 12 vấn đề đã được nghiên cứu - Tiêu chí đánh giá: Hình thức Tỉ lệ Bài tập cá nhân tuần 10% Bài tập nhóm 10% Bài tập lớn học kỳ 20% Thi giữa kỳ 20% Thi cuối kỳ 40%