1. Chương 4 Phân tích kiến trúc (Architecture)

2. Kiến trúc - Architecture
Kiến trúc liên quan đến việc xác định
Các thành phần chính của hệ thống
Cách mà các thành phần này liên kết với nhau
Kiến trúc thể hiện
Tổ chức cấu trúc của hệ thống từ các thành phần của nó
Cách các phần tử tương tác với nhau để cung cấp các hành vi tổng thể của hệ thống hoặc yêu cầu chức năng
Bài giảng Phân tích thiết kế hệ thống - GV: Từ Thị Xuân Hiền

3. Bài giảng Phân tích thiết kế hệ thống - GV: Từ Thị Xuân Hiền
Định nghĩa kiến trúc
Kiến trúc là một tập hợp các quyết định quan trọng về việc tổ chức một hệ thống phần mềm. Quyết định này bao gồm:
Việc lựa chọn các yếu tố cấu trúc và giao diện của hệ thống
Sự kết hợp của yếu tố cấu trúc và hành vi thành subsystem
Phong cách kiến trúc bao gồm các phần tử, giao diện, và sự hợp tác của chúng.
Bài giảng Phân tích thiết kế hệ thống - GV: Từ Thị Xuân Hiền

4. Các khái niệm trong kiến trúc
Hệ thống con - Subsystems
Các lớp - Classes
Các dịch vụ - Services
Nguyên tắc xác định subsystems
Coupling
Cohesion
Chiến lược phân lớp cho việc xác định subsystems
Theo hướng trách nhiệm - Responsibility driven
Theo hướng tái sữ dụng - Reuse driven
Bài giảng Phân tích thiết kế hệ thống - GV: Từ Thị Xuân Hiền

5. Bài giảng Phân tích thiết kế hệ thống - GV: Từ Thị Xuân Hiền
Subsystems: Classes
Một giải pháp về phạm vi bằng cách chia hệ thống thành những thành phần nhỏ hơn gọi là subsystems.
Subsystems có thể được chia nhỏ một cách đệ quy thành những subsystems đơn giản hơn.
Subsystems được cấu tạo từ các lớp thiết kế. (design classes).
Bài giảng Phân tích thiết kế hệ thống - GV: Từ Thị Xuân Hiền

6. Subsystems: Services
Một subsystem được đặc trưng bởi các dịch vụ nó cung cấp cho subsystems khác.
Dịch vụ là:
Một tập hợp các hoạt động có liên quan chia sẻ một mục đích chung
Một tập hợp các hoạt động của một subsystem có sẵn với subsystem khác thông qua interface của subsystem

7. Bài giảng Phân tích thiết kế hệ thống - GV: Từ Thị Xuân Hiền
Subsystems: Services
Coupling và Cohesion
Khả năng đóng gói dữ liệu (Data encapsulation), kế thừa (Inheritance) và đa hình (Polymorphism) là nền tảng của lập trình hướng đối tượng.
Một chương trình thiết kế theo hướng đối tượng đòi hỏi chia nhỏ bài toán thành các phần, sao cho chúng vừa có đặc tính liên kết (giao tiếp giữa các phần)  lại vừa có khả năng tách biệt riêng rẽ để thay đổi, kiểm tra mà không ảnh hưổng đến thành phần khác
Bài giảng Phân tích thiết kế hệ thống - GV: Từ Thị Xuân Hiền

8. Bài giảng Phân tích thiết kế hệ thống - GV: Từ Thị Xuân Hiền
Subsystems: Services
Coupling:
Mức độ phụ thuộc của một phần tử vào một phần tử khác trong hệ thống, phần tử có thể là class, sub-systems, system.
Loose coupling (không phụ thuộc nhiều vào phần tử khác):
Sub-system độc lập
Dễ hiểu hơn khi sub-systems độc lập
Sửa đổi và bảo trì dễ dàng hơn
Bài giảng Phân tích thiết kế hệ thống - GV: Từ Thị Xuân Hiền

9. Bài giảng Phân tích thiết kế hệ thống - GV: Từ Thị Xuân Hiền
Subsystems: Services
Cohesion:
Mức độ phụ thuộc bên trong của một phần tử (class, subsystem), mức độ liên quan về chức năng giữa các nhiệm vụ của một phần tử.
High cohesion:
Subsystem chứa các đối tượng liên quan
Tất cả các phần tử hướng tới việc thực hiện cùng một tác vụ.
Bài giảng Phân tích thiết kế hệ thống - GV: Từ Thị Xuân Hiền

10. Bài giảng Phân tích thiết kế hệ thống - GV: Từ Thị Xuân Hiền
Phân lớp - Layering
Layering là chiến lược chia hệ thống (system) thành các hệ thống con (subsystems).
Layering
Chia một hệ thống thành hệ thống phân cấp của các hệ thống con (subsystems)
Có hai cách:
Hướng trách nhiệm - Responsibility driven
Hướng tái sử dụng - Reuse driven
Bài giảng Phân tích thiết kế hệ thống - GV: Từ Thị Xuân Hiền

11. Kiểu phân lớp Hướng trách nhiệm - Responsibility driven:
Lớp có trách nhiệm được xác định rõ ràng
Lớp thực hiện vai trò cụ thể
Hướng tái sử dụng - Reuse driven
Các lớp được thiết kế để cho phép tái sử dụng tối đa các thành phần hệ thống.
Các lớp ở mức cao hơn sử dụng dịch vụ của các lớp cấp dưới

12. Bài giảng Phân tích thiết kế hệ thống - GV: Từ Thị Xuân Hiền
Kiểu phân lớp
Ví dụ:
Bài giảng Phân tích thiết kế hệ thống - GV: Từ Thị Xuân Hiền

13. Kiến trúc Client-Server
Mô hình client-server bao gồm:
Server: một máy đơn hoặc một ứng dụng mà nó cung cấp các dịch vụ cho nhiều clients
Có thể là IIS (Internet Information Services) dựa trên máy chủ Web
Có thể là WCF (Windows Communication Foundation)
Có thể là một dịch vụ trong đám mây
Clients: phần mềm ứng dụng cung cấp giao diện người dùng cuối UI để truy cập các dịch vụ từ server
WPF, HTML5, Silverlight, ASP.NET, …

14. Mô hình Client-Server Machine Mobile Desktop Client network connection

15. Mô hình Client-Server – Ví dụ
Web server (IIS) – Web browser (Firefox)
FTP server (ftpd) – FTP client (FileZilla)
server (qmail) – client (Outlook)
SQL Server – SQL Server Management Studio
Bit Torrent Tracker – Torrent client (μTorrent)
DNS server (bind) – DNS client (resolver)
DHCP server (wireless router firmware) – DHCP client (mobile phone /Android DHCP client/)
SMB server (Windows) – SMB client (Windows)
Giao thức SMB/CIFS (samba)

16. Kiến trúc 3-Tier / Multi-Tier
Front-end (client layer)
Client software: cung cấp giao diện (UI) của hệ thống
Middle tier (business layer)
Server software: cung cấp lõi logic của hệ thống.
Hiện thực các quy trình nghiệp vụ hoặc các dịch vụ
Back-end (data layer)
Quản lý dữ liệu của hệ thống(database / cloud)

17. Kiến trúc 3-Tier / Multi-Tier

18. Mô hình kiến trúc 3-Tier / Multi-Tier
Business
Logic
Desktop
Client
Mobile
Machine
network
Database
Data Tier
(Back-End)
Middle Tier
(Business Tier)
Client Tier (Front-End)

19. Kiến trúc Model-View-Controller
Tách riêng logic nghiệp vụ với dữ liệu của ứng dụng và cách trình bày
Model
Giữ trạng thái của ứng dụng (data)
View
Hiển thị dữ liệu cho người sử dụng (shows UI)
Controller
Điều khiển sự tương tác với người sử dụng

20. Kiến trúc Model-View-Controller

21. Tổng quan về phân tích kiến trúc
Phân tích kiến trúc liên quan với việc xác định và giải quyết các yêu cầu phi chức năng của hệ thống (ví dụ, chất lượng) trong bối cảnh của các yêu cầu chức năng của hệ thống.
Mục đích của phân tích kiến trúc:
Xác định một kiến trúc ứng viên (candidate architecture) cho hệ thống, dựa trên kinh nghiệm thu được từ hệ thống tương tự hoặc trong lĩnh vực vấn đề tương tự.
Xác định các mô hình kiến trúc
Xác định các chiến lược tái sử dụng
Architectural analysis is concerned with the identification and resolution of the system's non-functional (for example, quality) requirements, in the context of the functional requirements.

22. Các bước phân tích kiến trúc
Xác định và phân tích các yêu cầu chức năng có ảnh hưởng đến kiến trúc.
Yêu cầu chức năng cũng có liên quan (đặc biệt là trong trường hợp yêu cầu thay đổi), yêu cầu phi chức năng được phân tích chi tiết. Gọi chung là các nhân tố của kiến trúc (architectural factors)
Những yêu cầu có tác động đáng kể đến kiến trúc, phải phân tích những thay thế và tạo ra giải pháp để giải quyết
Bài giảng Phân tích thiết kế hệ thống - GV: Từ Thị Xuân Hiền

23. Các bước phân tích kiến trúc
Mô hình hoá kiến trúc: sử dụng Collaboration Diagrams
Collaboration diagram thể hiện sự kết hợp của các lớp, giao diện, và các yếu tố khác tương tác với nhau để cung cấp các hành vi hợp tác.
Tên một khái niệm bao gồm cả hai khía cạnh tĩnh và động chỉ định việc hiện thực một use case.
Thể hiện một tập hợp các thông tin trao đổi giữa một tập các đối tượng để thực hiện một mục đích cụ thể.
Bài giảng Phân tích thiết kế hệ thống - GV: Từ Thị Xuân Hiền

24. Các bước phân tích kiến trúc
Mô hình hoá kiến trúc: sử dụng Component Diagrams
Component diagram: giúp cho mô hình hóa các khía cạnh vật lý của hệ thống phần mềm hướng đối tượng. Nó minh họa kiến trúc của các thành phần phần mềm và sự phụ thuộc giữa chúng.
Đóng gói việc hiện thực phân loại bên trong nó
Bài giảng Phân tích thiết kế hệ thống - GV: Từ Thị Xuân Hiền

25. Các bước phân tích kiến trúc
Mô hình hoá kiến trúc: sử dụng Component Diagrams
Components và Interfaces
interface là một tập hợp các hoạt động được sử dụng để xác định một dịch vụ của lớp hoặc các components
Interface
Thể hiện giao diện chính của hệ thống
Được hiện thực bởi các thành phần tham gia hiện thực interface.
Thúc đẩy sự phát triển của các hệ thống có các dịch vụ vị trí độc lập và có thể thay thế
Bài giảng Phân tích thiết kế hệ thống - GV: Từ Thị Xuân Hiền

26. Các bước phân tích kiến trúc
Ký hiệu Interface
Kiểu 1
Kiểu 2
Bài giảng Phân tích thiết kế hệ thống - GV: Từ Thị Xuân Hiền

27. Các bước phân tích kiến trúc
Loại Components: có 3 loại: deployment, work product và execution.
Deployment: Component cần cho việc thực thi của hệ thống, VD dll và exe
Work product: những thành phần được tạo ra trong quá trình phát triển hệ thống, gồm những tập tin mã nguồn và các tập tin dữ liệu từ các thành phần triển khai
Execution: được tạo ra như là một hệ quả của một hệ thống thực thi
Bài giảng Phân tích thiết kế hệ thống - GV: Từ Thị Xuân Hiền

28. Các bước phân tích kiến trúc
Component Stereotypes
Bài giảng Phân tích thiết kế hệ thống - GV: Từ Thị Xuân Hiền

29. Các bước phân tích kiến trúc
Mô hình hoá kiến trúc: sử dụng Packages
Packages
Là cơ chế tổ chức các phần tử mô hình thành các nhóm
Nhóm các phần tử có ngữ nghĩa gần nhau và có xu hướng thay đổi cùng nhau
Package nên low coupling và high cohesive, kiểm soát truy cập nội dung
Bài giảng Phân tích thiết kế hệ thống - GV: Từ Thị Xuân Hiền

30. Các bước phân tích kiến trúc
Ký hiệu Package :
Tương tự folder
Packages tham chiếu đến package khác sử dụng ký hiệu dependency
Ví dụ: Purchasing package phụ thuộc vào Receiving package
Bài giảng Phân tích thiết kế hệ thống - GV: Từ Thị Xuân Hiền

31. Các bước phân tích kiến trúc
Các phần tử bên trong Package
Package có thể chứa các phần tử: classes, interfaces, components, nodes, collaborations, use cases, diagrams và packages khác.
Một tạo thành một không gian tên, do đó các phần tử cùng loại phải có tên duy nhất.
Ví dụ, không thể có hai lớp trong cùng một package có cùng tên.
Bài giảng Phân tích thiết kế hệ thống - GV: Từ Thị Xuân Hiền

32. Mô hình hoá kiến trúc: Packages
Visibility
Visibility là tầm vực của các thuộc tính và các hoạt động của lớp trong package
Protected: các phần tử có thể thấy bởi các packages con
Private: các phần tử không thể thấy bởi các package bên ngoài

33. Các bước phân tích kiến trúc
Ví dụ:
Bài giảng Phân tích thiết kế hệ thống - GV: Từ Thị Xuân Hiền