Phân Tích Thiết Kế Hướng Đối Tượng (OOAD)

Học Phần: Phân Tích Thiết Kế Hướng Đối Tượng (OOAD)

Giáo Trình Lý Thuyết & Thực Hành Chuẩn UP - UML

Biên soạn chuẩn theo hệ thống bài giảng của ThS Lê Thanh Sơn: Khái quát lịch sử OOA/D, Bộ ba tác giả (Booch, Rumbaugh, Jacobson), 4 Pha & 4 Đặc điểm Quy trình Hợp nhất (UP), Mô hình Use Case, Mô hình Lĩnh vực (Domain Model), Lược đồ Trình tự Hệ thống (SSD) và Lược đồ Trình tự Thiết kế (Design SD).

Tổng Quan Unified Process (UP) & UML

Lecture 02: Lịch sử, Bộ ba tác giả, 4 Pha phát triển

Bộ ba tác giả (The Three Amigos):

Grady Booch: Trọng tâm Thiết kế hướng đối tượng (OO Design) & cấu trúc phần mềm.
James Rumbaugh: Phân tích & mô hình hóa đối tượng (OMT), quan hệ thực thể.
Ivar Jacobson: Yêu cầu & tương tác người dùng (OOSE), cha đẻ của Use Case.

4 Đặc điểm cốt lõi của UP: 1. Lặp và tăng dần (Iterative & Incremental) | 2. Dẫn xuất từ Use case | 3. Lấy kiến trúc làm trọng tâm | 4. Đối phó rủi ro.

4 Giai đoạn (Phases) của 1 chu kỳ UP:

Inception (Khởi đầu): Xác định tầm nhìn dự án (Vision), phạm vi sơ bộ và ước lượng chi phí.
Elaboration (Mở rộng): Làm rõ yêu cầu, giảm thiểu rủi ro và xác định kiến trúc nền tảng (Baseline).
Construction (Xây dựng): Lập trình, kiểm thử và hoàn thiện toàn bộ mã nguồn hệ thống.
Transition (Chuyển giao): Triển khai môi trường thực tế, đào tạo người dùng và bàn giao.

Mô Hình Use Case (Use Case Model)

Lecture 03: Actor, Use Case, Include, Extend, Generalization

Tác nhân (Actor): Người dùng thực tế, Thiết bị phần cứng ngoài (máy in, máy quét) hoặc Hệ thống ngoài (Cổng thanh toán, Ngân hàng) tương tác với phần mềm.

«include» Để thực hiện A bắt buộc phải thực hiện B trước.
Thứ tự: B trước → A sau.

«extend» Khi thực hiện A, đôi khi cần mở rộng thêm B tùy theo điều kiện.
Thứ tự: A trước → B sau.

Lưu ý nhận diện lỗi sai: Tuyệt đối không biến các trường thuộc tính dữ liệu (như "Nhập mã KH", "Họ tên") hay thao tác nút bấm ("Nhấn Enter", "Quay về") thành Use Case con!

Mô Hình Lĩnh Vực (Domain Model)

Lecture 04: Conceptual Class, Noun phrases, Multiplicity

Domain Model biểu diễn các lớp khái niệm trong thế giới thực (real-world concepts). Không chứa các hàm/phương thức cài đặt phần mềm.

3 Bước xây dựng Domain Model:

Bước 1: Tìm cụm danh từ (Noun phrases) từ bản đặc tả ca sử dụng để chọn lọc các Conceptual Classes.
Bước 2: Phác thảo Class diagram gồm các hình chữ nhật chứa tên lớp.
Bước 3: Bổ sung thuộc tính (attributes) và xác định lượng số quan hệ (Multiplicity: 1, 0..1, *, 1..*).

SSD & Lược Đồ Trình Tự (Sequence Diagram)

Lecture 05 & 06: System Event, System Operation, Frames

System Sequence Diagram (SSD): Mô hình hóa tương tác giữa Actor và một hộp đen duy nhất: :System. Actor kích hoạt System Event; Hệ thống đáp ứng bằng System Operation và trả về dữ liệu qua đường nét đứt (Return message).

Khung tương tác (Interaction Frames trong SD):

loop [condition]: Vòng lặp các thông điệp.
opt [guard]: Thực thi nếu điều kiện đúng (tương đương IF).
alt [conditions]: Rẽ nhánh loại trừ nhau (tương đương IF - ELSE).

Phân Biệt Cốt Lõi: Domain Model – System Sequence Diagram (SSD) – Sequence Diagram (SD)

Trục xương sống của phương pháp luận hướng đối tượng phân tích & thiết kế (OOA/D) theo bài giảng của ThS Lê Thanh Sơn là việc nắm rõ vai trò, mục tiêu và phạm vi của từng loại mô hình qua từng giai đoạn.

Tiêu chí so sánh	Domain Model (Mô hình miền)	System Sequence Diagram (SSD)	Design Sequence Diagram (SD)
Giai đoạn thực hiện	Phân tích (Analysis) - Tìm hiểu miền bài toán thực tế.	Phân tích (Analysis) - Đặc tả hành vi bên ngoài của hệ thống.	Thiết kế (Design) - Cấu trúc hiện thực nội bộ bên trong hệ thống.
Bản chất thể hiện	Cấu trúc tĩnh (Static) của các thực thể nghiệp vụ thực tế (Real-world concepts).	Tương tác động (Dynamic) giữa Actor và Hộp Đen :System theo thứ tự thời gian.	Tương tác động (Dynamic) giữa các đối tượng phần mềm cụ thể bên trong hệ thống.
Thành phần tham gia	Conceptual Classes, Thuộc tính dữ liệu, Multiplicity (0..1, , 1..), Không có phương thức.	Actor người dùng + Một hộp đen duy nhất đại diện cho hệ thống: `:System`.	Nhiều đối tượng phần mềm: `:UI`, `:Controller`, `:Sinhvien`, `:TapTin`, v.v.
Thông điệp (Messages)	Không có thông điệp (Chỉ có mối liên kết quan hệ thực thể).	System Event → System Operation: Tác nhân gọi hàm vào :System; Hệ thống trả lời bằng nét đứt.	Lời gọi hàm giữa các đối tượng phần mềm (`objA.doB()`), tạo mới (`«create»`), hủy đối tượng.
Ánh xạ mã nguồn	Gợi ý danh sách Class và các trường thuộc tính Entity/DTO.	Gợi ý các hàm điều khiển tầng ngoài (Controller APIs / Service Interfaces).	Ánh xạ 1:1 sang code chi tiết (Thân hàm, vòng lặp for/while, if/else, lời gọi phương thức).

Quy trình 5 bước chuyển dịch từ Yêu cầu đến Mã Nguồn (Tuần 11)

Use Case Spec

Viết văn bản kịch bản từng bước (Kịch bản chính & các kịch bản ngoại lệ).

Trích xuất SSD

Chuyển từng hành động của người dùng thành System Event và Operation tới :System.

Domain Model

Tìm danh từ, tạo Class Box, gắn thuộc tính và lượng số quan hệ (Multiplicity).

Design SD

Mở hộp đen :System thành các Class phần mềm, điều phối luồng thực thi và cấu trúc loop/opt/alt.

Viết Source Code

Cài đặt trực tiếp bằng C# hoặc Java tương ứng theo từng thông điệp trong SD.

Hệ thống Đặc Tả Use Case & Bản Mẫu Phân Tích Chuẩn

Tổng hợp các ca sử dụng mẫu theo giáo trình bài giảng của ThS Lê Thanh Sơn: Quản lý sinh viên, Rút tiền ATM, và Hệ thống bán hàng POS.

Nghiệp vụ bài thực hành: Quản lý sinh viên

Bao gồm các chức năng cốt lõi: Thêm SV, Xóa SV, Sửa SV, Tìm kiếm SV. Minh họa việc chuyển tiếp từ Mô tả giao diện Console/GUI sang Đặc tả use case, Domain Model, SSD và Sequence Diagram chi tiết.

1. Đặc tả ca sử dụng: Thêm Sinh Viên Use Case Spec

Màn hình chính hiển thị: Người dùng nhập số 1 để chọn chức năng THEM.
Hệ thống hiển thị màn hình thông báo: Ban dang thuc hien chuc nang them sinh vien.
Hệ thống yêu cầu nhập Họ và Tên (bắt buộc, không được để trống).
Hệ thống yêu cầu nhập Mã Số Sinh Viên (bắt buộc).
Hệ thống yêu cầu nhập Số Điện Thoại (Enter để bỏ qua).
Hệ thống tổng hợp và hiển thị toàn bộ thông tin đã nhập để người dùng rà soát.
Hệ thống hỏi: Ban co muon luu thong tin tren vao file khong? (c/k).
Người dùng chọn c, hệ thống ghi dữ liệu vào tệp và thông báo: Thong tin da duoc luu vao file thanh cong!

2. Bảng ánh xạ System Operations (SSD) Event → Operation

Hành động Actor	System Operation tương ứng
Chọn phím 1 trên màn hình	ChonChucNang() / OpenAddStudentScr()
Nhập Họ tên, MSSV, SĐT	NhapThongTinSV(ten, mssv, sdt)
Hệ thống trả lời thông tin	Return: thong tin sinh vien vừa nhập
Xác nhận 'c' để lưu file	LuuThongTinSV(sinhvien) / GhiFile()

Hiện thực mã nguồn C# chuẩn theo Design SD (Lecture 05 & 06) ChucNang.cs

public class ChucNang
{
    // Khớp với thông điệp: 1: ThemSV -> create Sinhvien
    public static void ThemSV()
    {
        Console.WriteLine("Ban dang thuc hien chuc nang them sinh vien...");
        Sinhvien sv = new Sinhvien();
        
        // 4: Nhap thong tin
        sv.Nhap();
        
        // 5: Xuat thong tin vua nhap de xac nhan
        sv.Xuat();
        
        Console.Write("Ban co muon luu thong tin tren vao file khong? (c/k): ");
        string xacNhan = Console.ReadLine();
        
        // Frame opt [ketqua = true] -> create TapTin & GhiFile()
        if (xacNhan.ToLower() == "c")
        {
            TapTin file = new TapTin();
            file.GhiFile(sv);
            Console.WriteLine("Thong tin da duoc luu vao file thanh cong!");
        }
    }
}

Kịch bản chuẩn rút tiền tại cây ATM (Slide 29 - OOAD Lecture 03): Cho thấy cấu trúc của 1 tình huống chính (Main Success Scenario) và các tình huống thay thế (Alternative Scenarios/Exceptions).

Tình huống chính (Main Success)

Khách hàng đưa thẻ ATM vào khe nhận thẻ.
Hệ thống xác thực tính hợp lệ của thẻ và yêu cầu nhập mã PIN.
Khách hàng nhập mã PIN.
Hệ thống xác minh mã PIN thành công và hiển thị danh mục chức năng.
Khách hàng chọn chức năng Rút tiền mặt (Withdraw Cash).
Hệ thống hiển thị nhắc người dùng nhập số tiền cần rút.
Khách hàng nhập số tiền muốn rút.
Hệ thống xác nhận hạn mức, kiểm tra số dư khả dụng, nhả tiền mặt và in biên lai.
Khách hàng nhận tiền, biên lai và nhận lại thẻ. Kết thúc ca sử dụng.

Tình huống phụ / ngoại lệ (Alternative)

Tình huống 1: Sai mật khẩu PIN

Bước 3 → Mã PIN sai, hệ thống cho phép thử lại tối đa 3 lần. Nếu vượt quá, nuốt thẻ và kết thúc.

Tình huống 2: Tài khoản không đủ số dư

Bước 7 → Số tiền nhập lớn hơn số dư tài khoản. Hệ thống thông báo lỗi và yêu cầu nhập lại số tiền hợp lệ.

Tình huống 3: ATM hết tiền mặt

Bước 8 → Khay tiền máy ATM không đủ loại mệnh giá để chi trả. Hệ thống xin lỗi và hủy giao dịch.

Phân Tích Thiết Kế Hướng Đối Tượng

Giáo Trình Lý Thuyết & Thực Hành Chuẩn UP - UML

Tổng Quan Unified Process (UP) & UML

Mô Hình Use Case (Use Case Model)

Mô Hình Lĩnh Vực (Domain Model)

SSD & Lược Đồ Trình Tự (Sequence Diagram)

Phân Biệt Cốt Lõi: Domain Model – System Sequence Diagram (SSD) – Sequence Diagram (SD)

Quy trình 5 bước chuyển dịch từ Yêu cầu đến Mã Nguồn (Tuần 11)

10 Bài Thực Hành Phân Tích & Thiết Kế Hướng Đối Tượng

Hệ thống Đặc Tả Use Case & Bản Mẫu Phân Tích Chuẩn

1. Đặc tả ca sử dụng: Thêm Sinh Viên Use Case Spec

2. Bảng ánh xạ System Operations (SSD) Event → Operation

Tình huống chính (Main Success)

Tình huống phụ / ngoại lệ (Alternative)

Danh sách Conceptual Classes trích xuất từ văn bản:

Lỗi Xác Định Use Case Sai (Slide 12)

Lỗi Vẽ SSD (System Sequence Diagram) Sai (Slide 20-22)

Bộ Câu Hỏi Ôn Tập Mô Hình Lĩnh Vực (Domain Model)

Thuộc Tính Đối Tượng