Đồ án Phân tích thiết kế hệ thống Xây dựng ứng dụng J2EE với Rational Rose và UML

Đồ án tốt nghiệp

Xây dựng ứng dụng J2EE với

Rational Rose và UML

LE QUANG DUNG

TH40

LỜI NÓI ĐẦU

Nếu như trước đây phần mềm (software) được bán kèm theo máy tính, phần mềm coi

như được cho không thì ngày nay hoàn toàn khác, giá cả phần cứng hạ xuống và phần

mềm dần dần trở nên thống lĩnh. Máy tính trở nên hữu dụng trong mọi mặt của cuộc sống,

sản xuất kinh doanh, khoa học kỹ thuật, quản lý, giáo dục ... Để có thể áp dụng máy tính

vào những nhu cầu của đời sống xã hội ta phải có các chương trình điều khiển, quản lý,

tính toán và thực hiện các chức năng như mong muốn mà ta gọi đó là phần mềm. Quy trình

để sản xuất được một phần mềm gồm nhiều công đoạn từ phân tích thiết kế, đặc tả yêu câu

khách hàng cho tới lập trình, bảo trì...Mỗi công đoạn là cả quá trình đòi hỏi kỹ sư phần

mềm phải khảo sát tỉ mỉ, chính xác trong từng thao tác. Chất lượng phần mềm do khâu

phân tich thiết kế quyết định là chủ yếu, do vậy phân tích thiết kế và đặc tả các yêu cầu là

giai đoạn quan trọng nhất.

Nói đến công nghệ phần mềm chúng ta phảI kể đến các hệ thống phân tán. Trong thời

kỳ phát triển mạnh của mạng toàn cầu – Internet, các ứng dụng phân tán phát triển rất

mạnh và mang tính cấp thiết. Nó đem lại lợi ích vô cùng to lớn cho con người. Nhằm tìm

hiểu theo hướng phát triển này, đồ án của em tiếp cận một công nghệ xây dựng ứng dụng

phân tán, đa tầng có tính bảo mật cao. Đó là công nghệ J2EE- Java 2 Platform, Enterprise

Edition, nó tương đối mới. Cùng với công nghệ này, ngôn ngữ mô hình thuần nhất(UML-

Unified Modeling Language) là ngừời bạn đồng hành để mô hình hóa, hiện thực hoá ứng

dụng trong quá trình phân tích và thiết kế hướng đối tượng.

Trong đồ án tốt nghiệp em phát triển ứng dụng J2EE với UML (Unified Modeling

Language) và Rational Rose. Trong thời gian ngắn cũng như khả năng, trong đồ án còn

nhiều sai sót, rất mong sự chỉnh sửa của thầy hướng dẫn và sự góp ý từ phía người đọc.

Một lần nữa em xin cảm ơn thầy Nguyễn Thanh Tùng đã tận tình hướng dẫn cho em hoàn

thành đồ án này.

PHẦN I

GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ

CHƯƠNG 1

GIỚI THIỆU VỀ PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG VỚI

UML

Mô hình hóa và thiết kế hướng đối tượng là một cách suy nghĩ về vấn đề sử dụng các

mô hình được tổ chức xung quanh các khái niệm thế giới thực. Cấu trúc nền tảng là đối

tượng, nó kết hợp cả cấu trúc dữ liệu và hành vi vào trong một thực thể đơn. Các mô hình

hướng đối tượng là có ích cho việc hiểu vấn đề, việc trao đổi với người dùng, mô hình hoá

các tổ chức kinh doanh, chuẩn bị tài liệu và thiết kế chương trình cùng cơ sở dữ liệu.

1.1. Các nguyên tắc cơ bản của OO-Object Orientation

1.1.1. Trừu tượng hóa (Abstraction)

Trừu tượng hóa bao gồm việc tập trung vào các khía cạnh bản chất cố hữu của một

thực thể và lờ đi các đặc tính phụ của nó. Trong phát triển hệ thống, điều này có nghĩa là

tập trung vào đối tượng là cái gì và làm cái gì, trước khi quyết định nó được cài đặt như thế

nào. Sử dụng trừu tượng hoá giữa quyền thực hiện các quyết định lâu dài nhằm tránh các

ràng buộc vội vã tới các chi tiết. Việc sử dụng trừu tượng hóa trong khi phân tích có nghĩa

là chỉ giải quyết với các khái niệm lĩnh vực ứng dụng, không thực hiện các quyết định thiết

kế và cài đặt trước khi hiểu vấn đề. Sử dụng chính xác trừu tượng hoá cho phép cùng một

mô hình được sử dụng cho cả phân tích, thiết kế mức cao, cấu trúc chương trình, cấu trúc

dữ liệu và tài liệu.

1.1.2. Bọc kín (Encapsulation)

Bọc kín (che giấu thông tin) bao gồm việc phân tách các khía cạnh bên ngoài của đối

tượng, từ các chi tiết cài đặt bên trong của đối tượng. Bọc kín ngăn ngừa một chương trình

trở nên quá phụ thuộc lẫn nhau đến nỗi một thay đổi nhỏ cũng có các hiệu ứng lớn. Việc

cài đặt một đối tượng có thể bị thay đổi mà không ảnh hưởng đến các ứng dụng có dùng

đến nó. Việc bọc kín là không duy nhất đối với các ngôn ngữ hướng đối tượng, nhưng khả

năng kêt hợp cấu trúc dữ liệu và hành vi trong một thực thể đơn thực hiện việc bọc kín là

kỳ diệu hơn so với các ngôn ngữ truyền thống.

1.1.3. Kết hợp dữ liệu và hành vi(data - behavior)

Nơi gọi một thao tác không cần xem xét việc thực hiện thao tác đã cho tồn tại như thế

nào. Đa hình đã di chuyển gánh nặng của việc quyết định sử dụng cài đặt nào từ việc gọi

mã tới phân cấp lớp. Trong một hệ thống hướng đối tượng, phân cấp cấu trúc dữ liệu là

đồng nhất với phân cấp kế thừa thao tác.

1.1.4. Phân chia

Kỹ thuật hướng đối tượng đề xướng việc phân chia tại vài mức khác nhau. Việc kế

thừa cả cấu trúc dữ liệu và hành vi cho phép cấu trúc chung được chia sẻ trong vài lớp con

giống nhau mà không dư thừa. Việc phân chia mã sử dụng kế thừa là một trong những tiến

bộ chính của ngôn ngữ hướng đối tượng.

Phát triển hướng đối tượng không chỉ cho phép chia sẻ thông tin trong ứng dụng mà

còn đưa ra triển vọng của việc sử dụng lại các thiết kế và mã trong các đề án tượng lai.

Phát triển hướng đối tượng cung cấp các công cụ như là trừu tượng bọc kín, kế thừa để xây

dựng các thư viện của các thành phần có thể dùng lại được.

1.2. Các khái niệm cơ bản của hướng đối tượng

Khi nói về hướng đối tượng, các khái niệm cơ bản sau đây cần được hiểu rõ:

 Đối tượng (Object)

 Lớp (Class)

 Thuộc tính (Atribute)

 Thao tác (Operation)

 Giao tiếp – đa hình (Interface - Polymorphism)

 Thành phần (Component)

 Đóng gói (Package)

 Hệ thống con (Subsystem)

 Quan hệ (Relationship)

Tất cả các khái niệm này được trình bày trong phần “tổng quan về UML” ở phần

sau.

1.3. Phát triển hướng đối tượng là gì?

Phát triển hướng đối tượng là một cách suy nghĩ mới về phần mềm đặt cơ sở trên

những khái niệm trừu tượng đang tồn tại trong thế giới thực. Bản chất của việc phát triển

hướng đối tượng là nhận biết và tổ chức các khái niệm thuộc lĩnh vực ứng dụng.

1.3.1. Các khái niệm mô hình hoá

Các ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng là có ích trong việc loại bỏ các hạn chế do

tính không mềm dẻo của các ngôn ngữ lập trình truyền thống.

Phát triển hướng đối tượng là quá trình nhận thức độc lập với ngôn ngữ lập trình cho

đến các bước cuối cùng. Phát triển hướng đối tượng là hướng suy nghĩ mới và không là kỹ

thuật lập trình. Lợi ích của vấn đề này là giúp các chuyên gia, phát triển viên và khách

hàng biểu lộ các khái niệm trừu tượng một cách rõ ràng và truyền gởi chúng tới nơi khác.

Nó có thể phục vụ như là một trung gian cho việc xác định, phân tích, lập tài liệu và giao

tiếp cũng như việc lập trình.

1.3.2. Phương pháp hướng đốI tượng

Chúng ta đưa ra phương pháp phát triển hướng đối tượng và các ký hiệu đồ họa cho

việc biểu diễn các khái niệm hướng đối tượng. Phương pháp bao gồm việc xây dựng một

mô hình của lĩnh vực ứng dụng, sau đó thêm các chi tiết vào nó trong khi thiết kế hệ thống.

Có nhiều phương pháp phân tích và thiết kế hướng đối tượng khác nhau – tiêu biểu là

các phương pháp Booch của Grady Booch, phương pháp OMT (Object Modeling

Technique) của James Rumbaugh, phương pháp OOSE (Object Oriented Software

Engineering) của Ivar Jacobson. Nhìn chung, một cách chắc chắn rằng các phương pháp

này đều bao gồm các bước: phân tích, thiết kế hệ thống, thiết kế đối tượng, cài đặt. Mặc dù

vậy, mỗi phương pháp có cách thức mô hình hoá khác nhau.

Trong đồ án này, em sẽ trình bày phương pháp hướng đối tượng với việc sử dụng ký

pháp của UML để mô hình hoá.

1.4. Lợi ích và sức mạnh của OO

 Cách tiếp cận hướng chức năng

Trước kia chúng ta thường hay sử dụng phương pháp hướng chức năng để xây dựng

hệ thống. Với phương pháp này, dữ liệu và chức năng(hành vi hay xử lý) được tách ra

riêng rẽ. Ở đó, chức năng được coi như là những hành vi có tính chủ động, còn dữ liệu là

bộ phận nắm giữ thông tin một cách bị động và được tác động bởi các chức năng. Hệ thống

được chia thành các chức năng nhỏ dần cho tới khi nó có thể dễ dàng cho việc mã hoá, còn

dữ liệu được gửi giữa các chức năng này. Một hệ thống được phát triển theo cách này

thường trở nên khó bảo trì. Một vấn đề quan trọng với phương pháp hướng chức năng là tất

cả các chức năng phải biết làm thế nào dữ liệu được lưu trữ, cấu trúc dữ liệu của nó. Các

kiểu khác nhau của dữ liệu có những định dạng khác nhau, vì thế việc mã hoá chương trình

trở nên rắc rối. Hơn nữa, khi ta thay đổi cấu trúc dữ liệu, dẫn đến ta phải thay đổi tất cả các

chức năng liên quan đến cấu trúc này. Hệ thống được phát triển theo phương pháp này trở

nên có tính ổn định kém. Một chút thay đổi sẽ gây nên hậu quả nghiêm trọng.

Một vấn đề khác đối với phương pháp hướng chức năng là chúng ta thường không có

những tư duy một cách tự nhiên về cấu trúc của vấn đề nó được cấu tạo như thế nào. Do

vậy việc xây dựng hệ thống trở nên khó khăn hơn.

Một nguyên nhân khác đối với phương pháp hướng chức năng là hệ thống rất khó để

sửa đổi, tính khả chuyển kém, nhạy cảm với sự thay đổi, vì dữ liệu và hành vi bị tách riêng.

 Cách tiếp cận hướng đối tượng

Việc phát triển hệ thống theo cách tiếp cận hướng đối tượng sẽ mang lại cho ta nhiều

lợi ích, tiêu biểu là:

- Giảm chi phí bảo trì: bởi vì hầu hết các xử lý trong hệ thống được bọc kín - dữ liệu

và hành vi được gom chung lại, các hành vi có thể được sử dụng lại và kết hợp thành các

hành vi mới.

- Mô hình thế giới thực: hệ thống hướng đối tượng là định hướng để mô hình thế giới

thực. Các đối tượng được tổ chức thành các lớp đối tượng, và các đối tượng được kết hợp

với các hành vi. Mô hình dựa trên đối tượng hơn là dựa trên dữ liệu và xử lý. Cách thức

này gần gũi với tư duy con người, do vậy việc xây dựng dễ dàng hơn.

- Tính tin cậy cao: bởi vì các hành vi mới được xây dựng từ các đối tượng đã có sẵn.

- Khả năng sử dụng lại mã nguồn cao: bởi cơ chế kết hợp dữ liệu với hành vi vào một

đối tượng riêng biệt, cơ chế đóng gói, cơ chế bọc kín. Do vậy, dễ dàng cho việc kế thừa,

hay sử dụng lại.

1.5. Tổng quan về UML

UML được viết tắt của cụm từ Unified Modeling Language, tạm dịch là ngôn ngữ mô

hình hợp nhất.

UML là thế hệ kế vị của làn sóng phân tích và thiết kế hướng đối tượng (OOA & D)

xuất hiện trong những năm đầu 80 và cuối những năm 90. UML phát triển trên sự hợp nhất

trong các phương pháp của tác giả Booch, Rumbaugh (OMT) và Jacopson, và đã được

chuẩn hóa bởi OGM.

Hình 1.1: sự hợp nhất của UML

UML được gọi là một ngôn ngữ mô hình hóa dùng để đặc tả, trực quan hóa dùng để

xây dựng và làm sưu liệu cho các hệ thống phần mềm

 Mô hình hóa : giúp cho chúng ta hiểu được thế giới thực, mô hình hóa thế giới thực

để có thể hiểu được những đặc trưng, tính toán các thông số và dự đoán kết quả sẽ đạt

được.

 Ngôn ngữ : Chức năng của UML như là một phương tiện để bày tỏ và trao đổi tri

thức (giao tiếp)

 Trực quan hóa hệ thống : được sử dụng để diễn tả hệ thống một cách trực quan trước

khi nó được thực hiện.

 Xây dựng hệ thống : được sử dụng để hiện thực hóa hệ thống.

 Làm sưu liệu : được sử dụng để nắm bắt kiến thức về hệ thống thông qua vòng đời

của nó.

UML không phải là :

 Một ngôn ngữ lập trình trực quan, mà nó là một ngôn ngữ mô hình.

 Một công cụ, mà nó là một ngôn ngữ đặc tả mô hình

 Một xử lý, mà nó cho phép xử lý

UML thích hợp với việc giải quyết vấn đề hướng đối tượng. Bất kì ai quan tâm đến

UML đều quen thuộc với nguyên lý cơ bản về việc giải quyết vấn đề hướng đối tượng, bắt

đầu với việc xây dựng mô hình. Mô hình (model ) là sự trừu tượng hoá vấn đề cơ bản.

Phạm vi (domain ) là thế giới thực mà vấn đề đó mang đến.

Mô hình chứa các đối tượng (objects) tác động lẫn nhau bằng cách gởi các thông tin

(messages) khác nhau. Nếu một đối tượng đang tồn tại thì đối tượng đó có thuộc tính

(attributes) và có các hành vi (behaviors hoặc operations). Giá trị của các thuộc tính trong

đối tượng được xác định bởi trạng thái của nó (state).

Lớp (Classes) là bảng thiết kế cho các đối tượng. Lớp bao gồm các thuộc tính (dữ liệu)

và các hành vi (phương thức hoặc hàm) trong một thực thể riêng biệt đơn giản. Các đối

tượng là các thể hiện (instance) của các lớp.

1.5.1. Các đặc điểm của UML

Bốn đặc điểm chính của UML để có thể phân biệt với các ngôn ngữ mô hình khác :



Đa năng (general-purpose)

Khả năng ứng dụng rộng rãi (broadly applicable)

Được hỗ trợ bởi các công cụ (tool- supported)

Là một chuẩn công nghiệp (industrial standerdized)

1.5.2 Kiến trúc tổng quát của UML

a)Các mô hình .

Xét về đặc điểm tĩnh, các mô hình nắm bắt một số đặc điểm và hành vi của hệ thống.

Xét về đặc điểm động, nắm bắt các đặc điểm của hệ thống, về cơ bản chúng lưu trữ

các tri thức về mặt ngữ nghĩa.

b) Cấu trúc View

Ngày nay các hệ thống phần mềm càng trở nên phức tạp, khó khăn do vậy ta không thể

mô hình hóa chúng chỉ bằng một lược đồ hay mô hình. Hệ thống phải được phân tích dưới

nhiều góc độ khác nhau. UML đưa ra định nghĩa về cấu trúc View. Mỗi View là một thể

hiện của hệ thống dưới một khía cạnh nào đó. Mỗi View có thể bao gồm nhiều loại lược đồ

khác nhau (xem hình 1.2)



Use Case View hay còn gọi là Use model view thể hiện các vấn đề về giải

pháp liên quan đến chức năng tổng quát của hệ thống.



Logical View hay còn gọi là Structure Model view hoặc Static view: thể hiện

các vấn đề liên quan đến cấu trúc thiết kế hệ thống.

Hình 1.2 : cấu trúc View trong UML

 Process View hay còn gọi là bihavioral model view, Dynamic hay Collaboration

View thể hiện các vấn đề liên quan đến xử lý giao tiếp và đồng bộ trong hệ thống.

 Deployment View hay còn gọi là Environment model View : thể hiện các vấn đề

liên quan đến việc triển khai hệ thống.

 Một số model View khác có thể được sử dụng khi cần thiết.

c) Các lược đồ. Lược đồ miêu tả các tri thức về mặt cú pháp được miêu tả quanh cấu trúc,

Hình 1.3

Hình 1.3 : Các lược đồ của UML

 Use Case View

Lược đồ người sử dụng (Use Case Diagram) : Mô tả các chức năng của hệ thống. Lược

đồ Use Case diễn tả các Use Case trong hệ thống và các quan hệ ràng buộc…

 Logical View

Lược đồ lớp (Class Diagram) : mô tả cấu trúc tĩnh của hệ thống thể hiện các phần mà

hệ thống có thể xử lý được.

Lược đồ đối tượng (Object Diagram): mô tả cấu trúc tĩnh của hệ thống tại một thời

điểm, nó có thể xem như một thể hiện của lược đồ lớp.

 Process View

Lược đồ tuần tự ( Sequence Diagram ) :Mô tả sự tương tác giữa các thành phần trong

hệ thống theo thời gian.

Lược đồ cộng tác (Collaboration Diagram) : mô tả sự tương tác giữa các thành phần

trong hệ thống theo thời gian và không gian.

Lược đồ trạng thái (State Diagram) : mô tả trạng thái, sự hồi đáp của một thành phần

trong hệ thống khi có những tác động vào nó.

Lược đồ hoạt động (Activity Diagram) : mô tả sự hoạt động của các thành phần trong

hệ thống.

 Implementation View

Lược đồ thành phần (Component) : mô tả tổ chức của các thành phần thực thi trong hệ

thống.

 Invironmen View

Lược đồ triển khai (Deployment Diagram) : mô tả cấu hình của các thành phần môi

trường và trình tự của các thành phần thực thi trên đó.

1.5.3. Các lược đồ trong UML

Trọng tâm của việc giải quyết vấn đề hướng đối tượng là xây dựng một mô hình. Mô

hình trừu tượng hóa các chi tiết cần thiết của vấn đề cơ bản về thế giới thực. Trọng tâm

của UML được thể hiện qua 8 loại lược đồ khác nhau :

 Use case diagrams (Lược đồ Use case)

 Class diagrams (Lược đồ lớp)

 Sequence diagrams (Lược đồ tuần tự)

 Collaboration diagrams (Lược đồ cộng tác)

 Statechart diagrams (Lược đồ trạng thái)

 Activity diagrams (Lược đồ hoạt động)

 Component diagrams (Lược đồ thành phần)

 Deployment diagrams (Lược đồ triển khai)

1.5.3.1. Use case diagrams (Lược đồ use case)

Use case diagrams mô tả hệ thống làm gì từ quan điểm của người quan sát tổng quan.

Điều quan trọng là nhấn mạnh hệ thống làm gì hơn là làm như thế nào.

Lược đồ Use case quan hệ gần gũi đến các sự kiện. Sự kiện (scenario) là những gì xảy

ra khi ai đó tương tác với hệ thống. Đây là sự kiện về một khoa y học: một bệnh nhân gọi

phòng khám để hẹn gặp cho việc kiểm tra hàng năm. Người tiếp tân tìm thời gian trống

gần nhất trong sổ hẹn gặp và lịch hẹn gặp cho thời qian đó.

Use case là tập hợp các sự kiện về một công việc đơn giản hoặc mục đích của nó. actor

là người tham gia vào các sự kiện trong phiên làm việc. Actor đóng vai trò là người hoặc

đối tượng hoạt động. Hình dưới là mô tả use case là Make Appointment, actor là Patient.

Mối liên hệ giữa use case và actor là mội quan hệ kết hợp ( communication association )

(gọi tắt là communication ).

Hình 1.4: actor và use case

Actor có hình que, Use case có hình bầu dục, mối quan hệ là đường thẳng liên kết giữa

actor và use case.

Lược đồ use case là tập hợp các actor, các use case, các mối quan hệ giữa chúng. Hình

vẽ dưới cho ta 4 use case và 4 actor. Chú ý rằng một use case đơn giản có thể có nhiều

actor.

Hình 1.5: lược đồ use case

Lược đồ Use case hổ trợ 3 phạm vi sau :

 Xác định các đặc trưng : Use case mới thường thường phát sinh các yêu cầu mới

khi hệ thống phân tích và đưa ra các mô hình.

 Giao tiếp với clients : các kí hiệu đơn giản giúp cho lược đồ use case có thể giao

tiếp với client.

 Phát sinh các trường hợp test : tập hợp các sự kiện cho một use case có thể đề

nghị các trường hợp cho các sự kiện này.

Chi tiết lược đồ Use case

Lược đồ Use case phát hoạ tổng quan của hệ thống. Mỗi lược đồ Use case có các actor,

các use case, các quan hệ. Một lược đồ Use case đơn giản được mở rộng với các đặc trưng

thêm vào để hiển thị thông tin hơn (hình 1.6).

Các đặc trưng của lược đồ Use case

 system boundaries (kết hợp hệ thống)

 generalizations (tổng quát hoá)

 includes (bao hàm)

 extensions (mở rộng)

Hình 1.6: lược đồ use case mở rộng

Lược đồ Use case mở rộng lược đồ với các đặc trưng thêm vào.

Hình chữ nhật kết hợp hệ thống ( system boundary ) phân chia hệ thống từ các actor

mở rộng.

Tổng quát hoá (generalization) use case biểu diễn rằng một use case là một loại đặc

biệt đơn giản khác.Pay Bill là use case cha và Bill Insurance là use case con .Use case con

được thay thế bởi use case cha bất cứ khi nào cần thiết. Sự tổng quát hoá xuất hiện như

một dòng với mũi tên hình tam giác ở đầu hướng về use case cha.

Quan hệ bao hàm ( Include ) quản lý use case thành use case thêm vào.Quan hệ bao

hàm hữu ích khi cùng use case được phân chia thành hai use case khác nhau. Cả Make

Appointment và Request Medication quan hệ bao hàm với như công việc con. Trong

lược đồ, kí hiệu bao hàm là đường gạch đứt, bắt đầu ở use case cơ sở và kết thúc với mũi

tên đến use case bao hàm. Đường gạch đứt được gán nhãn <<include>>.

Quan hệ mở rộng (extend) chỉ ra một use case là một biến đổi của use case khác. Kí

hiệu quan hệ mở rộng là đường gạch đứt, có nhãn là <<extend>> và một mũi tên hướng về

use case cơ sở. Điểm mở rộng (extension point) được xác định khi use case mở rộng là

thích hợp và được viết bên trong use case cơ sở.

1.5.3.2. Class diagrams (Lược đồ lớp)

Class diagram đưa ra tổng quan hệ thống bằng cách hiển thị các lớp và quan hệ giữa

chúng.

Lược đồ lớp là lược đồ tĩnh, hiển thị những gì tác động nhưng không xảy ra những gì

khi chúng tác động.

Lược đồ lớp dưới đây mô tả một khách hàng đặt hàng. Lớp chính là Order, kết hợp với

nó là Customer và Payment. Payment là một trong 3 loại : Cash, Check, hoặc Credit.

Order chứa OrderDetails và kết hợp với Item.

Hình 1.6:lược đồ lớp

Lược đồ lớp có 3 loại quan hệ :

 association (quan hệ kết hợp) -- một quan hệ giữa các thể hiện của 2 lớp. Đây là

một quan hệ kết hợp giữa hai lớp nếu một thể hiện của một lớp phải biết đến thể hiện khác

làm việc với nó. Trong một lược đồ, một quan hệ kết hợp là một liên kết, kết nối đến hai

lớp.

 aggregation (quan hệ thu nạp)-- mối kết hợp trong một lớp thuộc về một tập hợp.

Một quan hệ thu nạp có một hình thoi cuối điểm được xem là toàn thể. Trong lược đồ

này,Order có một tập hợp là OrderDetails.

 generalization (quan hệ tổng quát hoá)-- mối liên kết kế thừa diển tả một lớp là

một lớp cha (superclass) của lớp khác. Quan hệ tổng quát hoá có một hình tam giác biểu

diễn lớp cha. Payment là lớp cha của Cash, Check, và Credit.

Một mối kết hợp có hai đầu giới hạn. Một đầu có thể có một tên vai trò (role name) để

lọc ra tính tự nhiên của mối kết hợp. Ví dụ,OrderDetail là một đường mẫu của Order.

navigability (tính định hướng) : mũi tên trong quan hệ kết hợp hiển thị hướng quan hệ

có thể xem xét và truy vấn. OrderDetail có thể truy vấn về mẫu (Item) của nó nhưng

không thông qua cách khác. Trong trường hợp này, OrderDetail có Item. Quan hệ kết hợp

có mũi tên có tính định hướng .

multiplicity (bản số ) của một đầu quan hệ là số thể hiện của lớp kết hợp với một đầu

khác. Bản số là một số hoặc một dãy số. Ví dụ : một Order chỉ có một Customer, nhưng

một Customer có nhiều Orders.

Bản số

Giải thích

0 hoặc 1 thể hiện.

0..1

Không giới hạn số thể hiện

Chính xác 1 thể hiện

Ít nhất 1 thể hiện

0..* hoặc *

1

1..*

Hình 1.7: bản số trong lược đồ lớp

Mỗi lược đồ lớp có các lớp, các quan hệ, và các bản số. Tính định hướng và các vai trò

là các mẫu tuỳ chọn đặt trong lược đồ để làm sáng tỏ.

Chi tiết lược đồ lớp Lược đồ lớp gồm các lớp, các liên kết, các bản số. Lược đồ lớp có thể

biểu diễn nhiều thông tin.

 compositions (thành phần)

 class member visibility and scope (phạm vi và tầm vực của lớp thành viên)

 dependencies and constraints (phụ thuộc và ràng buộc)

 interfaces (giao diện)

Composition and aggregation (Thành phần và thu nạp)

Quan hệ kết hợp trong đối tượng là phần mở rộng của quan hệ thu nạp. Thành phần

(Composition ) là quan hệ kết hợp với phần (part) thuộc về toàn bộ (whole), phần không

tồn tại nếu không có toàn bộ. Thành phần được hiển thị bởi hình thoi đặc ở phía cuối toàn

bộ.

Trong lược đồ này biểu diễn rằng, một BoxOffice thuộc về một MovieTheater.Nếu

bỏ MovieTheater thì sẽ huỷ BoxOffice. T

Hình 1.8:lược đồ thành phần và thu nạp

Lớp thông tin: tầm vực (visibility) và phạm vi (scope)

Chú thích lớp là một hình chữ nhật gồm 3 phần : tên lớp, thuộc tính (attributes) và

phương thức (operations). Thuộc tính và phương thức được gán theo phương thức truy

xuất và phạm vi.

Hình 1.9 : lớp thông tin tầm vự và phạm vi

Ví dụ minh hoạ cách sử dụng theo qui ước UML.

 Thành viên tĩnh được gạch dưới. Thành viên làm ví dụ thì không.

 Phương thức được trình bày như sau :

 <access specifier> <name> ( <parameter list>) : <return type>

 Danh sách thông số (parameter list) hiển thị mỗi kiểu thông số sau dấu hai chấm

Dependencies and constraints (Phụ thuộc và ràng buộc)

Phụ thuộc (dependency ) là mối quan hệ giữa hai lớp mà thay đổi lớp này có thể ảnh

hưởng đến lớp khác. Phụ thuộc được vẽ như đường gạch đứt. Trong lược đồ lớp Co op

dưới đây phụ thuộc vào Company. Nếu thay đổi Company thì phải thay đổi Co op.

Hình 1.10: quan hệ phụ thuộc và ràng buộc trong lược đồ lớp

Ràng buộc ( constraint ) là điều kiện mà mỗi thực thi về thiết kế phải hoàn thành.

Ràng buộc được biểu diễn dưới hai dấu ngoặc mốc {}. Ràng buộc trong lược đồ trên chỉ ra

rằng một Section có thể là một phần của CourseSchedule..

Interfaces (Giao diện) và stereotypes (Khuôn mẫu)

Giao diện (interface) là một tập hợp các kí hiệu hoạt động. Trong C++, giao diện được

thực hiện như các lớp trừu tượng với các thành viên ảo. Trong Java chúng được thực hiện

trực tiếp.

Lược đồ lớp dưới đây là một mô hình về hội nghị nghề nghiệp. Lớp liên quan đến hội

nghị là SessionTalk (một bảng trình bày đơn giản) và Session (tập hợp liên quan đến

SessionTalk). ShuttleSchedule với danh sách các ShuttleStop là phần quan trọng để đăng

kí ở tại khách sạn. Trong lược đồ có một ràng buộc, ShuttleStop được phân cấp.

Có ba giao diện trong lược đồ : IDated, ILocatable, và ITimed. Tên của giao diện bắt

đầu bằng kí tự I và đi kèm với các phương thức trừu tượng được viết bằng chữ nghiêng.

Một lớp như lớp ShuttleStop, với các phương thức kết hợp trong giao diện như

ILocatable, là implementation ( hoặc realization ) của giao diện.

Lớp ShuttleStop có kiểu mẫu ( stereotype ) << place>>. Kiểu mẫu qui định phương

pháp mở rộng UML, là thành phần mô hình mới được tạo từ các kiểu tồn tại. Tên kiểu mẫu

được viết trên tên lớp. Giao diện là một loại đặc biệt của kiểu mẫu.

Có hai cách kí hiệu giao diện trong UML : một là kí hiệu như trên, hai là kí hiệu hình

que hoặc hình tròn.

Trong hình tròn chú thích, giao diện là hình tròn với đường thẳng kết nối đến lớp thi

hành.

Hình 1.11:các lớp giao diện trong lược đồ.

Hình 1.12: các lớp giao diện và khuôn mẫu

Packages (Gói) và objects (Đối tượng)

Để tổ chức các lược đồ lớp phức tạp, ta có thể nhóm các lớp phức tạp vào trong các gói

(packages). Một gói là một tập hợp các thành phần UML liên quan. Lược đồ dưới đây là

một mô hình nghiệp vụ với các lớp được nhóm vào các gói. Các gói có dạng hình chữ nhật

với các nhãn (tab)ở đầu. Tên gói trong nhãn hoặc trong hình chữ nhật. Đường gạch nối là

quan hệ phụ thuộc (dependencies). Một gói phụ thuộc vào một gói khác nếu sự thay đổi

của gói khác có ảnh hưởng đến sự thay đổi ngay lúc đầu.

Hình 1.13: lược đồ thành phần

1.5.3.3. Object diagrams (Lược đồ đối tượng) là một loại đặc biệt của lược đồ lớp, biểu

diễn các thể hiện thay vì các lớp. Chúng dùng để giải thích các mối quan hệ phức tạp, đặc

biệt là quan hệ đệ qui.

Lược đồ lớp dưới đây hiển thị một Department có thể chứa nhiều Departments khác.

Hình 1.14: lược đồ lớp thể hiện quan hệ đệ qui

Lược đồ đối tượng dưới đây giải thích lược đồ lớp.

Hình 1.15: lược đồ đốI tượng

Mỗi hình chữ nhật trong lược đồ tương ứng với một thể hiện. Tên thể hiện được gạch

dưới trong lược đồ UML. Tên lớp hoặc tên thể hiện có thể được loại bỏ từ lược đồ đối

tượng nhưng ý nghĩa lược đồ vẫn rõ.

1.5.3.4. Sequence diagrams (Lược đồ tuần tự)

Lược đồ lớp và lược đồ đối tượng là các cấu trúc (view) mô hình tĩnh. Lược đồ tương

tác (Interaction diagrams) là cấu trúc động, mô tả các đối tượng cộng tác như thế nào.

Lược đồ tuần tự (sequence diagram ) là lược đồ tương tác diễn tả các phương thức

(operations ) hoạt động như thế nào, thông điệp nào được gởi đến và khi nào. Lược đồ tuần

tự được tổ chức theo thời gian. Các đối tượng liên quan đến phương thức được liệt kê từ

trái sang phải khi chúng tham gia vào thông điệp tuần tự.

Dưới đây là lược đồ tuần tự cho việc đặt chổ khách sạn. Đối tượng bắt đầu các thông

điệp tuần tự là Reservation window.

Hình 1.16: lược đồ tuần tự

Reservation window gởi một thông điệp makeReservation()đến HotelChain. Sau đó

HotelChain gởi một thông điệp makeReservation() đến Hotel. Nếu Hotel có phòng, thì nó

sẽ đặt chỗ (Reservation) thừa nhận việc đặt chổ này (Confirmation ).

Đường nét đứt gọi là lifeline, biểu diễn thời gian mà đối tượng đang tồn tại. Mỗi mũi

tên là một thông điệp gọi. Mũi tên đi từ người gởi đến đỉnh activation bar của thông điệp

trong lifeline của người nhận. Activation bar biểu diễn khoảng thời gian thực thi thông

điệp.

Trong lược đồ ví dụ, Hotel sử dụng selfcall để quyết định nếu có phòng. Khi đó Hotel

tạo công việc đặt chổ (Reservation) và thừ nhận việc đặt chổ này (Confirmation). Dấu

hoa thị trong self call có nghĩa lặp lại ( iteration ) để chắc chắn rằng có phòng để ở mỗi

ngày trong khách sạn. Biểu thức trong dấu ngoặc đơn là điều kiện ( condition ).

Lược đồ có một thông báo (note) để giải thích, đó là đoạn văn bản ở trong hình chữ

nhật có nếp quăn ở góc. Thông báo có thể đặt vào trong bất kì lược đồ UML nào.

1.5.3.5. Collaboration diagrams (Lược đồ cộng tác)

Collaboration diagrams cũng là lược đồ tương tác. Chúng chuyển thông tin giống

nhau như lược đồ tuần tự, nhưng chúng tập trung vào vai trò đối tượng thay vì thời gian mà

thông điệp đó gởi đến. Trong lược đồ tuần tự, vai trò đối tượng là các đỉnh và thông điệp

được kết nối.

Hình 1.17: lược đồ cộng tác

Hình chữ nhật của vai trò đối tượng được ghi trong lớp hoặc tên đối tượng hoặc cả hai.

Tên lớp được đặt trước dấu hai chấm ( : ).

Mỗi thông điệp trong lược đồ cộng tác có số tuần tự (sequence number).Thông điệp

đầu tiên được đánh số 1.

1.5.3.6. Statechart diagrams (Lược đồ trạng thái)

Các đối tượng có các hành vi và trạng thái. Trạng thái của đối tượng phụ thuộc vào

hoạt động hoặc điều kiện hiện hành. Lược đồ trạng thái (statechart diagram) hiển thị các

trạng thái của đối tượng và các biến đổi trong trạng thái.

Trong lược đồ ví dụ, mô hình đăng nhập vào hệ thống ngân hàng trên mạng.Trước hết,

đăng nhập vào số mật khẩu và số ID của người đó, sau đó submit thông tin để xác nhận.

Đăng nhập có thể thực hiện trong 4 trạng thái không trùng lắp sau :Getting SSN,

Getting PIN, Validating (tính hợp lệ), và Rejecting (loại bỏ). Từ mỗi trạng thái đến một

số chuyển tiếp(transitions) hoàn toàn, xác định được trạng thái kế tiếp.

Hình 1.18: lược đồ trạng thái

Các trạng thái được khoanh tròn trong hình chữ nhật. Các chuyển tiếp theo hướng mũi

tên từ trạng thái này đến trạng thái khác. Các sự kiện hoặc các điều kiện được viết bên

cạnh mũi tên.

Trạng thái ban đầu (hình tròn đen) là một động tác giả để bắt đầu hoạt động. Trạng thái

cuối cùng cũng là trạng thái giả để kết thúc hoạt động.

Hoạt động diễn ra khi kết quả của một sự kiện hoặc điều kiện được nhấn mạnh trong

phần trình bày hay trong hành động. Trong khi ở trạng thái hợp lệ (), đối tượng không chờ

một sự kiện bên ngoài đến một trigger chuyển đổi thay vì trình bày một hoạt động. Kết quả

của hoạt động được xác định ở trạng thái kế tiếp.

Tiến trình không đồng bộ hoặc trùng lắp

Lược đồ tuần tự, lược đồ cộng tác, lược đồ hoạt động, lược đồ trạng thái là các cấu trúc

mô hình động. Chúng cho ta thấy được cấu trúc bên trong mô hình. Lược đồ tuần tự và

lược đồ cộng tác tập trung vào các thông điệp liên quan đến việc hoàn tất một tiến trình

đơn lẻ. Lược đồ trạng thái tập trung vào một đối tượng đơn lẻ. Lược đồ hoạt động tập trung

vào luồng hoạt động trong công việc đơn lẻ. Sau đây là phần trình bày về các hoạt động

không đồng bộ hoặc trùng lắp của lược đồ tuần tự và lược đồ trạng thái .

Lược đồ tuần tự với thông điệp không đồng bộ

Thông điệp gọi là không đồng bộ (asynchronous ) nếu nó cho phép gởi thêm các

thông điệp trong khi thông điệp ban đầu vẫn còn đang xử lý. Thời gian của một thông điệp

không đồng bộ độc lập với thời gian các thông điệp xen vào.

Lược đồ tuần tự dưới đây minh hoạ hoạt động của một y tá yêu cầu kiểm tra chuẩn

đoán ở phòng mạch. Có hai thộng diệp không đồng bộ từ Nurse :

Hình 1.19 : lược đồ tuần tự với thông điệp không đồng bộ

1) yêu cầu phòng mạch (MedicalLab) đăng kí ngày để kiểm tra.

2) yêu cầu công ty bảo hiểm (InsuranceCompany) chấp thuận kiểm tra.

Yêu cầu của các thông điệp này được gởi hoặc được thực hiện không thích hợp. Nếu

InsuranceCompany chấp nhận kiểm tra thì sẽ lên lịch kiểm tra trong ngày được cung cấp

bởi MedicalLab.

UML sử dụng các qui ước thông điệp sau :

Biểu tượng

Ý nghĩa

Thông điệp có thể đồng bộ hoặc không đồng bộ

Thông điệp phản hồi (không bắt buộc)

Thông điệp đồng bộ

Thông điệp không đồng bộ

Hình 1.20: các qui ước thông điệp của UML

Trùng lắp và không đồng bộ trong lược đồ trạng thái

Các trạng thái trong lược đồ trạng thái có thể lồng nhau. Quan hệ các trạng thái có thể

nhóm cùng trong một trạng thái hoàn chỉnh (composite state) đơn lẻ. Các trạng thái lồng

nhau thì cần thiết khi một hoạt động liện quan đến các hoạt động con trùng lắp hoặc không

đồng bộ.

Lược đồ trạng thái dưới đây có hai tiểu trình trùng lắp dẫn vào hai trạng thái con của

trạng thái hoàn chỉnh Auction: Bidding và Authorizing Credit. Bidding là trạng thái

hoàn chỉnh với ba trạng thái con.Authorizing Credit có hai trạng thái con.

Auction yêu cầu phân nhánh ở đầu vào thành hai tiểu trình riêng biệt. Trừ khi có một

tồn tại khác thường (như Cancelled hoặc Rejected), sự tồn tại từ trạng thái hoàn chỉnh

Auction diễn ra khi cả các trạng thái con đang tồn tại.

Hình 1.21: trùng lắp và không đồng bộ trong lược đồ trạng thái

1.5.3.7. Activity diagrams (Lược đồ hoạt động)

activity diagram là một biểu đồ tiến trình (flowchart). Lược đồ hoạt động và lược đồ

trạng thái có quan hệ với nhau. Khi lược đồ trạng thái tập trung vào một đối tượng thông

qua một quá trình, lược đồ hoạt động tập trung vào luồng hoạt động liên quan đến một tiến

trình đơn. Lược đồ hoạt động biểu diễn có nhiều hoạt động này phụ thuộc vào nhiều hoạt

động khác.

Ví dụ chúng ta sử dụng theo tiến tình:"Rút tiền ra khỏi ngân hàng thông qua ATM "

Ba lớp liên quan đến hoạt động Customer, ATM, và Bank.Tiến trình bắt đầu ở hình

tròn đen đầu tiên phía trên và kết thúc ở hình tròn trắng trọng tâm là màu đen phía dưới.

Lược đồ hoạt động có thể phân chia thành đối tượng swimlanes để xác định đối tượng

nào liên quan đến hoạt động này. Một chuyển đổi (transition) đơn giản ra khỏi hành động

để kết nối đến hành động khác.

Một chuyển đổi có thể tách ra thành hai hay nhiều chuyển đổi riêng biệt qua lại. Biểu

thức chắn (Guard expressions) bên trong dấu [] chuyển đổi ra khỏi một nhánh. Một nhánh

và nhánh kế tiếp của nó kết hợp để đánh dấu nhánh cuối xuất hiện trong lược đồ dưới dạng

hình thoi rỗng.

Một chuyển đổi có thể phân nhánh thành hai hay nhiều hoạt động song song. Sự phân

nhánh và sự kết hợp các tiểu trình tiếp theo ra khỏiphân nhánh xuất hiện trong lược đồ như

thanh rắn.

Hình 1.22: lược đồ hoạt động

CHƯƠNG 2

GIỚI THIỆU VỀ J2EE

(Java 2 Platform Enterprise Edition)

2.1. Giới thiệu sơ lược về J2EE System

J2EE là nền để phát triển các ứng dụng phần mềm phân tán của hãng. Từ lúc bắt đầu

của ngôn ngữ java, nó đã thích nghi và phát triển tốt. Ngày càng nhiều công nghệ đã trở

thành một phần của nền Java, các API và các chuẩn mới được phát triển đến nhiều địa chỉ

cần thiết. Sau cùng, Sun và 1 nhóm nhà lãnh đạo công nghiệp, dưới sự bảo trợ của open

Java Community Process(JCP) hợp nhất tất cả các chuẩn liên quan đến hãng vào nền J2EE

Một hệ thống J2EE về tổng quát có thể bao gồm 3 máy logic như sau: máy dùng cho

Client, máy J2EE Server, máy dùng cho Database Server. Xét về các lớp để xây dựng ứng

dụng thì bao gồm 4 lớp chính: client tier, web tier, business tier và EIS tier.(hình 2.1)

Hình 2.1:tổng quát các máy logic của J2EE

Client tier:

Application clients: là ứng dụng client thực thi trên máy client (logic) và chuẩn bị

trước một số cách thức để cho user có thể giao tiếp hệ thống J2EE để thực hiện một công

việc nào đó. Cách thức giao tiếp có thể là thông qua giao diện đồ họa hoặc dòng lệnh.

Application client có thể truy xuất trực tiếp đến các EJB của lớp Business hoặc có thể

thể thiết lập một kết nối HTTP đến các servlet của lớp Web.

Web Browsers: là môi trường để thực thi các ứng dụng trên web của máy logic client

Applets: cũng là một hình thức của application client nhưng được thiết kế để được

download xuống và thực thi trên Java VM của Web Browser, do đó khả năng của Applet

được khống chế bởi Web Browser.

JavaBeans component: client cũng có thể bao gồm một số JavaBean để quản lý dòng

data giao tiếp giữa các application client hoặc applet để giao tiếp với các component thực

thi trên J2EE server.

Sau đây là sơ đồ giao tiếp giữa Client tier và J2EE server:

Hình 2.2: sơ đồ giao tiếp giữa Client tier và J2EE server

Web tier:

Bao gồm các trang JSP và các servlet và có thể có các JavaBean để quản lý các dòng

dữ liệu giữa các web components và business tier của hệ thống J2EE.

Hình2.3:sơ đồ tầng Web tier

Business tier:

Business tier là một lớp logic dùng để thực hiện việc xử lý của hệ thống J2EE server.

Hình2.4: sơ đồ tầng Business tier.

Hình vẽ minh họa cho ta thấy 1 Enterprise Bean có thể nhận dữ liệu từ client, xử lý nó

(nếu cần thiết) và gửi nó đến EIS tier (Enterprise Information System tier) để lưu trữ. 1

Enterprise Bean cũng có thể nhận dữ liệu từ EIS tier, xử lý dữ liệu đó (nếu cần thiết) và

sau đó là gửi nó trở lại các chương trình client.

Có 3 loại Enterprise Bean: session bean, entity bean, message-driven bean.

Session Bean thể hiện cho một phiên dao dịch với client, với 1 client sẽ có 1 instance

của session bean tương ứng, và instance này có thể lưu giữ các thông tin của client đó. Tuy

nhiên, khi phiên giao dịch kết thúc (client kết thúc việc thực thi), các instance này cũng sẽ

bị hủy. Ngược lại với session bean, entity bean có thể lưu giữ lâu dài các thông tin về

client. Còn message-driven bean là sự kết hợp giữa sesssion bean và JMS message listener.

Enterprise Information System tier (EIS tier):

Lớp này thực hiện việc lưu trữ dữ liệu cho hệ thống J2EE, bao gồm cả các interface để

giao tiếp với các Database khác nhau, và giữa các OS khác nhau trong việc quản lý và lưu

trữ file…

Kiến trúc tổng thể của một hệ thống J2EE:

EJB container (Enterprise JavaBean container) quản lý việc thực thi của tất cả các

enterprise bean cho một ứng dụng J2EE. Các enterprise bean và container của nó đều được

chạy trên J2EE server.

Web container quản lý và thực thi của tất cả các trang JSP và các servlet cho một ứng

dụng J2EE. Các web component và container của nó đều được chạy trên J2EE server.

Application client container quản lý và thực thi của tất cả các thành phần application

client cho một ứng dụng J2EE. Các application client và container của nó đều được thực

thi trên máy client.

Applet container chính là web browser (có các Java Plug-in) chạy trên máy client.

Hình 2.5:kiến trúc tổng thể của hệ thống J2EE.

2.2. Giới thiệu dịch vụ JNDI (Java Naming and Directory Interface)

JNDI là dịch vụ đăng ký và truy tìm tên đối tượng chuẩn. Enterprise JavaBeans dựa

vào JNDI để truy tìm các thành phần phân tán thông qua mạng. JNDI là một công nghệ

chính yếu được yêu cầu cho mã khách kết nối đến một thành phần EJB.

Cách lấy một tham chiếu tới một home object thông qua dịch vụ JNDI được trình bày

ở hình 2.6 như sau:

Hình 2.6: lấy một tham chiếu đến một home object (Acquiring a reference to a home

object)

Hệ thống JNDI

Là một service trong hệ thống J2EE phục vụ cho việc đặt tên của các Object, trong đó

1 object ta có thể xem như là module, một service để thực hiện một chức năng nào đó. Với

1 object có thể có nhiều tên được tham khảo đến. Thông qua JNDI, client hoặc EJB có thể

truy xuất đến object thông qua tên mà không cần quan tâm object đó nằm ở đâu trên mạng

(khái niệm tương tự như việc đánh tên cho địa chỉ IP).