1
Chương 1: Tổng quan về CNPM
2
Nội dung
Một số khái niệm cơ bản
Công nghệ phần mềm
Quy trình công nghệ phần mềm:
Quy trình thác nước
Quy trình thác nước cải tiến
Quy trình Prototype
Quy trình xoắn ốc
3
Khái niệm về phần mềm
Ví dụ: xét một số phần mềm sau:
Phần mềm quản lý học sinh cấp 3.
Phần mềm quản lý thư viện.
Phần mềm quản lý nhà sách.
Phần mềm quản lý khách sạn.
Phần mềm quản lý phòng mạch tư.
Phần mềm quản lý sổ tiết kiệm.
Phần mềm quản lý bán vé chuyến bay.
Phần mềm xếp thời khóa biểu
…
4
Khái niệm về phần mềm




Được xem xét ở hai góc độ:
Góc nhìn người dùng
Góc nhìn chuyên viên tin học
Phần mềm là gì?
5
Phần mềm dưới góc nhìn của người sử dụng:
Chương trình thực thi được trên máy tính hoặc các thiết bị chuyên dụng khác
Nhằm hỗ trợ cho các nhà chuyên môn trong từng lĩnh vực chuyên ngành thực hiện tốt hơn các thao tác nghiệp vụ của mình
Khái niệm về phần mềm
6
Môi trường triển khai phần mềm:
Máy tính: Desktop, Laptop, Tablet PC…
Thiết bị chuyên dụng:
Thiết bị di động: PDA, Pocket PC, ĐTDĐ
Các thiết bị chuyên dụng khác: set-top box, router,...
Hỗ trợ làm tốt hơn các thao tác nghiệp vụ:
Tin học hóa nghiệp vụ hiện đang làm thủ công
Cải tiến chức năng nghiệp vụ hiện đang được thực hiện trên máy tính
Đề ra, xây dựng và triển khai chức năng nghiệp vụ mới
Khái niệm về phần mềm
7
Phần mềm dưới góc nhìn của chuyên viên Tin học:
Đây là một hệ thống bao gồm 3 thành phần cơ bản:
Thành phần giao tiếp
Thành phần xử lý
Thành phần lưu trữ
 Cần được xây dựng để thực hiện theo yêu cầu của người sử dụng
Khái niệm về phần mềm
8
Thành phần giao tiếp (Giao diện):
Cho phép tiếp nhận các yêu cầu về việc sử dụng phần mềm từ người sử dụng, từ các thiết bị thu thập dữ liệu, hoặc từ các phần mềm khác.
Cho phép trình bày các kết quả của việc thực hiện các yêu cầu cho người dùng (kết quả của công việc khi thực hiện trên máy tính) hoặc điều khiển hoạt động các thiết bị điều khiển (đóng/mở cửa, dừng hay cho chuyển động…)
Khái niệm về phần mềm
9
Thành phần giao tiếp (Giao diện):
Một cách tổng quát, thành phần giao tiếp cho phép nhập/xuất thông tin cùng với hình thức trình bày/giao tiếp tương ứng.
Mục tiêu chính của thành phần này là đưa thông tin từ thế giới thực bên ngoài phần mềm (người sử dụng, các thiết bị, phần mềm khác…) vào bên trong, hoặc ngược lại.
Khái niệm về phần mềm
10
Thành phần xử lý:
Kiểm tra tính hợp lệ của thông tin nguồn được cung cấp từ người dùng theo các quy định ràng buộc trong thế giới thực
Ví dụ: chỉ cho mượn tối đa 3 quyển sách, mỗi lớp học không quá 50 học sinh…
Tiến hành xử lý cho ra kết quả mong đợi theo quy định tính toán có sẵn trong thế giới thực
Hoặc tiến hành xử lý theo thuật giải tự đề xuất
Khái niệm về phần mềm
11
Thành phần xử lý (tt):
Việc xử lý dựa trên thông tin nguồn từ người sử dụng cung cấp
Ví dụ: tính nghiệm phương trình bậc 2 dựa trên các hệ số nhập vào hoặc dữ liệu lưu trữ có sẵn
Ví dụ: tính tiền phạt dựa trên ngày trả sách được nhập vào và thông tin về loại sách đã được lưu trữ
Việc xử lý cho ra kết quả có thể dùng để xuất cho người dùng xem qua thành phần giao diện, hay lưu trữ lại qua thành phần lưu trữ, hoặc cả hai
Khái niệm về phần mềm
12
Một cách tổng quát, thành phần xử lý là hệ thống chuyên xử lý tính toán, biến đổi dữ liệu.
Dùng thông tin nguồn từ thành phần giao diện (chức năng nhập) hay thành phần dữ liệu (chức năng đọc);
Kiểm tra tính hợp lệ (chức năng kiểm tra) và sau đó tiến hành xử lý (chức năng xử lý) – nếu cần thiết
Để cho ra kết quả sẽ được trình bày thông qua thành phần giao diện (chức năng xuất) hoặc lưu trữ lại trong thành phần dữ liệu (chức năng ghi)
Khái niệm về phần mềm
13
Thành phần lưu trữ (thành phần dữ liệu)
Cho phép lưu trữ lại (chức năng ghi) các kết quả đã xử lý
Ví dụ: Việc mượn sách đã được kiểm tra hợp lệ, bảng lương tháng đã được tính trên bộ nhớ phụ với tổ chức lưu trữ được xác định trước
Ví dụ: tập tin có cấu trúc, tập tin nhị phân, cơ sở dữ liệu
Khái niệm về phần mềm
14
Thành phần lưu trữ (thành phần dữ liệu)
Cho phép truy xuất lại (chức năng đọc) các dữ liệu đã lưu trữ phục vụ cho các hàm xử lý tương ứng
Một cách tổng quát thành phần dữ liệu là hệ thống chuyên đọc ghi dữ liệu cùng với mô hình tổ chức lưu trữ dữ liệu tương ứng.
Mục tiêu chính của thành phần này là chuyển đổi dữ liệu giữa bộ nhớ chính và bộ nhớ phụ
Khái niệm về phần mềm
15
Khái niệm lớp phần mềm
Phân lớp theo mục đích sử dụng:
Lớp phần mềm quản lý học sinh
Lớp phần mềm đánh cờ
Lớp phần mềm giải bài tập
...
Phân lớp theo mục tiêu tạo lập
Lớp phần mềm theo hợp đồng
Lớp phần mềm khung
Lớp phần mềm đóng gói
16
Khái niệm lớp phần mềm
Lớp phần mềm:
Lớp phần mềm là hệ thống các phần mềm trên cùng một lĩnh vực hoạt động nào đó
Do cùng lĩnh vực hoạt động nên các phần mềm cùng lớp thường có cấu trúc và chức năng tương tự nhau
Mục tiêu của ngành Công nghệ Phần mềm
Xây dựng được phần mềm có chất lượng
Dễ dàng xây dựng phần mềm mới từ các phần mềm có sẵn cùng lớp
17
Chất lượng phần mềm
Phần mềm
Con người
Phần cứng
Phần mềm khác
Tính đúng đắn
Tính đúng đắn:
Đầy đủ
Chính xác
Dưới góc nhìn của Người sử dụng
18
Chất lượng phần mềm
Phần mềm
Con người
Phần cứng
Phần mềm khác
Tính tiện dụng
Tính tiện dụng:
Dễ học
Dễ sử dụng
Giao diện trực quan
Tự nhiên
Tính đúng đắn
Dưới góc nhìn của Người sử dụng
19
Chất lượng phần mềm
Phần mềm
Con người
Phần cứng
Phần mềm khác
Tính hiệu quả
Tính hiệu quả:
Tối ưu sử dụng CPU*
Tối ưu sử dụng bộ nhớ*
Tối ưu sử dụng thiết bị
Tính đúng đắn
Tính tiện dụng
Dưới góc nhìn của Người sử dụng
20
Chất lượng phần mềm
Phần mềm
Con người
Phần cứng
Phần mềm khác
Tính tương thích
Tính tương thích:
Import/Export dữ liệu
Tương tác
Tính đúng đắn
Tính tiện dụng
Tính hiệu quả
Dưới góc nhìn của Người sử dụng
21
Chất lượng phần mềm
Phần mềm
Con người
Phần cứng
Phần mềm khác
Tính tiến hóa
Tính tiến hóa: một trong các tính chất quan trọng nhất được quan tâm xem xét trong ngành Công nghệ Phần mềm
Tính đúng đắn
Tính tiện dụng
Tính hiệu quả
Tính tương thích
Dưới góc nhìn của Người sử dụng
22
Chất lượng phần mềm
Phần mềm
Con người
Phần cứng
Phần mềm khác
Tính tiến hóa
Tính đúng đắn
Tính tiện dụng
Tính hiệu quả
Tính tương thích
………
Dưới góc nhìn của Người sử dụng
23
Tính dễ kiểm tra: việc kiểm tra các thành phần phù hợp với yêu cầu phần mềm là dễ dàng nhất có thể được
Tính dễ sửa lỗi: khi có sự không phù hợp (so với yêu cầu) trong quá trình kiểm tra một thành phần, việc phát hiện chính xác “vị trí lỗi” và sửa lỗi là nhanh nhất có thể được.
Tính dễ bảo trì: khi cần nâng cấp, cải tiến một thành phần (theo yêu cầu mới), việc cập nhật phần mềm là nhanh, chính xác nhất có thể được và đặc biệt là cố gắng hạn chế ảnh hưởng đến các thành phần khác
Tính tái sử dụng: các thành phần đã thực hiện có thể dùng lại trong các phần mềm cùng lớp (hoặc cùng lĩnh vực) với thời gian và công sức ít nhất có thể được
Dưới góc nhìn của chuyên viên Tin học
………
Chất lượng phần mềm
24





Các chỉ tiêu cơ bản
Tính dễ hiểu
Thời gian
(Phần cứng phát triển)
Yếu
tố
khái
niệm
phần
mềm
tốt
Đặc
trưng
gần
đây
Hiệu suất xử lý
25
Phát triển của Công nghệ phần mềm
Giai đoạn 1 (1950 – giữa 1960)
Xử lý theo lô, xử lý tập trung, ít xử lý phân tán, ít sửa đổi phần mềm
Giai đoạn 2 (từ giữa 1960 đến giữa 1970)
Hệ thống đa chương trình và đa nguời dùng
Bắt đầu cuộc “khủng hoảng” phần mềm
Giai đoạn 3 (từ giữa 1970 đến giữa 1980)
Sự phát triển và sử dụng rộng rãi máy tính cá nhân
Sự phát triển của các công ty phần mềm
Giai đoạn 4 (từ giữa 1980 đến nay)
Phần cứng ngày càng phát triển
Hệ thống phần mềm ngày càng đa dạng, phong phú, xử lý ngày
càng phức tạp, công nghệ ngày càng phát triển…
26
Cuộc khủng hoảng phần mềm
Số lượng các phần mềm tăng vọt (do sự phát triển của phần cứng: tăng khả năng, giá thành hạ)
Có quá nhiều khuyết điểm trong các phần mềm được dùng trong xã hội:
Thực hiện không đúng yêu cầu (tính toán sai, không ổn định…)
Thời gian bảo trì nâng cấp quá lâu, chi phí cao, hiệu quả thấp
Khó sử dụng, Thực hiện chậm
Không chuyển đổi dữ liệu giữa các phần mềm
…
27
Một số kết luận:
Việc tăng vọt số lượng phần mềm là điều hợp lý và sẽ còn tiếp diễn
Các khuyết điểm của phần mềm có nguồn gốc chính từ phương pháp, cách thức và quy trình tiến hành xây dựng phần mềm:
Cảm tính: mỗi người theo một phương pháp riêng
Thô sơ, đơn giản: chỉ tập trung vào việc lập trình mà ít quan tâm đến các công việc cần làm khác (khảo sát hiện trạng, phân tích yêu cầu, thiết kế…)
Thủ công: còn thiếu các công cụ hỗ trợ quy trình phát triển
Cuộc khủng hoảng phần mềm
28
Công nghệ phần mềm
Khái niệm:
Công nghệ phần mềm là ngành khoa học nghiên cứu về việc xây dựng các phần mềm có chất lượng cao trong thời gian và chi phí thực hiện hợp lý
Công nghệ phần mềm
Phương pháp
Công cụ
Quy trình
29
Các đối tượng nghiên cứu của Công nghệ phần mềm:
Quy trình công nghệ phần mềm:
Hệ thống các giai đoạn mà quá trình phát triển phần mềm phải trải qua, với mỗi giai đoạn cần xác định rõ:
Mục tiêu, kết quả nhận từ giai đoạn trước đó,
Kết quả chuyển giao cho giai đoạn kế tiếp
Phương pháp phát triển phần mềm:
Hệ thống các hướng dẫn cho phép từng bước thực hiện một giai đoạn nào đó trong quy trình phần mềm
Công nghệ phần mềm
30
Các đối tượng nghiên cứu của Công nghệ phần mềm:
Công cụ và Môi trường phát triển phần mềm:
Hệ thống các phần mềm trợ giúp trong lĩnh vực xây dựng phần mềm
Hỗ trợ các chuyên viên tin học trong các bước xây dựng phần mềm theo một phương pháp nào đó với một quy trình được chọn trước
Công nghệ phần mềm
31
Qui trình Công nghệ phần mềm
Phần mềm
Yêu cầu phần mềm
Lập trình
Thiết kế
Lập trình
Phân tích
Thiết kế
Lập trình
Phân tích
Thiết kế
Lập trình
Kiểm tra
1
2
3
4
32
Qui trình Công nghệ phần mềm
Phân tích: Mô tả mức phát thảo các thành phần của phần mềm (đã có yêu cầu)
Thiết kế: Mô tả mức chi tiết các thành phần của phần mềm (đã có yêu cầu)
Lập trình: Thực hiện các thành phần của phần mềm (đã thiết kế)
Kiểm tra: kiểm chứng các thành phần của phần mềm (đã thực hiện)
33
Quy trình thác nước
Xác định
Yêu cầu
Phân tích
Thiết kế
Cài đặt
Kiểm chứng
Triển khai
Khảo sát
Hiện trạng
Waterfall
Các hoạt động trong thế giới thực
Các yêu cầu
Mô hình Thế giới thực
Mô hình phần mềm
Phần mềm
Phần mềm
“chất lượng”
34
Quy trình thác nước cải tiến
Xác định
Yêu cầu
Phân tích
Thiết kế
Cài đặt
Kiểm chứng
Triển khai
Khảo sát
Hiện trạng
35
Quy trình Prototype
Xác định
yêu cầu
“Thiết kế
nhanh”
Xây dựng
Prototype
Đánh giá và
xác định rõ yêu cầu
Phát triển
phần mềm
36
Quy trình xoắn ốc
Tiếp xúc
Khách hàng
Lập kế hoạch
Phân tích rủi ro
Phân tích, thiết kế
Xây dựng
và triển khai
Đánh giá
của khách hàng
37
Bài tập
Xét phần mềm giải bài tập về đa thức. Giả sử chỉ xét chức năng tính đạo hàm một đơn thức P(x) = a.xn (với a là số thực, n là số nguyên không âm), theo qui tắc tính đạo hàm Q(x) = P’(x) = n.a.xn-1
Viết chương trình giải phương trình bậc 2
Xét phần mềm quang hình học, giả sử chỉ xem xét chức năng xác định ảnh của một vật qua một thấu kính. Cho biết công thức xác định ảnh: 1/d + 1/d’ = 1/f
Chức năng xác định hình chiếu điểm M trên đường thẳng d
38