TÓM TẮT NỘI DUNG

Khóa luận tìm hiểu về công nghệ thiết kế theo hợp đồng (Design by Contract) và trình bày những khái niệm cơ bản. Đây là công nghệ giúp cho chúng ta xây dựng đặc tả giữa các lớp trong một thành phần và xem xét sự kết hợp giữa chúng với nhau. Mở rộng hơn nữa là đặc tả các thành phần trong một phần mềm và các thành phần phải thỏa mãn những điều kiện nào đó mới có thể liên kết với nhau để tạo thành phần mềm có tính tin cậy, tính đúng đắn cao.

Bên cạnh đó khóa luận còn đưa ra một số khái niệm và cơ chế cho tính đúng đắn của phần mềm. Các cấu trúc đơn giản thường có tính tin cậy hơn những phần mềm có cấu trúc phức tạp. Nhưng điểm yếu của nó lại không thể phục vụ được nhu cầu ngày càng tăng lên của người phát triển và người sử dụng. Vì thế, một số cơ chế như cố gắng giữ cho cấu trúc của phần mềm càng đơn giản càng tốt. Viết văn bản mô tả phần mềm để người phát triển sau này có thể đọc lại hoặc viết lại. Quản lý bộ nhớ, hay còn được gọi là “kỹ thuật thu gom rác” cũng làm cho phần mềm tối ưu hơn bình thường. Hoặc là việc sử dụng lại những công cụ có sẵn của những phần mềm đáng tin cậy trước đó cũng là một giải pháp thường được các nhà phát triển ứng dụng. Chi tiết hơn nữa là phát triển tất cả các giai đoạn: phân tích, thiết kế, lập trình, kiểm thử, bảo trì trong một dự án phần mềm.

Tiếp theo, khóa luận còn đưa ra các mô hình dựa trên CORBA. Khái niệm về kỹ nghệ phần mềm hướng thành phần. Một phần mềm được tạo ra là do sự ghép nối các thành phần độc lập lại với nhau. Các thành phần này sẽ không cần phải biên dịch lại hoặc không cần phải chỉnh sửa lại khi thêm mới một thành phần khác hay là chỉnh sửa một thành phần có sẵn. Mô hình thành phần CORBA là mô hình chính mà chúng tôi nghiên cứu và ứng dụng nó trong việc xây dựng công cụ hỗ trợ.

Ngoài ra khóa luận còn đi vào xây dựng công cụ đặc tả và kiếm chứng hỗ trợ người dùng kiểm tra sự phù hợp của các thành phần khi kết nối với nhau một cách trực quan. Công cụ có áp dụng những công nghệ mới hiện nay như mô hình Model – View – Controller (M-V-C) hoặc sử dụng thư viện layer trong lập trình java game, dễ dàng cho việc lập trình công cụ.

MỤC LỤC

Mở đầu 1

CHƯƠNG 1. Tính đúng đắn, tính tin cậy của phần mềm 3

1.1. Một số cơ chế mang lại tính đúng đắn 3

1.2. Biểu diễn một đặc tả 4

1.2.1. Những công thức của tính đúng đắn 4

1.2.2. Những điều kiện yếu, mạnh 5

1.3. Giao ước cho tính tin cậy của phần mềm 7

1.3.1. Quyền lợi 8

1.3.2. Nghĩa vụ 8

CHƯƠNG 2. Giới thiệu về Design by Contract 9

2.1. Giới thiệu 9

2.2. Khái niệm về hợp đồng 10

2.3. Tiền điều kiện, hậu điều kiện và tính bất biến 11

2.3.1. Tiền điều kiện và hậu điều kiện. 11

2.3.2. Tính bất biến 12

2.4. Design By Contract trong Eiffel 12

2.4.1. Biểu diễn Design by Contract trong Eiffel 13

2.4.2. Ví dụ minh họa 14

CHƯƠNG 3. Mô hình thành phần CORBA 16

3.1. Khái niệm cơ bản về công nghệ phần mềm hướng thành phần 16

3.1.1. Giới thiệu 16

3.1.2. Thành phần 17

3.1.3. Đối tượng và thành phần 17

3.1.4. Giao diện 18

3.1.5. Hợp đồng 19

3.1.6. Khuôn mẫu 21

3.1.7. Frameworks 21

3.1.8. Frameworks và thành phần 22

3.2. Khái niệm CORBA 22

3.2.1. Giới thiệu 22

3.2.2. Ngôn ngữ đặc tả giao tiếp IDL 23

3.3. Mô hình thành phần CORBA 25

3.3.1. Giao diện và sự nối ghép 25

3.3.2. Đặc tả CCM bằng ngôn ngữ IDL 27

3.3.2.1. Thành phần 27

3.3.2.2. Facets 27

3.3.2.3. Receptacles 28

3.3.2.4. Event Sources 28

3.3.2.5. Event Sinks 30

3.3.3. Điều kiện kết nối 30

CHƯƠNG 4. Xây dựng công cụ đặc tả và kiểm chứng thành phần 31

4.1. Mô tả công cụ 31

4.2. Ngôn ngữ phát triển công cụ 31

4.3. Phân tích công cụ đặc tả và kiểm chứng thành phần 31

4.3.1. Mô tả công cụ 31

4.3.2. Mô hình hoạt động 32

4.3.3. Thiết kế các lớp và đối tượng 32

4.3.3.1. Sơ đồ tương tác giữa các đối tượng 33

4.3.3.2. Mô tả chi tiết các lớp đối tượng 35

4.4. Triển khai 37

4.5. Thử nghiệm 37

4.5.1. Bài toán 37

4.5.2. Giao diện khởi động chương trình 40

4.5.3. Giao diện khi làm việc với các thành phần 41

4.5.4. Giao diện làm việc với các cổng 42

4.5.5. Giao diện sau khi kiểm chứng kết nối giữa các thành phần 45

Kết luận 47

Hướng phát triển 48

Tài liệu tham khảo 49

Phụ lục 50

Mở đầu

Trong phát triển phần mềm, thay đổi yêu cầu là một tất yếu diễn ra hết sức thường xuyên mà những nhà phát triển phải chấp nhận và cố gắng điều chỉnh nó. Phần mềm này ra đời thay thế phần mềm khác là một điều vô cùng bình thường, dễ hiểu. Tại sao lại như thế? Bởi vì người sử dụng luôn mong muốn có được một phần mềm hữu ích hơn, tiện lợi hơn và hoạt động tốt hơn. Tuy nhiên, dù phần mềm có thể đáp ứng những nhu cầu của người sử dụng trong thời gian hiện tại thì cũng không thể đảm bảo nó sẽ luôn được ưa chuộng. Để có thể tồn tại lâu dài, phần mềm phải thật sự chất lượng. Điều này đồng nghĩa với việc nó phải không ngừng được cập nhật. Mà như chúng ta đã biết, phần mềm càng đúng đắn, đáng tin cậy và rõ ràng bao nhiêu thì công việc nâng cấp và phát triển nó càng dễ dàng bấy nhiêu. Do đó, có thể nói, một trong những tiêu chí của ngành công nghệ phần mềm mà bất kỳ thời đại nào, bất kỳ sản phẩm phần mềm nào cũng đều hướng đến là tính đáng tin cậy và đúng đắn. Xuất phát từ nhu cầu ấy, công nghệ thiết kế theo hợp đồng (Design By Contract) đã ra đời nhằm giúp cho việc đảm bảo cho tính đáng tin cậy của phần mềm. Đó cũng chính là lý do mà chúng tôi đã chọn đề tài này.

Với mục đích tìm hiểu công nghệ thiết kế theo hợp đồng một cách khá kỹ lưỡng, chúng tôi đã tiếp cận nó bằng các tài liệu lý thuyết cũng như qua các công cụ có khả năng hỗ trợ Design By Contract cho các ngôn ngữ lập trình hiện đại. Không dừng ở đó, chúng tôi còn xây dựng một công cụ về đặc tả và kiểm chứng cho các thành phần trong ngôn ngữ Java.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: ý tưởng chính của thiết kế theo hợp đồng là lập một “hợp đồng” giữa các đối tượng cung cấp (supplier) và những khách hàng (client) của nó, tức là những lớp đối tượng khác gọi đến các phương thức của lớp này. Những client này phải bảo đảm một số điều kiện nhất định khi gọi một phương thức của một supplier gọi là tiền điều kiện (precondition); đáp lại, sau khi thực thi thủ tục, supplier phải đáp ứng một số điều kiện tương ứng gọi là hậu điều kiện (postcondition). Những điều kiện của hợp đồng sẽ được kiểm tra bởi trình biên dịch, và bất cứ sự vi phạm nào của phần mềm cũng sẽ được phát hiện. Mở rộng hơn là nghiên cứu thành phần phần mềm. Nó là một trong những nghiên cứu quan trọng trong kỹ nghệ phần mềm hướng thành phần, thể hiện bước đầu tiên hướng tới việc tái sử dụng thành phần, đặc tả thành phần mang lại những thông tin cần thiết để người sử dụng có thể hiểu được vì sao và như thế nào mà thành phần có thể sử dụng được hoặc tái sử dụng. Từ đó nghiên cứu mối quan hệ giữa các thành phần trong một phần mềm và điều kiện để các thành phần đó có thể liên kết được với nhau. Song song với việc nghiên cứu công nghệ thiết kế theo hợp đồng, chúng tôi cũng đã nghiên cứu sâu hơn về ngôn ngữ java, mô hình thiết kế Model – View – Controller (M-V-C) và xây dựng công cụ đặc tả, kiếm chứng giúp cho việc làm sáng rõ thêm công nghệ mà chúng tôi đã nghiên cứu.