Chiến luợc thiết kế

Thiết kế hướng chức năng là một cách tiếp cận thiết kế phần mềm trong đó bản thiết kế được phân giải thành một bộ các đơn thể được tác động lẫn nhau, mà một đơn thể có một chức năng được xác định rõ ràng. Các chức năng có các trạng thái cục bộ nhưng chúng chia sẻ với nhau trạng thái hệ thống, trạng thái này là tập trung và mọi chức năng đều có thể truy cập được.

Có người nghĩ rằng thiết kế hướng chức năng đã lỗi thời và nên được thay thế bởi cách tiếp cận hướng đối tượng. Thế nhưng, nhiều tổ chức đã phát triển các chuẩn và các phương pháp dựa trên sự phân giải chức năng. Nhiều phương pháp thiết kế kết hợp với các công cụ CASE đều là hướng chức năng và có nhiều hệ thống đã được phát triển bằng cách sử dụng phương pháp tiếp cận hướng chức năng. Các hệ thống đó sẽ phải được bảo trì cho một tương lai xa xôi. Bởi vậy thiết kế hướng chức năng vẫn sẽ còn được tiếp tục sử dụng rộng rãi. Đó là của thiên hạ. Còn người Việt Nam chúng ta, chúng ta chưa có tập quán dùng một phương pháp thiết kế nào, liệu chúng ta có nhất thiết phải đi theo trào lưu đó hay chúng ta nên đi thẳng vào phương pháp nào hữu hiệu nhất?

Người ta dùng các biểu đồ dòng dữ liệu - mà nó mô tả việc xử lý dữ liệu logic, các lược đồ cấu trúc - nó chỉ ra cấu trúc của phần mềm và các mô tả PDL ( page descri ption language) - nó mô tả thiết kế chi tiết. Khái niệm dòng dữ liệu đã bị cải biên làm cho nó thích hợp hơn việc sử dụng một hệ thống vẽ biểu đồ tự động và sử dụng một dạng lược đồ cấu trúc có kèm thêm các thông tin điều khiển.

Chiến lược thiết kế hướng chức năng dựa trên việc phân giải hệ thống thành một bộ các chức năng có tương tác nhau với trạng thái hệ thống tập trung dùng chung cho các chức năng đó. Các chức năng này có thể có các thông tin trạng thái cục bộ nhưng chỉ dùng cho quá trình thực hiện chức năng đó mà thôi.

Thiết kế hướng chức năng gắn với các chi tiết của một thuật toán của chức năng đó nhưng các thông tin trạng thái hệ thống là không bị che dấu. Điều này có thể gây ra một vấn đề vì rằng một chức năng có thể thay đổi trạng thái theo một cách mà các chức năng khác không ngờ tới. Việc thay đổi một chức năng và cách nó sử dụng trạng thái hệ thống có thể gây ra những tương tác bất ngờ đối với các chức năng khác.

Do đó cách tiếp cận chức năng để thiết kế là thắng lợi nhất khi mà khối lượng thông tin trạng thái hệ thống là được làm nhỏ nhất và thông tin dùng chung nhau là rõ ràng.

Hệ thống được nhìn nhận như một bộ các đối tượng (chứ không phải là bộ các chức năng). Hệ thống được phân tán, mỗi đối tượng có những thông tin trạng thái riêng của nó. Đối tượng là một bộ các thuộc tính xác định trạng thái của đối tượng đó và các phép toán của nó. Nó được thừa kế từ một vài lớp đối tượng lớp cao hơn, sao cho dễ định nghĩa nó chỉ cần nêu đủ các khác nhau giữa nó và các lớp cao hơn nó.

Che dấu thông tin là chiến lược thiết kế dấu càng nhiều thông tin trong các thành phần càng hay. Cái đó ngầm hiểu rằng việc kết hợp điều khiển logic và cấu trúc dữ liệu được thực hiện trong thiết kế càng chậm càng tốt. Liên lạc thông qua các thông tin trạng thái dùng chung (các biến tổng thể) là ít nhất, nhờ vậy khả năng hiểu là được tăng lên. Thiết kế là tương đối dễ thay đổi vì sự thay đổi một thành phần không thể không dự kiến các hiệu ứng phụ trên các thành phần khác.

Thiết kế hướng đối tượng là dựa trên việc che dấu thông tin, nhìn hệ phần mềm như là một bộ các đối tượng tương tác với nhau chứ không phải là một bộ các chức năng như cách tiếp cận chức năng. Các đối tượng này có một trạng thái được che dấu và các phép toán trên các trạng thái đó. Thiết kế biểu thị các dịch vụ được yêu cầu và được cung cấp bởi các đối tượng có tương tác với nó.

Thiết kế hướng đối tượng có ba đặc trưng

i) Vùng dữ liệu dùng chung là bị loại bỏ. Các đối tượng liên lạc với nhau bằng cách trao đổi thông báo chứ không phải bằng các biến dùng chung.

ii) Các đối tượng là các thực thể độc lập mà chúng sẵn sàng được thay đổi vì rằng tất cả các trạng thái và các thông tin biểu diễn là chỉ ảnh hưởng trong phạm vi chính đối tượng đó thôi. Các thay đổi về biểu diễn thông tin có thể được thực hiện không cần sự tham khảo tới các đối tượng hệ thống khác.

iii) Các đối tượng có thể phân tán và có thể hành động tuần tự hoặc song song. Không cần có quyết định về tính song song ngay từ một giai đoạn sớm của quá trình thiết kế.

C ác ưu điểm

i) Dễ bảo trì vì các đối tượng là độc lập. Các đối tượng có thể hiểu và cải biên như là một thực thể độc lập. Thay đổi trong thực hiện một đối tượng hoặc thêm các dịch vụ sẽ không làm ảnh hưởng tới các đối tượng hệ thống khác.

ii) Các đối tượng là các thành phần dùng lại được thích hợp (do tính độc lập của chúng). Một thiết kế có thể dùng lại được các đối tượng đã được thiết kế trong các bản thiết kế trước đó.

iii) Đối với một vài lớp hệ thống, có một phản ánh rõ ràng giữa các thực thể có thực (chẳng hạn như các thành phần phần cứng) với các đối tượng điều khiển nó trong hệ thống. Điều này cải thiện được tính dễ hiểu của thiết kế.

Nhược điểm:

Sự nhận minh các đối tượng hệ thống thích hợp là khó khăn. Cách nhìn tự nhiên nhiều hệ thống là cách nhìn chức năng và việc thích nghi với cách nhìn hướng đối tượng đôi khi là khó khăn.

Phương pháp thiết kế hướng đối tượng vẫn còn là tương đối chưa chín muồi và đang thay đổi mau chóng.

Ở đây, cần phân biệt hai khái niệm là thiết kế hướng đối tượng và lập trình (cài đặt) hướng đối tượng:

+ Thiết kế hướng đối tượng là một chiến lược thiết kế nó không phụ thuộc vào một ngôn ngữ thực hiện cụ thể nào. Các ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng và các khả năng bao gói đối tượng làm cho thiết kế hướng đối tượng được thực hiện một cách đơn giản hơn. Tuy nhiên một thiết kế hướng đối tượng cũng có thể được thực hiện trong một ngôn ngữ kiểu như Pascal hoặc C mà không có các đặc điểm như vậy.

+ Việc chấp nhận thiết kế hướng đối tượng như là một chiến lược hữu hiệu đã dẫn đến sự phát triển phương pháp thiết kế hướng đối tượng. Như Ada không phải là ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng vì nó không trợ giúp sự thừa kế của các lớp, nhưng lại có thể thực hiện các đối tượng trong Ada bằng cách sử dụng các gói hoặc các nhiệm vụ, do đó Ada được dùng để mô tả các thiết kế hướng đối tượng.

+ Thiết kế hướng đối tượng là một chiến lược thiết kế, nó không phụ thuộc vào ngôn ngữ để thực hiện. Các ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng và khả năng bao gói dữ liệu làm cho dễ thực hiện một thiết kế hướng đối tượng hơn. Tuy nhiên cũng có thể thực hiện một thiết kế hướng đối tượng trong một ngôn ngữ kiểu như Pascal hoặc C.