Tái kỹ nghệ hệ thống phần mềm

1
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
Trần Thị Hồng Sim
TÁI KỸ NGHỆ HỆ THỐNG PHẦN MỀM
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY

Ngành: Công Nghệ Phần Mềm
Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Vỵ
HÀ NỘI - 2010

Lời cảm ơn
Lời đầu tiên, em muốn bày tỏ sự chân trọng và biết ơn sâu sắc đối với PGS.TS
Nguyễn Văn Vỵ, giảng viên bộ môn Công Nghệ Phần Mềm, khoa Công Nghệ Thông
Tin, trường Đại học Công Nghệ, Đại học Quốc Gia Hà Nội. Trong suốt quá trình học
tập và thực hiện khóa luận này, thầy đã là người trực tiếp hướng dẫn và đưa ra những
định hướng cho quá trình nghiên cứu. Chính nhờ sự tận tình chỉ bảo, dành rất nhiều thời
gian quí báu của thầy trong suốt quá trình hướng dẫn mà em đã hoàn thành nghiên cứu
khóa luận này.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy giáo, cô giáo là giảng viên
trường Đại học Công Nghệ đã giảng dạy, truyền đạt kiến thức cho em trong suốt bốn
năm học tại trường. Những kiến thức mà các thầy cô đã truyền thụ làm nền tảng cho em
trong công việc sau này và là những kiến thức tiên quyết trong việc nghiên cứu và tìm
hiểu đề tài trong khóa luận.
Và cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến bạn bè, đồng nghiệp và đặc biệt là gia
đình, những người đã luôn ở bên động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong
suốt quá trình học tập và thực hiện khóa luận.
Hà Nội, tháng 5/2010
Trần Thị Hồng Sim
1
Tóm tắt nội dung

Ngày nay, công nghệ thông tin đang phát triển rất nhanh. Các hệ thống phần cứng
của máy tính đang ngày càng trở nên mạnh mẽ hơn để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng
của người sử dụng. Công nghệ thay đổi nhanh chóng theo từng ngày. Một hệ thống
phần mềm hôm nay có thể là hiện đại nhưng chỉ sau một thời gian ngắn nó đã trở nên
lạc hậu và không sử dụng hết được năng lực to lớn của phần cứng và không đáp ứng
đầy đủ nhu cầu sử dụng của con người. Vậy chúng ta đang gặp phải một số lượng các
hệ thống phần mềm có những đặc trưng này. Một giải pháp được đưa ra, đó chính là tái
kỹ nghệ. Vì vậy đề tài “Tái kỹ nghệ hệ thống phần mềm” được chọn làm đề tài khóa
luận của em. Để bảo trì, nâng cấp một hệ thống phần mềm lạc hậu, trong điều kiện cho
phép có thể sử dụng giải pháp tái kỹ nghệ. Tuy nhiên, tái kỹ nghệ phải đi đôi với sự trợ
giúp của những công cụ mạnh và có một quy trình thích hợp. Khóa luận trình bày một
quy trình tái kỹ nghệ phần mềm với sự trợ giúp của công cụ Rational Rose. Bằng cách
đó ta có thể nâng cấp một phần mềm cũ thành một phần mềm có khả năng đáp ứng các
yêu cầu mới đặt ra và có được kiến trúc tốt, sử dụng hiệu quả nguồn tài nguyên hiện có,
làm thuận lợi cho việc bảo trì tiếp tục sau này. Hơn thế nữa, quá trình tái kỹ nghệ hệ
thống diễn ra một cách nhanh chóng và hiệu quả, đáp ứng được những thách thức đang
đặt ra cho việc phát triển các phần mềm hiện nay..
Trong khóa luận này, những nội dung sau đây sẽ được trình bày:
− Giới thiệu tổng quan về tái kỹ nghệ hệ thống phần mềm cùng và qui trình để thực
hiện tái kỹ nghệ một hệ thống phần mềm.
− Giới thiệu hai công cụ hỗ trợ cho quá trình tái kỹ nghệ trong phạm vi luận văn
này là Rational Rose Enterprise Edition 7.0 và ngôn ngữ mô hình hóa (UML).
− Sau khi đã hiểu về qui trình và cách thức thực hiện qui trình tái kỹ nghệ với các
công cụ hỗ trợ, thực hiện tái kỹ nghệ một ứng dụng nhỏ để áp dụng là chương
trình “Sổ địa chỉ”.
2
Mục lục
Trần Thị Hồng Sim 1
HÀ NỘI - 2010 1
Lời cảm ơn 1

Tóm tắt nội dung 2
Mục lục 3
Chương 1: Tổng quan về tái kỹ nghệ 7
1.1 Bảo trì hệ thống phần mềm 7
1.2 Tổng quan chung về tái kỹ nghệ 9
1.3 Qui trình chung tái kỹ nghệ phần mềm 14
1.3.1 Dịch mã nguồn ................................................................................................. 16
1.3.2 Kỹ nghệ ngược ................................................................................................. 17
1.3.2.1 Làm lại tài liệu ............................................................................................. 19
1.3.2.2 Phục hồi thiết kế ............................................................................................ 20
1.3.3 Cấu trúc lại hệ thống ........................................................................................ 21
1.3.4 Module hóa chương trình ................................................................................. 25
1.3.5. Tái kỹ nghệ dữ liệu ......................................................................................... 26
1.4 Các công cụ sử dụng cho tái kỹ nghệ 31
Có khá nhiều các công cụ hỗ trợ cho việc tái kỹ nghệ. Trong mỗi giai đoạn của quy trình
lại có một công cụ phục vụ cho các công việc khác nhau. Để dịch mã nguồn sang mô
hình thiết kế chúng ta có các công cụ như Rational Software Architecture, Rational
Rose v.v.. Bộ công cụ DMS Software Reengineering Toolkit là công cụ tự động phân
tích chương trình, tùy chỉnh mã nguồn, sửa đổi, dịch hay phát sinh ra hệ thống phần
mềm. Có rất nhiều các công cụ hỗ trợ như thế, nhưng trong phạm vi luận văn này sẽ
tập trung vào việc tái kỹ nghệ phần mềm với sự hỗ trợ của công cụ Rational Rose và
ngôn ngữ mô hình hóa thống nhất UML. 31
1.4.1 Ngôn ngữ UML ................................................................................................ 31
1.4.2 Hệ thống phần mềm RATIONAl ROSE ........................................................... 34
1.4.3 Tái kỹ nghệ hệ thống với kỹ nghệ đảo ngược của Rational Rose ...................... 42
1.5 Những ưu điểm và hạn hế của tái kỹ nghệ 46
3
1.5.1 Các ưu điểm ..................................................................................................... 46
1.5.2 Các hạn chế ...................................................................................................... 46
1.6 Kết luận 47

Chương 2: Bài toán về chương trình “Sổ địa chỉ” 48
2.1 Giới thiệu chương trình sổ địa chỉ 48
1.2 Những vấn đề cần cải tiến chương trình 49
Chương 3: Tái kỹ nghệ chương trình sổ địa chỉ 51
3.1 Sơ đồ tiến trình thực hiện tái kỹ nghệ 51
3.2 Qui trình thực hiện tái kỹ nghệ chương trình sổ địa chỉ 51
3.2.1 Xây dựng tài liệu và mô hình thiết kế UML .................................................... 52
3.2.2 Cấu trúc lại chương trình .................................................................................. 56
3.2.3 Tái kỹ nghệ dữ liệu .......................................................................................... 59
3.2.4 Xây dựng mã nguồn ......................................................................................... 61
3.2.5 Hoàn thiện, cài đặt và sử dụng .......................................................................... 61
3.3 Kết quả đạt được và một số đánh giá 61
3.3.1. Liên quan đến chương trình ............................................................................. 61
3.3.2. Liên quan đến triển khai ................................................................................. 63
3.3.3. Một số vấn đề tồn tại ....................................................................................... 63
Kết luận 64
Tài liệu tham khảo 65
Tiếng Việt 65
Tiếng Anh 65
4
Lời nói đầu
Ngày nay, chúng ta đang sống trong một kỉ nguyên của công nghệ thông tin. Với
sự bùng nổ của công nghệ thông tin, sự hỗ trợ của máy tính cho các hoạt động của con
người ngày càng trở nên cần thiết hơn bao giờ hết. Để đáp ứng những nhu cầu thiết yếu
này, các phần mềm phục vụ con người ngày càng phổ biến hơn, số lượng lớn hơn và
được nâng cấp để có chất lượng tốt hơn. Tuy nhiên, cùng với xu hướng phát triển của
phần mềm, các hệ thống phần cứng, các chương trình hỗ trợ cũng như các môi trường
phát triển, hay các qui trình nghiệp vụ cũng luôn đổi mới với tốc độ không ngừng. Ngày
hôm nay, một hệ thống có thể là hiện đại, tối tân nhưng đến ngày mai nó đã trở nên lạc
hậu và còn có thể không dùng được nữa. Trước sự thay đổi nhanh chóng của các công

cụ, môi trường hỗ trợ này, các phần mềm cũ có nguy cơ bị bỏ đi. Vậy phải làm sao để
giải quyết vấn đề này khi mà số lượng các phần mềm cũ ngày càng lớn? Nhiều giải
pháp được đưa ra cho việc bảo trì phần mềm.
Bảo trì phần mềm chính là một giai đoạn trong quy trình tiến hóa phần mềm. Đây
là giai đoạn có chi phí tốn kém nhất, như ta đã biết, nó chiếm đến 70% trong tổng chi
phí phát triển phần mềm. Tuy nhiên, nếu chúng ta thực hiện phát triển mới phần mềm
thì chi phí bỏ ra còn lớn hơn rất nhiều. Cho nên một yêu cầu được đặt ra là phải lựa
chọn một phương pháp bảo trì phần mềm sao cho có hiệu quả cao và giảm thiểu các rủi
ro.
Với một chương trình phần mềm đã sử dụng trong thời gian dài, nó có thể gặp
phải các vấn đề như ngôn ngữ lập trình không còn được sử dụng, thiếu các công cụ hỗ
trợ cần thiết, không đáp ứng đủ yêu cầu của người dùng v.v… Vì vậy, để có thể tiếp tục
sử dụng được hệ thống phần mềm, ta thực hiện quá trình bảo trì cần phải có biện pháp
xây dựng, cấu trúc lại những phần chương trình đã trở nên lạc hậu và không dùng được
nữa. Và một phương pháp rất phổ biến và hiệu quả của ngày nay, đó chính là tái kỹ
nghệ lại hệ thống phần mềm.
Tái kỹ nghệ là một phương pháp tiến hóa phần mềm có hiệu quả cao trong khi chi
phí bỏ ra ít hơn nhiều so với việc xây dựng mới phần mềm cũng như so với một số
phương pháp tiến hóa khác. Có được điều này bởi quy trình tái kỹ nghệ được hỗ trợ bởi
các công cụ và phương tiện mới với một quy trình khép kín khá hoàn thiện và đầy đủ.
Một số công cụ hỗ trợ cho việc tái kỹ nghệ phần mềm như ngôn ngữ mô hình hóa thống
5
nhất UML, Rational Software Architecture, Rational Rose v.v… Trong phạm vi khóa
luận tốt nghiệp này, chúng ta sẽ sử dụng hai công cụ hỗ trợ cho việc tái kỹ nghệ là ngôn
ngữ UML và Rational Software Architecture.
Cùng với việc tìm hiểu về quy trình tái kỹ nghệ, để có thể hiểu sâu hơn các bước
thực hiện của quy trình, ta sẽ thực hiện tái kỹ nghệ cho một chương trình đơn giản là:
Sổ địa chỉ.
Cụ thể khóa luận tốt nghiệp này được xây dựng gồm ba chương:
- Chương 1: Trình bày tổng quan về tái kỹ nghệ và phương pháp để tái kỹ nghệ

một hệ thống phần mềm
- Chương 2: Giới thiệu qua về chương trình “Sổ địa chỉ”
- Chương 3: Thực hiện tái kỹ nghệ chương trình “Sổ địa chỉ”, từ đó rút ra những
kết quả đánh giá cho chương trình và những hạn chế còn tồn tại trong nội dung
khóa luận.
Cuối cùng là kết luận và tài liệu tham khảo
6
Chương 1: Tổng quan về tái kỹ nghệ
Tính tái dụng là một đặc trưng quan trọng của các thành phần phần mềm chất
lượng cao. Tính tái dụng ở đây được hiểu là các thành phần của một hệ thống phần mềm
có thể sử dụng lại trong các hệ thống phần mềm khác. Một vấn đề lớn đặt ra là: phải
phát triển phần mềm như thế nào để về sau có thể sử dụng lại nhiều nhất và hiệu quả
nhất.
Nói chung, sau một thời gian sử dụng, các phần mềm cần phải được bảo trì để đáp
ứng các yêu cầu phát sinh của người sử dụng, của công nghệ mới, và sự thay đổi của
các hoạt động nghiệp vụ theo thời gian... đúng theo nghĩa vòng đời của một hệ thống
phần mềm, ta lại bắt đầu các công việc: phân tích, thiết kế, cài đặt, kiểm thử... ở mức
cao hơn. Như vậy, việc tái sử dụng các phần đó được xây dựng trước đây có ý nghĩa to
lớn cho việc tiết kiệm công sức, thời gian, kinh phí...trong hoạt động phát triển.
Có nhiều cách thực hiện việc bảo trì hệ thống phần mềm và cũng có nhiều công cụ
để thiết kế lại phần mềm. Mỗi công cụ thiết kế lại phần mềm đều có những ưu và nhược
điểm riêng, tuỳ theo hoàn cảnh thực tế mà ta có thể lựa chọn một công cụ sao cho hiệu
quả nhất. Dưới đây sẽ trình bày một số vấn đề về tái kỹ nghệ hệ thống phần mềm bằng
UML (Unified Modeling Language) và công cụ Rational Rose.
1.1 Bảo trì hệ thống phần mềm
Phát triển phần mềm phải trải qua nhiều giai đoạn. Các giai đoạn đó bao gồm:
phân tích yêu cầu, kiến trúc hệ thống, thiết kế, cài đặt, kiểm thử, triển khai phần mềm
và bảo trì. Bảo trì chính là giai đoạn cuối trong vòng đời phát triển phần mềm. Bảo trì
bảo đảm cho hệ thống được tiếp tục hoạt động sau khi thực hiện kiểm thử hay sau khi
đưa hệ thống vào hoạt động trong thực tế. Bảo trì phần mềm bao gồm những sửa đổi

làm hệ thống thích nghi với những yêu cầu thay đổi của người sử dụng, thay đổi dữ liệu
cho phù hợp, gỡ rối, khử bỏ và sửa chữa các sai sót mà trước đây chưa phát hiện ra...
Ngày nay, việc xây dựng, phát triển cũng như quá trình bảo trì các hệ thống phần
mềm được hỗ trợ nhiều bởi các công cụ, đó là kĩ nghệ phần mềm có máy tính trợ giúp
(CASE). Công nghệ CASE đang phát triển mạnh mẽ, bao gồm các công cụ về: lập kế
hoạch quản lý dự án, các công cụ trợ giúp phân tích và thiết kế, cài đặt hệ thống, tích
hợp và kiểm thử, làm bản mẫu …, Ở đây chúng ta sẽ quan tâm tới một số hoạt động
trong quá trình bảo trì phần mềm bằng một số công cụ có sẵn.
7
Các hoạt động trong bảo trì phần mềm bao gồm:
− Trong quá trình kiểm thử, theo dõi quá trình hoạt động của hệ thống phần mềm, ta
sẽ phát hiện ra tất cả các lỗi, các sai sót tiềm tàng trong hệ thống, tất cả các lỗi đó
sẽ được thông báo cho các chuyên gia phát triển phần mềm để họ cập nhật lại.
Tiến trình đó được gọi là bảo trì sửa chữa.
− Theo thời gian, các khía cạnh xử lý và hệ thống phần cứng thay đổi; môi trường
làm việc như hệ điều hành thay đổi; các thiết bị ngoại vi và các phần tử của hệ
thống được nâng cấp; các yêu cầu của khách hàng cho hệ thống sẽ thay đổi...
Điều đó dẫn tới việc phải thay đổi hệ thống phần mềm sao cho phù hợp với các
yêu cầu thay đổi trên, quá trình đó được gọi là bảo trì thích nghi.
− Khi hệ thống phần mềm thành công và được đưa vào sử dụng, người ta nhận
được các khuyến cáo về khả năng mới, các chức năng cần được bổ sung nâng
cao... Đó là quá trình nâng cấp hệ thống phần mềm cho phù hợp và tiện dụng
hơn, được gọi là bảo trì hoàn thiện.
− Hệ thống cần phải thay đổi để đảm bảo tính tin cậy, an toàn trong tương lai, tạo
cơ sở tốt hơn cho việc nâng cao chất lượng trong tương lai, tiến trình đó được gọi
là bảo trì phòng ngừa, hoạt động này được đặc trưng bởi các kĩ thuật đảo ngược
và tái kĩ nghệ.
Các công cụ bảo trì phần mềm có thể được chia theo các chức năng sau:
− Kĩ nghệ ngược với các công cụ đặc tả: nhận chương trình gốc làm đầu vào và
sinh ra các mô hình phân tích và thiết kế có cấu trúc đồ thị, các thông tin thiết kế

khác.
− Công cụ tái cấu trúc và phân tích mã: phân tích cú pháp chương trình, sinh ra đồ
thị luồng điều khiển, và sinh tự động một chương trình có cấu trúc.
− Công cụ tái kĩ nghệ hệ thống trực tuyến: dùng để thay đổi các hệ thống cơ sở dữ
liệu trực tuyến.
Bảo trì là giai đoạn cuối cùng trong tiến trình kĩ nghệ phần mềm, nó tiêu tốn rất
nhiều thời gian, công sức và kinh phí. Tái kỹ nghệ là công nghệ đặc trưng giúp cho việc
bảo trì các hệ thống phần mềm hiệu quả và nhanh chóng.
8
1.2 Tổng quan chung về tái kỹ nghệ
Bản chất của việc tái kỹ nghệ phần mềm là để cải tiến hoặc biến đổi những phần
mềm đã có để nó có thể hiểu, điều khiển hay sử dụng được bằng một cách khác. Ngày
nay, số lượng các hệ thống được xây dựng từ đầu đang giảm dần, trong khi đó các hệ
thống chúng ta được kế thừa lại ngày càng nhiều. Chức năng của các hệ thống đó vẫn
không đổi nhưng hệ thống phần cứng, các công nghệ, môi trường làm việc thì ngày một
đổi mới. Những hệ thống phần mềm được kế thừa lại đã trở nên lạc hậu, một số cấu trúc
chương trình đã không còn dùng được nữa do đó nhu cầu tái kỹ nghệ phần mềm được
tăng lên đáng kể. Việc tái kỹ nghệ phần mềm trở nên rất quan trọng trong việc phục hồi
và tái sử dụng lại những phần mềm hiện có, làm cho chi phí bảo trì phần mềm có thể
kiểm soát được và tạo ra cơ sở cho việc tiến hóa phần mềm trong tương lai.
Thuật ngữ “Tái kỹ nghệ” nhanh chóng trở thành một từ được yêu thích đối với
những nhà quản lý và phát triển phần mềm, nhưng nó thực sự có ý nghĩa như thế nào
đối với họ? Về cơ bản thì tái kỹ nghệ là lấy các phần mềm được thừa kế hiện có mà việc
bảo trì đối với chúng là rất đắt, hoặc là những thành phần, kiến trúc của hệ thống đã
không dùng được nữa và làm lại nó bằng những công nghệ phần mềm và phần cứng
hiện thời. Vấn đề khó khăn ở đây là phải có sự hiểu biết về những hệ thống đó. Thường
thì những tài liệu phân tích yêu cầu, tài liệu thiết kế và tài liệu về mã nguồn của chương
trình không còn nữa, hoặc nếu còn thì đã quá lỗi thời. Vì vậy để hiểu các chức năng
không còn sử dụng được một cách rõ ràng là một điều khó khăn. Thường thì hệ thống
cũ vẫn bao gồm cả những chức năng không cần thiết nữa vì vậy những chức năng này

không cần đưa vào hệ thống mới.
Vậy thế nào là tái kỹ nghệ? Chikofsky và Cross đã định nghĩa tái kỹ nghệ là: “
kiểm tra, phân tích, biến đổi hệ thống phần mềm hiện thời để xây dựng lại thành một hệ
thống mới, và bổ sung thêm một số thành phần mới vào trong đó” (Chikofsky 1990).
Định nghĩa này rõ ràng tập trung vào làm sáng tỏ đặc trưng của thuật ngữ, các thay đổi
của kết quả phần mềm. Arnold, đã định nghĩa một cách khác về tái kỹ nghệ là: “bất kỳ
hoạt động nào làm cải tiến sự hiểu biết về phần mềm, hoặc là hoạt động cải tiến phần
mềm và thường tăng khả năng bảo trì, khả năng sử dụng lại, khả năng tiến hóa”
(Arnold 1993).
Qui trình tái kỹ nghệ thường là sự kết hợp của nhiều qui trình khác nhau như kỹ
nghệ ngược, làm lại tài liệu, cấu trúc lại chương trình, chuyển đổi và kỹ nghệ xuôi, dịch
hệ thống sang một ngôn ngữ lập trình hiện đại hơn. Mục đích là để có cái nhìn rõ hơn về
chương trình hiện thời (đặc tả, thiết kế, thực thi), sau đó tái thực hiện lại để cải thiện các
9
chức năng, hiệu suất, sự thi hành của hệ thống. Mục tiêu là để duy trì các chức năng
hiện có và chuẩn bị cho các chức năng mới sẽ được thêm vào sau này. Sau khi sửa đổi,
các chức năng chính của phần mềm không thay đổi, và thông thường thì cấu trúc của
chương trình vẫn được giữ nguyên như cũ.
Đứng từ quan điểm kỹ thuật, tái kỹ nghệ phần mềm chỉ là giải pháp thứ hai trong
vấn đề phát triển phần mềm sau lựa chọn giải pháp phát triển mới hệ thống phần mềm.
Nguyên nhân là do cấu trúc phần mềm không được nâng cấp vì thế việc phân phối
những hệ thống có tính tập trung là một việc khó. Nó thường không thể thay đổi triệt để
ngôn ngữ lập trình hệ thống vì hệ thống cũ với ngôn ngữ lập trình thủ tục thì khó có thể
chuyển đổi sang những ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng như Java hay C++. Do đó,
những giới hạn cố hữu tồn tại trong hệ thống vẫn sẽ duy trì bởi vì chức năng của phần
mềm không được thay đổi.
Tuy nhiên, đứng từ quan điểm nghiệp vụ, tái kỹ nghệ phần mềm là con đường duy
nhất có thể đảm bảo rằng một hệ thống cũ vẫn có thể tiếp tục phục vụ. Sẽ là quá đắt và
quá rủi ro nếu như chấp nhận một cách tiếp cận khác trong việc phát triển phần mềm.
Để hiểu được những lí do cho vấn đề này, chúng ta sẽ đưa ra một đánh giá sơ bộ về

những vấn đề của hệ thống phần mềm cũ.
Số lượng mã nguồn của một hệ thống cũ là rất lớn. Năm 1990, nó được ước đoán
(Ulrich 1990) là có khoảng 120 tỉ dòng mã nguồn tồn tại. Phần lớn những hệ thống này
được viết bằng COBOL, một ngôn ngữ lập trình thích hợp nhất cho qui trình dữ liệu
nghiệp vụ, hoặc bằng FORTRAN. FORTRAN là một ngôn ngữ lập trình toán học và
khoa học. Những ngôn ngữ này có cấu trúc chương trình rất giới hạn, và trong trường
hợp của FORTRAN, rất giới hạn trong việc hỗ trợ cấu trúc dữ liệu.
Mặc dù nhiều chương trình đã được thay thế, nhưng hầu hết trong số chúng vẫn
đang được sử dụng. Trong khi đó, từ năm 1990 đã có một sự gia tăng rất lớn trong việc
sử dụng máy tính để hỗ trợ qui trình nghiệp vụ. Do đó đến năm 2000 đã có khoảng 250
tỉ dòng mã nguồn đang tồn tại và phải được duy trì. Phần lớn trong số đó không được
viết bằng các ngôn ngữ hướng đối tượng và số nhiều trong đó vẫn được chạy trên các
máy tính lớn. Có nhiều hệ thống để tiếp tục tồn tại phải thay đổi hoàn toàn hoặc cấu trúc
lại hệ thống căn bản do đó kinh phí sẽ phải bỏ ra là một điều không tưởng được đối với
hầu hết các tổ chức. Bảo trì một hệ thống cũ ngày càng đắt tiền, vì vậy tái kỹ nghệ lại
những hệ thống này sẽ kéo dài thời gian sử dụng của chúng. Tái kỹ nghệ một hệ thống
sẽ có chi phí hiệu quả khi hệ thống đó có giá trị nghiệp vụ cao nhưng lại tốn kém cho
10
việc bảo trì. Tái kỹ nghệ cải thiện cấu trúc hệ thống, tạo ra tài liệu của hệ thống mới và
làm cho nó dễ hiểu hơn.
Vậy trong trường hợp nào chúng ta nên thực hiện tái kỹ nghệ hệ thống. Câu trả lời
là tái kỹ nghệ sẽ có hiệu quả cao nhất khi thực hiện đối với một hệ thống cũ được kế
thừa lại (legacy system). Một hệ thống cũ được kế thừa lại có thể là một phương thức,
công nghệ đã cũ, một hệ thống máy tính hay một chương trình ứng dụng lạc hậu vẫn
đang tiếp tục được sử dụng bởi các chức năng của nó vẫn đang đáp ứng những nhu cầu
của người dùng. Tuy nhiên, các hệ thống này sẽ không có hiệu quả cao do công nghệ đã
lạc hậu và các thủ tục hay các nền tảng hỗ trợ đã không còn tồn tại. Hơn thế nữa, các hệ
thống này thường không còn các tài liệu đặc tả, phân tích, các mô hình thiết kế. Vì vậy,
để có thể xây dựng lại hệ thống cần phải có sự hiểu biết sâu sắc về nó. Do đó, tái kỹ
nghệ là lựa chọn tốt nhất trong những trường hợp này.

Tái kỹ nghệ giai đoạn cũng liên kết với tái kỹ nghệ tiến trình nghiệp vụ (Hammer,
1990). Tái kỹ nghệ tiến trình nghiệp vụ cũng liên quan với tiến trình nghiệp vụ tái thiết
kế để giảm số lượng các hoạt động dự phòng và nâng cao hiệu quả của qui trình. Nó
thường phụ thuộc vào việc giới thiệu hoặc tăng cường hỗ trợ dựa trên máy tính cho quá
trình này.
Kỹ thuật dịch xuôi
Tái kỹ nghệ phần mềm
Hình 1-01
Sự khác biệt then chốt giữa tái kỹ nghệ và phát triển một hệ thống phần mềm mới
chính là điểm xuất phát cho việc phát triển. Đối với việc phát triển một hệ thống phần
mềm mới, công việc sẽ bắt đầu với việc viết một tài liệu đặc tả cho hệ thống, trong khi
11
Đặc tả hệ
thống
Thiết kế và thực thi
Hệ thống mới
Hệ thống phần
mềm hiện thời
Hệ thống
tái kỹ nghệ
Hiểu và chuyển đổi
đối với tái kỹ nghệ, hệ thống cũ đã đóng vai trò như một bản đặc tả cho hệ thống mới.
Chikofsky và Cross (Chikofsky and Cross, 1990) đã đưa ra thuật ngữ “kỹ nghệ xuôi”
(forward engineering) trong tiến trình phát triển để phân biệt với tái kỹ nghệ phần mềm.
Sự khác biệt này được minh họa ở hình 1-01. Kỹ thuật dịch xuôi bắt đầu với việc đặc tả
hệ thống và bao gồm cả việc thiết kế và thực thi trong hệ thống mới. Tái kỹ nghệ bắt
đầu với một hệ thống đã tồn tại và sau đó thực hiện các qui trình phát triển để thay thế,
biến đổi một số thành phần của hệ thống dựa trên những hiểu biết về hệ thống gốc.
Hình 1-02: Qui trình tái kỹ nghệ
Hình 1-02 mô tả một qui trình tái kỹ nghệ có khả năng thực hiện được. Đầu vào

của qui trình là một chương trình được kế thừa và đầu ra là một phiên bản có các
module có cấu trúc rõ ràng của chính chương trình đó. Đồng thời cũng như là tái kỹ
nghệ chương trình, dữ liệu cho hệ thống cũng có thể được tái kỹ nghệ lại.
Các hoạt động trong qui trình tái kỹ nghệ là:
12
Chươn
g trình
nguồn
Tài liệu
chương
trình
Chương
trình
module
Dữ liệu
nguồn
Chương
trình được
cấu trúc
Dữ liệu
được tái
kỹ nghệ
Dịch mã
nguồn
Kỹ nghệ
ngược
Cải tiến cấu
trúc chương
trình
Module hóa

chương
Tái kỹ nghệ
dữ liệu
1 Dịch mã nguồn Chương trình được chuyển đổi từ một ngôn ngữ lập trình cũ sang
một phiên bản mới hơn hoặc chuyển sang một ngôn ngữ khác.
2 Kỹ nghệ ngược Chương trình được phân tích và lấy thông tin để làm tài liệu cho tổ
chức và các chức năng của chương trình.
3 Cải tiến cấu trúc hệ thống Cấu trúc điều khiển của chương trình được phân tích và
sửa đổi để giúp cho việc đọc và hiểu được dễ dàng hơn.
4 Module hóa hệ thống Liên kết các phần của chương trình thành một nhóm với nhau,
và những thành phần riêng biệt, dư thừa được bỏ đi. Trong một vài trường hợp, giai
đoạn này có thể bao gồm cả việc biến đổi cấu trúc chương trình.
5 Tái kỹ nghệ dữ liệu Dữ liệu xử lý bởi chương trình được thay đổi để phản hồi lại
những thay đổi của chương trình.
Tái kỹ nghệ chương trình có thể không cần thiết phải đầy đủ tất cả các bước như
trong hình 2. Việc dịch mã nguồn có thể không cần thiết nếu ngôn ngữ chương trình sử
dụng để phát triển hệ thống vẫn được các trình biên dịch hiện thời hỗ trợ. Nếu các công
cụ tự động phục vụ cho quá trình tái kỹ nghệ có thể tin tưởng hoàn toàn thì những tài
liệu có được thông qua hoạt động kỹ nghệ ngược có thể không cần thiết. Tái kỹ nghệ dữ
liệu chỉ cần thiết nếu cấu trúc dữ liệu trong chương trình thay đổi trong quá trình tái kỹ
nghệ hệ thống. Tuy nhiên, tái kỹ nghệ phần mềm luôn bao gồm việc cấu trúc lại chương
trình.
Chi phí của tái kỹ nghệ hiển nhiên được quyết định bởi qui mô công việc cần phải
được tiến hành. Chi phí của các phương pháp tiếp cận đến tái kỹ nghệ được thể hiện
trong hình 1-03. Chi phí tăng từ trái qua phải, vì thế chuyển đổi mã nguồn là lựa chọn rẻ
nhất và tái kỹ nghệ chính là một phần của việc chuyển hướng cấu trúc là cái có chi phí
cao nhất.
13
Tổ chức lại chương trình
và dữ liệu

Tổ chức lại chương
trình tự động
Chuyển đổi mã nguồn
tự động
Tổ chức lại tự động với
thay đổi thủ công
Tổ chức lại cộng với
thay đổi kiến trúc
Chi phí tăng
Hình 1-03: Chi phí tái kỹ nghệ
Ngoại trừ qui mô của hoạt động tái kỹ nghệ, các yếu tố ảnh hưởng đến chi phí của
tái kỹ nghệ là:
1 Chất lượng của phần mềm để tái kỹ nghệ. Chất lượng phần mềm và các tài liệu
liên quan (nếu có) càng thấp thì chi phí cho việc tái kỹ nghệ sẽ càng cao.
2 Công cụ hỗ trợ có sẵn cho việc tái kỹ nghệ. Hoạt động tái kỹ nghệ sẽ không có chi
phí hiệu quả nếu không có các công cụ được sử dụng trong đó. Và Công cụ CASE
là một công cụ cần thiết tất yếu cho hoạt động tái kỹ nghệ vì nó có thể tự động
trong việc chuyển đổi chương trình, và vì thế làm giảm chi phí đáng kể.
3 Phạm vi của chuyển đổi dữ liệu thiết yếu. Nếu tái kỹ nghệ phụ thuộc lớn vào khối
lượng dữ liệu được chuyển đổi, nó làm tăng đáng kể chi phí của tiến trình.
4 Tính sẵn có của đội ngũ nhân viên chuyên môn. Nếu nhân viên chịu trách nhiệm
bảo trì hệ thống không thể tham gia vào qui trình tái kỹ nghệ, điều này sẽ làm gia
tăng chi phí. Các kỹ sư tái kỹ nghệ hệ thống sẽ phải mất rất nhiều thời gian để có
thể thực sự hiểu được hệ thống.
1.3 Qui trình chung tái kỹ nghệ phần mềm

14
Khái
niệm
Yêu cầu

Thiết kế
Triển khai
Khái
niệm
Yêu cầu
Thiết kế
Triển khai
Kỹ nghệ
ngược (Trừu
tượng)
Kỹ nghệ
xuôi
(Cải tiến)
(Biến đổi)
Nghĩ lại
Đặc tả lại
Thiết kế lại
Code lại


Hình 1-04: Mô hình hoạt động tái kỹ nghệ
Tái kỹ nghệ sẽ bắt đầu với mã nguồn của chương trình được kế thừa lại và kết thúc
với mã nguồn của chương trình đích. Qui trình này có thể chỉ đơn giản là việc sử dụng
một công cụ dịch mã để dịch mã nguồn từ ngôn ngữ này sang ngôn ngữ khác (từ
FORTRAN sang C ) hay từ hệ điều hành này sang hệ điều hành khác (từ Linux sang
Window). Mặt khác, công việc tái kỹ nghệ cũng có thể rất phức tạp: sử dụng mã nguồn
chương trình đã có để xây dựng lại thiết kế, xác định các yêu cầu của hệ thống đó sau
đó so sánh chúng với yêu cầu hiện tại, từ đó loại bỏ đi những cái không còn khả năng
ứng dụng nữa, tổ chức và thiết kế lại hệ thống (sử dụng thiết kế hướng đối tượng), và
cuối cùng là xây dựng mã cho hệ thống mới. Chúng ta có thể hình dung rõ hơn về mô

hình chung của hoạt động tái kỹ nghệ phần mềm qua hình 1-04.
Có thể đưa ra một công thức cho quá trình tái kỹ nghệ dựa trên hình 1-04 như sau:
Tái kỹ nghệ = kỹ nghệ ngược + biến đổi + kỹ nghệ xuôi
Phải chú ý rằng, đôi khi tái kỹ nghệ và kỹ nghệ ngược được xem như là hai mặt
hoàn toàn khác nhau. Nhưng trong thực tế thì kỹ nghệ ngược được xem như là một phần
của qui trình tái kỹ nghệ. Thành phần đầu tiên trong qui trình tái kỹ nghệ, “kỹ nghệ
ngược”, là hoạt động nhằm xác định những vấn đề trừu tượng và xây dựng lại làm cho
hệ thống trở nên dễ hiểu, dễ trình bày hơn. Mục đích chính ở đây là phải nắm bắt được
những hiểu biết về hành vi và cấu trúc của hệ thống, và có thể giao tiếp được với những
phần khác. Thành phần thứ hai, “thay đổi”, chính là những thay đổi cần thiết cho hệ
thống. Những thay đổi này được thể hiện trong hai phạm vi trực giao. Một là những
thay đổi ở chức năng và một là những thay đổi công nghệ của các thành phần. Các thay
đổi chức năng đến từ các yêu cầu phải thay đổi các qui tắc nghiệp vụ của chương trình.
Do đó, khi chúng ta sửa đổi các qui tắc nghiệp vụ sẽ dẫn đến kết quả sửa đổi hệ thống.
Còn đối với thay đổi công nghệ của hệ thống thông tin có nghĩa là tổ chức sẽ sử dụng
một ngôn ngữ lập trình, một công cụ hay một cơ sở dữ liệu mới để thay thế cho cái cũ.
15
So sánh
chất lượng
chức năng
Hệ thống đích
Hệ thống ban đầu
Cuối cùng khi mọi vấn đề đã được hiểu thấu đáo, chúng ta sẽ sử dụng kỹ nghệ xuôi để
xây dựng hệ thống mới, với những cải tiến trong qui trình.
1.3.1 Dịch mã nguồn
Dạng đơn giản nhất của tái kỹ nghệ phần mềm là dịch mã nguồn từ ngôn ngữ này
sang một ngôn ngữ khác bằng các công cụ dịch tự động. Do đó cấu trúc của chương
trình hoàn toàn không thay đổi. Ngôn ngữ đích có thể là một phiên bản mới hơn của
ngôn ngữ gốc (ví dụ từ COBOL-74 sang COBOL-85) hoặc là một ngôn ngữ hoàn toàn
khác (ví dụ từ FORTRAN sang C).

Cần phải chuyển đổi mã nguồn vì những lý do sau đây:
1 Nền phần cứng được cập nhật. Các tổ chức có thể sẽ muốn thay đổi nền phần cứng
tiêu chuẩn của họ. Trong khi đó các trình biên dịch của ngôn ngữ hiện thời lại không
được hỗ trợ trên phần cứng mới đó.
2 Thiếu nhân viên có kỹ năng. Có thể sẽ thiếu nhân viên bảo trì lành nghề cho ngôn ngữ
hiện tại. Hơn nữa, đây lại là một chương trình được viết bằng một ngôn ngữ không
theo tiêu chuẩn chuẩn và hiện tại đã không còn được sử dụng.
3 Những thay đổi chính sách tổ chức. Một tổ chức hoàn toàn có thể quyết định những
tiêu chuẩn cho ngôn ngữ lập trình của họ để có thể giảm đến mức tối thiểu chi phí
cho phần mềm. Tuy nhiên việc bảo trì các phiên bản cũ của các trình biên dịch đó lại
trở nên rất đắt.
4 Thiếu những sự trợ giúp phần mềm. Các nhà cung cấp các trình biên dịch đã từ bỏ
việc kinh doanh hoặc đã ngừng hỗ trợ cho sản phẩm của họ.
16
Hệ thống
được tái kỹ
Hệ thống
được tái kỹ
Hệ thống
tái kỹ nghệ
Xác định sự khác
biệt của mã nguồn
Thiết kế tài
liệu chuyển đổi
Dịch mã
tự động
Dịch mã
thủ
công
Hình 1-05: Qui trình dịch mã nguồn

Hình 1-05 mô tả qui trình dịch mã nguồn. Có thể không cần hiểu hoạt động chi tiết
của phần mềm hoặc sửa đổi cấu trúc của hệ thống. Những phân tích liên quan có thể tập
trung vào ngôn ngữ lập trình và có thể coi nó tương đương như cấu trúc điều khiển của
chương trình.
Dịch mã nguồn sẽ chỉ thực sự kinh tế nếu như việc dịch tự động sẵn sàng cho việc
dịch một số lượng lớn bản dịch. Nó có thể là một chương trình được viết đặc biệt, một
công cụ được mua để chuyển đổi từ ngôn ngữ này sang ngôn ngữ khác hoặc một mô
hình hệ thống thích hợp. Trong trường hợp thứ hai, cần phải xây dựng tập hợp những
hướng dẫn làm thế nào để chuyển đổi từ sự trình bày này sang sự trình bày khác. Các
mẫu tham số trong ngôn ngữ gốc phải được xác định và liên kết với các mẫu tương
đương trong ngôn ngữ đích.
Trong nhiều trường hợp, việc dịch tự động hoàn toàn là điều không thể. Cấu trúc
trong ngôn ngữ nguồn có thể không tương đương với ngôn ngữ đích. Có thể mã nguồn
được nhúng vào các lệnh điều kiện trong trình biên dịch mà trong ngôn ngữ đích không
được hỗ trợ. Trong những trường hợp này, chúng ta phải thực hiện những thay đổi một
cách thủ công để điều chỉnh và cải tiến hệ thống tạo ra.
1.3.2 Kỹ nghệ ngược
Kỹ nghệ ngược là qui trình phân tích phần mềm với mục đích để phục hồi
những đặc tả và thiết kế của phần mềm đó. Kỹ nghệ ngược không làm thay
đổi hệ thống hoặc tạo ra một hệ thống mới, nó chỉ là quá trình kiểm tra mà
không thay đổi chức năng tổng thể của chương trình. Trong qui trình kỹ nghệ
ngược, mã nguồn của chương trình chính là đầu vào. Tuy nhiên, đôi khi ngay
cả mã nguồn cũng không còn thì qui trình kỹ nghệ ngược phải bắt đầu với mã
thực thi của chương trình.
Nhiều người cho rằng, tái kỹ nghệ và kỹ nghệ ngược là những tên gọi khác
nhau của cùng một quá trình, nhưng trong thực tế kỹ nghệ ngược không phải
là tái kỹ nghệ. Mục đích của kỹ nghệ ngược là để thu được thiết kế hoặc đặc
tả của hệ thống từ mã nguồn của nó. Trong khi đó, mục đích của tái kỹ nghệ
là để tạo ra một hệ thống mới có khả năng bảo trì cao xuất phát từ một hệ
thống cũ. Như vậy, kỹ nghệ ngược là một quá trình giúp cho nhà phát triển có

những cái nhình rõ ràng hơn về hệ thống, và nó chính là một phần của qui
17
trình tái kỹ nghệ. Những ảnh hưởng của quá trình này sẽ ảnh hưởng tới thành
công của dự án tái kỹ nghệ.
Kỹ nghệ ngược thường được sử dụng trong qui trình tái kỹ nghệ phần mềm
để khôi phục lại thiết kế và những đặc tả của chương trình, từ đó giúp cho các
kỹ sư tái kỹ nghệ có thể hiểu rõ hơn trước khi bắt tay vào việc tổ chức lại cấu
trúc của chương trình. Tuy nhiên, kỹ nghệ ngược không nhất thiết phải luôn
có trong qui trình tái kỹ nghệ.
1. Thiết kế và đặc tả của một hệ thống đang tồn tại có thể được kỹ nghệ ngược, vì vậy
chúng có thể được sử dụng như một đầu vào, và chính là đặc tả yêu cầu của hệ
thống thay thế.
2. Ngoài ra, việc thiết kế và đặc tả có thể được kỹ nghệ ngược, do đó nó luôn sẵn
sàng cho việc bảo trì chương trình. Với những thông tin bổ sung, chúng ta có thể
không cần thiết phải kỹ nghệ lại mã nguồn của hệ thống.
18
Lấy thông tin về
chức năng và
cấu trúc
Lấy đặc tả ban
đầu và thay đổi
Xem lại yêu
cầu
Tạo ra tài liệu
Lấy thông tin
về luồng dữ
liệu và luồng
điều khiển
Xem lại thiết
kế

Thông tin
chương trình
Thông tin yêu
cầu
Thông tin
yêu cầu chi
tiết
Thông tin yêu
cầu được phục
hồi
Thông tin
thiết kế
Thông tin
thiết kế mức
cao
Thông tin
thiết kế được
phục hồi
Hình 1-06: Mô hình qui trình kỹ nghệ ngược
Qui trình kỹ nghệ ngược được chỉ ra trong hình 1-06, bắt đầu bằng việc lấy ra các
thông tin về yêu cầu và thiết kế chi tiết từ mã nguồn của chương trình và các tài liệu còn
tồn tại (nếu có). Sau qui trình, chúng ta sẽ thu được một tài liệu yêu cầu và một bản thiết
kế trừu tượng ở mức độ cao được thể hiện bằng biểu đồ luồng dữ liệu và luồng điều
khiển.
Như vậy, hai công việc quan trọng trong kỹ nghệ ngược chính là: làm lại tài liệu
và phục hồi thiết kế.
1.3.2.1 Làm lại tài liệu
Vì các chương trình để tái kỹ nghệ thường không còn tài liệu, thiết kế v.v…, vì
vậy việc làm lại tài liệu là một nhiệm vụ cần thiết trong quá trình tái kỹ nghệ. Chikofsky
đã định nghĩa quá trình làm lại tài liệu là tạo ra hoặc sửa đổi lại tài liệu hiện thời (nếu

có) sang một cách miêu tả có ngữ nghĩa tương đương với mức trừu tượng tương đối. Và
kết quả của việc làm này là ta thu được một cái nhìn đan xen nhau về hệ thống (ví dụ
như luồng điều khiển, cấu trúc điều khiển, luồng dữ liệu). Làm lại tài liệu là một hình
thức đơn giản nhất và là giai đoạn khởi đầu của kỹ nghệ ngược. Và nhiều người cho
rằng việc làm lại tài liệu không gây ra thay đổi trong hệ thống.
Làm lại tài liệu mã nguồn là sự biến đổi từ mã nguồn (cộng với những hiểu biết về
chương trình và các tài liệu khác) sang một tài liệu mã nguồn mới hoặc nâng cấp tài liệu
mã nguồn. Thông thường, những tài liệu này sẽ ở dạng văn bản (ví dụ như là những ghi
chú trong chương trình), nhưng nó cũng có thể là những tài liệu bằng đồ họa. Việc cải
tiến phần mềm bằng cách nâng cấp tài liệu (những chú thích, thiết kế, đặc tả được
nhúng trong chương trình) là một trong những kỹ thuật tái kỹ nghệ cũ. Làm lại tài liệu là
một hoạt động quan trọng bởi việc bảo trì thường phải dựa vào những chú thích được
viết trong chương trình và coi đó là cơ sở để có thể hiểu được những đoạn mã trong
chương trình hoạt động như thế nào. Với việc làm lại tài liệu, những kĩ sư bảo trì sẽ có
cái nhìn toàn diện và đầy đủ hơn về hệ thống và hoạt động của nó. Ngày nay, việc làm
lại tài liệu không phải chỉ thủ công mà đã có rất nhiều công cụ, hỗ trợ cho con người rất
19
Tạo ra tài liệu
Tài liệu
mới
Tài liệu mới
nhiều trong việc xây dựng lại tài liệu. Một số công cụ phổ biến như là “máy in chât
lượng” là một chương trình có thể hiển thị một danh sách các mã trong dạng cải tiến,
hay như máy tạo biểu đồ có thể tạo ra các biểu đồ trực tiếp từ mã, phản ánh các luồng
mã và cấu trúc mã, hoặc là máy phát danh sách tham chiếu chéo. Một mục tiêu chính
của những công cụ này là giúp cho con người có thể dễ dàng hình dung được mối quan
hệ giữa các thành phần của chương trình, từ đó có thể thấy phương hướng rõ ràng để
thực hiện công việc.
1.3.2.2 Phục hồi thiết kế
Sau bước làm lại tài liệu, việc phục hồi lại thiết kế của chương trình là một việc

làm cần thiết. Phục hồi thiết kế là một tập hợp các kỹ thuật đảo ngược trong đó chúng ta
phải xây dựng lại thiết kế cho chương trình dựa trên việc trực tiếp kiểm tra hệ thống đó.
Ngoài ra, chúng ta phải thu thập thêm các thông tin, kiến thức bên ngoài của hệ thống,
các nguyên nhân trích xuất không rõ ràng của hệ thống, từ đó giúp cho hệ thống có khả
năng quan sát tổng quát hơn, với mức độ trừu tượng cao hơn.
Việc bảo trì phần mềm và thu hoạch những thành phần tái sử dụng lại từ phần
mềm đó, cả hai đều cần đến phân tích việc tái cấu trúc lại thiết kế của hệ thống. Nhưng
thật không may, mã nguồn của chương trình thường không chứa nhiều các thông tin về
thiết kế trong giai đoạn đầu. Qua mã nguồn, ta chỉ có thể cấu trúc lại các thông tin cơ
bản nhất. Do vậy, các nguồn thông tin bổ sung, do cả con người hay tự động đều cần
thiết. Hơn thế nữa, vì qui mô của một phần mềm để tái kỹ nghệ thường rất lớn (có đến
hàng trăm dòng mã hoặc nhiều hơn nữa) cho nên việc phân tích cũng rất cần những hỗ
trợ tự động để có thể hiểu được qui trình.
Phục hồi lại thiết kế là tạo lại thiết kế ở mức độ trừu tượng từ việc kết hợp mã
chương trình, các tài liệu thiết kế của chương trình hiện tại (nếu có), kinh nghiệm của
con người và các hiểu biết chung về hệ thống chương trình.
Các thiết kế trừu tượng được phục hồi phải bao gồm các thành phần cơ bản của kỹ
nghệ phần mềm như là đặc tả hình thức, phân tích module, trừu tượng hóa dữ liệu,
luồng dữ liệu và ngôn ngữ đặc tả chương trình. Ngoài ra chúng ta phải bổ sung thêm
những thông tin như miền vấn đề ngôn ngữ, cách biểu diễn ứng dụng trong môi trường
của chương trình. Tóm lại, phục hồi thiết kế phải sao chép lại toàn bộ các thông tin cần
thiết để một người có thể hiểu đầy đủ về chương trình như chương trình làm cái gì, làm
như thế nào, tại sao nó lại hoạt động như thế v.v… Vì vậy, việc tập trung vào phục hồi
20
các thông tin xa rộng trong thiết kế cần thiết hơn là tìm ra những đại diện hoặc mã của
việc kỹ nghệ phần mềm thông thường.
Phục hồi thiết kế diễn ra trong một chuỗi các hoạt động từ phát triển phần mềm
đến bảo trì. Các nhà phát triển phần mềm mới dành rất nhiều thời gian để cố gắng hiểu
cấu trúc của hệ thống và các thành phần của hệ thống. Việc bảo trì phần mềm dành
nhiều thời gian nghiên cứu cấu trúc của một hệ thống để hiểu được bản chất và hiệu quả

khi thay đổi yêu cầu. Trong mỗi trường hợp, nhà phân tích đều đang tham gia phục hồi
thiết kế. Vì vậy, phục hồi thiết kế là một phần chung, đôi khi là một phần ẩn của các
hoạt động rải rác trong suốt chu trình sống phần mềm.
1.3.3 Cấu trúc lại hệ thống
Cấu trúc lại hệ thống là một giai đoạn quan trọng và rất cần thiết trong qui trình tái
kỹ nghệ. Cấu trúc lại hệ thống không chỉ đơn thuần là xây dựng lại cấu trúc cho hệ
thống cũ, mà chúng ta phải thực hiện cải tiến lại hệ thống cũ, tạo ra một hệ thống mới
phù hợp với môi trường hiện tại, cung cấp đầy đủ các tính năng mà hiện tại hệ thống
được đòi hỏi. Do nhu cầu ngày nay, các hệ thống cần sử dụng bộ nhớ lớn, do đó phải
có sự tối ưu hóa việc sử dụng bộ nhớ chương trình. Cộng với việc có nhiều người lập
trình thiếu hiểu biết về kỹ nghệ phần mềm dẫn đến hệ thống có cấu trúc không tốt. Cấu
trúc điều khiển chương trình có thể sẽ khó hiểu do chương trình có nhiều nhánh rẽ
không sử dụng các câu lệnh điều kiện và logic điều khiển chương trình không được tốt.
Cũng có thể do chương trình thường xuyên phải bảo trì đã làm xuống cấp cấu trúc của
hệ thống. Chúng ta có thể thay đổi để chương trình có thể thực hiện những đoạn mã mà
bình thường chúng không hoạt động, tuy nhiên điều này chỉ được phát hiện khi sau khi
đã có sự phân tích tổng thể. Các lập trình viên bảo trì thường không dám loại bỏ mã
trong trường hợp nó có thể được truy cập gián tiếp.
Hình 1-07 mô tả một điều khiển logic phức tạp trong việc xây dựng một chương
trình đơn giản nhưng để hiểu được cấu trúc của nó thì lại rất phức tạp. Chương trình
được viết bằng một ngôn ngữ tương tự như FORTRAN và nó thường dùng để viết các
chương trình thuộc loại này. Tuy nhiên ở đây, chương trình không phải gây khó hiểu bởi
những tên biến phức tạp. Trong ví dụ là một bộ điều khiển cho hệ thống làm nóng. Một
bảng điều khiển được thiết lập để chuyển đổi giữa các trạng thái bật, tắt và kiểm soát.
Nếu hệ thống được kiểm soát thì sau đó nó sẽ được bật và tắt tùy thuộc vào thiết lập của
bộ đếm thời gian và bộ điều nhiệt. Nếu hệ thống làm nóng được bật, bộ chuyển đổi của
lò sưởi sẽ chuyển thành tắt và ngược lại.
Start: Get (Time-on, Time-off, Time, Setting, Temp, Switch)
21
if Switch = off goto off

if Switch = on goto on
goto Cntrld
off: if Heating-status = on goto Sw-off
goto loop
on: if Heating-status = off goto Sw-on
goto loop
Cntrld: if Time = Time-on goto on
if Time = Time-off goto off
if Time < Time-on goto Start
if Time > Time-off goto Start
if Temp > Setting then goto off
if Temp < Setting then goto on
Sw-off: Heating-status := off
goto Switch
Sw-on: Heating-status := on
Switch:Switch-heating
loop: goto Start
Hình 1-07 - Một chương trình điều khiển với logic phức tạp
Thông thường, các chương trình có cấu trúc logic phức tạp như thế này là do quá
trình phát triển hoặc cũng có thể do chúng được sửa đổi trong thời gian bảo trì. Người ta
phải thêm vào các điều kiện và các mối liên kết giữa các hành động của chương trình
mà không làm thay đổi cấu trúc điều khiển hiện thời. Trong một phạm vi hẹp thì đây là
một giải pháp nhanh hơn và có ít rủi ro hơn vì nó giảm khả năng xuất hiện các lỗi trong
hệ thống. Tuy nhiên, về lâu dài nó sẽ không còn phù hợp nữa vì người ta sẽ không thể
hiểu được các mã chương trình. Khi người lập trình cố gắng tránh sao chép mã sẽ có
khả năng phát sinh ra những cấu trúc mã phức tạp. Với những chương trình bị hạn chế
bởi giới hạn bộ nhớ thì đôi khi việc tránh sao chép mã là cần thiết.
Hình 1-08 là một đoạn mã của cùng hệ thống điều khiển trên nhưng đã được viết
lại bằng cách sử dụng các câu lệnh điều khiển cấu trúc. Đoạn mã này sẽ được đọc tuần
tự từ trên xuống dưới, vì vậy nó dễ hiểu hơn nhiều. Ba vị trí chuyển đổi là bật, tắt và

điều khiển được xác định rõ ràng và được liên kết với các mã liên quan của chúng.
loop
22
-- Câu lệnh Get tìm giá trị cho các biến được đưa ra từ môi -- trường
của hệ -- thống.
Get (Time-on, Time-off, Time, Setting, Temp, Switch);
case Switch of
when On => if Heating-status = off then
Switch-heating ; Heating-status := on ;
end if ;
when Off => if Heating-status = on then
Switch-heating ; Heating-status := off ;
end if;
when Controlled =>
if Time >= Time-on and Time < = Time-off then
if Temp > Setting and Heating-status = on then
Switch-heating; Heating-status = off;
elsif Temp < Setting and Heating-status = off then
Switch-heating; Heating-status := on ;
end if;
end if ;
end case ;
end loop ;
Hình 1-08 – Một chương trình điều khiển có cấu trúc
Cũng giống như điều khiển không có cấu trúc, những điều kiện phức tạp cũng có
thể được đơn giản hóa như một phần trong qui trình tái cấu trúc một chương trình. Hình
1-09 thể hiện một câu lệnh điều kiện nếu bao gồm cả câu lệnh logic “not” thì có thể sẽ
giúp chúng ta dễ hiểu cấu trúc của đoạn mã hơn.
-- điều kiện phức tạp
if not (A > B and (C < D or not ( E > F) ) )...

-- điều kiện đơn giản
if A <= B and (C>= D or E > F)...
Hình 1-09 – đơn giản hóa điều kiện
Bohm và Jacopini (Bohm và Jacopini, 1966) đã chứng minh rằng, bất kỳ chương
trình nào cũng có thể được viết lại thành các dạng đơn giản bằng cách sử dụng những
23