Mô hình phát triển theo Framework cho các sản phẩm phần mềm

Lĩnh vực Công nghệ thông tin
MÔ HìNH PHáT TRIểN THEO FRAMEWORK
CHO CáC SảN PHẩM PHầN MềM
KS. Đặng Xuân Thịnh
Trung tâm Công nghệ thông tin
1. Đặt vấn đề
Hiện nay trong nớc, các sản phẩm phần mềm thờng đợc viết theo dạng các lời gọi
hàm, hớng cấu trúc và hớng đối tợng. Khi có sự thay đổi về nghiệp vụ hoặc bổ sung thêm các
dịch vụ, tính năng mới, các hệ thống này thờng phải sửa đổi lại phần lớn mã nguồn. Điều
này gây nhiều khó khăn cho việc quản lý, bảo hành, bảo trì và rất dễ gây lỗi (lỗi dây
chuyền). Các sản phẩm phần mềm khi áp dụng mô hình framework sẽ khắc phục đợc các nh-
ợc điểm này. Nó làm tăng tính linh hoạt, tái sử dụng và khả năng ghép nối của hệ thống. Bài
viết bày giới thiệu tóm tắt khả năng áp dụng mô hình phát triển theo framework cho các sản
phẩm phần mềm.
2. Định nghĩa framework
Framework là một phơng pháp kỹ thuật tái sử dụng hớng đối tợng. Định nghĩa về
framework cũng có nhiều cách khác nhau. Định nghĩa thờng sử dụng là framework là một
thiết kế tái sử dụng của toàn bộ hay một phần hệ thống đợc đại diện bởi các lớp trừu tợng và
cách các trờng hợp của chúng tơng tác với nhau. Một định nghĩa phổ biến khác là
framework là bộ khung của trình ứng dụng mà có thể đợc tuỳ biến bởi các nhà phát triển
phần mềm ứng dụng. Đây không phải là những định nghĩa mâu thuẫn nhau; định nghĩa thứ
nhất miêu tả cấu trúc của framework trong khi định nghĩa hai miêu tả mục đích của nó
3. Các u điểm sử dụng framework
Tính tái sử dụng của framework có thể đợc thúc đẩy bởi nhiều nhân tố. Một là để tiết
kiệm thời gian và tiền bạc của trong suốt qua trình phát triển. Mục đích chính cho nhiều công
ty là để giảm thời gian đến thị trờng. Nhng họ nhận thấy rằng tính chất giống nhau do các
framework mang tới cũng quan trọng. Các framework giao diện ngời dùng đồ hoạ đa ra một
bộ các trình ứng dụng có cách nhìn và cảm nhận tơng tự nhau, và một giao diện mạng tái sử
dụng có nghĩa là tất cả các trình ứng dụng sử dụng nó theo các giao thức giống nhau. Hai là
tính giống nhau làm giảm chi phí bảo trì, từ đó những ngời lập chơng trình bảo trì có thể
chuyển từ trình ứng dụng này sang trình ứng dụng tiếp theo mà không phải học thiết kế mới.

Lý do cuối cùng cho các framework là làm cho các khách hàng có khả năng xây dựng hệ
thống mở , vì thế họ có thể trộn lẫn và làm phù hợp các thành phần từ các nguồn cung cấp
khác nhau.
Các u điểm chính của framework ứng dụng hớng đối tợng xuất phát từ khả năng mô đun
phần mềm, khả năng tái sử dụng, khả năng mở rộng, và sự đảo ngợc điều khiển chúng cung
cấp cho nhà phát triển nh miêu tả dới đây:
Khả năng mô đun: Framework tăng cờng khả năng mô đun phần mềm bằng cách gói gọn các
chi tiết thực thi linh động đằng sau các giao diện ổn định. Khả năng mô đun của framework
giúp cải thiện chất lợng phần mềm nhờ việc khoanh vùng ảnh hởng của mô hình và những
thay đổi về thực thi.
Khả năng tái sử dụng: Các giao diện ổn định cung cấp qua các framework tăng cờng khả
năng tái sử dụng theo định nghĩa các thành phần chung có thể đợc áp dụng lại để tạo ra các
trình ứng dụng mới. Khả năng tái sử dụng framework tận dụng đợc sự đầu t trí tuệ và nỗ lực
trớc đó của các nhà phát triển giàu kinh nghiệm. Sử dụng lại các thành phần framework có
Học viện Công nghệ BCVT
Hội nghị Khoa học lần thứ 5
thể mang lại sự cải tiến đáng kể hiệu suất của lập trình viên, cũng nh là tăng cờng chất lợng,
sự thực thi, tính tin cậy, và thao tác giữa các phần của phần mềm.
Khả năng mở rộng: Framework tăng cờng khả năng mở rộng nhờ việc cung cấp các phơng
pháp móc nối rõ ràng cho phép các trình ứng dụng mở rộng các giao diện ổn định của nó.
Các phơng pháp móc nối có tính hệ thống tách riêng ra các giao diện và các đáp ứng ổn định
của một lĩnh vực ứng dụng. Khả năng mở rộng framework là thiết thực để đảm bảo sự tuỳ
biến hợp thời của các dịch vụ và tính năng ứng dụng mới.
Sự đảo ngợc điều khiển: Kiến trúc runtime của framework là đặc trng của sự đảo ngợc điều
khiển. Kiến trúc này làm cho các bớc xử lý trình ứng dụng có thể hợp qui đợc tuỳ biến qua
các đối tợng bộ điều khiển sự kiện mà đợc kích hoạt qua cơ chế gửi đi tác động trở lại của
framework. Khi các sự kiện xảy ra, bộ gửi đi của framework tác động trở lại qua việc kích
hoạt các phơng pháp móc nối trên các đối tợng điều khiển đăng kí trớc, bộ điều khiển này
thực hiện quá trình xử lý trình ứng dụng đặc trng dựa trên các sự kiện. Đảo ngợc sự điều
khiển cho phép framework định rõ bộ các phơng pháp trình ứng dụng đặc trng nào kích hoạt

đáp ứng đến các sự kiện bên ngoài (ví dụ nh các tin nhắn window đến tới ngời sử dụng cuối
cùng hay các gói tin đến từ các cổng thông tin).
4. Công cụ phát triển framework
Trớc đây để phát triển mô hình framework cho các bài toán ứng dụng thông thờng, ta có thể
kể ra một số ngôn ngữ chính Smalltalk, MFC, Java. Ngày nay cùng với sự phát triển của
Internet, các ứng dụng phát triển trên mạng ngày càng nhiều. Hai tập đoàn phát triển hệ
thống lớn là Microsoft và Sun Microsystems đã đa 2 giải pháp công nghệ chính để phát triển
các bài toán framework là Microsoft .NET framework và J2EE Framework. Microsoft .NET
framework của Microsoft có u điểm là dễ sử dụng, thân thiện với các ứng dụng truyền thống
trên flatform Window nh Visual Basic, Visual C++,... Tuy nhiên đấy cũng là nhợc điểm của
Microsoft .NET framework. Công nghệ này bị trói buộc trên nền Window và đến nay chỉ có
Microsoft phát triển. Điều này dẫn đến công nghệ kém tính cạnh tranh và sản phẩm hoàn
toàn lệ thuộc vào một nhà sản xuất. Trái lại J2EE Framework của Sun Microsystems là chuẩn
chung đợc nhiều tập đoàn phần mềm lớn phát triển, không phụ thuộc flatform và đã đợc kiểm
chứng là hoạt động ổn định và hiệu quả qua nhiều năm.
Trên thế giới hiện nay, nhiều nhà sản xuất phần mềm ứng dụng đều áp dụng công nghệ J2EE
Framework. Trên thế giới, ta có thể kể ra một số tên tuổi lớn nh Bea, IBM, Oracle, Sun One,
Fujitsu, Inprise, Macromedia, Sysbase, IONA Technologies, SPSS, Isocra, MultiTEL,... Vì
vậy khi phát triển các bài toán phần mềm ứng dụng theo mô hình framework, chúng ta nên sử
dụng công nghệ J2EE Framework và các công cụ phát triển theo dòng Java nh JavaBean,
JSP, Java Script.
5. Chu kỳ sống và các bớc thiết kế một framework
5.1. Chu kỳ sống của framework
Quá trình xây dựng và phát triển framework là một quá trình lặp đi, lặp lại của phát triển và
ứng dựng framework. Một phần mềm ứng dụng bao giờ cũng xuất phát từ một yêu cầu thực
tế. Các sản phẩm ban đầu (sản phẩm mẫu) thờng là đơn giản. Sau quá trình ứng dụng thực tế,
nhiều yêu cầu mới nảy sinh nh yêu cầu về tính dễ sử dụng, linh hoạt, yêu cầu đáp ứng các
dịch vụ mới,... Vì vậy mô hình cũ cần đợc đa vào phát triển tiếp để ngày càng hoàn thiện
hơn. Hình 1 là mô hình chu kỳ sống của framework.
Học viện Công nghệ BCVT

Lĩnh vực Công nghệ thông tin
Hình 1: Chu kỳ sống của framework: ứng dụng và phát triển
5.2. Các bớc thiết kế framework
Nh đã trình bày ở trên, khi phát triển một bài toán áp dụng mô hình framework, ta thờng đi từ
các bài toán đơn giản, cụ thể rồi từ đó mới phát triển thành các bài toán phức tạp, đa dạng và
trừu tợng.
Quá trình xây dựng một framework (hình 4) gồm 4 bớc sau:
- Tạo các mô hình ứng dụng cố định.
- Phân tích và mô tả hot-spot gồm phân tích mức cao hot-spot, và phân tích và mô tả
chi tiết hot-spot.
- Thiết kế mức cao hot-spot.
- Tổng hợp hoá sự chuyển đổi.
Hình 2: Các bớc thiết kế framework
Học viện Công nghệ BCVT
ứng dụng
Phát triển
Sản phẩm Sản phẩm mẫu
Framework
Tạo các mô hình ứng dụng cố định
Phân tích mức cao hot-spot
n
...
2
Biến đổi mô hình lớp với sự tổng quát

hoá hệ thống con hot-spot 1
n
...
2
Phân tích và mô tả chi tiết hot-spot 1

n
...
2
Thiết kế mức cao hot-spot 1
Hội nghị Khoa học lần thứ 5
6. Kết luận
Bài viết này chỉ nhằm giới thiệu về khái niệm framework và các u điểm của một bài toán
phần mềm ứng dụng khi áp dụng mô hình framework. Trong bài viết chúng tôi cũng đề cập
đến hớng lựa chọn công cụ phát triển cũng nh quy trình tổng quát để phát triển một
framework. Mô hình này đã đợc chúng tôi áp dụng thành công cho bài toán báo cáo thống kê
và in hoá đơn tại các bu điện tỉnh thành phố. Và với những kết quả mà chúng tôi đã đạt đợc
cho thấy chúng ta hoàn toàn có thể áp dụng rộng rãi mô hình framework vào các sản phẩm
phần mềm ứng dụng phục vụ công tác quản lý, sản xuất, kinh doanh của các cơ quan, xí
nghiệp.
Tài liệu tham khảo
[1] Báo cáo nghiệm thu đề tài: Xây dựng mô hình phát triển theo framework cho các bài
toán báo cáo thống kê và in hoá đơn.
[2] Building Application Framework. Wiley.
[3] Domain-Specific Application Framework. Wiley.
[4] Implementing Application Framework. Wiley.
[5] Design Patterns Elements of Reusable Object-Oriented Software.
[6] Object-Oriented Frameworks. Michael Mattsson
[7] A Software Architecture For Structuring Complex Web Applications. Rinton
Học viện Công nghệ BCVT