042_Nghiên cứu về hệ hỗ trợ thiết kế phần mềm sử dụng CBR

-34 -
NGHIÊN CỨU VỀ HỆ HỖ TRỢ THIẾT KẾ PHẦN MỀM
SỬ DỤNG CBR


Nguyễn Thị Nga

Người hướng dẫn: TS.Nguyễn Việt Hà

1. Giới thiệu

Hiện nay các phần mềm ngày càng tăng về
kích thước, số các chức năng và các công
nghệ sử dụng. Là một trong những khâu phát
triển phần mềm chính, thiết kế phần mềm
cũng ngày càng trở lên quan trọng và ở mức
phức tạp ngày càng cao. Điều này gây áp lực
và đòi hỏi đội phát triển phần mềm phải làm
việc ngày một hiệu quả hơn, để đáp ứng đượ
c
nhu cầu thị trường luôn cần ứng dụng phần
mềm chất lượng, trong một khoảng thời gian
ngắn và đem lại lợi nhuận cao. Do vậy, người
thiết kế phần mềm thường xuyên sử dụng
kinh nghiệm từ sự phát triển hệ thống trước
đó để xây dựng một hệ thống mới. Đây chính
là ý tưởng của việc sử dụng l
ại thiết kế phần
mềm đã được đề cập một chục năm gần đây.
Tái sử dụng các thiết kế phần mềm làm giảm

thời gian xây dựng và tăng chất lượng phần
mềm. Chính vì vậy, trong đề tài này, chúng
tôi nghiên cứu hướng tiếp cận sử dụng lại
thiết kế phần mềm dựa trên phương pháp lập
luận theo tình huống (CBR). Trong mô hình
trình bày việ
c hỗ trợ sử dụng lại thiết kế phần
mềm, được thực hiện bằng cách: tìm kiếm lại
các mẫu thiết kế đã có trong quá khứ, tương
tự với mẫu thiét kế ban đầu ở mức đơn giản,
để đưa ra tập các mẫu thiết kế có độ tương tự
gần nhất so với mẫu thiết kế mới. Sau đó thực
hiện hiệu hỉnh dựa trên Wordnet để sinh ra
các biểu đồ lớp không chỉ có các thuộc tính
ánh xạ mà còn bao gồm cả các lớp trừu tượng.

2. Cơ sở lý thuyết

Cùng với tốc độ phát triển nhanh chóng của
công nghệ, phần mềm ngày càng trở lên phức
tạp và dễ lỗi. Sự cân bằng giữa chất lượng
phần mềm và các chức năng được cung cấp
bởi phần mềm có sự liên quan chặt chẽ với
nhau đối với thiết kế phần mềm. Trong 5 giai
đoạn của phát triển phần mềm: phân tích –
thiết kế - mã hoá - kiểm tra – tích hợp, các
quyết định cốt yếu được tạo ra phần lớn trong
khâu thiết kế phần mềm. Chính vì vậy nó trở
thành một trong những khâu quan trọng nhất,
ảnh hưởng nhiều đến các giai đoạn khác và

mất nhiều thời gian, công sức nhất.


Chương này sẽ trình bày khái niệm cơ bản,
phương pháp được dùng trong khóa luận.

3. Lập luận theo tình huống - CBR

“Lập luận theo tình huống (Case-Based
Reasoning – CBR) là phương pháp giải quyết
vấn đề dựa trên việc áp dụng lời giải của bài
toán cũ vào bài toán mới có dữ kiện tương
tự”

Chu trình lập luận theo tình huống - CBR:




Đơn vị tri thức của hệ thống CBR là các
ca lập luận, gồm: Đặc tả bài toán và lời
giải bài toán.
Trong chương này trình bày cơ bản về mô
hình lập luận theo tình huống – CBR. Chương
Ca lập
luận
mới
Tri thức nền
Các ca
lập luận

trong quá
khứ
Lời giải đề uất
Lời giải
thẩm định
Ca lập
luận được
lưu
lại


Ca lập luận
được xử lý
Các ca lập
luận tìm
kiếm được
Bài toán

Ca lập
luận
mới

Ca lập
luận
được
kiểm
tra/hiệu
Độ tương tự
TÌM
KIẾM

LẠI
Sử dụng
lại
Sự thích
Sự thẩm
định
Sự lưu lại

XEM
XÉT LẠI
LƯU LẠI

-35 -
này sẽ đề cập đến khái niệm, ưu điểm và các
ứng dụng của nó từ đó căn cứ nghiên cứu xây
dựng hệ chuyên gia trong chương 4

Kết quả cho thấy khá giống với trực quan con
người đánh giá.


4. Hệ thống hỗ trợ sử dụng lại thiết kế
phần mềm
Bài toán đặt ra với khóa luận là:
“Nguời thiết kế phần mềm sau khi khảo sát và
phân tích yêu cầu, phác thảo ra được các biểu
đồ lớp ở mức độ đơn giản, trừu tượng. Cần
phải thiết kế phần mềm ở mức chi tiết cho dự
án mới”. Để giải quyết nó, chúng tôi đi
nghiên cứu mô hình hỗ trợ sử dụng lại thiết kế

phần m
ềm dựa trên phương pháp CBR.
Chương này trình bày chi tiết về mô hình hỗ
trợ sử dụng lại thiết kế phần mềm bao gồm
các vấn đề về cơ sở tri thức, tính độ tương tự
thiết kế phần mềm để tìm kiếm và lựa chọn
trong mô hình.

5. Kết luận

• Kết quả đạt được:
-
Khoá luận đã xây dựng được mô hình hệ
chuyên gia hỗ trợ sử dụng lại thiết kế phần
mềm ở mức đơn giản. Đối với vấn đề biểu
diễn, khoá luận sử dụng biểu diễn các biểu đồ
thiết kế dưới dạng tệp XML dựa trên chuẩn
của PowerDesign. Đối với vấn đề tìm kiếm,
khoá luận nghiên cứu xây dựng các công th
ức
tính độ tương tự từng thành phần của biểu đồ
lớp, dựa trên tính khoảng cách giữa các khái
niệm trong Wordnet.

-
Khoá luận đã xây dựng chương trình mô
hình kiểm nghiệm trên một tập nhỏ các biểu
đồ thiết kế Kết quả đưa ra được tập các lớp
gần với các kết quả đánh giá bởi con người.

• Hướng phát triển:
- Áp dụng thuật toán đối với các định dạng
tệp của Wordnet thực. Để tính độ đo giữa
2 synset tốt hơn.
- Xây dựng chương trình tiền xử lý các mẫu
thiết kế trước khi đi vào tính toán.
- Phát triển và hoàn thiện biểu diễn thiết kế
phần mềm dưới dạng XML theo chuẩn
của Rational Rose.
- Thử nghiệm trên thư
viện lớn để hoàn
chỉnh và chính xác hơn công thức tính độ
tương tự.
- Cố gắng đi thu thập các mẫu thực. Tiến
tới áp dụng được trong thực tiễn
-
Tiếp tục hoàn chỉnh phần Hiệu chỉnh.


6. Tài liệu tham khảo

• Tài liệu tham khảo tiếng Việt:
[1] Nguyễn Ngọc Bảo, Hệ chuyên gia ước lượng dự án
phần mềm – 2005
[2] Nguyễn Việt Hà, Phạm Ngọc Hùng, Lê Việt Hà,
Lập luận theo kinh nghiệm và ứng dụng, Một số vấn đề
chọn lọc của công nghệ thông tin, Hải Phòng 2005
• Tài liệu tiếng Anh
[3] Agnar Aamodt & Enric Plaza, Case-based
reasoning: Foundational issues, methodological

variations, and system approaches, Al communications
7(1994), 39_59
[4] Burton, A.A., et al., The Reusable Software
Library. IEEE Software, 1987. 4: p. 25-32
[5] Borgo et al. Using a Large Linguistic Ontology for
Interner-Based Retrieval of Object-Oriented
Components. In 9
th
International Conference on
Software Engineering and Knowledge Engineering,
SEKE’97. 1997. Madrid, Spain: Knowledge Systems
Institute, Illinois.
[6] Prieto-Diaz, R., Implementing Faceted
Classification for Software Reuse. Communications of
the ACM, 1991 (May).
[7] Paul Evitts, UML Pattern Language A, New Riders
Publisher, ISBN 1-57870-118-X (4/2000)
[8] Paulo Gonmes, Francisco C.Pereira, Paulo Paiva,
Nuno Seco, Paulo Carreiro, Jose L.Ferreira, Carlos
Bento. Using CBR for Automation of Software Design
Patterns
[9] Paulo Gonmes, Francisco C.Pereira, Paulo Paiva,
Nuno Seco, Paulo Carreiro, Jose L.Ferreira, Carlos
Bento. Case Retrieval of Software Designs using
WordNet