043_Nghiên cứu công cụ trợ giúp tự động trong sử dụng lại mẫu thiết kế

-6-

NGHIÊN CỨU CÔNG CỤ HỖ TRỢ TỰ ĐỘNG TRONG SỬ DỤNG LẠI MẪU
THIẾT KẾ


Họ tên: Đinh Minh Anh
Lê Thị Thanh Thảo
Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Văn Vỵ
Cán bộ đồng hướng dẫn: Ths. Vũ Diệu Hương



1. Giới thiệu

Hiện nay nhu cầu về phần mềm ngày
càng tăng lên. Hoạt động sản xuất phần mềm
ngày càng chuyên nghiệp hơn. Trong quá trình
phát triển phần mềm, vấn đề làm thế nào để tăng
tính sử dụng lạ
i của các tài nguyên phần mềm
đã và đang rất được quan tâm nghiên cứu, ứng
dụng. Việc sử dụng lại các tài nguyên phần
mềm đã và đang mang lại nhiều lợi ích đáng kể
trong hoạt động phát triển phần mềm trong và
ngoài nước. Tổ chức sử dụng lại các tài nguyên
phần mềm một cách có hệ thống giúp tiết kiệm
tài nguyên và thời gian, giảm chi phí và rủi ro,
tăng lợi nhuậ
n… Và nó hiện đang là một xu
hướng công nghệ lớn, được đầu tư triển khai

nghiên cứu và bước đầu ứng dụng trên thế giới
và cả trong nước. Trong các loại tài nguyên
phần mềm có thể sử dụng lại, mẫu thiết kế được
đánh giá là có tính khái quát và trừu tượng cao
[1]. Mẫu thiết kế là các mẫu hỗ trợ cho các hoạt
động thiết kế phần mềm. Chúng đưa ra các vấn
đề có thể xảy ra trong giai đoạn thiết kế và giải
pháp cho những vấn đề đó. Do đó khả năng ứng
dụng của nó là rất lớn. Như vậy, vấn đề đặt ra ở
đây là làm thế nào để có thể tự động hóa quá
trình ứng dụng mẫu thiết kế.

2. Cơ sở lý thuyết

Đáp ứng nhu cầu trên, luận văn của
chúng tôi lựa chọn là: “Nghiên c
ứu công cụ hỗ
trợ tự động trong sử dụng lại mẫu thiết kế”.
Chúng tôi tập trung nghiên cứu về việc sử dụng
mẫu thiết kế trong phát triển phần mềm. Cụ thể
hơn là hướng tới kỹ thuật biểu diễn chặt chẽ và
nhất quán cho tất cả các mẫu. Đề xuất của
chúng tôi là thể hiện mẫu bằng các ontology.
Ontology được s
ử dụng để mô tả một miền
thông tin bằng việc xác định các lớp, các thuộc
tính và mối quan hệ giữa chúng. Chúng tôi sử
dụng ngôn ngữ Web Ontology OWL để thể hiện
ontology trong luận văn này. OWL [2] là ngôn
ngữ mang tính mở cao, có thể dễ dàng bổ sung

thông tin khi thể hiện mẫu, đồng thời ngôn ngữ
này được sử dụng rộng rãi trên môi trường web
ngữ nghĩa nên OWL ontology mang tính chia sẻ
cao. Hướng tới việc tự động hoá sử dụng mẫu
thiết kế trong phát triển phần mềm, vấn đề tìm
kiếm mẫu phải được quan tâm. Cùng với sự
phát triển của các ngôn ngữ ontology, các ngôn
ngữ truy vấn cũng được phát triển để phục vụ
cho hoạt động truy vấn ontology trên web ngữ
nghĩa. Ngôn ngữ truy vấn chúng tôi lựa chọn sử
dụng trong luận văn này là OWL-QL [3]. Đây là
ngôn ngữ truy vấn mới nhất được nghiên cứu
hiện nay. Ngôn ngữ này độc lập về cú pháp bề
mặt nên có thể ứng dụng được trong nhiều
khung cảnh khác nhau.
Giải pháp chúng tôi đưa ra trong luận
văn này là xây dựng một thư viện mẫu, nghiên
cứu cách thức truy vấn sao cho có thể tăng khả
năng tự động hóa quá trình tìm kiếm mẫu và
tăng hiệu quả sử dụng mẫu.

3. Thực nghiệm triển khai

Chúng tôi triển khai thử nghiệm một thư
viện mẫu thiết kế. Phương pháp xây dựng thư
viện mẫu của chúng tôi là sử dụng ngôn ngữ
web ontology OWL (Web Ontology Language),
và tham khảo cách biểu diễn mẫu thiết kế được
đề xuất bởi GangOfFour. Thư viện mẫu này
chính là một ontology về mẫu thiết kế. Trong

quá trình thiết kế ontology, chúng tôi sử dụng
công cụ Protége. Đây là một công cụ khá phổ
biến và rất hữu ích trong các dự án về ontology.
Công cụ truy vấn chúng tôi sử dụng trong luận
văn này là một số công cụ truy vấn đang được
phát triển phổ biến hiện nay như OWQL hay
RacerPro để thực hiện truy vấn trên ontology
bằng ngôn ngữ truy vấn OWL-QL.
Kết quả đạt được của luận văn đó là:
Hiểu về mẫu thiết kế, vấn đề sử dụng lại, đặc
biệt là sử dụng lại mẫu thiết kế trong phát triển
phần mềm.
-7-

Mô tả ngôn ngữ OWL và xây dựng thử nghiệm
một ontology về mẫu thiết kế.
Mô tả ngôn ngữ truy vấn ontology OWL-QL và
đề xuất giải pháp truy vấn trên thư viện mẫu đã
xây dựng.

4. Kết luận

Trong khoá luận này, chúng tôi đã giới
thiệu khái quát về mẫu thiết kế và vấn đề sử
dụng mẫu thiết kế trong phát triển phần mềm.
Để hỗ trợ cho hoạt động tự động hoá sử dụng
mẫu, chúng tôi đề ra giải pháp thể hiện mẫu
bằng ontology và thực hiện truy vấn mẫu bằng
các ngôn ngữ truy vấn ontology. Chúng tôi giới
thiệu một ngôn ngữ thể hiện ontology phổ biến

hiện nay là ngôn ngữ web ontology OWL và
xây dựng thử nghiệm một ontology mẫu thiết kế
bằng ngôn ngữ này. Để thực hiện truy vấn,
chúng tôi có giới thiệu một số ngôn ngữ truy
vấn hiện nay và lựa chọn sử dụng ngôn ngữ
OWL-QL dành cho những OWL ontology. Các
công cụ hỗ trợ truy vấn hiện nay đang được xây
dựng và phát triển. Chúng tôi sử dụng các công
cụ này đề thử nghiệm triển khai truy vấn trên
thư viện mẫu đã xây dựng.
Nội dung chính của luận văn gồm 4
chương:
Chương 1: Mẫu thiết kế và vấn đề sử dụng mẫu
thiết kế trong phát triển phần mềm.
Chương 2: Một số vấn đề cơ bản về ngôn ngữ
OWL.
Chương 3: Xây dựng thử nghiệm thư viện mẫu
thiết kế sử dụng OWL.
Chương 4: Ngôn ngữ truy vấn ontology và đặc
tả truy vấn ontology bằng OWL-QL. Nghiên
cứu công cụ hỗ trợ tự động tìm kiếm trên
ontology.
Chương 5: Sử dụng công cụ truy vấn để khai
thác ontology mẫu thiết kế.
Cuối cùng là kết luận và hướng phát triển tiếp
theo của đề tài.

5. Tài liệu tham khảo:

1. Ths.Vũ Diệu Hương, PGS.Ts.Nguyễn Văn

Vỵ, Trường Đại học Công nghệ - ĐHQGHN,
, ;
“Nghiên cứu cơ bản về mẫu thiết kế và vấn đề
áp dụng mẫu trong phát triển phần mềm”.

2. “OWL Web Ontology Language Guide”,
www.w3.org/TR/owl-guide

3. Richard Fikes - Stanford University, Patrick
Hayes - University of West Florida, and Ian
Horrocks - University of Manchester; “OWL-
QL - A Language for Deductive Query
Answering on the Semantic Web”.