Tìm hiểu và thiết kế phần mềm hỗ trợ giảng dạy kịch hát dân tộc

MỞ ĐẦU
Trong đời sống của mỗi con người chúng ta và trong bản sắc của mỗi dân
tộc, văn hóa nói chung và di sản văn hóa nói riêng, luôn có vai trò, vị trí quan
trọng. Văn hóa không chỉ tạo nên nét độc đáo và sự khác biệt của mỗi dân tộc
mà văn hóa còn giúp cho đời sống văn hóa của cả xã hội thêm phong phú, đa
dạng. Cùng với sự phát triển và thay đổi từng ngày của xã hội hiện đại những
bản sắc, hoạt động văn hóa này ngày càng mai một và rất cần được bảo tồn. Có
rất nhiều hình thức bảo tồn, trong đó bảo tồn dưới dạng số hóa để lưu trữ trên
máy tính, lưu giữ làm tài liệu giảng dạy cho các thế hệ mai sau đã và đang thu
hút được rất nhiều nghiên cứu. Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu
bảo tồn nội dung văn hóa phi vật thể sử dụng các công nghệ khác nhau với hai
hướng chính là hệ thống công nghệ nhằm truyền bá nội dung văn hóa phi vật thể
và hệ thống công nghệ hỗ trợ giảng dạy nội dung văn hóa phi vật thể.
Việc giảng dạy và truyền bá nội dung văn hóa phi vật thể phụ thuộc nhiều
vào việc truyền thụ trực tiếp giữa người dạy và người học. Các phương pháp
giảng dạy trực tiếp khó có thể truyền bá được các nội dung văn hóa phi vật thể
một cách rộng rãi, hơn nữa tài nguyên về con người cho việc giảng dạy cũng
như truyền thụ là hạn chế. Do đó, việc xây dựng hệ thống hỗ trợ giảng dạy theo
mô hình vai mẫu sẽ tạo ra một phương pháp học mới, ở đó người học có các
công cụ để xem và so sánh các diễn viên khác nhau diễn cùng một nhân vật. Từ
đó, tăng khả năng cảm thụ và tính sáng tạo của người học. Bên cạnh đó hệ thống
sẽ giúp bảo tồn và truyền bá nội dung văn hóa phi vật thể một cách rộng rãi.
Cũng chính vì lý do này mà tôi chọn và nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu, xây
dựng phần mềm hỗ trợ giảng dạy theo mô hình “vai mẫu” đối với kịch hát
dân tộc”. Đề tài là một nội dung thực hiện trong dự án bảo tồn và phát huy di
sản văn hoá phi vật thể. Nhằm nâng cao chất lượng, tăng hiệu quả của việc giảng
dạy, bảo tồn và truyền bá nội dung văn hóa phi vật thể của dân tộc, đề tài được
đề xuất để giải quyết thực trạng giảng dạy tại các trường nghệ thuật, phục vụ
công tác đào tạo bậc đại học và cao đẳng về văn hoá nghệ thuật. Cụ thể là áp
dụng tại trường Đại học Sân khấu – Điện ảnh

1


Trường Đại học Sân khấu - Điện ảnh có sứ mạng đào tạo nguồn nhân lực
chất lượng cao, bồi dưỡng nhân tài trong các lĩnh vực sân khấu, điện ảnh, nhiếp
ảnh, múa, thiết kế mỹ thuật và truyền hình, góp phần xây dựng nền văn hóa Việt
Nam và thực hiện thành công các mục tiêu về hội nhập quốc tế. Hiện nay nhà
trường đang đào tạo 16 ngành đào tạo với các chuyên ngành khác nhau tương
ứng với các trình độ đào tạo khác nhau. Trong đó có các chuyên ngành về Kịch
về Sân khấu truyền thống: diễn viên Chèo, diễn viên Cải lương, diễn viên
Tuồng, diễn viên Kịch hát dân tộc, …
Công tác giảng dạy các loại hình sân khấu truyền thống tại trường hiện
đang theo hình thức truyền nghề, theo cách giảng viên dạy sinh viên trực tiếp
trên lớp phần lý thuyết và thể hiện các mẫu nhân vật theo vai mẫu, sau đó chia
các nhóm sinh viên tự học và tự biểu diễn, sinh viên sẽ tự học và trả bài ở các
buổi lên lớp tiếp theo. Với cách giảng dạy này người học mới thu nhận được
những kiến thức từ một phía và tạo ra những vai diễn dập khuôn, cứng nhắc,
thiếu sự cá tính và nét riêng của bản thân. Bên cạnh đó, công tác đào tạo bộ môn
kịch hát dân tộc còn bất cập: thiếu thốn trang thiết bị phục vụ giảng dạy và học
tập, tài nguyên người giảng dạy còn hạn chế, nên các phương pháp giảng dạy
trực tiếp chưa thể truyền bá được nội dung văn hóa phi vật thể một cách rộng rãi.
Những yếu tố này đã phần nào làm cho học sinh hụt hẫng, khiếm khuyết về kiến
thức và sinh ra những vai diễn “bản sao” của thầy, nghèo nàn, cứng nhắc, thiếu
cái riêng, độc đáo.
Để khắc phục những hạn chế trên Trường ĐH Sân khấu & Điện ảnh đã
thực hiện ghi hình (các tệp dữ liệu mẫu) trong các trích đoạn sân khấu truyền
thống, với sự trình diễn của các nghệ nhân, nghệ sĩ tài danh để đưa vào giảng
dạy cho sinh viên ngành kịch hát dân tộc của nhà trường. Tiến trình ghi hình
diễn ra tại cả ba miền ở nước ta với cả ba thể loại: chèo, tuồng, cải lương. Tuy
nhiên, việc áp dụng công nghệ thông tin vào hỗ trợ việc giảng dạy tại nhà trường

mới chỉ ở mức ghi hình các trích đoạn và giảng dạy cho sinh viên với các thể
loại: chèo, tuồng, cải lương, kịch hát dân tộc, múa rối...Với hình thức ghi hình
này chưa đáp ứng được nhu cầu của người học khi muốn xem các vở diễn ở
nhiều góc cảnh khác nhau, chưa hỗ trợ người học so sánh các ưu, nhược điểm
của từng diễn viên khi diễn cùng vai diễn trong cùng một vở diễn.

2


Bên cạnh đó những hạn chế về kỹ năng sử dụng máy tính của cán bộ giáo
viên trong nhà trường không đồng đều, cán bộ và giáo viên với nhiều độ tuổi
khác nhau.
Từ thực trạng trên, việc nghiên cứu xây dựng một hệ thống hỗ trợ giảng
dạy theo mô hình “vai mẫu” để giảng viên và người học dễ sử dụng, đạt hiệu
quả trong công tác giảng dạy và học tập là rất cần thiết. Để hiểu rõ hơn về mục
đích xây dựng hệ thống tôi xin trình bày về hai khái niệm đó là khái niệm “hệ
thống hỗ trợ giảng dạy” và khái niệm “vai mẫu”.
Vai mẫu là những nhân vật tiêu biểu trong một số tích diễn của sân khấu
truyền thống, được các thế hệ nghệ nhân, nghệ sĩ sáng tạo, thể hiện, đạt đến
chuẩn mực, được xem là khuôn mẫu nghệ thuật. Các vai mẫu này có thể do
nhiều diễn viên diễn khác nhau thể hiện cùng một nhân vật. Trong mỗi loại hình
nghệ thuật thì đều có các vai mẫu tiêu biểu. Ví dụ trong sân khấu chèo các vai
mẫu có thể nhắc đến như: Thị Kính, Thị Mầu, Xúy Vân, Mẹ Đốp, Lý Trưởng,…
Hệ thống hỗ trợ giảng dạy được hiểu là hệ thống được xây dựng giúp
công tác giảng dạy của giáo viên hiệu quả hơn, giúp người học phát huy khả
năng sáng tạo, tiếp thu kiến thức nhanh và học tập đạt kết quả cao.
Có nhiều hình thức hỗ trợ giảng dạy khác nhau như:
- Các hệ thống quản lý học tâp - Learning managerment Systems
(LMSs). Những hệ thống này hỗ trợ việc quản lý lớp học, danh sách
lớp, câu hỏi, bài tập và các học phần. Các hệ thống hỗ trợ hình thức

này có cả hệ thống nguồn mở và hệ thống trả phí phổ biến như
Moodle, BlackBoard/ WebCT….
- Các hệ thống cung cấp môi trường học tập ảo – Virtual learning
evironments (VLEs). Cung cấp môi trường học tập ảo thể hiện nội
dung bài học theo các kịch bản dựng sẵn. Các hệ thống này thường là
những hệ thống yêu cầu người dùng phải trả phí sử dụng. Nổi bật trong
hình thức này như: Second life, Open cobalt, OpenSimulator…
- Các hệ thống quản lý nội dung – Content management systems
(CMSs). Các hệ thống này cung cấp công cụ quản lý nội dung các bài
giảng, học phần, khóa học, nội dung đa phương tiện. Hiện nay có
nhiều hệ thống theo hình thức này.
3


- Các hệ thống học kết hợp – Blended and online learning. Các hệ thống
này sẽ áp dụng hình thức kết hợp giữa việc sinh viên lên lớp và kết hợp
học trực tuyến. Ví dụ: sinh viên học lý thuyết trực tuyến trên hệ thống
và tham gia thực hành trên lớp, hoặc ngược lại,…
- Các hệ thống blog, wikis… cũng có thể hỗ trợ giảng dạy
Hệ thống được xây dựng sẽ cung cấp những hình thức hỗ trợ giảng dạy
như: cung cấp môi trường học tập ảo, lưu trữ nội dung các khóa học, nội dung
các loại hình nghệ thuật, nội dung bài giảng, người học sẽ kết hợp việc học trên
lớp và học online trên hệ thống, bên cạnh đó hệ thống sẽ là thư viện tra cứu các
nội dung đa phương tiện của các loại hình nghệ thuật giúp việc bảo tồn và truyền
bá văn hóa phi vật thể tốt hơn và rộng rãi hơn.
Phần mềm hỗ trợ giảng dạy theo mô hình vai mẫu được xây dựng từ các
mẫu thiết kế tương tác người máy lấy người dùng làm trung tâm và ứng dụng
công nghệ đa phương tiện sẽ cung cấp những hình thức hỗ trợ giảng dạy như:
thể hiện các vai mẫu trên môi trường học tập ảo, công cụ xây dựng và lưu trữ
nội dung các khóa học, các loại hình nghệ thuật, nội dung các bài giảng… Sinh

viên sẽ kết hợp học lý thuyết trên lớp sau đó sử dụng phần mềm để tham khảo áp
dụng thực hành theo các vai mẫu.
Các mẫu thiết kế tương tác người máy lấy người dùng làm trung tâm được
xây dựng giúp giảm thời gian, chi phí tài nguyên dự án và tăng cường sự tham
gia của người dùng vào quá trình phát triển. Việc phần mềm ứng dụng công
nghệ đa phương tiện như (hình ảnh, văn bản, âm thanh, video 2D, video 3D),
đặc biệt ứng dụng công nghệ 3D vào hỗ trợ giảng dạy, cho phép người dùng chủ
động quản lý nội dung video 3D, nhúng nội dung video 3D vào bài giảng. Trong
khi các phần mềm khác hiện tại mới cho phép nhúng nội dung video 3D từ hệ
thống khác vào bài giảng. Bên cạnh đó phần mềm còn hỗ trợ việc biên tập nội
dung video 3D, cho phép kết hợp âm thanh và ghép nhiều cảnh diễn 3D vào
cùng một vở diễn, giúp tiết kiệm thời gian biên tập nội dung và tái sử dụng được
các cảnh diễn 3D.
Luận văn bao gồm những phần nội dung sau:
Chương 1. Tổng quan về quy trình phát triển phần mềm. Chương này
tổng hợp, tóm tắt tổng quan về các quy trình phát triển phần mềm. Để có thể lựa
chọn được quy trình phù hợp với dự án
4


Chương 2. Các phương pháp tạo mẫu, thiết kế tương tác người máy.
Chương này trình bày tổng quan về mục đích, vai trò, qui trình tạo mẫu. Phân
tích đánh giá, so sánh các phương pháp, các kỹ thuật tạo mẫu và các công cụ tạo
mẫu. Sau đó áp dụng phương pháp tạo mẫu, thiết kế tương tác người máy phù
hợp để xây dựng các mẫu thiết kế của phần mềm.
Chương 3. Nghiên cứu xây dựng phần mềm. Áp dụng kỹ thuật xây dựng
mẫu nhanh dựa trên phân tích lấy người dùng làm trung tâm vào quá trình phát
triển, nghiên cứu ứng dụng công nghệ đa phương tiện (văn bản, hình ảnh, âm
thanh, video 2D và 3D) vào hỗ trợ giảng dạy, đặc biệt ứng dụng công nghệ 3D

5


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ QUY TRÌNH PHÁT TRIỂN
PHẦN MỀM
Trong công nghệ phần mềm hiện nay có nhiều quy trình phát triển phần
mềm khác nhau, mỗi quy trình phát triển đều có ưu điểm và nhược điểm riêng.
Để phát triển phần mềm có thể áp dụng nhiều quy trình khác nhau, tuy nhiên
không phải mọi quy trình đều thích hợp cho mọi dự án. Vì vậy, việc lựa chọn
quy trình phát triển phần mềm thích hợp cho dự án sẽ quyết định sự thành công
của dự án. Trong chương này tôi sẽ trình bày tổng quan về quy trình phát triển
phần mềm, tổng hợp lại một số quy trình phát triển phần mềm, các ưu điểm và
nhược điểm của từng quy trình. Từ đó sẽ đề xuất áp dụng quy trình thích hợp
cho dự án. Dưới đây là nội dung chi tiết của chương.
1.1 Quy trình phát triển phần mềm
Vòng đời phần mềm (Software life-cycle): là thời kỳ tính từ khi phần mềm
được sinh (tạo) ra cho đến khi chết đi (từ lúc hình thành đáp ứng yêu cầu, vận
hành, bảo dưỡng cho đến khi loại bỏ). Quy trình phần mềm được phân chia
thành các pha chính gồm: phân tích, thiết kế, chế tạo, kiểm thử và bảo trì [3].
Quy trình phát triển phần mềm (Software development/Engineering
Process - SEP) là phương pháp phát triển hay sản xuất ra sản phẩm phần mềm.
Có thể nói quy trình phát triển phần mềm có tính chất quyết định để tạo ra sản
phẩm chất luợng tốt với chi phí thấp và năng suất cao [1, 3].
Thông thường một quy trình bao gồm những yếu tố cơ bản sau: Thủ tục
(Procedures), danh sách kiểm định (Checklists), hướng dẫn công việc (Activity
Guidelines), công cụ hỗ trợ (Tools) và biểu mẫu (Forms/templates) [1].

Có 4 công việc chính trong quy trình phát triển phần mềm gồm:
- Đặc tả yêu cầu (Requirements Specification): chỉ ra những “đòi
hỏi” cho cả các yêu cầu chức năng và phi chức năng.

- Phát triển phần mềm (Development): tạo ra phần mềm thỏa mãn
các yêu cầu được chỉ ra trong phần “đặc tả yêu cầu”.

6


- Kiểm thử phần mềm (Validation/Testing): để bảo đảm phần mềm
sản xuất ra đáp ứng những “đòi hỏi” được chỉ ra trong “đặc tả yêu
cầu”.
- Thay đổi phần mềm (Evolution): đáp ứng nhu cầu thay đổi của
khách hàng.
Tùy theo mô hình phát triển phần mềm, các nhóm công việc được triển
khai theo những cách khác nhau. Để sản xuất cùng một sản phẩm phần mềm
người ta có thể dùng các mô hình khác nhau. Tuy nhiên không phải tất cả các
mô hình đều thích hợp cho mọi ứng dụng.
1.2 Các phương pháp phát triển phần mềm
Trong thời gian gần đây, rất nhiều các phương pháp phát triển phần mềm
được đề xuất. Nhiều phương pháp đã được lý thuyết hoá thành các phương pháp
luận. Trong dự án công nghệ thông tin, một phương pháp luận có thể được hiểu
như là một tập các hoạt động thực tiễn được hệ thống hoá. Tuỳ theo phạm vi dự
án, điều kiện thời gian và nhiều yếu tố khác mà có thể lựa chọn áp dụng các
phương pháp khác nhau, hoặc kết hợp các phương pháp sao cho phù hợp. Các
mô hình, phương pháp phát triển phần mềm có thể được phân chia thành hai lớp
chính: các phương pháp truyền thống và các phương pháp phát triển nhanh.
Các phương pháp truyền thống là các phương pháp thiên về kế hoạch,
quá trình phát triển phần mềm phải tuân thủ quy trình một cách nghiêm ngặt.
Trong quá trình phát triển phần mềm, rất nhiều tài liệu được tạo ra, được xét
duyệt và đó là một yếu tố quan trọng trong quản lý rủi ro.
Với các phương pháp này, thì quá trình phát triển phần mềm giống như
sản xuất các mặt hàng công nghiệp khác. Những người phát triển thực hiện công

việc một cách nghiêm ngặt theo các chuẩn và quy trình, không yêu cầu sáng tạo
nhiều. Những người quản lý chỉ quan tâm đến việc tăng năng lực sản xuất và đạt
được một số mục tiêu như [3]:
- Giảm thiểu lỗi và làm sao cho mọi công việc diễn ra trơn tru.
- Cố gắng giữ ổn định (về tổ chức, về sản lượng...)
- Chuẩn hoá mọi thao tác và bắt buộc người thực hiện phải tuân theo
một cách nghiêm ngặt.
- Không cho phép sự sai sót.
7


Các phương pháp này thường áp dụng cho các dự án lớn. Một số phương
pháp tiêu biểu thuộc lớp này như: mô hình thác nước, mô hình chữ V, mô hình
xoắn ốc, mô hình lặp và gia tăng...
Các phương pháp phát triển nhanh được gọi với cái tên là Agile, theo
nghĩa là nhanh nhẹn, khéo léo trong hành động, là các phương pháp dựa trên các
quy trình phát triển nhanh. Điều này đặc biệt cần thiết trong lĩnh vực Internet và
truyền thông di động hiện đang phát triển rất nhanh chóng [12].
Các phương pháp phát triển nhanh ra đời cách đây không lâu. Nó được bắt
đầu bởi tuyên ngôn về các phương pháp phát triển phần mềm Agile được đưa ra
bởi một nhóm những người hoạt động trong lĩnh vực phần mềm vào năm 2001.
Những người này đại diện cho các phương pháp như: Extreme Programming
(XP), Scrum, Crystal và các phương pháp khác cùng thống nhất đưa ra một bản
tuyên ngôn với những điểm chính sau [12]:
Chúng ta dần phát hiện ra những cách phát triển phần mềm tốt hơn bằng
cách thực hiện nó và giúp người khác thực hiện nó. Qua công việc này, chúng ta
thu được các giá trị:
- Các cá nhân và sự tương tác với nhau quan trọng hơn các quy trình và
các công cụ.
- Làm phần mềm quan trọng hơn việc lập tài liệu.

- Việc hợp tác với khách hàng quan trọng hơn việc ký kết hợp đồng.
- Đáp ứng thay đổi quan trọng hơn việc theo một kế hoạch.
Ở đây không có sự mâu thuẫn giữa các phương pháp truyền thống và các
phương pháp phát triển nhanh. Vấn đề là ở chỗ những điều mà các phương pháp
phát triển nhanh và các phương pháp truyền thống chú trọng vào là khác nhau.
Điểm chính của các phương phát phát triển nhanh là việc đáp ứng thay đổi trong
khi các phương pháp truyền thống tập trung vào kế hoạch.
Đối với dự án bảo tồn văn hóa phi vật thể nói chung và nội dung “Nghiên
cứu, xây dựng phần mềm hỗ trợ giảng dạy theo mô hình ‘vai mẫu’ đối với kịch
hát dân tộc” nói riêng, việc áp dụng một trong các phương pháp nhanh sẽ phù
hợp hơn so với các phương pháp truyền thống.

8


1.3 Một số quy trình phát triển phần mềm
Mô hình thác nước (Waterfall Model) là mô hình hình phát triển phần
mềm áp dụng theo tính tuần tự của các giai đoạn phát triển phần mềm. Tức là
giai đoạn sau chỉ được thực hiện tiếp khi giai đoạn trước đã kết thúc và không
được quay lại giai đoạn trước để xử lí các thay đổi trong yêu cầu.
Năm 1970, Royce đã đưa ra khái niệm “mô hình thác nước” có thể sẽ
được cải tiến thành mô hình lặp với các pha theo thứ tự: Xác định các yêu cầu,
thiết kế, xây dựng (triển khai, mã hóa, viết code), liên kết, kiểm thử và chỉnh
sửa, cài đặt và bảo trì [1].
Nguyên tắc cơ bản của mô hình thác nước:
- Dự án được chia thành các giai đoạn tuần tự, có thể được chấp nhận
được một chút sự chồng chéo và quay lui trở lại giữa các giai đoạn
- Nhấn mạnh vào kế hoạch, tiến độ, thời gian mục tiêu để hoàn thành dự
án, ngân sách và thực hiện toàn bộ hệ thống cùng một lúc
- Được kiểm soát chặt chẽ thông qua việc sử dụng tài liệu bằng văn bản,

cũng như thông qua việc đánh giá chính thức và ký kết bởi người sử
dụng vào cuối giai đoạn trước khi bắt đầu giai đoạn tiếp theo

Hình 1.1 Mô hình thác nước

Hiện nay, tồn tại một số mô hình thác nước biến thể như mô hình của
Royce để phù hợp hơn với thực tế. Để giải quyết các vấn đề với mô hình thác
nước nguyên mẫu, các mô hình thác nước đã được chỉnh sửa và giới thiệu,
chẳng hạn như: “Mô hình thác nước với các pha chồng chéo, thác nước với các
dự án nhỏ và thác nước với giảm rủi ro”.

9


Mô hình này được sử dụng khi yêu cầu ổn định và không thay đổi thường
xuyên, phù hợp với các ứng dụng nhỏ, không có yêu cầu khó hiểu hoặc không rõ
ràng, môi trường ổn định, các công cụ và công nghệ được sử dụng là ổn định,
nguồn lực được đào tạo sẵn sàng.
Ưu điểm: đơn giản, dễ hiểu và sử dụng. Đối với các dự án nhỏ hơn, mô
hình thác nước hoạt động tốt và mang lại kết quả phù hợp. Vì các giai đoạn của
mô hình thác nước cứng nhắc và chính xác, một pha được thực hiện một lần, nó
rất dễ dàng để bảo trì. Các tiêu chí đầu vào và đầu ra được xác định rõ ràng, do
đó dễ dàng đánh giá chất lượng.
Nhược điểm: mô hình không thể chấp nhận thay đổi yêu cầu, sẽ trở nên rất
khó khăn để quay trở lại giai đoạn. Đối với các dự án lớn và phức tạp, mô hình
này không tốt vì yếu tố rủi ro cao hơn. Không thích hợp cho các dự án thường
xuyên thay đổi yêu cầu. Khi thử nghiệm được thực hiện ở giai đoạn sau, nó
không cho phép xác định những thách thức và rủi ro trong giai đoạn trước nên
chiến lược giảm thiểu rủi ro rất khó để chuẩn bị.
Mô hình chữ V (V-Shaped Model) hay mô hình xác minh (verification)

và mô hình xác nhận (validation) là một mở rộng của mô hình thác nước, thay vì
di chuyển xuống theo tuần tự các bước thì quy trình sẽ đi theo hình chữ V. Sự
khác biệt chính là việc lập kế hoạch kiểm tra sớm trong mô hình hình chữ V.
Đây là mô hình có kỷ luật cao và giai đoạn tiếp theo chỉ bắt đầu sau khi giai
đoạn trước hoàn thành [1, 3].
Xác minh (Verification): là một kỹ thuật phân tích tĩnh. Trong kiểm thử,
kỹ thuật này được thực hiện mà không phải chạy code. Nó bao gồm một số hoạt
động như xem lại (Review), kiểm tra (Inspection) và kiểm tra từ đầu tới cuối
(Walkthrough).
Xác nhận (Validation): là một kỹ thuật phân tích động, trong đó việc kiểm
thử được thực hiện bằng cách thực hiện code. Ví dụ bao gồm kỹ thuật kiểm tra
chức năng (Function) và phi chức năng (Non-function).
Trong mô hình chữ này các hoạt động phát triển và đảm bảo chất lượng
được thực hiện đồng thời. Kiểm thử được bắt đầu ngay từ giai đoạn lấy yêu cầu.
Các hoạt động xác minh và xác nhận đi liền với nhau được minh họa trong Hình
1.2. Trong quy trình phát triển theo mô hình chữ V điển hình, bên trái là các hoạt
động phát triển và bên tay phải là các hoạt động kiểm thử. Trong giai đoạn
10


phát triển cả việc xác minh và xác nhận được thực hiện cùng với các hoạt động
phát triển thực tế.

Hình 1.2 Mô hình chữ V

Mô hình này phù hợp với các dự án có yêu cầu được xác định và ghi lại rõ
ràng, các dự án được định nghĩa ổn định có quy mô vừa và nhỏ, các dự án ngắn,
các dự án có công nghệ không thay đổi và đội ngũ dự án hiểu rõ yêu cầu, không
có yều cầu mơ hồ hoặc không xác định.
Ưu điểm: quá trình phát triển và quy trình quản lý có tính tổ chức và hệ

thống, hoạt động tốt cho các dự án có quy mô vừa và nhỏ. Kiểm tra bắt đầu từ
khi bắt đầu phát triển vì vậy sự mơ hồ được xác định ngay từ đầu. Dễ dàng quản
lý vì mỗi giai đoạn có các mục tiêu và mục tiêu được xác định rõ ràng. Mỗi giai
đoạn có các sản phẩm cụ thể và một quá trình đánh giá.
Nhược điểm: không thích hợp cho các dự án lớn và phức tạp, dự án có các
yêu cầu thường xuyên thay đổi
Mô hình thử nghiệm tiến hóa phần mềm (Evolutionary Prototyping
Model) [3] đề cập đến việc xây dựng các nguyên mẫu ứng dụng phần mềm thể
hiện tính năng của sản phẩm đang được phát triển nhưng có thể không có sự
hoạt động logic chính xác của phần mềm gốc. Dựa vào những yêu cầu của khách
hàng người phát triển phần mềm sẽ xây dựng một mẫu thử ban đầu đưa cho
người sử dụng xem xét, sau đó tinh chỉnh qua nhiều mẫu thử cho đến khi thỏa
mãn yêu cầu người sử dụng thì dừng lại.
Sau đây là cách tiếp cận các bước để giải thích cách thiết kế một mẫu thử
nghiệm của phần mềm

11


Hình 1.3 Mô hình thử nghiệm tiến hóa

Xác định yêu cầu cơ bản: bước này liên quan đến việc hiểu được các yêu
cầu cơ bản về sản phẩm và đặc biệt nhất là về giao diện người dùng. Các chi tiết
phức tạp hơn của thiết kế bên trong và các khía cạnh bên ngoài như hiệu suất và
bảo mật có thể bỏ qua ở giai đoạn này.
Phát triển nguyên mẫu ban đầu: những nguyên mẫu ban đầu được phát
triển trong giai đoạn này, nơi yêu cầu rất cơ bản được giới thiệu và các giao diện
người dùng được cung cấp. Các tính năng này có thể không hoạt động chính xác
theo cách tương tự trong phần mềm thực tế khi phát triển, những nguyên mẫu
cung cấp cho khách hàng cái nhìn và cảm nhận về phần mềm sẽ như thế nào sau

khi phát triển
Đánh giá mẫu thử nghiệm: nguyên mẫu được phát triển sau đó được trình
bày cho khách hàng và các bên liên quan trong dự án. Phản hồi được thu thập có
tổ chức và được sử dụng để cải tiến thêm trong sản phẩm đang được phát triển.
Sửa đổi và nâng cao nguyên mẫu: phản hồi và ý kiến đánh giá được thảo
luận trong giai đoạn này và một số cuộc thương lượng diễn ra với khách hàng
dựa trên các yếu tố như: hạn chế về thời gian, về ngân sách và tính khả thi về
mặt kỹ thuật khi thực hiện. Các thay đổi được chấp nhận sẽ được kết hợp với
nguyên mẫu mới phát triển và chu kỳ lặp lại cho đến khi đáp ứng được kỳ vọng
của khách hàng.
Ưu điểm: tăng sự tham gia của người sử dụng vào sản phẩm ngay cả trước
khi phần mềm thực hiện. Kể từ khi một mô hình làm việc của hệ thống được
hiển thị, người sử dụng hiểu rõ hơn về hệ thống đang được phát triển. Giảm thời
gian và chi phí vì các lỗi có thể được phát hiện sớm hơn nhiều. Phản hồi của
người dùng nhanh hơn dẫn đến có các giải pháp tốt hơn. Thiếu sót chức năng thì
có thể được xác định một cách dễ dàng. Có thể xác định các chức năng khó hiểu.
12


Nhược điểm: có nguy cơ phân tích yêu cầu không đầy đủ do có sự phụ
thuộc quá nhiều vào mẫu thử nghiệm. Người dùng có thể bị nhầm lẫn giữa các
chức năng trong nguyên mẫu và hệ thống thực tế. Thực tế, phương pháp này có
thể làm tăng tính phức tạp của hệ thống vì phạm vi của hệ thống có thể mở rộng
ra ngoài kế hoạch ban đầu. Các nhà phát triển có thể thử sử dụng lại nguyên mẫu
hiện có để xây dựng hệ thống thực tế ngay cả khi nguyên mẫu không khả thi về
mặt kỹ thuật. Nỗ lực, chi phí đầu tư xây dựng nguyên mẫu có thể là quá nhiều
nếu nó không được theo dõi và quản lý đúng.
Học viên đã áp dụng mô hình thử nghiệm tiến hóa vào quá trình nghiên
cứu, xây dựng hệ thống hỗ trợ giảng dạy theo mô hình “vai mẫu” đối với kịch
hát dân tộc, bởi các ưu điểm của mô hình này giúp quá trình phát triển hệ thống

đạt được tiến độ, và chi phí, giúp quá trình đào tạo người dùng dễ dàng hơn.
Mô hình xoắn ốc (Spiral Model) [1-3] là sự kết hợp giữa mô hình thác
nước và mô hình tiếp cận lặp và nó có nhiều điểm giống nhau với mô hình gia
tăng. Mô hình này chú trọng vào phân tích rủi ro dự án. Mỗi giai đoạn trong mô
hình được bắt đầu với yêu cầu, mục tiêu thiết kế và kết thúc với việc khách hàng
kiểm tra tiến độ của từng giai đoạn.
Về cấu trúc, mô hình xoắn ốc có bốn giai đoạn. Một dự án phần mềm liên tục
đi qua các giai đoạn này trong các vòng lặp gọi là xoắn ốc.

Hình 1.4 Mô hình xoắn ốc

Các giai đoạn của mô hình xoắn ốc gồm:
Lập kế hoạch (Planning phase): thu thập, phân tích yêu cầu khách hàng
gồm các việc: ước lượng chi phí, lên lịch trình thực hiện dự án, xác định số
13


lượng nhân lực, môi trường làm việc, tìm hiểu yêu cầu hệ thống từ đó đưa ra các
tài liệu đặc tả để phục vụ cho việc trao đổi giữa khách hàng và phân tích hệ
thống sau này.
Phân tích rủi ro (Risk analysis phase): xác định rủi ro và đưa ra các giải
pháp thay thế. Một prototype sẽ được tạo ra ở cuối giai đoạn phân tích rủi ro.
Nếu có bất kỳ rủi ro nào được tìm thấy trong quá trình này thì các giải pháp thay
thế sẽ được đề xuất và thực hiện.
Thực thi kỹ thuật (Engineering phase): dự án được tiến hành viết mã, một
bản demo được phát triển trong giai đoạn này để có thể nhận được phản hồi của
khách hàng. Sau đó trong các vòng xoắn tiếp theo với độ rõ nét cao hơn về yêu
cầu và chi tiết thiết kế một mô hình làm việc của phần mềm được gọi là sản
phẩm được xây dựng với số phiên bản.
Đánh giá (Evaluation phase): khách hàng sẽ tham gia đánh giá công việc,

sản phẩm và đảm bảo rằng sản phẩm đáp ứng tất cả các yêu cầu đã đặt. Nếu có
bất kỳ yêu cầu thay đổi nào từ khách hàng, các giai đoạn sẽ được lặp lại. Đây là
giai đoạn quan trọng vì cần có sự phản hồi của khách hàng về sản phẩm trước
khi sản phẩm được phát hành.
Ưu điểm: cho phép các thành phần của sản phẩm được thêm vào, khi
chúng trở nên có sẵn. Điều này đảm bảo rằng không có xung đột với yêu cầu và
thiết kế trước đó. Một khía cạnh tích cực của phương pháp này là buộc người sử
dụng sự tham gia sớm vào quá trình phát triển hệ thống.
Nhược điểm: quản lý phức tạp và không thích hợp với các dự án nhỏ, ít
rủi ro. Cần có kĩ năng tốt về phân tích rủi ro. Yêu cầu thay đổi thường xuyên dẫn
đến lặp vô hạn. Đòi hỏi năng lực quản lí.
Mô hình lặp và gia tăng. Trong mô hình này, toàn bộ các yêu cầu được
chia thành nhiều bản xây dựng khác nhau. Trong mỗi lần lặp, mỗi môđun phát
triển đi qua các giai đoạn yêu cầu, thiết kế, thực hiện và kiểm thử. Mỗi phiên
bản phát hành tiếp theo sẽ có thêm các chức năng mới cho các phiên bản được
phát hành trước đó. Quá trình này tiếp tục cho đến khi hệ thống hoàn chỉnh và
đã sẵn sàng theo yêu cầu [3].
Phát triển lặp và gia tăng là sự kết hợp của cả thiết kế lặp lại, phương pháp
lặp và xây dựng mô hình gia tăng để phát triển. Trong quá trình phát triển
14


phần mềm, có thể tiến hành nhiều vòng lặp cùng một lúc. Quá trình này có thể
được mô tả như là một cách tiếp cận “tiến hóa” hoặc “tăng dần”.

Hình 1.5 Mô hình lặp và gia tăng

Ưu điểm: xây dựng và hoàn thiện các bước sản phẩm theo từng bước, có
thể nhận được phản hồi của người sử dụng từ những bản phác thảo, thời gian
làm tài liệu sẽ ít hơn so với thời gian thiết kế. Tìm ra các vấn đề ở giai đoạn phát

triển sẽ làm giảm chi phí thực hiện các biện pháp khắc phục lỗi, sai sót
Nhược điểm: mô hình này chỉ áp dụng cho các dự án phát triển phần mềm
qui mô lớn và cồng kềnh, bởi vì đối với hệ thống phần mềm nhỏ rất khó có thể
chia tách một hệ thống thành các bước gia tăng hay các mô-đun
Mô hình Scrum [11] là tập hợp các phương thức phát triển lặp và tăng
dần trong đó các yêu cầu cũng như giải pháp được phát triển thông qua sự liên
kết và cộng tác giữa các nhóm, giữa các chức năng. Agile chỉ là một mô hình
trên lý thuyết mà để triển khai nó đến thực tế thì cần phải có phương pháp cụ
thể, một trong các phương pháp được áp dụng rộng rãi là phương pháp Scrum.
Dự án sẽ được chia thành từng nhóm phát triển bao gồm: Product Owner,
Scrum Master và nhóm phát triển. Product Owner sẽ tạo ra một danh sách các
hạng mục cần phải phát triển theo độ ưu tiên cho sản phẩm được gọi là Product
Backlog. Dựa vào đó, một bản kế hoạch sẽ được lập để chia dự án thành các
Sprint tương ứng là các Sprint Backlog. Mỗi Sprint được kéo dài từ 1-4 tuần, sau
khi kết thúc kết quả sẽ được chuyển giao theo các hạng mục trong Sprint
Backlog và phải thỏa mãn định nghĩa hoàn thành đã được thống nhất trước đó.
Cuối cùng là sơ kết và cải tiến sprint sẽ được diễn ra, đưa ra phương pháp cải
tiến để có được hiệu quả tốt hơn.

15


Hình 1.6 Mô hình Scrum

Ưu điểm: là một mô hình hiện đại đang được ưa chuộng, bàn giao sản
phẩm một cách nhanh chóng liên tục cho khách hàng. Sự tương tác và yếu tố
con người được nhấn mạnh. Đề cao tính thích nghi liên tục thay đổi và làm mới.
Nhược điểm: mô hình này cần nguồn nhân lực có yếu tố chuyên môn kỹ
thuật cao. Dự án dễ đi chệch hướng khi khách hàng không đưa ra được kết quả
mong muốn cuối cùng. Chưa có được sự tập trung cần thiết vào thiết kế và tài

liệu cần thiết.
Mô hình Agile (Agile Software Development) [12] là một quy trình phát
triển phần mềm linh hoạt với ý tưởng khắc phục nhược điểm của các phương
pháp phát triển phần mềm truyền thống, với mục tiêu mang đến cho phần mềm
khả năng biến đổi, phát triển linh hoạt theo từng giai đoạn đơn giản đáp ứng
đúng yêu cầu của khách hàng.
Agile phát triển dựa trên quy trình phát triển lặp. Mỗi dự án được chia
thành nhiều giai đoạn nhỏ dễ dàng đáp ứng khi có yêu cầu thay đổi từ khách
hàng. Sản phẩm được bàn giao cho khách hàng theo từng giai đoạn, cứ mỗi khi
một mảng nhỏ được bàn giao, khách hàng có thể đưa ra các thay đổi hoặc yêu
cầu mới cho dự án và nhóm phát triển sẽ cập nhật sản phẩm theo đúng yêu cầu
của khách hàng mà không cần làm lại từ đầu.

16


Hình 1.7 Mô hình Agile

Mô hình Agile hoạt động dựa trên những tôn chỉ sau:
- Cá nhân và sự tương hỗ quan trọng hơn quy trình và công cụ.
- Phần mềm sử dụng được quan trọng hơn tài liệu về sản phẩm.
- Cộng tác với khách hàng quan trọng hơn đàm phán hợp đồng
- Phản hồi với sự thay đổi quan trọng hơn bám theo kế hoạch.
Các nguyên tắc của Manifesto Agile
Nguyên tắc 1: thỏa mãn yêu cầu của khách hàng thông qua việc giao hàng
sớm và liên tục
Nguyên tắc 2: giao phần mềm chạy được cho khách hàng một cách
thường xuyên (giao hàng tuần hơn là hàng tháng)
Nguyên tắc 3: chào đón việc thay đổi yêu cầu, thậm chí là những thay đổi
yêu cầu muộn

Nguyên tắc 4: khách hàng của dự án và đội phát triển phải làm việc cùng
nhau hàng ngày trong suốt dự án
Nguyên tắc 5: các dự án được xây dựng xung quanh những cá nhân có
động lực. Cung cấp cho họ môi trường và sự hỗ trợ cần thiết, và tin tưởng họ để
hoàn thành công việc
Nguyên tắc 6: trao đổi trực tiếp mặt đối mặt là phương pháp hiệu quả nhất
để truyền đạt thông tin
17


Ưu điểm: Agile là một cách tiếp cận rất thực tế để phát triển phần mềm
cho phép thúc đẩy làm việc theo nhóm và đào tạo chéo. Các chức năng có thể
được phát triển nhanh chóng và có thể demo nhanh với yêu cầu tài nguyên tối
thiểu. Thích hợp với các dự án có yêu cầu cố định hoặc thay đổi, cung cấp các
giải pháp làm việc từng phần.
Nhược điểm: không thích hợp để xử lý phụ thuộc phức tạp. Rủi ro hơn về
tính bền vững, khả năng bảo trì và khả năng mở rộng. Một kế hoạch tổng thể,
người quản lý nhóm và quản lý dự án là cần thiết mà không có nó sẽ không hoạt
động. Phụ thuộc rất nhiều vào sự tương tác của khách hàng, do đó nếu khách
hàng không rõ ràng, nhóm có thể bị lái theo đúng hướng. Có một sự phụ thuộc
cá nhân rất cao, vì có tài liệu tối thiểu được tạo ra. Việc chuyển giao công nghệ
cho các thành viên mới trong nhóm có thể khá khó khăn do thiếu tài liệu
Mô hình XP (Extreme Programming) [7] là phương pháp phát triển phần
mềm hướng đến việc nâng cao chất lượng phần mềm và khả năng đáp ứng với
thay đổi yêu cầu người dùng. XP là một trong các phương pháp thuộc họ Agile,
nó chủ trương đưa ra các bản phát hành thường xuyên thông qua các chu trình
phát triển ngắn. Việc này là để nâng cao năng suất và tạo ra những thời điểm để
tiếp nhận những yêu cầu người dùng mới.
XP tập trung vào việc áp dụng tốt nhất những kỹ thuật lập trình, giao tiếp
rõ ràng và làm việc nhóm để tạo những sản phẩm tốt nhất. Một số thành phần và

đặc điểm của XP: Lập trình cặp (Pair programming), rà soát mã nguồn, kiểm
thử đơn vị, giữ mã nguồn đơn giản và rõ ràng, sẵn sàng đón nhận các thay đổi,
trao đổi thường xuyên với khách hàng, trao đổi thường xuyên giữa các nhà phát
triển. Bốn đại lượng được XP nhấn mạnh đó là: phạm vi, chi phí, chất lượng và
thời gian. Các đại lượng này có liên hệ chặt chẽ với nhau và ảnh hưởng lẫn
nhau, và việc thay đổi một đại lượng sẽ làm thay đổi các đại lượng còn lại. Việc
quản lý các đại lượng này sẽ có tác động đến sản phẩm đầu ra. Vòng đời của quy
trình XP được minh họa trong Hình 1.8.

18


Hình 1.8 Mô hình XP

Các giá trị trong XP:
- Giao tiếp (Communication): mọi người trong nhóm trao đổi trực
diện hằng ngày, trong tất cả các công việc từ phân tích yêu cầu cho
tới lập trình.
- Tính đơn giản (Simplicity): chỉ làm những gì cần thiết, không hơn.
Làm những gì cần thiết cho hiện tại, không phải tương lai quá xa,
với những bước nhỏ để cán đích và giản lược tối đa các sai sót.
- Phản hồi (Feedback): cam kết nghiêm túc để liên tục bàn giao các
phần mềm chạy tốt vào cuối các phân đoạn (iteration) ngắn. Luôn
có thể demo phần mềm chạy tốt từ sớm và thường xuyên, lắng nghe
phản hồi từ các bên và thực hiện các điều chỉnh cần thiết.
- Tôn trọng (Respect): mọi người tự cảm thấy và được tôn trọng vì họ
là những thành viên quan trọng của nhóm. Mỗi người đều đóng vai
trò vào việc tạo ra các giá trị không kể công việc như thế nào.
- Can đảm (Courage): luôn nói đúng về tiến độ và ước lượng. Không
cần thiết phải sợ điều gì bởi vì thành viên không làm việc một

mình. Mỗi khi có thay đổi, nhóm sẽ có các hành động cần thiết để
thích ứng. Can đảm trong việc vứt đi những gì không thực sự cần
thiết nữa (mã nguồn, giấy tờ …)
Các nguyên tắc:

19


- Phản hồi nhanh (Rapid Feedback): luôn lắng nghe phản hồi từ
nhiều phía, lấy được phản hồi một cách nhanh nhất, tìm hiểu chúng
và đưa những hiểu biết đó vào trong hệ thống nhanh nhất có thể.
Lập trình viên có thể học được cách thiết kế, lập trình, kiểm thử tốt
nhất trong phạm vi từng phút chứ không phải hằng ngày, tuần hoặc
thậm chí hằng tháng.
- Giả định đơn giản (Assume Simplicity): Đối xử với các vấn đề như
thể chúng có thể giải quyết bằng những giải pháp đơn giản nhất.
- Thay đổi tiệm tiến (Incremental Change): không thay đổi cả “lố”,
mà chỉ thay đổi một ít trong thiết kế, chức năng.
- Sống chung với thay đổi (Embracing Change): chiến thuật tốt nhất
là tôn trọng tất cả các khả năng trong khi giải quyết các vấn đề áp
lực nhất.
- Công việc chất lượng cao (Quality Work): phải luôn đầu tư để có
được chất lượng công việc cao nhất, đến mức “hoàn hảo”
- Ưu điểm của mô hình này là đội dự án nhanh chóng nhận được
phản hồi từ phía khách hàng. Những thay đổi cần thiết sẽ được áp
dụng ngay trong lần lặp tiếp theo.
- Nhược điểm: khó có thể áp dụng XP trên các dự án có số lượng
nhân viên lớn, không hiệu quả đối với những khách hàng ở xa đội
ngũ phát triển.
Mô hình phát triển nhanh (Rapid Application Development- RAD) [8]

chính là mô hình tăng dần với chu kỳ phát triển cực ngắn. Để đạt được mục tiêu
này, RAD dựa trên phương pháp phát triển trên cơ sở thành phần hóa hệ thống
cùng với việc tái sử dụng các thành phần thích hợp. RAD thích hợp cho những
hệ thống quản lý thông tin. Mô hình RAD phân phối các phân tích, thiết kế, xây
dựng và các giai đoạn thử nghiệm vào một loạt các chu trình phát triển ngắn,
lặp. Các giai đoạn khác nhau của mô hình RAD:
Mô hình hóa nghiệp vụ, cho sản phẩm được phát triển, thiết kế theo luồng
thông tin và phân phối thông tin giữa các nghiệp vụ khác nhau. Một phân tích
nghiệp vụ hoàn chỉnh được thực hiện để tìm ra những thông tin quan trọng cho
hoạt động nghiệp vụ, làm thế nào để có được điều đó, như thế nào và khi nào thì
thông tin được xử lý và những yếu tố nào thúc đẩy dòng thông tin thành công.

20


Mô hình hóa dữ liệu, thông tin thu thập được trong giai đoạn mô phỏng
nghiệp vụ được xem xét và phân tích để tạo thành các bộ đối tượng dữ liệu quan
trọng cho hoạt động nghiệp vụ. Các thuộc tính của tất cả các bộ dữ liệu được
định nghĩa và xác định. Mối quan hệ giữa các đối tượng dữ liệu được thiết lập và
xác định cụ thể liên quan đến mô hình nghiệp vụ.
Mô hình hóa quy trình, tập những đối tượng dữ liệu được xác định trong
giai đoạn mô hình hóa dữ liệu được chuyển đổi để thiết lập luồng thông tin
nghiệp vụ cần thiết để đạt được các mục tiêu nghiệp vụ cụ thể theo mô hình
nghiệp vụ. Mô hình hóa quy trình cho bất kỳ thay đổi hoặc cải tiến đối với tập
những đối tượng dữ liệu được xác định trong giai đoạn này. Mô tả quy trình để
thêm, xóa, truy xuất hoặc sửa đổi một đối tượng dữ liệu được đưa ra
Xây dựng ứng dụng, hệ thống thực tế được xây dựng và mã hóa được thực
hiện bằng cách sử dụng các công cụ tự động hóa để chuyển đổi mô hình quy
trình và dữ liệu thành các nguyên mẫu thực tế.
Kiểm thử và nghiệm thu, thời gian thử nghiệm tổng thể được giảm xuống

trong mô hình RAD vì các nguyên mẫu được kiểm tra độc lập giữa mỗi lần lặp.
Tuy nhiên, luồng dữ liệu và giao diện giữa tất cả các thành phần cần phải được
kiểm tra kỹ lưỡng với phạm vi kiểm tra hoàn chỉnh. Vì hầu hết các thành phần
lập trình đã được thử nghiệm, nó làm giảm nguy cơ của bất kỳ vấn đề lớn nào.

Hình 1.9 Mô hình phát triển nhanh

Ưu điểm: RAD cho phép phân phối nhanh chóng vì nó giúp giảm thời
gian phát triển tổng thể do khả năng sử dụng lại các thành phần và phát triển
song song. Có thể được áp dụng thành công cho các dự có sự môđun hóa rõ ràng
Nhược điểm: phụ thuộc vào các thành viên trong nhóm kỹ thuật để xác
định các yêu cầu nghiệp vụ. Không thích hợp với các dự án ít kinh phí vì chi phí
cho việc lập mô hình và tạo mã tự động rất cao, quản lý phức tạp. Thích hợp cho
các dự án đòi hỏi thời gian phát triển ngắn hơn, yêu cầu sự tham gia của người
dùng trong suốt vòng đời.
21


1.4 Kết chương
Chương này cung cấp một cái nhìn tổng thể về các yếu tố trong qui trình
phát triển phần mềm. Những yếu tố này thường là các nhân tố quan trọng ảnh
hưởng đến chất lượng phần mềm và khả năng đáp ứng mong muốn của khách
hàng. Việc lựa chọn áp dụng các phương pháp phát triển phần mềm phù hợp, sẽ
tăng khả năng đáp ứng thay đổi nhanh để có thể đưa ra được sản phẩm phần
mềm có chất lượng, thoả mãn mong muốn của khách hàng và đảm bảo tiến độ
thực hiện. Đã có nhiều phương pháp phát triển phần mềm được đề xuất, luận văn
đã phân tích, đánh giá ưu, nhược điểm và khả năng ứng dụng của từng phương
pháp. Từ những nội dung trình bày trong chương 1, học viên đề xuất phương án
áp dụng mô hình thử nghiệm tiến hóa vào quá trình xây dựng phần mềm hỗ trợ
giảng dạy, bởi các ưu điểm của mô hình tăng sự tham gia của người dùng vào

quá trình phát triển, giúp người dùng có cái nhìn ban đầu về hệ thống sẽ được
phát triển, bên cạnh đó mô hình còn hỗ trợ việc hướng dẫn sử dụng, đặc biệt với
đối tượng người sử dụng là những giảng viên lớn tuổi.
Để có thể áp dụng được mô hình thử nghiệm tiến hóa, trong chương 2
luận văn sẽ phân tích kỹ và chi tiết hơn về phương pháp tạo mẫu, thiết kế
tương tác người - máy cho phần mềm.

22


CHƯƠNG 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO MẪU, THIẾT KẾ
TƯƠNG TÁC NGƯỜI - MÁY
Thiết kế phần mềm là một công đoạn quan trọng trong quy trình phát triển
phần mềm, giai đoạn này quyết định sự thành công hay thất bại của phần mềm.
Việc xây dựng phần mềm theo mẫu thiết kế hướng tới việc tái sử dụng lại các
mẫu thiết kế nhằm giảm chi phí thực hiện, tăng tính hiệu quả và tính nhất quán
về bố cục phần mềm. Trong mô hình thử nghiệm tiến hóa, việc tạo mẫu thiết kế
là công việc xuyên suốt của mô hình. Vì vậy, việc lựa chọn phương pháp thiết kế
phù hợp với mô hình phát triển này sẽ giúp đạt hiệu quả về tiến độ, chi phí, tài
nguyên của dự án. Nội dung chương này học viên sẽ tập trung giới thiệu tổng
quan về mẫu thiết kế, các phương pháp và kỹ thuật tạo mẫu, ưu nhược điểm của
việc tạo mẫu, các tiêu chí đánh giá mẫu. Từ các nội dung này học viên đề xuất
phương pháp tạo mẫu thích hợp với mô hình đã lựa chọn. Nội dung chi tiết của
chương học viên trình bày dưới đây.
2.1 Tổng quan về mẫu thiết kế
Ý tưởng dùng mẫu xuất phát từ ngành kiến trúc, Alexander, Ishikawa,
Silverstein, Jacobson, Fiksdahl-King và Angel (1977) lần đầu tiên đưa ra ý
tưởng dùng các mẫu chuẩn trong thiết kế xây dựng và giao thông. Họ đã xác
định và lập sưu liệu các mẫu có liên quan để giải quyết các vấn đề thường xảy ra
trong thiết kế các cao ốc. Mỗi mẫu này là một cách thiết kế, chúng đã được phát

triển qua nhiều năm và như là các giải pháp cho các vấn đề trong lĩnh vực xây
dựng thường gặp. Các giải pháp tốt nhất có được là qua một quá trình sàng lọc
tự nhiên. Mẫu được xem là giải pháp tốt để giải quyết vấn đề xây dựng hệ thống
phần mềm [4].
Mẫu thiết kế (Design Patterns) [4] mô tả giải pháp chung đối với một vấn
đề nào đó trong thiết kế thường được “lặp lại” trong nhiều dự án. Một Pattern có
thể được xem như một “khuôn mẫu” có sẵn áp dụng được cho nhiều tình huống
khác nhau để giải quyết một vấn đề cụ thể. Trong bất kỳ hệ thống phần mềm
hướng đối tượng nào chúng ta cũng có thể bắt gặp các vấn đề lặp lại. Mẫu thiết
kế là những thiết kế đã được sử dụng và được đánh giá tốt giúp giải quyết những
vấn đề thiết kế thường gặp. Chú trọng đến việc giúp cho bản thiết kế có tính
uyển chuyển, dễ nâng cấp và dễ thay đổi.
23


Mẫu thiết kế là khái niệm rộng và bao quát trong công đoạn thiết kế phần
mềm. Cũng giống như các yêu cầu của thiết kế và phân tích hướng đối tượng
việc sử dụng các mẫu cũng cần tái sử dụng được các giải pháp chuẩn đối với các
vấn đề thường xuyên xảy ra. Mẫu thiết kế giúp thúc đẩy việc sử dụng lại trong
pha thiết kế vì mẫu cung cấp từ vựng chung cho thiết kế, cung cấp những
phương tiện để hiểu thiết kế, và được tạo thành khối hợp nhất từ đó xây dựng
những ứng dụng phức tạp hơn.
Mục đích của một nguyên mẫu là cho phép người sử dụng phần mềm
đánh giá các đề xuất của nhà phát triển cho việc thiết kế sản phẩm cuối cùng
bằng cách thực sự thử chúng ở bên ngoài chứ không phải giải thích và đánh giá
thiết kế dựa trên mô tả. Tạo nguyên mẫu cũng có thể được sử dụng bởi người
dùng cuối để mô tả và chứng minh những yêu cầu chưa được xem xét và đó có
thể là một yếu tố quan trọng trong mối quan hệ thương mại giữa các nhà phát
triển và khách hàng của họ. Thiết kế tương tác nói riêng sử dụng rất nhiều
nguyên mẫu phù hợp với mục tiêu đó. Tạo mẫu cũng có thể tránh được chi phí

lớn và khó khăn trong việc thay đổi một sản phẩm phần mềm đã hoàn thành.
2.2 Phương pháp và kỹ thuật tạo mẫu
2.2.1 Quá trình tạo mẫu (Software Prototyping)
Các mẫu được sử dụng khi các yêu cầu phần mềm không thể được xác
định tại thời điểm bắt đầu dự án, khi những người sử dụng không thể diễn đạt
các yêu cầu của họ một cách rõ ràng. Mô hình phát triển phần mềm này rất phù
hợp để phát triển “cảm nhận” hoặc giao diện sử dụng của hệ thống, bởi vì các
đặc điểm này rất khó để miêu tả bằng tài liệu, mà thường thu được thông qua
việc dùng thử nghiệm. Khi khách hàng yêu cầu chứng minh tính khả thi [5].
Quá trình tạo mẫu gồm các bước sau:

Hình 2.1 Quá trình tạo mẫu (Software Prototyping)

24


Bước 1: Xác định các yêu cầu cơ bản. Xác định các thông tin đầu vào và
đầu ra mong muốn.
Bước 2: Phát triển nguyên mẫu ban đầu. Nguyên mẫu ban đầu được
phát triển chỉ bao gồm các giao diện người dùng
Bước 3: Xem xét, đánh giá các nguyên mẫu. Khách hàng và người dùng
cuối, kiểm tra nguyên mẫu và phản hồi để bổ sung tính năng hoặc thay đổi.
Bước 4: Sửa đổi và nâng cao mẫu thử nghiệm. Tại bước này sẽ sử dụng
các phản hồi cùng các chi tiết kỹ thuật và nguyên mẫu có thể được cải thiện.
Đàm phán về những gì nằm trong phạm vi của hợp đồng, sản phẩm có thể là cần
thiết. Nếu thay đổi được đề xuất thì có thể cần lặp lại các bước 3 và bước 4.
2.2.2 Các phương pháp tạo mẫu
Nguyên mẫu (Prototyping) [8] là một hệ thống có tính trình diễn, một mô
hình làm việc “nhanh và thô” của giải pháp cho hệ thống, nhằm kiểm tra một số
chức năng nào đó. Có thể dùng giao diện người dùng miêu tả các thao tác khác

nhau của hệ thống, nội dung có thể là mã cứng (hard-coded). Đây là một công
cụ để thảo luận các khái niệm và có được sự đồng ý của người dùng sau trải
nghiệm, nhưng nhóm phát triển vẫn phải hoàn toàn tạo ra hệ thống dựa trên bản
vẽ. Vì lý do này, các bản vẽ này đôi khi được gọi là nguyên mẫu (Throwaway).
Khi các giải pháp được đề xuất liên quan đến việc bổ sung các màn hình trực
tuyến hoặc tạo ra các báo cáo, các nhà phân tích nghiệp vụ thường tạo ra những
nguyên mẫu bao gồm storyboards, mô phỏng, hoặc mô hình. Việc tạo mẫu phần
mềm có nhiều biến thể. Tuy nhiên, tất cả các phương pháp này được dựa trên hai
hình thức tạo mẫu chính: nguyên mẫu (Throwaway Prototying) và mô hình tiến
hóa (Evolutionary prototyping) [5].
Nguyên mẫu còn được gọi là mẫu cuối. Mẫu mô phỏng hay mẫu nhanh
đề cập đến việc tạo ra một mô hình mà ở khâu cuối cùng mẫu sẽ được loại bỏ
chứ không trở thành một phần của phần mềm cuối cùng. Sau khi hoàn thành
việc thu thập yêu cầu sơ bộ, một mô hình làm việc đơn giản của hệ thống được
xây dựng để hiển thị trực quan cho người sử dụng có thể thấy được hệ thống sẽ
giống như khi được hoàn thành.
Nguyên mẫu có thể được phân loại theo mức độ trung thực mà chúng
giống với sản phẩm thực tế về mặt ngoại hình, tương tác và thời gian. Một
phương pháp tạo ra một nguyên mẫu với tiến hóa thấm là tạo ra nguyên mẫu
25