Nghiên cứu và thiết kế kiến trúc phần mềm cho các hệ thống lớn và phức tạp

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

VŨ VĂN LĨNH

NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC PHẦN
MỀM CHO CÁC HỆ THỐNG LỚN VÀ PHỨC TẠP

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội - 2011


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

VŨ VĂN LĨNH

NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC PHẦN
MỀM CHO CÁC HỆ THỐNG LỚN VÀ PHỨC TẠP
Ngành
Chuyên ngành
Mã số

CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
CÔNG NGHỆ PHẦN MỀM
60 48 10

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Phạm Ngọc Hùng

Hà Nội - 2011


iii

MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH VẼ........................................................................................v
DANH MỤC BẢNG............................................................................................vi
CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU..................................................................................1
1.1 Đặt vấn đề....................................................................................................1
1.2 Nội dung nghiên cứu................................................................................... 3
1.3 Cấu trúc luận văn.........................................................................................3
CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC PHẦN MỀM..........5
2.1 Định nghĩa về kiến trúc phần mềm..............................................................5
2.2 Các thành phần chính trong thiết kế kiến trúc phần mềm........................... 5
2.2.1 Thành phần............................................................................................7
2.2.2 Kết nối...................................................................................................7
2.2.3 Giao diện.............................................................................................10
2.2.4 Cấu hình...............................................................................................11
2.3 Một số kiểu kiến trúc điển hình................................................................. 11
2.4 Các bƣớc thiết kế kiến trúc phần mềm......................................................13
2.5 Đánh giá ƣu nhƣợc điểm của SAD...........................................................22
CHƢƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG QUẢN LÝ, XỬ LÝ ẢNH
TRONG Y TẾ..................................................................................................... 24
3.1 Quy trình khám, chữa bệnh....................................................................... 24
3.2 Phân tích xử lý nghiệp vụ..........................................................................25
CHƢƠNG 4: THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CHO HỆ THỐNG QUẢN LÝ, XỬ LÝ
ẢNH TRONG Y TẾ............................................................................................29
4.1 Thiết kế kiến trúc tổng thể cho hệ thống................................................... 29
4.2 Thiết kế cho chức năng lớn trong hệ thống............................................... 34

CHƢƠNG 5: CÀI ĐẶT KIẾN TRÚC PHẦN MỀM.........................................40
5.1 Cách thức cài đặt kiến trúc phần mềm.......................................................40
5.2 Phƣơng pháp đi từ thiết kế kiến trúc tới thiết kế chi tiết...........................40
5.3 So sánh SAD và SDD................................................................................43
KẾT LUẬN.........................................................................................................45
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................47
PHỤ LỤC............................................................................................................48


iv

BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT

STT

Từ viết tắt

1

SAD

2

SDD

3

SRS

4

VB6

5

SS

6

UML


v

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Mô hình phát triển phần mềm hình chữ V [5]...................................... 1
Hình 2.1: Thiết kế kiến trúc phần mềm hệ thống quản lý thông tin bệnh nhân....6
Hình 2.2: Không gian tùy chọn của thủ tục gọi kết nối [2]...................................8
Hình 2.3: Không gian tùy chọn của kết nối sự kiện [2]........................................9
Hình 2.4: Không gian tùy chọn của kết nối truy cập dữ liệu [2].........................10
Hình 2.5: Kiến trúc gọi trả lại [2]........................................................................11
Hình 2.6: Kiến trúc phân tầng [2]....................................................................... 12
Hình 2.7: Các bƣớc thiết kế kiến trúc phần mềm [3].........................................15
Hình 3.1: Quy trình khám chữa bệnh..................................................................24
Hình 3.2: Sơ đồ ca sử dụng của chức năng quản lý thông tin bệnh nhân...........26
Hình 3.3: Sơ đồ ca sử dụng của chức năng quản lý quá trình chụp ảnh.............26
Hình 3.4: Sơ đồ ca sử dụng của chức năng thao tác với ảnh.............................. 27
Hình 4.1: Kịch bản chụp ảnh.............................................................................. 31
Hình 4.2: Kiến trúc tổng thể của hệ thống..........................................................33
Hình 4.3: Tình huống ngƣời dùng, nghiệp vụ, hệ thống trên màn hình kết nối

ảnh.......................................................................................................................36


vi

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1: Các thành phần trong thiêt kế kiến trúc hệ thống quản lý thông tin
bệnh nhân.............................................................................................................. 6
Bảng 2.2: Đặc điểm của kiểu kiến trúc gọi trả lại...............................................12
Bảng 2.3: Đặc điểm của kiểu kiến trúc phân tầng.............................................. 13
Bảng 2.4: Khung kiến trúc của các điểm nổi bật [3]...........................................18
Bảng 4.1: Đặc điểm của thiết kế kiến trúc tổng thể............................................ 34
Bảng 4.2: Đặc điểm của các thành phần trong thiết kế kiến trúc khi mở màn hình
kết nối..................................................................................................................38
Bảng 5.1: Ánh xạ các thành phần trong SAD với SDD......................................40
Bảng 5.2: So sánh SAD với SDD....................................................................... 44


1

CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU
1.1 Đặt vấn đề
Trong phát triển phầm mềm, có rất nhiều mô hình phát triển khác nhau nhƣ
mô hình thác nƣớc, mô hình xoắn ốc, … Hiện nay, mô hình phát triển phần
mềm đƣợc sử dụng rộng rãi là mô hình chữ V, đƣợc cải tiến từ mô hình thác
nƣớc. Trong mô hình phát triển phần mềm hình chữ V, các công việc đƣợc chia
thành các giai đoạn khác nhau, mỗi giai đoạn sẽ thực hiện một số công việc cụ
thể. Ví dụ giai đoạn thiết kế kiến trúc (Architecture Design - AD) sẽ thực hiện
chuyển hóa các đặc tả yêu cầu phần mềm (Software Requirement Specification SRS) thành các mô tả thiết kế kiến trúc đƣợc thể hiện thông qua các hình vẽ, tài

liệu mô tả, … Dựa vào kết quả thiết kế kiến trúc đó, các nhà thiết kế chi tiết có
thể tạo ra các bản thiết kế chi tiết cho phần mềm, phục vụ cho quá trình cài đặt
chƣơng trình đƣợc dễ dàng, thuận tiện.

Hình 1.1: Mô hình phát triển phần mềm hình chữ V [5].
Dựa vào hình 1.1 ta thấy thiết kế kiến trúc chính là một giai đoạn trong mô
hình phát triển phần mềm.
Khi xây dựng và phát triển phần mềm nếu phát triển đúng và đầy đủ theo các
giai đoạn của mô hình phần mềm đang áp dụng, đặc biệt là giai đoạn thiết kế, phần
mềm sẽ tránh đƣợc sự rủi ro và có chất lƣợng tốt. Trên thực tế chúng ta thƣờng
làm việc không có kế hoạch cụ thể, làm tới đâu nghĩ tới đó, xem nhẹ bƣớc thiết kế,
coi trọng cài đặt mã nguồn. Kết quả mà chúng ta thu đƣợc thƣờng là một khối mã
nguồn rối rắm hoặc nếu có thì cũng chỉ là một chƣơng trình nhỏ


2

với vài chức năng cần thiết, rất khó cho bảo trì và tái sử dụng. Đôi khi, chúng ta
làm việc có phần chủ quan và mang tính tự phát, nhƣng nếu bình tĩnh nghiên
cứu, làm việc có kế hoạch và áp dụng các tiến trình thiết kế phần mềm vào trong
bài toán của mình, chúng ta có thể thấy đƣợc nhiều hƣớng đi, nhiều cách giải
quyết, mà có thể đó là những lời giải tối ƣu mà trƣớc đó chúng ta không thấy
hoặc đã bỏ qua. Điều quan trọng hơn cả là chúng ta có thể theo dõi và kiểm soát
đƣợc những gì đang xảy ra. Thiết kế là đồng nghĩa với việc tiết kiệm thời gian
và tiền bạn. Nếu không có bản thiết kế hoặc thiết kế không tốt, khi có thay đổi
yêu cầu một vài chức năng trong phần mềm hoặc nâng cấp, cải tiến các chức
năng đó, chúng ta phải làm lại một chƣơng tình hoàn toàn mới hoặc phải nghiên
cứu lại toàn bộ mã nguồn, điều đó đồng nghĩa với việc tiêu tốn của chúng ta khá
nhiều thời gian và tiền bạc. Mặt khác dƣới một góc nhìn rộng và bao quát hơn,
thông qua việc phản ánh các kết quả của quá trình phân tích, thiết kế thƣờng xác

định cho chúng ta nhiều hƣớng đi, nhiều cách thức giải quyết trên cùng một bài
toán, từ đó cho phép chúng ta chọn đƣợc cách thức tốt nhất và con đƣờng ngắn
nhất để đi tới đích [1].
Với sự phát triển nhanh của công nghệ thông tin, ngày nay nhiều lĩnh vực
trong đời sống đã đƣợc tin học hóa, giúp cho quá trình xử lý công việc nhanh và
đơn giản hơn, giúp cho tiết kiệm rất nhiều thời gian và tiền bạc.
Với sự phát triển của kinh tế, ngày nay cuộc sống con ngƣời đƣợc cải thiện
rất nhiều. Nhu cầu về chăm sóc, khám chữa bệnh, phát hiện, chuẩn đoán và chữa
trị bệnh sớm đƣợc tăng lên, khi đó tin học là cánh tay đắc lực giúp cho việc này.
Năm 2009, khi tôi đang làm việc tại công ty phần mềm FPT, chúng tôi nhận
đƣợc đơn đặt hàng của khách hàng bên Nhật Bản, yêu cầu nâng cấp, xây dựng
chức năng mới cho hệ thống quản lý, xử lý ảnh trong y tế. Khi nhận đƣợc bài
toán, chúng tôi đã tiến hành khảo sát và phân tích thấy hệ thống cũ có một số
hạn chế nhƣ sau:
Thứ nhất hệ thống là một chƣơng trình hoàn chỉnh, với mã nguồn rất lớn, hỗn
độn nhƣng rất ít tài liệu mô tả về hệ thống. Kiến thức về các chức năng, xử lý
nghiệp vụ của hệ thống không đƣợc viết thành tài liệu, mỗi ngƣời hiểu một phần
rời rạc. Khi phát triển, phần mềm đƣợc phát triển dựa trên hai công nghệ, môi
trƣờng lập trình khác nhau. Phần giao diện giao tiếp với ngƣời dùng đƣợc viết
bằng VB6, sử dụng nhiều thành phần sẵn có trong VB6. Ngoài ra sử dụng rất nhiều
các thƣ viện của hãng thứ ba nên tính đồng nhất không cao, thƣờng xuyên phải
nâng cấp các phiên bản. Cùng với thời gian phần cứng đƣợc thay đổi nhiều, khi đó
VB6 không thể đáp ứng với phần cứng với các phiên bản mới hơn. Mặt


3

khác có nhiều loại màn hình kích thƣớc khác nhau, chƣơng trình phải đáp ứng
sự tùy biến sao cho phù hợp với các loại màn hình đó, việc này VB6 làm rất khó
khăn, gần nhƣ không thể. Hơn nữa, VB6 là ngôn ngữ lập trình hƣớng thủ tục

nên khả năng mở rộng kém, khi thêm các chức năng mới rất khó khăn. Phần
thuật toán xử lý, lƣu trữ, thao tác với ảnh thì viết bằng C++. Các phần viết rời
rạc, sự sử dụng lại kém, hình nhƣ không có.
Hạn chế thứ hai là quá trình bảo trì và nâng cấp vô cùng khó khăn, khi mở
rộng thì mất nhiều công sức, thậm chí làm ảnh hƣớng tới chức năng đã có, có
thể dẫn tới xử lý sai.
Những khó khăn này đặt ra cho chúng tôi phải có phƣơng pháp đánh giá,
hƣớng tiếp cận phù hợp để có thể nâng cấp, xây dựng chức năng mới cho phù
hợp và xử lý chính xác. Cuối cùng, sau một thời gian phân tích, đánh giá nghiêm
túc, chúng tôi đã tìm ra đƣợc hƣớng đi phù hợp, đó là phải làm tốt ngay từ giai
đoạn phân tích, thiết kế, đặc biệt là thiết kế kiến trúc phần mềm.
1.2 Nội dung nghiên cứu
Luận văn tập trung nghiên cứu lý thuyết về thiết kế kiến trúc phần mềm, các
thành phần chính trong thiết kế kiến trúc phần mềm, đặc điểm của một số kiểu
kiến trúc phần mềm tiêu biểu, các bƣớc thiết kế kiến trúc phần mềm và đánh giá
ƣu nhƣợc điểm của thiết kế kiến trúc phần mềm. Sau đó luận văn tập trung vào
quá trình khảo sát, phân tích hệ thống quản lý, xử lý ảnh trong y tế. Từ kết quả
khảo sát, phân tích đó, luận văn trình bày chi tiết quá trình áp dụng các bƣớc
thiết kế kiến trúc phần mềm vào bài toán quản lý, xử lý ảnh trong y tế.
Luận văn cũng mô cách thức cài đặt thiết kế kiến trúc phần mềm, đề xuất
phƣơng pháp, các bƣớc đi từ thiết kế kiến trúc tới thiết kế chi tiết sau cho hiệu
quả.
1.3 Cấu trúc luận văn
Các phần còn lại của luận văn có cấu trúc nhƣ sau:
Chƣơng 2 trình bày các khái niệm cơ bản về kiến trúc phần mềm, thiết kế
kiến trúc phần mềm, một số kiểu kiến trúc phần mềm tiêu biểu. Sau đó trình bày
các bƣớc thiết kế kiến trúc phần mềm và đánh giá ƣu nhƣợc điểm của thiết kế
kiến trúc phần mềm.
Chƣơng 3 mô tả về quy trình khám chữa bệnh trong y tế. Phân tích xử lý
nghiệp vụ của hệ thống quản lý, xử lý ảnh trong y tế.

Chi tiết quá trình áp dụng các bƣớc thiết kế kiến trúc phần mềm đã nêu ở


4

chƣơng 2 để thiết kế kiến trúc cho hệ thống quản lý, xử lý ảnh trong y tế đƣợc
mô tả chi tiết trong chƣơng 4.
Chƣơng 5 mô tả cách thức cài đặt kiến trúc phần mềm. Đề xuất phƣơng
pháp, các bƣớc đi từ thiết kế kiến trúc tới thiết kế chi tiết sao cho hiệu quả.
Tóm tắt kết quả đã đạt đƣợc, trình bày những hạn chế và hƣớng nghiên cứu
phát triển trong tƣơng lai sẽ đƣợc trình bày trong phần kết luận.


5

CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC PHẦN
MỀM 2.1 Định nghĩa về kiến trúc phần mềm
Kiến trúc của hệ thống phần mềm là tập hợp các quyết định thiết kế cơ bản
về hệ thống [2]. Có ba hiểu biết cơ bản về kiến trúc phần mềm là mỗi ứng dụng
có một kiến trúc, mỗi ứng dụng có ít nhất một kiến trúc sƣ và kiến trúc không
phải là một giai đoạn của phát triển phần mềm.
Kiến trúc phần mềm là các kế hoạch chi tiết xây dựng một hệ thống phần
mềm và tiến hóa. Các quyết định thiết kế bao gồm mọi khía cạnh của hệ thống
đƣợc phát triển bao gồm:
i.

Kiến trúc hệ thống: Ví dụ các thành phần kiến trúc nên đƣợc bố trí và
tổng hợp chính xác.

ii.

Hành vi chức năng: Ví dụ tiến trình xử lý dữ liệu, lƣu trữ, sự ảo hóa sẽ
đƣợc thực hiện một cách tuần tự chính xác.

iii.

Sự tƣơng tác: Ví dụ sự giao tiếp bao quanh tất cả các phần tử hệ thống sẽ
đƣợc phát tỏa chỉ cần dùng một sự kiện thông báo.

iv.

Thuộc tính phi chức năng: Ví dụ sự phụ thuộc hệ thống sẽ đƣợc đảm bảo
bởi sự nhân bản chức năng xử lý.

v.

Triển khai hệ thống: Ví dụ thành phần giao diện ngƣời dùng sẽ đƣợc xây
dựng bởi công cụ Java Swing hay Visual C#.

Kiến trúc phần mềm có phạm vi rộng lớn, xuyên suốt trong quá trình phát
triển phần mềm. Luận văn chỉ tập trung chủ yếu vào một thành phần quan trọng
trong kiến trúc phần mềm là thiết kế kiến trúc phần mềm.
2.2 Các thành phần chính trong thiết kế kiến trúc phần mềm
Thiết kế kiến trúc phần mềm gồm bốn thành phần chính là thành phần
(component), kết nối (connector), giao diện (interface) và cấu hình
(configuration).
Hình 2.1 mô tả một ví dụ về kiến trúc của hệ thống quản lý thông tin bệnh
nhân đƣợc thiết kế theo mô hình ba lớp gồm lớp trình diễn (Presentaion), lớp xử
lý nghiệp vụ (Business) và lớp truy cập, xử lý dữ liệu (Data Access Layer ADL). Lớp trình diễn sẽ có nhiệm vụ giao tiếp với ngƣời dùng, nhận yêu cầu từ
ngƣời dùng và hiển thị kết quả cho ngƣời dùng. Khi nhận đƣợc yêu cầu của

ngƣời dùng (thêm mới thông tin về bệnh nhân), lớp trình diễn sẽ yêu cầu lớp xử
lý nghiệp vụ xử lý và nhận kết quả trả về từ lớp nghiệp vụ, sau đó hiển thị kết


6

quả cho ngƣời dùng. Lớp xử lý nghiệp vụ có nhiệm vụ xử lý nghiệp vụ của bài
toán, lớp này sẽ nhận các yêu cầu của lớp trình diễn, xử lý các thao tác liên quan
tới nghiệp vụ, gửi yêu cầu tới tầng truy cập dữ liệu để lấy, cập nhật dữ liệu nếu
cần, sau đó trả kết quả về cho lớp trình diễn. Lớp truy cập dữ liệu có nhiệm vụ
đọc, cập nhật dữ liệu từ các file hoặc cơ sở dữ liệu (CSDL). Sau đó trả về kết
quả cho lớp xử lý nghiệp vụ.

In: PatientInfo
Out: ErrorCode

Presentation
(Button Save)

Procedure call
In: PatientInfo
Out: ErrorCode

Procedure call
In: PatientInfo
Out: ErrorCode

In: PatientInfo
Out: ErrorCode

Database
(Server 1)

Component

Hình 2.1: Thiết kế kiến trúc phần mềm hệ thống quản lý thông tin bệnh nhân.
Các thành phần ở hình 2.1 đƣợc mô tả chi tiết trong bảng 2.1 dƣới đây.
Bảng 2.1: Các thành phần trong thiêt kế kiến trúc hệ thống quản lý thông
tin bệnh nhân
Kiểu kiến trúc
Thành phần


Kết nối

Giao diện

Cấu hình

Sau đây mô tả chi tiết khái niệm về thành phần, kết nối, giao diện và cầu
hình.
2.2.1 Thành phần
Thành phần tóm lƣợc một tập các chức năng con hoặc dữ liệu của hệ thống
và giới hạn sự truy nhập tới các tập con (thành phần con) thông qua định nghĩa
các giao diện.
Thành phần có thể là các hệ thống con (Sub System - SS) trong một hệ thống
lớn, hoặc các dựa án (project), gói (package) trong một SS.
2.2.2 Kết nối
Kết nối là phƣơng tiện trung gian lắp ghép các thành phần với nhau và hỗ trợ
tƣơng tác giữa các thành phần đó. Kết nối cũng thực hiện truyền điều khiển và

dữ liệu giữa các thành phần.
Dựa trên cách thức mà các kết nối thực hiện các dịch vụ tƣơng tác, các loại
kết nối và đặc điểm của kết nối đƣợc trình bày trong [2], có tám loại kết nối: thủ
tục gọi kết nối (Procedure call), sự kiên (Event), truy cập dữ liệu (Data Access),


kết hợp (Linkage), luồng (Stream), phân xử (Arbitrator), thích nghi (Adaptor),
phân tán (Distributor). Dƣới đây sẽ mô tả các kết nối điển hình


8

Thủ tục gọi kết nối (Procedure call connectors):
Thủ tục gọi kết nối là mô hình luồng điều khiển giữa các thành phần thông
qua các kĩ thuật gọi khác nhau, là các tọa độ kết nối (coordination connectors).
Ngoài ra chúng còn thực hiện truyền dữ liệu giữa các thành phần tƣơng tác qua
việc sử dụng các tham số và giá trị trả về. Ví dụ phƣơng thức hƣớng đối tƣợng,
phân nhánh và thực thi trong Unix nơi mà có môi trƣờng giống nhau, hay sự gọi
lại (call back) trong sự kiện hệ thống.
Các thủ tục gọi thƣờng đƣợc dùng làm cơ sở cho kết nối hỗn hợp, chẳng hạn
nhƣ các thủ tục gọi từ xa. Không gian tùy chọn của thủ tục gọi kết nối đƣợc mô
tả trong hình 2.2.
Service

Communication

Coordination


Hình 2.2: Không gian tùy chọn của thủ tục gọi kết nối

[2]. Kết nối sự kiện (Event Connector)
Tƣơng tự nhƣ kết nối thủ tục, kết nối sự kiện tác động lên luồng xử lý giữa
các thành phần và cung cấp các dịch vụ phối hợp.
Các kết nối sự kiện cũng khác nhau từ các thủ tục gọi trong đó kết nối ảo đƣợc
hình thành giữa các thành phần quan tâm đến các chủ đề cùng một sự kiện, những
kết nối đó có thể xuất hiện và biến mất tự động tùy thuộc vào sự quan tâm thay đổi
của các thành phần trong các chủ đề của cùng một sự kiện của các


9

thành phần. Không gian tùy chọn của kết nối sự kiện đƣợc mô tả chi tiết trong
hình 2.3.

Service

Communication

Coordination


Hình 2.3: Không gian tùy chọn của kết nối sự kiện
[2]. Kết nối truy cập dữ liệu (Data access Connector)
Kết nối truy cập dữ liệu cho phép các thành phần truy cập dữ liệu đƣợc duy
trì bởi thành phần lƣu trữ dữ liệu, do đó chúng cung cấp các dịch vụ truyền
thông.
Trƣớc khi quyết định lƣu trữ dữ liệu phải tính đến cách thức sẽ truy cập vào dữ
liệu đó ra sao và sẽ dọn dẹp dữ liệu thế nào sau khi truy cập đƣợc hoàn thành, dữ
liệu đƣợc lƣu trữ liên tục hoặc tạm thời. Ví du truy cập dữ liệu liên tục bao gồm cơ
chế truy vấn nhƣ dữ liệu để truy cập CSDL, truy cập dữ liệu trong kho nhƣ một

kho chứa dữ liệu. Truy cập dữ liệu tạm thời bao gồm truy cập vùng nhớ (heap hoặc
stack) và thông tin vùng đệm. Không gian tùy chọn của kết nối truy


10

cập dữ liệu đƣợc mô tả chi tiết trong hình 2.4.
Service

Communication

Coordination

Hình 2.4: Không gian tùy chọn của kết nối truy cập dữ liệu [2].
2.2.3 Giao diện


Giao diện là điểm giao tiếp giữa hai thành phần với nhau. Các thành phần sẽ
hạn chế sự truy cập vào các thành phần con trong đó bằng cách chỉ đƣa ra một
số giao diện chính.
Giao diện cũng thể hiện sự liên kết lỏng lẻo hay chặt chẽ giữa các thành phần.
Trong thiết kế kiến trúc chúng ta thƣờng tuân thủ các nguyên lý hƣớng đối
tƣợng, các thành phần và mô đun (module) rất linh động và độc lập với nhau.
Tuy nhiên, chúng cũng đem lại một số rắc rối do sự linh động và khả năng tái sử
dụng trong phần mềm cũng đồng nghĩa với việc xuất hiện hàng loạt các lớp trừu
tƣợng, các phân tầng trong mô hình thiết kế. Các phân tầng trừu tƣợng này sẽ
làm giảm hiệu năng và tốc độ của hệ thộng. Do đó trong quá trình thiết kế kiến
trúc phần mềm phải cân nhắc phần mềm nào cần ƣu tiên sự linh động và khả
năng tái sử dụng, phần mềm nào ƣu tiên tốc độ và hiệu năng để đƣa ra thiết kế
phù hợp nhất.

11

2.2.4 Cấu hình
Cấu hình là một bộ các thiết lập cụ thể giữa các thành phần và kết nối của
một hệ thống kiến trúc phần mềm.
Một cấu hình có thể đƣợc biểu diễn nhƣ một đồ thị trong đó các nút đại diện
cho các thành phần và kết nối.
2.3 Một số kiểu kiến trúc điển hình
Một kiểu kiến trúc là một tập các quyết định thiết kế kiến trúc áp dụng trong
một ngữ cảnh phát triển phần mềm hoặc dựa trên sự ràng buộc của các quyết
định thiết kế kiến trúc cụ thể cho một hệ thống cụ thể trong phạm vi thiết kế đó.
Tập các quyết định thiết kế cũng dựa trên sự suy luận lợi ích chất lƣợng trong
mỗi kết quả hệ thống.
Kiểu kiến trúc đƣợc trình bày trong [2], có tám kiểu kiến trúc cơ bản là:
Main Program and Subroutines, Layered, Data-flow styles, Shared memory,
Interpreter, Implicit invocation, Peer-to-peer, “Derived” styles. Trong khi đó,
kiểu kiến trúc đƣợc tình bày trong [4] và [6], phân chia các kiểu kiến trúc theo
nhóm dựa trên đặc điểm của kiểu kiến trúc.
Kiểu kiến trúc gọi – trả lại (Main Program and Subroutines)
Đây là kiểu kiến trúc truyền thống bao gồm: Mô hình gọi – trả lại (Main
program and subroutines) và hƣớng đối tƣợng (object-oriented). Hình 2.5 minh
họa kiểu kiến trúc gọi – trả lại.
Main program
l
l

a
c

e

Procedure call

r

u
d
e

In: none
Out: Ovalue1

c

o
r

P

o

r

P

Out: OValue2
Routine 1

In: IValue3
Out: OValue3


Routine 2

P

In: none

Routine 1.1
Out: noe

Hình 2.5: Kiến trúc gọi trả lại [2].


12

Đặc điểm của kiểu kiến trúc gọi trả lại đƣợc mô tả chi tiết trong bảng 2.2.
Bảng 2.2: Đặc điểm của kiểu kiến trúc gọi trả lại
Kiểu kiến trúc
Đặc điểm

Thành phần
Kết nối
Lý do lựa chọn

Kiểu kiến trúc phân tầng (Layered)
Kiểu kiến trúc phân tầng là phân chia các mối quan tâm của ứng dụng
thành các lớp độc lập. Hình 2.6 minh họa kiểu kiến trúc phân tầng.

Client n
l
l

a
c

re
u
d
e
c

ro

P

Network

l
l

a
c

e
r

u

d
e

c

o
r

P

Server


Hình 2.6: Kiến trúc phân tầng [2].


13

Đặc điểm của kiểu kiến trúc phân tầng đƣợc mô tả chi tiết trong bảng 2.3.
Bảng 2.3: Đặc điểm của kiểu kiến trúc phân tầng
Kiểu kiến trúc
Đặc điểm
Thành phần

Kết nối
Lý do lựa chọn

2.4 Các bƣớc thiết kế kiến trúc phần mềm
Đầu năm 2009, khi đó tôi may mắn đƣợc tham gia vào dự án về xử lý ảnh
trong y tế cho khách hàng Nhật Bản. Hệ thống này rất lớn, cực kì phức tạp nên

có sự tham gia phát triển của nhiều công ty phần mềm ở Nhật Bản, Trung Quốc
và Việt Nam. Công ty tôi chịu trách nhiệm cho một số hệ thống con trong hệ
thống lớn này. Trƣớc đó chúng tôi chỉ quen với việc làm thiết kế chi tiết
(Software Detailed Desgin – SDD) rồi thực hiện viết mã nguồn. Khi khách hàng
yêu cầu chúng tôi viết tài liệu về thiết kế kiến trúc phần mềm (Software
Architecture Design – SAD) cho phần của mình thì tất cả đều bỡ ngỡ, không biết
SAD là gì. Ngƣời quản trị dự án của chúng tôi đã xin sự hỗ trợ từ phía tổng