Hướng dẫn cách lập sơ đồ và lập mô hình cơ sở dữ liệu UML
Tại sao nên chọn UML?
UML ra mắt đầu tiên vào những năm 1990 bởi ba kỹ sư phần mềm—Grady Booch, Ivar Jacobson và James Rumbaugh—vì họ muốn phát triển một cách đơn giản để thể hiện quá trình phát triển phần mềm ngày càng phức tạp, đồng thời tách biệt phương pháp luận khỏi quy trình. Hiện nay, UML vẫn là ký hiệu tiêu chuẩn đáng tin cậy dành cho các nhà phát triển, cũng như các nhà quản lý dự án, chủ doanh nghiệp, các doanh nhân công nghệ và các chuyên gia trong nhiều ngành.
Các lợi ích của UML là gì?
- Đơn giản hóa vấn đề phức tạp
- Giữ cho các đường dây liên lạc luôn mở
- Tự động hóa việc sản xuất phần mềm và quy trình
- Giúp giải quyết các vấn đề kiến trúc dai dẳng
- Nâng cao chất lượng công việc
- Giảm chi phí và thời gian tiếp cận thị trường
Các loại biểu đồ UML
Từ khách hàng và nhà quản lý dự án đến tác giả tài liệu kỹ thuật, nhà thiết kế, nhà phân tích, lập trình viên, người đảm bảo chất lượng (QA) và người thử nghiệm, mỗi vai trò sẽ sử dụng một biểu đồ cụ thể để phù hợp với nhu cầu của họ. Điều đó có nghĩa là mỗi bố trí yêu cầu mức độ tập trung và chi tiết khác nhau. Mục tiêu là để UML thể hiện trực quan các biểu đồ dễ hiểu cho mọi người.
Biểu đồ cấu trúc
Biểu đồ hành vi
Hãy xem xét kỹ hơn nhiều loại biểu đồ UML khác nhau thuộc từng danh mục:
1. Biểu đồ UML theo cấu trúc
Biểu đồ lớp. Biểu đồ này, loại phổ biến nhất trong phát triển phần mềm, được sử dụng để mô tả thiết kế lô-gic và vật lý của hệ thống và hiển thị các lớp của nó. Biểu đồ trông giống như lưu đồ vì các lớp được biểu diễn bằng các hộp. Biểu đồ này cung cấp hình ảnh về các lớp khác nhau và cách chúng có liên quan với nhau và mỗi lớp có ba ngăn:
- Mục trên cùng: tên lớp
- Mục giữa: thuộc tính lớp
- Mục dưới cùng: phương pháp hoặc thao tác của lớp
Ví dụ về biểu đồ giao diện lớp UML. Mẫu có sẵn để tải xuống.
Biểu đồ đối tượng. Thông thường, biểu đồ này được sử dụng như một cách để kiểm tra lại tính chính xác của biểu đồ lớp. Nói cách khác, biểu đồ này có hoạt động trong thực tế không? Biểu đồ này hiển thị các đối tượng hệ thống và mối quan hệ của chúng và cho thấy rõ hơn về các thiếu sót thiết kế tiềm ẩn cần sửa chữa.
Biểu đồ cấu phần. Còn được gọi là lưu đồ cấu phần, biểu đồ này hiển thị các nhóm thành phần lô-gic và mối quan hệ của chúng. Nói cách khác, biểu đồ này giúp biểu diễn đơn giản hệ thống phức tạp bằng cách tách hệ thống thành các cấu phần nhỏ hơn. Mỗi phần được biểu diễn bằng cách sử dụng một hộp hình chữ nhật, với tên được viết bên trong. Trình kết nối xác định mối quan hệ/quan hệ phụ thuộc giữa các cấu phần khác nhau.
Biểu đồ cấu trúc tổng hợp. Biểu đồ này hiếm khi được sử dụng bởi bất kỳ ai ngoài lĩnh vực phát triển phần mềm. Tại sao vậy? Mặc dù biểu đồ này tương tự như biểu đồ lớp nhưng cần tìm hiểu kỹ hơn. Biểu đồ này mô tả cấu trúc nội bộ của nhiều lớp và thể hiện sự tương tác giữa chúng. Trừ khi bạn là nhà phát triển, dạng xem cấp cao nhất có thể đủ thông tin.
Biểu đồ triển khai. Biểu đồ này hiển thị các cấu phần phần cứng (nút) và phần mềm (giả liệu) và mối quan hệ của chúng. Biểu đồ này cung cấp bản trình bày trực quan chính xác vị trí triển khai từng cấu phần phần mềm.
Khởi đầu doanh nghiệp của bạn bằng khóa học nhanh trong Microsoft 365
Biểu đồ gói. Biểu đồ này được sử dụng để mô tả quan hệ phụ thuộc giữa các gói tạo nên mô hình. Mục tiêu chính là thể hiện mối quan hệ giữa các cấu phần lớn khác nhau tạo thành một hệ thống phức tạp.
Biểu đồ hồ sơ. Loại này ít giống với biểu đồ mà giống với ngôn ngữ hơn. Biểu đồ hồ sơ giúp tạo các thuộc tính và ngữ nghĩa mới cho biểu đồ UML bằng cách xác định khuôn mẫu tùy chỉnh, giá trị được gắn thẻ và giới hạn. Các hồ sơ này cho phép bạn tùy chỉnh siêu mô hình UML cho các nền tảng khác nhau (ví dụ: Java Platform, Enterprise Edition (Java EE) hoặc Microsoft .NET Framework) và tên miền (ví dụ: lập mô hình kinh doanh, kiến trúc hướng dịch vụ, ứng dụng y tế, v.v.).
2. Biểu đồ hành vi UML:
Ví dụ về biểu đồ trường hợp sử dụng UML cơ bản. Mẫu có sẵn để tải xuống.
Biểu đồ trường hợp sử dụng. Biểu đồ này mô tả chức năng của hệ thống nhưng không mô tả cách hệ thống thực hiện. Trường hợp sử dụng là một tập hợp các sự kiện xảy ra khi “người thực hiện” sử dụng hệ thống để hoàn tất quy trình. Người thực hiện được định nghĩa là bất kỳ ai hoặc bất kỳ đối tượng nào tương tác với hệ thống (cá nhân, tổ chức hoặc ứng dụng) từ bên ngoài hệ thống. Vì vậy, biểu đồ trường hợp sử dụng mô tả một cách trực quan tập hợp các chuỗi và biểu diễn các yêu cầu chức năng của hệ thống.
Biểu đồ tổng quan về tương tác. Thông thường, biểu đồ này tương tự như biểu đồ hoạt động vì cả hai đều biểu diễn trình tự hoạt động từng bước. Tuy nhiên, biểu đồ tổng quan về tương tác là biểu đồ hoạt động được tạo từ các biểu đồ tương tác khác nhau. Chúng sử dụng các chú thích giống như biểu đồ hoạt động (các nút ban đầu, cuối cùng, quyết định, hợp nhất, phân nhánh và nối) với việc bổ sung các yếu tố như tương tác, sử dụng tương tác, giới hạn thời gian và thời lượng.
Biểu đồ thời gian. Biểu đồ UML này sẽ được sử dụng khi người dùng tập trung vào thời gian. Còn được gọi là biểu đồ trình tự hoặc sự kiện, nó không hiển thị cách các đối tượng tương tác hoặc thay đổi lẫn nhau. Về mặt chức năng, biểu đồ hiển thị cách các đối tượng và người thực hiện hoạt động dọc theo đường thời gian. Trọng tâm ở đây là thời gian sự kiện diễn ra và những thay đổi xảy ra tùy thuộc vào giới hạn thời lượng. Các phần chính của biểu đồ thời gian bao gồm:
- Đường đời: người tham gia cá nhân
- Đường thời gian trạng thái: các trạng thái khác nhau mà đường đời trải qua trong một quy trình
- Giới hạn thời lượng: thời gian cần thiết để đáp ứng giới hạn
- Giới hạn thời gian: thời gian mà người tham gia cần để thực hiện điều gì đó
- Sự kiện kết thúc: nơi đường đời của đối tượng kết thúc. Không có sự kiện nào khác xuất hiện sau khi xảy ra sự kiện kết thúc trên đường đời.
Biểu đồ máy trạng thái. Còn được gọi là biểu đồ trạng thái, biểu đồ này áp dụng khi hành vi của đối tượng phức tạp và chi tiết có vai trò thiết yếu. Biểu đồ giúp mô tả hành vi của một đối tượng (hoặc đôi khi là toán tử) và cách hành vi thay đổi dựa trên các sự kiện nội bộ và bên ngoài.
Biểu đồ trình tự. Không chỉ phổ biến ở cộng đồng thiết kế, biểu đồ hấp dẫn trực quan này rất phù hợp để hiển thị tất cả các loại quy trình kinh doanh. Biểu đồ này chỉ hiển thị cấu trúc của một hệ thống, hiển thị trình tự thông báo và tương tác giữa những người thực hiện và đối tượng theo thứ tự thời gian. Biểu đồ trình tự hiển thị sự lặp lại và phân nhánh đơn giản. Biểu đồ này thích hợp cho hoạt động đa nhiệm.
Biểu đồ giao tiếp. Biểu đồ giao tiếp hoặc cộng tác tương tự như biểu đồ trình tự. Tuy nhiên, biểu đồ này nhấn mạnh vào việc giao tiếp giữa các đối tượng. Biểu đồ này cho thấy tổ chức của các đối tượng tham gia vào một tương tác và có sự lặp lại và phân nhánh phức tạp hơn.
Mô hình cơ sở dữ liệu
UML cũng phổ biến dưới dạng ký hiệu cho việc lập mô hình cơ sở dữ liệu. Các mô hình này là công cụ trực quan tuyệt vời để động não, lập biểu đồ dạng tự do và cộng tác để đưa ra các ý tưởng.
Mặc dù UML không có thông số kỹ thuật về việc lập mô hình dữ liệu nhưng đây có thể là công cụ hữu ích để lập biểu đồ, đặc biệt là vì dữ liệu từ cơ sở dữ liệu có thể được sử dụng trong lập trình hướng đối tượng.
Hãy cùng xem các loại mô hình cơ sở dữ liệu khác nhau mà bạn có thể tạo:
- Mô hình cơ sở dữ liệu phân cấp. Là mô hình cũ nhưng tốt, dữ liệu của mô hình này được sắp xếp theo cấu trúc giống cây. Cây được tạo thành từ một số nhóm có tên là phân đoạn. Mô hình này sử dụng mối quan hệ một-nhiều. Quyền truy nhập dữ liệu cũng có thể dự đoán được.
- Mô hình mạng lưới. Mô hình này có dạng đồ thị, trong đó các loại mối quan hệ là các cung và các loại đối tượng là các nút. Không giống như các mô hình cơ sở dữ liệu khác, sơ đồ mô hình mạng lưới không được giới hạn dưới dạng mạng lưới hoặc phân cấp.
- Mô hình cơ sở dữ liệu hướng đối tượng. Mô hình này sử dụng tập hợp các đối tượng hoặc thành phần phần mềm có thể tái sử dụng, với các tính năng và phương pháp liên quan. Ví dụ, cơ sở dữ liệu đa phương tiện có thể có các hình ảnh không lưu được trong cơ sở dữ liệu quan hệ. Hoặc cơ sở dữ liệu siêu văn bản cho phép nối kết tới các đối tượng khác.
- Mô hình quan hệ. Ở đây, dữ liệu được cấu trúc bằng cách sử dụng quan hệ hoặc cấu trúc toán học giống như lưới có cột và hàng. Về cơ bản, đó là một bảng.
- Mô hình quan hệ đối tượng. Đúng như tên gọi, mô hình này là kết hợp của hai mô hình được đề cập ở trên. Mô hình này hỗ trợ các đối tượng, lớp, kế thừa và các thành phần hướng đối tượng khác, nhưng cũng hỗ trợ các kiểu dữ liệu, cấu trúc bảng và các cấu trúc khác–giống như mô hình dữ liệu quan hệ.
- Biểu đồ mối quan hệ giữa các thực thể. Mô hình này bao gồm các loại thực thể (người, địa điểm hoặc vật thể). Nó hiển thị các mối quan hệ có thể tồn tại giữa các loại thực thể. Bằng cách xác định các thực thể, thuộc tính của chúng và hiển thị mối quan hệ giữa các thực thể, biểu đồ ER sẽ minh họa cấu trúc lô-gic của cơ sở dữ liệu.
- Mô hình tài liệu. Mô hình này được thiết kế để lưu trữ và quản lý tài liệu hoặc dữ liệu bán cấu trúc, chứ không phải là dữ liệu nguyên tử. Mô hình này có cấu trúc cây, trong đó mỗi nút là một đối tượng đại diện cho một phần của tài liệu.
- Mô hình thực thể-thuộc tính-giá trị. EAV hoặc mô hình biểu đồ mở, dữ liệu được ghi dưới dạng ba cột:
- Thực thể (nội dung được mô tả)
- Thuộc tính hoặc tham số (ví dụ: tên, mô tả, kiểu dữ liệu)
- Giá trị của thuộc tính
- Biểu đồ ngôi sao. Đây là phiên bản đơn giản nhất của mô hình chiều dữ liệu, trong đó dữ liệu được sắp xếp theo chiều và dữ kiện. Biểu đồ này được sử dụng trong nghiệp vụ thông minh và kho dữ liệu vì mô hình thích hợp để truy vấn các tập dữ liệu lớn.
Đơn giản hóa với phần mềm
Cho dù bạn đang tạo mô hình cơ sở dữ liệu hay biểu đồ UML, việc sử dụng công cụ phần mềm đơn giản hóa và cải thiện quy trình. Hãy đảm bảo chọn tùy chọn cho phép bạn:
- Tạo biểu đồ chuyên nghiệp bằng các mẫu dựng sẵn và hàng nghìn hình dạng trong hệ sinh thái nội dung đáp ứng các tiêu chuẩn ngành như UML 2.5, BPMN 2.0 và IEEE.
- Khiến các biểu đồ trở nên sống động với lớp phủ dữ liệu, biểu tượng, màu sắc và đồ họa giúp dễ dàng xử lý dữ liệu, bao gồm cả tính năng tạo hình ảnh trực quan cho dữ liệu Excel trong một bước.
- Cộng tác với những người khác bằng cách sử dụng tính năng đồng tác giả, nhận xét và chú thích.
- Truyền đạt thông tin đáng tin cậy và truy nhập các biểu đồ gần như từ mọi nơi trong trình duyệt hoặc ứng dụng dành cho thiết bị.
Trong các hệ thống không phải phần mềm và phát triển phần mềm trong nhiều ngành, việc sử dụng biểu đồ UML trực quan có thể đóng vai trò quan trọng trong việc tạo các cấu trúc và quy trình hành vi thành công. Tìm hiểu thêm về cách tạo biểu đồ UML với phần mềm theo hướng dẫn từng bước này.
Marin là thành viên của đội ngũ tiếp thị tại Microsoft. Ông rất vui khi chứng kiến cách các doanh nhân có thể khởi nghiệp, quản lý và phát triển doanh nghiệp tốt hơn.
Theo dõi Microsoft 365