Kejuruteraan Perisian

REKABENTUK SISTEM

Definisi serta dokumen rekabentuk Senibina rekabentuk Proses senibina rekabentuk

System structuring/decompositionControl modellingModular decomposition

Sifat rekabentuk yang baik

REKABENTUK Definisi: Suatu proses kreatif yang

menukarkan masalah kepada penyelesaian.

Menggunakan maklumat daripada spesifikasi keperluan untuk menerangkan masalah.

Penyelesaian akan diberi sekiranya ia memenuhi keseluruhan spesifikasi keperluan.

Rekabentuk Konseptual & Teknikal

Perekabentuk mesti penuhi kehendak pelanggan dan juga pembangun sistem

Pelanggan: faham apa yang akan sistem lakukan

Pembangun: mesti faham bagaimana sistem akan berfungsi.

Rekabentuk konseptual

Memberitahu pelanggan apa yang akan sistem dapat lakukan.

Memberi tumpuan kepada fungsian sistem.

Pelanggan akan mengesahkan rekabentuk logikal sistem sebelum perekabentuk tukar kepada rekabentuk teknikal.

Rekabentuk teknikal

Translasi rekabentuk konseptual kepada dokumen yang lebih mendalam.

Pembangun akan faham apa perisian serta perkakasan sebenar yang diperlukan untuk menyelesaikan masalah pelanggan

Ia menerangkan bentuk (form) akhir yang akan diambil oleh sistem.

RekabentukKonseptual

fungsi

RekabentukKonseptual

fungsi

RekabentukTeknikal

bentuk

RekabentukTeknikal

bentukPerekabentu

k sistem

Pelanggan Pembangun sistem

BAGAIMANAAPA

Senibina Rekabentuk Menyatakan struktur keseluruhan

bagi sistem perisian. Peringkat awal bagi proses

rekabentuk sistem. Mewakilkan hubungan antara

spesifikasi dan proses rekabentuk. Mengenalpasti komponen sistem

utama dan komunikasi sesamanya.

Proses Senibina Rekabentuk System structuring/decomposition

Sistem dihuraikan (decomposed) kepada beberapa subsistem utama dan komunikasi antara subsistem dikenalpasti.

Control modelling Model kawalan hubungan antara subsistem

yang berlainan akan dikenalpasti. Modular decomposition

Subsistem yang dikenalpasti akan dihuraikan kepada modul-modul.

Subsistem & Modul Subsistem merupakan sistem yg

tersendiri dimana operasinya tidak bergantung kepada perkhidmatan yg disediakan oleh subsistem lain.

Modul merupakan komponen sistem yg menyediakan perkhidmatan kepada komponen lain tetapi ia tidak dianggap sebagai sistem yg berasingan.

Model-model Senibina Model senibina yg berlainan mungkin

akan dihasilkan semasa proses rekabentuk. Antaranya: Model struktur statik menunjukkan

komponen sistem utama. Model proses dinamik menunjukkan struktur

proses sistem. Model antaramuka menyatakan antaramuka

subistem. Model hubungan seperti model aliran data

(DFD).

Proses Senibina Rekabentuk (1) System Structuring

Berkaitan dengan penghuraian sistem kepada interaksi subsistem.

Biasanya diwakilkan sebagai rajah blok yg memaparkan pandangan struktur sistem.

Model yg spesifik menunjukkan bgmn subsistem berkongsi data, diagihkan dan antaramuka antara subsistem.

Packing robot control system

Visionsystem

Objectidentification

system

Armcontroller

Grippercontroller

Packagingselectionsystem

Packingsystem

Conveyorcontroller

Mewakili subsistem

Mewakili data/ kawalan

System structuring: Repository model Subsistem mesti menukar (exchange)

data. Ianya boleh dilakukan dengan 2 cara: Data yg dikongsi diletakkan pada pangkalan

data pusat (repository) dan boleh dicapai oleh semua subsistem lain.

Setiap subsistem mempunyai pangkalan data yg tersendiri dan boleh menghantar data kepada subsistem lain.

Model yg biasa digunakan apabila koleksi data yg besar ingin dikongsi bersama.

Contoh repository model: CASE toolset architecture

Projectrepository

Designtranslator

Programeditor

Designeditor

Codegenerator

Designanalyser

Reportgenerator

Repository model Kelebihan:

Cara efisien untuk kongsi jumlah data yg besar.

Subsistem tidak perlu hirau bagaimana data diurus. Pengurusan berpusat (back-up, keselamatan dll).

Model kongsian diterbitkan menggunakan skema repository.

Kelemahan: Subsistem mesti bersetuju dengan model data

repository. Evolusi data adalah sukar dan agak mahal. Sukar untuk mengagihkan data kepada

beberapa mesin (masalah ketidakkonsistenan).

System structuring:Client-server model Model sistem teragih (distributed) yg

menunjukkan bagaimana data dan pemprosesan diagihkan merentasi pelbagai komponen.

Terdapat set pelayan (stand-alone server) yg menyediakan perkhidmatan spesifik spt cetakan, pengurusan data dll.

Terdapat set klien (client ) yg memanggil perkhidmatan tersebut.

Terdapat rangkaian yg membenarkan klien mencapai pelayan.

Client-server model Senibina client-server yg paling mudah

dipanggil two-tier client server di mana aplikasi diorganisasi kepada server dan set client. Ia boleh terdiri daripada 2 bentuk: Thin-client model: Semua pemprosesan

aplikasi dan pengurusan data dilaksanakan pada server. Client cuma bertanggjawab untuk menjalankan (run) persembahan perisian.

Fat-client model: Server hanya bertanggungjawab bagi pengurusan data. Perisian pada client melaksanakan logik aplikasi dan interaksi dengan pengguna sistem.

Client-server model:Two-tier client server

Server

Data ManagementApplication Processing

ClientPresentation

Thin-client model

Server

Data ManagementClientPresentation

Fat-client model

ApplicationProcessing

Contoh: Banking ATM systems

Contoh Client-server: Film and picture library

Catalogueserver

Catalogue

Videoserver

Film clipfiles

Pictureserver

Digitizedphotographs

Hypertextserver

Hypertextweb

Client 1 Client 2 Client 3 Client 4

Wide-bandwidth network

Senibina client-server Kelebihan:

Pengagihan data dan pemprosesan dilaksanakan kepada beberapa pemproses (klien dan pelayan).

Menggunakan sistem rangkaian secara efektif (boleh kurangkan kos perkakasan)

Mudah untuk menambah/upgrade pelayan baru (tanpa perlu mengganggu sistem lain)

Kelemahan: Tiada perkongsian model data, jadi subsistem

guna organisasi data yg berbeza (tidak efisien) Masalah prestasi sekiranya pertukaran data

antara klien-pelayan adalah besar (bandwith rangkaian yg rendah)

System structuring: Abstract machine model Digunakan untuk memodelkan

antaramuka antara subsistem. Mengorganisasi sistem kepada set layer

(abstract machine) yg mana setiap satu menyediakan set perkhidmatan.

Menyokong pembangunan secara penokokan (incremental) kepada subsistem dalam layer yg berlainan. Apabila antaramuka layer berubah, hanya layer yg bersebelahan sahaja yg terjejas.

Bagaimanapun, agak sukar untuk menstruktur sistem dengan cara ini.

Contoh Abstract machine model: Version management system

Operatingsystem

Database system

Object management

Version management

Proses Senibina Rekabentuk (2) Control models

Berkaitan dengan aliran kawalan antara subsistem (berbeza dengan system structuring/ decomposition model)

Terdapat 2 pendekatan umum kepada kawalan:

1. Centralised control – satu subsistem mempunyai tanggungjawab keseluruhan bagi kawalan (memula/menghenti) subsistem lain.

2. Event-based control – setiap subsistem boleh respon kepada event luaran dari subsistem lain atau persekitaran sistem.

Contoh Centralised control:

Routine 1.2Routine 1.1 Routine 3.2Routine 3.1

Routine 2 Routine 3Routine 1

Mainprogram

Call-return model• Top-down subroutine model where control starts at the top of a subroutine hierarchy and moves downwards. Applicable to sequential systems.

Contoh Event-based control:

Sub-system1

Event and message handler

Sub-system2

Sub-system3

Sub-system4

Broadcast models• An event is broadcast to all sub-systems. Any sub-system which can handle the event may do so.• Effective in integrating sub-systems on different computers in a network.

Proses Senibina Rekabentuk (3) Modular Decomposition

Melibatkan proses menghuraikan subsistem kepada modul-modul yg lebih kecil.

Terdapat 2 pendekatan: 1. Model berorientasikan objek – sistem

dihuraikan kepada interaksi objek-objek. 2. Model aliran data – sistem dihuraikan

kepada modul fungsian yg menukarkan input kepada output (pipeline model)

Modular Decomposition:Model berorientasikan objek Menstruktur sistem kepada set objek yg

mempunyai pergantungan yg lemah (loosely coupled) dan antaramuka yg ditakrif dengan baik.

Decomposition berorientasikan objek berkaitan dengan mengenalpasti kelas objek, atribut serta operasi (metod).

Dalam perlaksanaan, objek (instance) akan dicipta dari kelas dan sebahagian model kawalan digunakan untuk kordinasi operasi objek.

Contoh Model berorientasikan objek: Invoice processing system

issue ()sendReminder ()acceptPayment ()sendReceipt ()

invoice#dateamountcustomer

Invoice

invoice#dateamountcustomer#

Receipt

invoice#dateamountcustomer#

Payment

customer#nameaddresscredit period

CustomerKelas Objek

Atribut

Operasi

Modular Decomposition:Model Aliran Data Juga dikenali sebagai pipe and filter

model (dimana transformasi fungsian memproses input kepada output)

Pendekatan ini mempunyai variasi yang biasa dimana jika transformasi adalah berjujukan, ia digelar model jujukan berkumpulan (batch), yg banyak digunakan untuk data processing systems.

Model ini tidak sesuai untuk sistem interaktif (sukar untuk model event-based data input daripada pengguna)

Contoh Model aliran data: Invoice processing system

Read issuedinvoices

Identifypayments

Issuereceipts

Findpayments

due

Receipts

Issuepaymentreminder

Reminders

Invoices Payments

Fungsian transformasi

Sifat rekabentuk yang baik Rekabentuk berkualiti tinggi akan

beri kesan kepada kualiti produk: Ease of understanding Ease of implementation Ease of testing Ease of modification Correct translation from requirements

specification

Sifat rekabentuk yang baik: Component Independence Abstraction & information hiding

membenarkan kita untuk memeriksa komponen mana yang berkaitan antara satu sama lain dalam rekabentuk keseluruhan.

Untuk kenalpasti dan mengukur darjah kebergantungan komponen di dalam rekabentuk, guna 2 konsep: Coupling Cohesion

Component Independence:1. Coupling Merujuk kepada darjah kebergantungan

yg wujud antara komponen untuk berfungsi secara sempurna. Highly coupled: pergantungan

(dependence) yang kuat di antara komponen-komponen tersebut.

Loosely coupled: ada pergantungan, tetapi perhubungan di antara komponen adalah lemah

Uncoupled: tiada perhubungan lansung, pergantungan bebas.

Component CouplingUncoupled

Loosely coupled

Highly coupled

Contoh pergantungan:• rujukan antara komponen• penghantaran data antara komponen• jumlah kawalan antara komponen• kekompleksan antaramuka antara komponen

Component Independence:2. Cohesion Merujuk kepada ‘internal glue’ dimana

sesuatu komponen itu dibangunkan. Sesuatu komponen itu dikatakan

cohesive jika kesemua arahan di dalam komponen bertujuan untuk menyempurnakan satu tugas atau set tugas yg berkaitan (fungsian berkait)

Lebih ‘cohesive’ sesuatu komponen, lebih berkait antara bahagian-bahagian dalaman komponen (mudah difahami, koding, debug dan selenggara)

Component Cohesion

Fungsi A

Fungsi BFungsi C

Fungsi DFungsi E

CoincidentalFungsi tidak

berkait

Fungsi A

Fungsi B

Fungsi C

ProceduralFungsi berkait

mengikut susunan

Contoh cohesion:

Fungsi A – part 1

FunctionalFungsi berkait

berjujukan lengkap

Fungsi A – part 2

Fungsi A – part 3

Lebih cohesive

Sifat rekabentuk yang baik: Exception Identification & Handling Exception:

Kegagalan untuk menyediakan perkhidmatan (system down)

Menyediakan perkhidmatan atau data yang salah

Corrupting data Setiap exception yang dikenalpasti

boleh ditangani dengan 3 cara: Retrying (restore system to previous state) Correct (restore system, correct some

aspect and try again) Report (restore system, report problem and

stop service)

Sifat rekabentuk yang baik: Fault Prevention & Tolerance Rekabentuk mesti menyertakan ‘fault’

dan cuba mengurangkan gangguan serta memaksimakan keselamatan.

Fault: apabila manusia melakukan kesilapan, keputusannya akan menghasilkan ‘fault’ dalam produk perisian.

Failure: departure of the system from its required behaviour. Boleh dikesan sebelum dan selepas penghantaran sistem.

Rekabentuk Sistem: Rumusan

Senibina rekabentuk (perisian) merupakan rangkakerja asas bagi menstruktur sistem. Model senibina yg berbeza spt structural, control dan decomposition model mungkin akan dibangunkan semasa senibina rekabentuk.

Sistem yg besar (kompleks) tidak selalunya berdasarkan kepada model senibina tunggal. Sistem ini biasanya menyertakan pelbagai model pada aras (abstraction) yg berlainan.

Antara sifat yang perlu ada pada sistem: modularity, cohesion, coupling, fault tolerance, user-interface etc.