Luận văn Một agent tự nhận thức để tìm kiếm

h sách B(n) chứa các đỉnh đi được từ đỉnh n. Thuật giải A*: 1. Open.Store(s) 2. while not Open.Empty() do 2.1 n = Open.Retrieve() 2.2 Close.Store(n) 2.3 if (n == g) then return true 2.4 for m Ỵ B(n) do 2.4.1 2.4.2 if (m Ï Open È Close) then Open. Store(m) 2.4.3 if (m == (m’ ỴOpenÈClose) && ^f(m) < ^f(m’) then 2.4.3 .1 <đặt lại tham chiếu cho m’) 2.4.3 .2 if (m’ Ỵ Close ) < chuyển m’ qua Open ) 3. return false Danh sách mở Open được sử dụng trong trường hợp này là Queue. III. LẬP TRÌNH HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG VỚI VISUAL C++ Thực tế, mọi thứ trong thế giới thực đều có thể được xem như đối tượng. Do đó, để mô phỏng thế giới thực thì không có hướng tiếp cận nào tốt hơn hướng đối tượng. Trong số các ngôn ngữ hỗ trợ hướng đối tượng thì C++ được xem là ngôn ngữ lập trình thông dụng nhất. Hiện nay, trên thị trường có nhiều công cụ hỗ trợ lập trình trên C++ như Borland C++, Watson C++, Visual C++… trong đó Visual C++ của hãng Microsoft được ưa chuộng nhất vì tính thân thiện, dễ sử dụng và hỗ trợ triển khai ứng dụng nhanh. Vì thế, tôi chọn Visual C++ làm công cụ phát triển ứng dụng của mình trong đề tài này. 1. Khái niệm về lập trình hướng đối tượng: 1.1 Tổng quan: Lập trình hướng đối tượng (Object-Oriented Programming – gọi tắt là OOP), hay chi tiết hơn là lập trình định hướng đối tượng, là một phương pháp lập trình lấy đối tượng (object) làm nền tảng để xây dựng thuật giải, xây dựng chương trình. Lập trình hướng đối tượng đặt trọng tâm vào đối tượng - yếu tố quan trọng trong quá trình phát triển chương trình- và không cho phép dữ liệu biến động tự do trong hệ thống. Dữ liệu được gắn chặt với các hàm thành các vùng riêng mà chỉ có các hàm đó tác động lên và cấm các hàm bên ngoài truy cập tới một cách tuỳ tiện. Lập trình hướng đối tượng cho phép chúng ta phân tích bài toán thành các thực thể được gọi là các đối tượng và sau đó xây dựng các dữ liệu cùng các hàm xung quanh các đối tượng đó. Các đối tượng có thể tác động, trao đổi thông tin với nhau thông qua cơ chế truyền nhận thông điệp (message). Việc tổ chức một chương trình hướng đối tượng có thể được mô tả như sau: Đối tượng A Dữ liệu Đối tượng B Dữ liệu Đối tượng C Dữ liệu message Lập trình hướng đối tượng có các đặc tính chủ yếu sau: Tập trung vào dữ liệu thay cho các hàm. Chương trình được chia thành các đối tượng. Cấu trúc dữ liệu được thiết kế sao cho đặc tả được đối tượng. Các hàm thao tác trên các vùng dữ liệu của đối tượng được gắn với cấu trúc dữ liệu đó. Dữ liệu được đóng gói lại, được che giấu và không cho phép các hàm ngoại lai truy cập tự do. Các đối tượng tác động và trao đổi thông tin với nhau qua các hàm Có thể dễ dàng bổ sung dữ liệu và các hàm mới vào đối tượng nào đó khi cần thiết. Chương trình được thiết kế theo cách tiếp cận từ dưới lên (bottom-up). Sau đây là một số khái niệm được sử dụng trong lập trình hướng đối tượng. 1.2 Một số khái niệm: Đối tượng (object) Đối tượng là sự kết hợp giữa dữ liệu và phương thức thao tác trên dữ liệu đó. Có thể đưa ra công thức phản ánh bản chất kỹ thuật của lập trình hướng đối tượng như sau: Đối tượng = dữ liệu + phương thức Lớp (class) Lớp là một khái niệm mới trong lập trình hướng đối tượng so với các kỹ thuật lập trình khác. Đó là một tập các đối tượng có cấu trúc dữ liệu và các phương thức giống nhau (hay nói cách khác là một tập các đối tượng cùng loại). Như vậy khi có một lớp thì chúng ta sẽ biết được một mô tả cấu trúc dữ liệu và phương thức của các đối tượng thuộc lớp đó. Mỗi đối tượng sẽ là một thể hiện cụ thể (instance) của lớp đó. Trong lập trình, chúng ta có thể coi một lớp như là một kiểu còn các đối tượng sẽ là các biến có kiểu của lớp. Nguyên tắc đóng gói dữ liệu Trong lập trình hướng đối tượng ta đã thấy các hàm hay thủ tục được sử dụng mà không cần biết nội dung cụ thể của nó. Người sử dụng chỉ cần biết chức năng của hàm cũng như các tham số cần truyền vào để gọi hàm thực thi mà không cần quan tâm đến những lệnh cụ thể bên trong nó. Người ta gọi đó là sự đóng gói về chức năng. Trong lập trình hướng đối tượng, không những chức năng được đóng gói mà cả dữ liệu cũng như vậy. Với mỗi đối tượng, người ta không thể truy cập trực tiếp vào các thành phần dữ liệu của nó mà phải thông qua các thành phần chức năng (các phương thức) để làm việc đó. Chúng ta sẽ thấy sự đóng gói thực sự về dữ liệu chỉ có trong một ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng “thuần khiết” (pure) theo nghĩa các ngôn ngữ được thiết kế ngay từ đầu chỉ cho lập trình hướng đối tượng. Còn đối với các ngôn ngữ “lai” (hybrid) được xây dựng trên các ngôn ngữ khác (ban đầu chưa phải là hướng đối tượng) như C++ vẫn có những ngoại lệ nhất định vi phạm nguyên tắc đóng gói dữ liệu. Tính thừa kế (inheritance) Một khái niệm quan trọng của lập trình hướng đối tượng là sự thừa kế. Sự thừa kế cho phép chúng ta định nghĩa một lớp mới trên cơ sở các lớp đã tồn tại có bổ sung những phương thức hay các thành phần dữ liệu mới. Khả năng kế thừa cho phép chúng ta sử dụng lại một cách dễ dàng các module chương trình mà không cần thay đổi các module đó. Đây là một điểm mạnh của lập trình hướng đối tượng so với lập trình cấu trúc. Tính đa hình (polymorphime) Tính đa hình xuất hiện khi có khái niệm kế thừa. Giả sử chúng ta có một kế thừa lớp hình tứ giác và tam giác từ lớp hình đa giác (hình tam giác và tứ giác có đầy đủ các thuộc tính và tính chất của một hình đa giác). Lúc này một đối tượng thuộc lớp hình tam giác hay tứ giác đều có thể hiểu rằng nó là một hình đa giác. Mặt khác với mỗi đa giác ta có thể tính diện tích của nó. Như vậy làm thế nào mà một đa giác có thể sử dụng đúng công thức để tính diện tích phù hợp với nó là hình tam giác hay tứ giác. Ta gọi đó là tính đa hình. 1.3 Các ưu điểm của lập trình hướng đối tượng: Lập trình hướng đối tượng đem lại một số lợi thế cho người thiết kế lẫn người lập trình. Cách tiếp cận hướng đối tượng giải quyết được nhiều vấn đề tồn tại trong quá trình phát triển phần mềm và tạo ra được những phần mềm có độ phức tạp và chất lượng cao. Phương pháp này mở ra một triển vọng to lớn cho người lập trình. Những ưu điểm chính của lập trình hướng đối tượng là: Thông qua nguyên lý kế thừa, chúng ta có thể loại bỏ được những chương trình lặp lại trong quá trình mô tả các lớp và có thể mở rộng khả năng sử dụng của các lớp đã xây dựng mà không cần phải viết lại. Chương trình được xây dựng từ những đơn thể (đối tượng) trao đổi với nhau nên việc thiết kế và lập trình sẽ được thực hiện theo quy trình nhất định chứ không phải dựa vào kinh nghiệm và kỹ thuật như trước nữa. Điều này đảm bảo rút ngắn được thời gian xây dựng hệ thống và tăng năng suất lao động. Nguyên lý đóng gói hay che giấu thông tin giúp lập trình viên tạo ra được những chương trình an toàn không bị thay đổi bởi những đoạn chương trình khác. Có thể xây dựng được ánh xạ các đối tượng của bài toán vào đối tượng chương trình. Cách tiếp cận thiết kế đặt trọng tâm vào dữ liệu, giúp chúng ta xây dựng được mô hình chi tiết và dễ dàng cài đặt hơn. Các hệ thống hướng đối tượng dễ mở rộng, nâng cấp thành những hệ lớn hơn. Kỹ thuật truyền thông điệp trong việc trao đổi thông tin giữa các đối tượng làm cho việc mô tả giao diện với các hệ thống bên ngoài trở nên đơn giản hơn. Có thể quản lý được độ phức tạp của những sản phẩm phần mềm. Với nhiều đặc tính phong phú của lập trình hướng đối tượng nói riêng, của phương pháp phân tích thiết kế và phát triển hướng đối tượng nói chung, chúng ta hy vọng công nghiệp phần mềm sẽ có những cải tiến vượt bậc không những về chất lượng mà còn gia tăng nhanh về số lượng trong tương lai. 2. Ngôn ngữ lập trình Visual C++ trên môi trường Windows 2.1 Tổng quan: Như chúng ta đã biết, các chương trình ứng dụng ngày nay thường là phức tạp và quy mô hơn so với trước đây. Hơn nữa, bên cạnh quy mô lớn và phức tạp thì giao diện đồ họa gần như không thể thiếu trong những chương trình ứng dụng này. Tuy nhiên, cho dù các chương trình ứng dụng ngày càng đòi hỏi tính quy mô, phức tạp hơn thì người lập trình vẫn có khả năng giảm thiểu các công việc của mình nếu họ chọn được một công cụ lập trình hợp lý. Visual C++ là một trong những công cụ nói trên. Với code-generating wizards, Visual C++ có thể tạo ra khung sườn cho các chương trình ứng dụng thực thi trong môi trường Windows trong vòng vài giây. Các lớp thư viện đi kèm với Visual C++ như là Microsoft Foundation Classes (MFC) đã trở thành một trong các tiêu chuẩn để phát triển các phần mềm dưới môi trường Windows cho các trình biên dịch C khác nhau. Bên cạnh đó, các công cụ soạn thảo khả kiến cũng tạo ra cho chúng ta các công cụ hữu hiệu để có thể tạo các menu và các hộp hội thoại. Nói tóm lại, việc nghiên cứu Visual C++ là một việc làm cần thiết cho các nhà lập trình ứng dụng khi viết các chương trình thực thi trong môi trường Windows và giao diện đồ họa. Để cung cấp cho lập trình viên một môi trường làm việc hiệu quả, Microsoft Developer Studio đã kết hợp các giai đoạn của việc lập trình như soạn thảo, biên dịch và kiểm tra lỗi lại thành một giao diện duy nhất, điều đó có nghĩa chúng ta có thể cài đặt hay xoá bỏ các Breakpoint phục vụ cho việc Debug chương trình trong cùng một giao diện với việc soạn thảo phần Source code. Hơn thế nữa, khi chúng ta tiến hành xây dựng một đề án, môi trường phát triển tích hợp (IDE - Integrated Development Environment) có thể phát hiện các lỗi và cho phép chúng ta tiếp cận ngay đến vị trí lỗi đó một cách nhanh chóng cho dù tập tin chứa các lỗi này chưa được mở. Với Microsoft Visual C++, chương trình ứng dụng thường được xây dựng trên cơ sở các lớp (classes). Có rất nhiều lớp khác nhau đã được xây dựng sẵn thành thư viện để phục vụ cho người lập trình. Chẳng hạn như lớp CDC là lớp phục vụ rất đắc lực cho việc vẽ hình trong các ứng dụng viết bằng Visual C++. Lớp CDC Một cách chuyên dụng, lớp CDC được thiết kế cho mục đích chính là vẽ hình để tạo những hình ảnh thông báo hay để thực thi hàm OnDraw() khi chúng ta cần làm việc trong các cửa sổ. Trong thực tế thì lớp CDC được thiết kế bao gồm hai nhóm Device Context: một dùng cho việc quản lý các quá trình vẽ và một dùng cho việc quản lý các quá trình hỏi đáp – truy vấn (query). Việc quản lý quá trình vẽ trên các DC được thực thi bởi m_hDC và việc quản lý các quá trình chất vấn là do m_hAttribDC. Khi chúng ta can thiệp vào CDC dù với một công việc sơ đẳng nhất thì đáp ứng tương tự sẽ xảy ra cho DC tương ứng. Do đó chúng ta có thể thực hiện các công việc một cách đơn giản là sử dụng các hàm thành phần của CDC. Đồng thời Windows cũng giới thiệu một thư viện GDI (Graphic Device Interface). Thư viện này giúp cho chương trình viết ra có thể tiếp cận driver Video và Printer của hệ thống một cách dễ dàng. Chương trình này có thể gọi các hàm chức năng của GDI, tham khảo cấu trúc của các dữ liệu bằng cách gọi Device Context. Windows sẽ ánh xạ cấu trúc Device Context thành Physical Device và đưa ra Input/Output tương ứng. Microsoft Developer Studio và tiến trình xây dựng: Visual C++ là một thành phần của Microsoft Developer Studio là IDE (Integrated Development Environtment). IDE có nguồn gốc từ Visual Workbench dựa trên Quick C cho Window. Microsoft Developer Studio cung cấp khả năng : Help Online làm việc như một Web Browser. AppWizard Có thể xem Project ở nhiều khía cạnh (editor, workspace) ClassWizard Xây dựng giao diện gồm trình đơn và các khung đối thoại Compiling, Linking Debugging Tiến trình xây dựng một ứng dụng của Visual C++ : Ở đây, trong phạm vi đề tài này, chúng ta chỉ nghiên cứu lập trình C++ với sự hỗ trợ của thư viện MFC (Microsoft Foundation Class). Thư viện này là một công cụ quan trọng để xây dựng nhanh các chương trình ứng dụng Windows sử dụng Visual C++. Nó cũng làm cho việc lập trình dễ dàng hơn bằng cách cung cấp những lớp, những đối tượng với các hành vi (Methods) và các thuộc tính (Properties). 2.2 Thư viện MFC: Thư viện MFC hỗ trợ 2 loại ứng dụng: SDI (Single Document Interface) và MDI (Multi Document Interface). Với loại SDI thì ta chỉ có một cửa sổ Windows. Dựa trên dạng tập tin (file Document) thì chỉ có một tập tin được load lên. MDI thì có nhiều cửa sổ con, mỗi cửa sổ con này hướng tới một tập tin. 2.2 .1 Window Messages: Mọi hoạt động trên FrameWork đều thông qua thông điệp, tương ứng với mã nhận diện ID ta sẽ có các lệnh tương ứng với các thông điệp Window. Ví dụ như người sử dụng di chuyển con chuột thì cửa sổ này sẽ nhận được thông điệp WM_MOUSEMOVE. Chương trình cần phải đáp ứng bằng một hàm chức năng tự tạo. Macro afx_msg là nơi khai báo hàm thành viên đáp ứng thông điệp. Để tạo hàm xử lý thông điệp ta sử dụng ClassWizard chọn lớp cơ sở để chứa nó, sau đó chọn Window Message tương ứng sau khi đã có sự đồng ý thì nó được ánh xạ vào trong chương trình. Khi đó ta có thể phát triển hàm xử lý tương ứng với thông điệp đó. Các thông điệp lệnh mang những hàm giải quyết mặc định trong MFC như với MenuFile: New, Open, Close, Save...Edit: Clear, ClearAll, Cut...View: Toolbar, Statusbar... Thông điệp Window (bắt đầu bằng WM_) giải quyết chận hứng thông điệp. Ngoài các thông điệp mặc định, ta có thể định nghĩa chúng bằng cách vào WM_USER. 2.2 .3 Hộp thoại ở chế độ Modal và Modalless: Dialog giống như một cửa sổ và nó cũng có thể chứa các control khác. Ta có thể gán trên nó Editboxes, Button, Listboxes, Comboboxes, Static Text, TreeView, progress indicator... hay sắp xếp cũng như tạo Tab ưu tiên cho từng mục chọn (Tab order). Visual C++ có hai loại dialog là Modal và Modaless như sau: Modal Dialog: loại này thường được dùng khi mở Dialog và đợi user đóng Dialog lại nếu muốn qua cửa sổ khác. Khi xây dựng xong cần phải có một Method gọi nó. Gọi bằng hàm thành viên của CDialog::DoModal() đồng thời phải khai báo #include “tên file header định nghĩa Dialog” vào nơi gọi nó. Modalless Dialog: Dialog ở dạng này cho phép không đóng Dialog khi không làm việc trên nó nữa. IV. GIỚI THIỆU VỀ UML Trong thực tế, để làm một dự án nào đó người ta thường phải xây dựng mô hình trước, sau đó mới tiến hành làm theo mô hình định sẵn. Nếu không có mô hình, những dự án đó thường dẫn đến những phát sinh ngoài dự kiến làm ảnh hưởng nhiều đến khả năng hoàn thành dự án. Hiện nay, một ngôn ngữ hỗ trợ việc lên mô hình được sử dụng nhiều nhất là UML. Do đó, tôi cũng sử dụng ngôn ngữ này để lên mô hình cho dự án của mình. 1. Tổng quan: UML (Unified Modeling Languge) là một ngôn ngữ mô hình hóa được xây dựng lần đầu tiên bởi Booch, Rumbaughvà Jacobson. Nó mô hình hệ thống thế giới thực thành một model. Một model bao gồm một số View, mỗi View sẽ diễn tả một mặt, một khía cạnh của hệ thống. Nội dung trong một View được mô tả bởi nhiều diagram, mỗi diagram bao gồm các Model Element như: class, object, note, component, relationship. Mỗi element có một ngữ nghĩa và một ký hiệu đồ họa biểu diễn nó. Các diagram của UML gồm: class diagram, object diagram, activity diagram và deployment diagram. UML còn có một số kỹ thuật chung để thêm vào các thông tin không thể vẽ được trong mô hình. Các kỹ thuật này gồm adorment đặt cạnh element, note để biểu diễn thông tin bất kỳ và các thuộc tính đặc biệt. Ngoài ra còn các kỹ thuật mở rộng gồm tagged, constraint và stereotype. UML không chỉ là sự chuẩn hóa và tìm ra ký hiệu thống nhất mà nó còn bao gồm những khái niệm mới như: cách mô tả và sử dụng pattern (mẫu thiết kế|) trong ngôn ngữ mô hình hóa, cách sử dụng khái niệm stereotype để mở rộng và chuyển đổi mô hình… Vì vậy, việc tìm hiểu UML không chỉ là hiểu về các biểu tượng và ý nghĩa của chúng mà còn là hiểu về mô hình hóa hướng đối tượng một cách thật sự. 2. Công dụng của UML: UML có thể mô hình hóa nhiều loại hệ thống khác nhau. Nó còn có thể được dùng trong các phase khác nhau trong quá trình phát triển hệ thống. Mục tiêu của UML là có thể mô tả được bất kỳ kiểu hệ thống nào theo hình thức các diagram hướng đối tượng như: hệ thống thông tin, hệ thống kỹ thuật, hệ thống phân bố… Hầu hết các hệ thống đều không phù hợp hoàn toàn với một trong các loại trên mà chúng có thể thuộc nhiều loại hệ thống cùng lúc. UML có khả năng mô hình hóa tất cả các loại hệ thống này. 3. Khái quát về UML: UML bao gồm các thành phần sau: View: mỗi view chỉ ra một mặt khác nhau của hệ thống được mô hình hóa. Một View có thể bao gồm nhiều diagram. Ngoài ra View còn dùng để liên kết UML với các method/ process của quá trình phần mềm. Diagram: là biểu đồ mô tả nội dung của một View. UML có 9 loại diagram được dùng kết hợp để cung cấp tất cả các View của hệ thống. Model element: là các khái niệm sử dụng trong diagram như class, object, message, relationship (association, dependency, generalization). Một model element có thể được dùng trong nhiều diagram. General mechanism: cung cấp các thông tin đặc biệt hay ngữ nghĩa về một model element. 3.1 View: Một hệ thống không thể được mô tả hết chỉ trong một biểu đồ, nó nên được mô tả riêng cho mỗi khía cạnh khác. Vì vậy, một hệ thống được mô tả bởi một số View, mỗi View phản ánh một mặt của hệ thống. Mỗi View bao gồm nhiều diagram và mỗi diagram cũng có thể thuộc các View khác nhau. Một diagram chứa các ký hiệu đồ họa biểu diễn model element của hệ thống. Các View của UML là: Use-case view: chỉ ra các chức năng của hệ thống đối với các actor bên ngoài. Logical view: chỉ ra các chức năng được thiết kế như thế nào trong hệ thống. Component view: chỉ ra cách tổ chức của code component. Concurrency view: giải quyết vấn đề liên lạc và đồng bộ được biểu diễn trong một hệ thống đồng thời. Deployment view: chỉ việc triển khai hệ thống ra kiến trúc vật lý qua các node (máy tính và thiết bị). 3.2 Diagram: Diagram là biểu đồ chỉ sự sắp xếp các ký hiệu model element nhằm minh họa một phần hoặc một khía cạnh của hệ thống. Một mô hình hệ thống thường có một số loại diagram. Một diagram phải là một phần của một view nào đó và nó cũng có thể thuộc nhiều view khác. UML có 9 loại diagram là : Use-case diagram. Class diagram. Object diagram. State diagram. Sequence diagram. Collaboration diagram. Activity diagram. Component diagram. Deployment diagram. Do đặc thù của đề tài là mô phỏng quá trình nhận thức thế giới xung quanh để tìm kiếm nên một số diagram sau được sử dụng: Class diagram – xây dựng cấu trúc tĩnh của các lớp trong ứng dụng Sequence diagram – lên lược đồ cho quá trình nhận thức Collaboration diagram – lược đồ tương tác của các đối tượng trong ứng dụng Activity diagram – lên lược đồ cho quá trình tìm kiếm Class diagram Class diagram chỉ ra cấu trúc tĩnh của các class trong hệ thống. Các class biểu diễn những gì xử lý trong hệ thống. Các class có thể liên quan với nhau theo một số quan hệ như sau: Associate: nối đến class khác Dependent: một class thuộc/ sử dụng một class khác. Speciallize: một class là một đặc biệt hóa của một class khác. Package: nhóm chung trong một đơn vị. Một hệ thống thường có một số class diagram. Một class cũng có thể tham gia vào nhiều class diagram khác nhau. Collaboration diagram Collaboration diagram biểu diễn sự cộng tác của các object trong hệ thống. Collaboration diagram chỉ sự trao đổi message (được gọi là interaction), nó còn biểu diễn các object và các quan hệ của chúng (được gọi là ngữ cảnh). Ngoài ra , collaboration diagram còn có một chức năng quan trọng là biểu diễn các active object. Các active object có thể cùng thực thi đồng thời do đó chúng được dùng trong việc biểu diễn hệ thống có sự thực thi đồng thời. Sequence diagram. Sequence diagram chỉ sự cộng tác giữa một số object. Nó được sử dụng để xác định trình tự gửi message giữa các object cũng như sự tương tác giữa các object. Sequence diagram gồm các object được xếp theo đường ngang, nó chỉ sự trao đổi message giữa các object theo thời gian (thời gian trôi qua theo hướng đi xuống). Message được biểu diễn như một đường mũi tên nối các object với các đặc tả về thời gian có thể thêm vào bên lề diagram. Do sequence diagram và collaboration diagram khá giống nhau nên việc chọn lựa sử dụng diagram nào được xác định như sau: Nếu muốn nhấn mạnh yếu tố thời gian hay trình tự thực hiện thì ta sử dụng sequence diagram còn nếu muốn nhấn mạnh ngữ cảnh thì ta chọn collaboration diagram. Activity diagram Activity diagram chỉ dòng công việc mà hệ thống cần thực hiện. Activity diagram chú trọng vào kết quả công việc do đó nó được dùng trong việc mô tả use-case hay interaction. Activity diagram bao gồm nhiều action state và mỗi action state chứa đặc tả về một hành động (action) cần được thực hiện. Một action state sẽ thoát khỏi state sau khi nó thực hiện action. Activity diagram còn có thể chỉ ra sự thực thi song song của các action state cũng như đặc tả về thông điệp truyền nhận. 3.3 Model Elements: Các khái niệm sử dụng trong diagram được gọi là model element. Mỗi model element có một view element tương ứng mà nó là ký hiệu đồ họa để biểu diễn element trong diagram. Một model element có thể xuất hiện trong nhiều diagram khác nhau. Một số loại model element là: class, object, package, component, use case, note, interface, state… Relationship (quan hệ) là một loại model element dùng để kết nối giữa các model element nhằm biểu thị mối quan hệ giữa chúng với nhau. Các loại relationship gồm: Association (kết hợp): nối các element và liên kết các instance của chúng. Generalization (tổng quát hóa): còn gọi là quan hệ thừa kế, nghĩa là một element có thể là đặc tả của một element khác. Dependency (phụ thuộc): chỉ ra rằng một element phụ thuộc vào một element khác theo một nghĩa nào đó. Aggregation: một hình thức của association, trong đó một element chứa một element khác. Các model element khác còn có message, action, stereotype… 3.4 Tool: Việc sử dụng một ngôn ngữ mô hình hóa phức tạp như UML đòi hỏi phải có một công cụ hỗ trợ. Công cụ này được gọi là Modeling tool hay Case tool, chẳng hạn như Rational Rose là một Case tool. Một Case tool hiện đại cần cung cấp được các chức năng sau: Vẽ diagram: tool phải hỗ trợ cho việc biểu diễn các diagram trong ngôn ngữ. Nó cũng phải có thể hiểu