UML建模工具及应用-教学基本文件-吴志辉.doc

UML建模工具及应用课程教学大纲课程编号：课程名称：UML建模工具及应用课程总学时/学分：56/4.5 （其中理论40学时/3.5，实验16学时/1.0）适用专业：本科软件工程专业一、教学目的和任务目的：通过课堂学习、课堂讨论和上机实践，应使学生认识到UML建模在主流的面向对象的软件工程中的重要性，掌握UML的基础知识和它在软件分析设计中的应用；会使用Rose工具对软件系统进行UML建模：能从软件功能，静态结构，动态行为等多个方面，使用多种UML图形来分析设计软件系统，能对小型的软件系统进行实际的详细建模，熟悉基本的软件体系结构设计和设计模式；掌握UML建模的实用技巧和方法。能用某种面向对象的计算机语言实现软件系统的主要功能。任务：1、了解软件工程与UML建模的关系2、掌握UML基础知识；3、掌握建模工具national Rose 2003的使用；4、掌握和应用RUP开发模型；5、需求分析与UML功能建模的建立；6、系统静态结构的设计与UML类图、构件图的建立。7、系统动态行为模型的建立：顺序图、协作图、状态图、活动图8、了解软件体系结构与设计模式9、了解构件接口设计二、教学基本要求（含素质教育与创新能力培养的要求）1、在掌握UML基本知识的基础上，以能力培养为主线，结合实际开发案例，突出主要知识点，避免泛泛而谈。2、通过课堂实例练习，提高实际建模能力，学以致用。3、通过课程设计，把理论知识与实践相结合，获得对UML在软件系统分析设计中应用的能力，提高学习兴趣。4、引导学生创新、创意；对基本教学案例的功能加以扩展，激发创新意识。三、教学内容与学时分配第一课、系统建模与分析设计技术的演变（2学时）内容：了解软件的概念、特点和分类；了解软件工程和软件开发模型，软件生命周期；软件开发方法。重点：各类软件开发方法的优缺点难点：面向对象软件开发方法作业：安装national Rose2003，初步了解其使用方法。第二课、统一建模语言UML（2学时）内容：了解UML模型系统体系结构；掌握UML系统模型与建模的基本内容；了解UML系统体系结构模型；掌握UML扩展机制重点：掌握UML系统模型与建模的基本内容难点：UML建模的基本内容作业：P56全部；要求掌握UML最基本的概念第三课、面向对象的软件开发统一过程UP（2学时）内容：了解UP的特点，掌握UP的核心工作流；了解UP的二维模型和文档。重点：通过UP的二维模型图，掌握UP的核心工作流及其作用难点：UP的核心工作流作业：P56全部；要求掌握UML最基本的概念第四课、需求分析与用例建模（1）（2学时）内容：可行性分析、风险分析；需求模型和用例图；用例之间的关系重点：功能模型：用例图难点：用例之间的关系作业：P109；对教学项目进行简单可行性分析和需求分析，绘制其详细的功能模型图。第五课、需求分析与用例建模（2）（2学时）内容：系统的对象和类；需求分析规格说明书；重点：确定对象的属性和操作难点：对象间的关系作业：P109；对教学项目建立初步的类模型。第六课、需求分析与用例建模（3）（2学时）内容：活动、活动图、分叉与判定、同步、泳道、对象流的基本概念；活动图的绘制重点：通过分析业务流程，熟练掌握活动图的建立方法难点：活动的识别；对象流的参入；活动同步作业：P109；对教学项目建立活动图。第七课、需求分析与用例建模习题课（2学时）内容：对教学项目建立主要的用例图和活动图并展开讨论重点：从需求分析中获取用例和业务流程难点：用例图的层次结构；并发活动作业：P109；课堂实战作业，即时讨论。第八课、系统分析与类图（1）（2学时）内容：UML系统分析的内容和目标；类的UML表示；对象图和类图； 重点：整体把握系统分析的目标，书写系统分析规格说明书；难点：业务类的识别，类之间的关系作业：P143；对教学项目完善类图第九课、系统分析与类图（2）（2学时）内容：接口、包图；系统的层次结构描述；课堂练习建立系统静态模型图重点：静态模型建立的过程和方法难点：静态模型建立的过程和方法作业：P143；对教学项目完善类图和建立包图。第十课、系统设计（2学时）内容：UML系统设计的内容和目标；系统设计规格说明书；消息和顺序图重点：UML系统设计的方法和技术；难点：对象的交互模型，顺序图作业：P173；对教学项目建立几个主要的顺序图第十一课、合作图与控制流建模（2学时）内容：合作图的概念和组成；控制流的概念重点：合作图的组成和绘制难点：链接和消息的表示。作业：P173；对教学项目建立一个合作图。第十二课、建立对象的状态模型（2学时）内容：状态、状态机、转换、事件、状态图的概念；状态图的作用和组成重点：状态图的组成和绘制难点：事件，并发状态，复合状态。作业：P203；对教学项目建立一个核心对象的状态图。 第十三课、状态图和活动图的比较（2学时）内容：比较状态图和活动图的区别；课堂讨论教学项目的活动图和状态图重点：掌握在实际项目中绘制活动图和状态图的方法和过程难点：作业：P203；完善教学项目的状态图和活动图。第十四课、软件体系结构建模（2学时）内容：软件体系结构建模的方法和过程；构件图的组成和关系重点：体系结构的概念难点：构件的设计作业：P229；对教学项目建立初步的构件图第十五课、硬件系统的模型（2学时）内容：节点，硬件体系结构建模的方法和过程；配置图的组成和关系；课堂讨论教学项目的后见图和配置图重点：配置图的组成和关系难点：作业：P229；对教学项目建立初步的配置图第十六课、设计模式(1)（2学时）内容：设计模式的概念、描述和作用；设计模式的分类；常用设计模式介绍重点：设计模式的类图难点：如何掌握设计模式和灵活使用设计模式。作业：P258第十七课、设计模式(2)（2学时）内容：常用设计模式介绍；设计模式的使用原则和策略重点：设计模式的使用原则和策略难点：如何掌握设计模式和灵活使用设计模式。作业：P258第十八课、软件复用技术简介（2学时）内容：复用技术的发展和技术支持、应用；复用的种类、形式与过程；复用构件的生产重点：复用的种类、形式与过程难点：作业：P305第十九课、构件技术（2学时）内容：了解COM+，EJB，CORBA构件模型的体系结构重点：难点：作业：P305第二十课、分布式体系结构模型（2学时）内容：C/S，B/S的模型和优缺点；课程直接复习重点：掌握C/S，B/S的结构及其优缺点难点：作业：P305四、教学方法及手段（含现代化教学手段）1、课堂多媒体讲课：PPT、应用程序运行演示2、讲授理论知识点后，课堂练习建模，拍照后在投影仪上讨论其优劣，加深建模过程的认识3、通过课程设计，对实际的项目进行UML建模，掌握建模的方法和过程4、及时展开课堂讨论，总结学生在实际建模中遇到的问题，提高分析解决问题的能力五、实验或上机内容见课程设计六、先修课程、后续课程先修课程：C#程序设计语言，或Java程序设计语言，具备基本的面向对象知识。后续课程： 软件工程，系统分析与设计七、考核方式1、作业30% + 理论考试70%2、平时作业：每次课堂作业。3、理论考试：知识考核；闭卷考试；内容：UML、UML建模的基本知识和应用能力。八、教材及主要参考资料1 刁成嘉. UML系统建模与分析设计(1) . 机械工业出版社，2011.11 2 麻志毅. 面向对象分析与设计(1). 机械工业出版社，2012.4 3 Rebecca Wrifs-Brock. 对象设计-角色、责任和协作. 人民邮电出版社，2006.54 Bernd Bruegge. 面向对象软件工程-使用UML、模式与Java. 清华大学出版社，2006.9执笔人：吴志辉 2012年9月4日审核人： 年 月 日批准人： 年 月 日UML建模工具及应用课程设计大纲课程名称：UML建模工具及应用课程学时：16面向专业：本科计算机软件工程专业一、课程设计的目的和任务 通过本课程设计教学，使学生加深理解、验证巩固课堂教学内容；能够在实际的软件分析设计中应用UML来建模，加深对各种UML模型图的认识，提升面向对象的分析设计能力，能较完善的实现教学项目的主要功能；培养学生理论与实践相结合的能力。二、UML建模工具及应用课程设计教学的基本要求1、掌握UML的基本知识和概念。2、熟练使用Rose来建模。3、掌握UML建模的基本操作过程和方法。4、初步具备面向对象系统分析与设计的表达能力。5、能对教学项目系统建模并实现主要功能。三、课程设计内容及学时分配（16课时）课程设计项目从下列教学项目中选择：1、牙科诊所管理信息系统要求：WebAPP，含服务器和客户端（浏览器或移动设备客户端，数据库用Access)2、成三围棋要求：可以是桌面游戏程序或移动平台游戏程序3、教学排课管理系统要求：WebAPP，含服务器和客户端（浏览器或移动设备客户端，数据库用Access)4、坦克大战游戏要求：桌面应用程序或移动平台游戏程序；可选择素材编辑器或地图编辑器或游戏主程序5、学生考勤管理系统要求：WebAPP，含服务器和客户端（浏览器或移动设备客户端，数据库用Access)6、MP3音乐文件管理工具要求：桌面应用程序，能对上万的MP3文件分类管理语言要求：面向对象的程序设计语言，如Java, Object-C, C#, Object Pascal等。建模要求：学生4人一组，选择一个项目进行系统分析和设计，建立详细的UML模型，并加以实现（主要业务功能）。课程设计课时分配：序号内 容要 求实验学时1功能建模：用例图需求表达全面、准确，书写SRS文档，用例模型图不得小于3个22静态结构：类图对核心业务对象分析全面，属性和方法表达清晰，类图不得少于2个，类之间的关系表达正确。使用了设计模式的加分。43动态行为建模：设计2个主要业务用例的实现过程。序列图的消息要表达清晰设计2个主要业务对象或系统的状态图，转换事件表达准确描述系统的2个主要业务流程；活动图要求使用泳道绘制44系统体系结构建模体系构建图和系统部署图25实现主要业务功能编码与测试4合计16四、工具环境要求Windows PCRational Rose 2003建模软件实现语言及开发工具：Java/eclipse， Object-C/Qt， C# /VS2010或 Object Pascal/Delphi五、考核方式1. 提交资料：模型电子文档和实现系统的源代码及其可执行程序。2. 小组根据评分标准互评，教师核定最终成绩：优秀(90)：分析设计全面周到，无错误，实现完整。良好(80)：分析设计全面周到，有少量缺陷，实现完整。中等(70)：系统主要模型提交，有少量缺陷，基本实现。及格(60)：规定数量的UML模型提交，缺陷偏多；基本实现。不及格(50)：模型数量不够，无实现。3. 鼓励学生的创新设计。UML建模工具及应用课程授课教案 课程编号： 课程名称：UML建模工具及应用 课程总学时/学分：56/3.5 （其中理论40学时，实验0学时，课程设计1周）适用专业：本科软件工程专业一、课程地位目标：该课程是面向对象分析与设计的基础课程，掌握UML的基础知识和它在系统分析设计中的应用；会使用Rose工具对软件系统进行UML建模：能从软件功能，静态结构，动态行为等多个方面，使用多种UML图形来分析设计软件系统，能对小型的软件系统进行实际的详细建模，熟悉基本的软件体系结构设计和设计模式；掌握UML建模的实用技巧和方法。基础课程要求：C#或Java，了解面向对象程序设计的方法。后续课程：面向对象分析与设计；软件工程。二、教材及主要参考资料1 刁成嘉. UML系统建模与分析设计(1) . 机械工业出版社，2011.11 2 麻志毅. 面向对象分析与设计(1). 机械工业出版社，2012.4 3 Rebecca Wrifs-Brock. 对象设计-角色、责任和协作. 人民邮电出版社，2006.54 Bernd Bruegge. 面向对象软件工程-使用UML、模式与Java. 清华大学出版社，2006.9三、课时分配序号授 课 内 容 提 要学时1面向对象基础知识和建模技术22UML统一建模语言43需求分析与用例建模84系统分析与对象建模45系统设计与对象动态交互模型46系统动态建模-状态模型47系统体系结构建模48设计模式及其应用49软件复用与构件技术6合计40四、考核方式与成绩核定办法 1. 考核方式：平时作业 + 理论考试 2. 成绩核定办法：平时成绩30%；理论考试70% 五、授课方案第一章、系统建模与分析设计技术的演变（2学时）1、教学内容：了解软件的概念、特点和分类；了解软件工程和软件开发模型，软件生命周期；软件开发方法。2、教学要求：使学生了解软件开发与UML建模的关系3、教学重点：各类软件开发方法的优缺点和面向对象软件开发方法4、教学策略：通过复习OO的概念，了解在面向对象分析设计中建模的必要性。 5. 教学预习： 6. 习题作业：P29。第二章、统一建模语言（4学时）1. 教学内容：l UML的视图和元素；UML图形和模型； l UML的扩展机制；统一开发过程 2. 教学要求：掌握UML的基本概念、建模内容和统一开发过程。 3. 教学难点：UML图形和模型、UP开发过程4. 教学策略：结合实际教学系统，通过详细介绍UML的基本元素，掌握UML的基本概念和建模要求。通过绘制UP的二维开发模型图，掌握UP的开发方法和过程 5. 教学预习：UML元素、UP二维图 6. 习题作业：P56。第三章、需求分析与用例建模（6+2学时）1. 教学内容：l 可行性研究和风险分析；需求分析与用例建模：参入者、用例、用例图l 系统对象和类、需求规格说明书l 业务流程描述：活动图l 教学项目用例图的建立2. 教学要求：掌握用例图、活动图的作用和建模；能对教学项目建立功能模型 3. 教学难点：参入者和用例的获取；用例之间的关系；活动图的同步 4. 教学策略：通过课堂讲解教学案例，使学生掌握用例建模的基本概念和过程 5. 教学预习：需求分析的过程6. 习题作业：P109；教学项目的用例图绘制第四章、系统分析与对象类建模（4学时）1. 教学内容：l 系统分析的目标；类的属性和操作；类图、类之间的关系l 接口的概念，系统体系结构的描述；包图；静态模型的建立 2. 教学要求：掌握类图的绘制，描述类之间的关系；建立类的层次结构3. 教学难点：正确表达类之间的关系4. 教学策略：通过课堂讲解教学案例的类图建立过程，掌握静态建模的方法和过程 5. 教学预习：类图的概念和作用 6. 习题作业：P148；建立教学案例的多个类图第五章、系统设计与对象动态交互模型（4学时） 1. 教学内容：l 系统设计的内容；顺序图与合作图l 控制流建模；交互模型的建立过程和示例2. 教学要求：熟练掌握顺序图的建立方法和过程 3. 教学难点：消息的类型；分支与循环结构的表达 4. 教学策略：通过对教学项目讲解顺序图的建立，使学生掌握顺序图的建立方法 5. 教学预习：顺序图的概念和作用 6. 习题作业：P173；绘制教学项目中主要用例实现的顺序图。第六章、系统动态建模-状态图（4学时）1. 教学内容：l 状态图的作用和组成；状态的类型；转换与事件；动作l 状态图与活动图的比较；状态图的建立 2. 教学要求：熟练掌握状态图的建立方法 3. 教学难点：状态的识别；状态的转换和事件 4. 教学策略：通过对教学项目建立主要对象的状态图，使学生掌握状态的识别、转换和事件的概念。 5. 教学预习：状态图的概念 6. 习题作业：P203；建立教学项目的状态图。第七章、系统体系结构建模（4学时）1. 教学内容：l 系统体系结构模型；构件，软件系统体系结构建模，构建图l 节点，硬件系统体系结构建模，配置图；教学项目体系结构的建立2. 教学要求：掌握构件、节点的概念；构建图和配置图的建立方法和过程3. 教学难点：构建图、构件的交互4. 教学策略：通过建立教学项目的构建图，了解软件体系结构模型的建立方法和过程5. 教学预习：构件、节点的概念 6. 习题作业：P229。第八章、设计模式及其应用（4学时）1. 教学内容：l 设计模式的概念和作用；模式的分类；模式的组成和类的职责l 常用设计模式；设计模式的使用原则2. 教学要求：掌握设计模式的概念和作用；了解常用设计模式3. 教学难点：设计模式的组成及类的职责；设计模式原则 4. 教学策略：PPT讲课 5. 教学预习：设计模式的概念 6. 习题作业：P258第九章、软件复用与构件接口技术（6学时）1. 教学内容：l 软件复用技术的发展与应用；复用的形式和过程；可复用构件的生产与使用l 构件接口技术；COM+,EJB,CORBA模型体系结构l 面向对象的数据库管理系统；分布式系统体系结构模型 2. 教学要求：了解软件复用的概念、生产和使用过程；了解COM+,EJB,CORBA模型体系结构 3. 教学难点：构件接口技术 4. 教学策略：PPT讲课 5. 教学预习：复用的概念 6. 习题作业：P305UML建模工具及应用课程考试大纲课程编号： 课程名称：UML建模工具及应用课程总学时/学分： 56/3.5 （其中理论40学时，实验16学时）适用专业：本科软件工程专业一、考试对象修完该课程所规定内容的本科学生。二、考试目的UML建模工具及应用课程考试旨在考察学生掌握UML的基础知识和它在软件分析设计中的应用能力；能从软件功能，静态结构，动态行为等多个方面，使用多种UML图形来分析设计软件系统，能对小型的软件系统进行实际的详细建模，