1、UML面向对象分析、建模与设计课程教学大纲课程代码： 课程名称：UML面向对象分析、建模与设计/UML Object-oriented Analysis, Modeling and Design开课学期：学分/学时：3/32+16课程类型：必修适用专业/开课对象： 先修课程： 开课单位： 团队负责人： 责任教授： 执笔人： 核准院长： 一、课程的性质、目的与任务UML面向对象分析、建模与设计是软件工程专业中一门综合性很强的基础课程，主要内容包括软件工程与面向对象方法、UML的定义和背景、UML基础（UML构造块、UML通用机制、UML“4+1”架构、UML建模工具）、UML系统动态建模（用例图
2、、活动图、状态机图、顺序图、通信图）、类图、对象图、包图、组件图、部署图、统一软件开发过程、UML具体实例等。本课程的目的与任务是使学生通过本课程的学习，从UML的基本概念入手，由浅入深地认识和学习软件工程核心要素，以体系化、工程化的方法思考软件工程过程。本课程除要求学生掌握UML的图示语法和语义，重点要求学生掌握设计软件的逻辑能力以及对软件内部各种组织结构的表达能力，掌握对事物的抽象能力和建模的基本思想，为更深入地学习和今后的实践打下良好的基础。二、教学内容及教学基本要求1. 软件工程与面向对象方法（2学时）了解软件工程的概念和历史，了解软件工程的目标和原则；了解面向对象方法的概念和历史，了
3、解面向对象方法的优点。课程思政：通过讲述软件工程与面向对象方法，引入中国软件工程发展历程，简要介绍案例“青鸟工程”。科学探索，勇于实践。思政案例2. 统一建模语言UML（2学时）了解UML的定义和历史背景；了解UML的目标和应用范围。课程思政：通过讲述UML，引入中国目前面临“卡脖子”的问题，简要介绍案例“中国第一程序员”求伯君。工匠精神，科技报国。思政案例3. 初识UML（2学时）掌握UML构造块，分别是事物、关系、图；掌握UML的通用机制；了解“4+1”架构；了解常用的UML建模工具。课程思政：通过进一步讲述UML，引入中国自主研发的可行性，简要介绍案例“汉字激光照排系统”。奉献精神，创新
4、精神。思政案例4. 用例图（2学时）了解用例的概念、设计方法和注意事项理解用例图的组成元素，分别为参与者、用例、用例图中的关系；理解并掌握用例图中的关系，分别为参与者间的泛化关系、参与者与用例的关联关系、用例间的泛化关系、用例间的依赖关系；理解用例描述的概念；掌握用例说明文档的书写；掌握用例图建模，分别为对系统的语境建模和对系统的需求建模；了解用例图的使用环境。课程思政：通过讲述用例图，引入用例图在需求分析阶段的重要性，简要介绍案例“抖音”。创新思维，创新精神。思政案例5. 类图（2学时）重点掌握类图中所包含元素的语义及表示法；了解类的高级概念，包括抽象类、模板类、关联类、分析类；理解并掌握类
5、图中的关系，分别为关联关系、泛化关系、依赖关系和实现关系；了解类图建模技术，分别为对系统的词汇建模、对简单协作建模和对逻辑数据库模式建模；了解对类图进行正向工程和逆向工程需要遵循的策略；掌握类图的创建。 课程思政：通过讲述类图，引入软件开发中类图为什么很重要，简要介绍案例“飞天云操作系统”。独具匠心，攻坚克难 思政案例6. 对象图（2学时）理解对象图的组成元素，分别是对象和链；掌握对象图建模技术；理解使用对象图进行逆向工程时需要遵循的策略；理解对象图的使用要点；掌握对象图的绘制。课程思政：通过讲述对象图，引入类图和对象图的区别，简要介绍案例“周志华”。职业素养，宽广情怀思政案例7. 包图（2学
6、时）了解包以及包图的概念；理解分包原则，分别为一个元素不允许在两个包中重复出现，相同包内元素不能重名，包内元素要紧密联系，包与包尽可能保持独立；理解包之间的依赖关系；掌握包图的建模技术，分别为对成组元素建模和对体系结构视图建模；掌握用包图来表示模型的组织结构的方法。课程思政：通过讲述包图，引入包图的作用，简单介绍案例“北斗卫星导航系统”。科技探索，科技成就。思政案例8. 顺序图（2学时）理解顺序图的主要概念；了解顺序图的结构化控制以及按时间顺序对控制流建模所遵循的策略；掌握对顺序图的绘制。课程思政：通过讲述顺序图，引入顺序图的作用，简单介绍案例“微信”创新胆量，创新决心。思政案例9. 通信图（
7、2学时）理解通信图的组成元素，分别是对象、链和消息；理解通信图与顺序图的区别和联系；掌握通信图的绘制及其具体步骤。课程思政：通过讲述通信图，引入通信图的作用，简单介绍案例“中国的量子通信卫星”。科学探索，攻坚克难思政案例10. 状态机图（2学时）掌握状态机图的组成部分，分别为状态、转换、事件、动作和活动；掌握状态机图的建模技术；掌握状态机图的绘制及其步骤。课程思政：通过讲解状态机图，引入状态机图的作用，简单介绍案例“语音识别技术”。国家战略，服务社会。思政案例11. 活动图（2学时）掌握活动图的基本组成元素；了解活动图的高级组成元素，分别为分叉节点与结合节点、对象流和扩展区域；掌握活动图建模技
8、术，分别为对工作流建模和对操作建模。掌握活动图的绘制。课程思政：通过讲解活动图，引入活动图的作用，简单介绍案例“PaddlePaddle”。技术自强，敢为人先。思政案例12. 组件图（2学时）掌握组件图的组成元素，分别为组件、接口和端口；了解UML2规范中组件图的内部结构；掌握利用组件图对源代码或可执行程序进行建模的方法。课程思政：通过讲解组件图，引入组件图的作用，简单介绍案例“倪光南”。淡薄名利，为国奋斗。思政案例13. 部署图（2学时）掌握部署图的组成元素，分别为节点和连接；掌握部署图的绘制。课程思政：通过讲解部署图，引入部署图的作用，简单介绍案例“支付宝”。社会责任，社会贡献。思政案例1
9、4. 统一软件开发过程（2学时）理解统一软件开发过程（RUP）的概念；了解统一软件开发过程的二维图表示；理解统一软件开发过程的四个阶段；理解统一软件开发过程的静态结构，分别为工作者、活动、制品、工作流、核心工作流；了解掌握在统一软件开发过程中使用UML的一般方法。课程思政：通过讲解统一软件开发过程，引入使用统一软件开发过程的优势，简单介绍案例“中国的智能机器人技术”。攻坚克难，实干苦干。思政案例15. 小型网上书店系统（2学时）掌握对于小型网上书店系统的需求分析；掌握小型网上书店系统的基本模型，分别为需求分析阶段模型、基本动态模型；掌握对于小型网上书店系统中类的设计和实现过程；掌握小型网上书店
10、系统的组件图和部署图的设计。课程思政：通过讲解小型网上书店系统，引入开发小型网上书店系统的意义，简单介绍案例“钉钉”。创新意识，创新兴趣。思政案例16. 小型二手货交易系统（1学时）掌握对小型二手货交易系统的需求分析；掌握小型二手货交易系统的静态和动态模型的设计。 课程思政：通过讲解小型二手货交易系统，引入开发小型二手货交易系统的意义，简单介绍案例“鸿蒙操作系统”。家国情怀，敢为人先。思政案例17. 汽车服务管理系统（1学时）掌握对汽车服务管理系统的需求分析；掌握汽车服务管理系统的基本模型设计，分别为需求分析阶段模型、基本动态模型；掌握汽车服务管理系统中累的设计；掌握汽车服务管理系统的划分与部
11、署，主要体现在对系统的包图和部署图的分析和设计。课程思政：通过讲解统一软件开发过程，引入使用统一软件开发过程的优势，简单介绍案例“中国的工业软件”。分析矛盾，发现问题。思政案例18. 实验（16学时）教学说明及教学基本要求见UML面向对象分析、建模与设计实验教学大纲。三、教学方法本课程教学方法以教师为主导的启发式讲授教学法为主，讨论（提问）式教学为辅，结合课外学习的教学方法。实验以学生动手实验为主，教师的启发式讲授教学法为辅，并结合讨论（提问）式教学，以及结合课外学习的教学方法。1本课程概念较多，因此教学形式以讲授方式为主。本课程拟采用多媒体PPT的教学方法，增加课堂信息，浅显通俗地对概念、定
12、义和原理进行解释，增加教学的直观性，教学过程中注意各个知识点的关联性，以使学生更好地理解课程内容。2对课程中关键性概念、设计思想方面的问题可辅以课堂讨论的形式。3为加强和落实动手能力的培养，每章课后应安排作业，帮助学生学习和应用。四、课内外教学环节及基本要求本课程共32+16个学时，理论32个学时，讲授16周（每周2学时）；实验16个学时。课外学习要求：1做好课前预习，预习时以教材为主，了解相关的概念、定义、原理。预习中认真思考，以便带着问题主动地听课。2课后要复习，有余力的学生复习时还应阅读参考资料，认真整理课堂听课笔记。3要求学生课外自主学习，学生课外阅读的参考资料以本大纲所列参考资料为主
13、。4认真完成所布置的大作业。五、考核内容及方式本课程成绩由平时成绩和期末考核成绩组合而成，课程成绩以百分制计算，分配比例如下： 1平时成绩占30%，主要考查作业的完成程度，理论课和实验课的出勤率，实验课的考试结果。其中作业占10%，实验占15%，出勤率占5%。2期末成绩占70%，采用考试的考核方式。考试采用闭卷形式，题型为选择题、正确/错误题、填空题、简答题，以及应用题。六、持续改进本课程根据学生作业、课堂讨论、平时考核情况和学生、教学督导等反馈，及时对教学中不足之处进行改进，并在下一轮课程教学中改进。七、建议教材及参考资料建议教材：UML面向对象分析、建模与设计课程实验教学大纲教学内容及教学
14、基本要求1. 熟悉Enterprise Architecture（EA）建模环境 (2学时)（1）安装Enterprise Architecture（EA）建模软件，并对系统进行配置。（2）使用Enterprise Architecture（EA）建模软件进行各界面的简单操作。2. 绘制用例图 (2学时)（1）使用EA新建用例图，添加用例图的组成元素，如参与者、用例、用例之间的关系。（2）使用EA绘制“机票预订系统”的用例图。3. 绘制类图 (2学时)（1）使用EA新建类图，添加类图的组成元素，如类、类的关系。（2）使用EA绘制“机票预订系统”的类图。4. 绘制对象图和包图 (2学时)（1）使
15、用EA新建对象图，添加对象图的组成元素，如对象、链。（2）使用EA绘制“机票预订系统”的对象图。（3）使用EA新建包图，添加包图的组成元素，如包、关系。（4）使用EA绘制“机票预订系统”的包图。5. 绘制顺序图和通信图 (2学时)（1）使用EA新建顺序图，添加顺序图的组成元素，如对象、生命线、消息。（2）使用EA绘制“机票预订系统”“登录”用例的顺序图。（3）使用EA新建通信图，添加通信图的组成元素，如对象、链、消息。（4）使用EA绘制“机票预订系统”“查询航班”用例的通信图。6. 绘制状态机图和活动图 (2学时)（1）使用EA新建状态机图，添加状态机图的组成元素，如状态、转换。（2）使用EA
16、绘制“机票预订系统”“航班”类的状态机图。（3）使用EA新建活动图，添加活动图的组成元素，如动作、活动节点、控制流。（4）使用EA绘制“机票预订系统”“购买机票”用例的活动图。7. 绘制组件图和部署图 (2学时)（1）使用EA新建组件图，添加组件图的组成元素，如组件、端口。（2）使用EA绘制“机票预订系统”的组件图。（3）使用EA新建部署图，添加部署图的组成元素，如结点、连接。（4）使用EA绘制“机票预订系统”的部署图。8. “小型网上书店系统”的分析与设计 (2学时)（1）通过分析教材上的“小型网上书店系统”相关的用例图、活动图、顺序图、通信图、类图、组件图、部署图，熟悉一般的系统是如何用UML分析、建模与设计的。（2）准备实验考试。
