1、UML面向对象分析、建模与设计（第2版）-微课视频版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：4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）、U
2、ML系统动态建模（用例图、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
3、对象方法的概念和历史，了解面向对象方法的优点。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。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。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
4、解用例图的使用环境。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。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。7. 包图（2学时）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
5、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。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。9. 通信图（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。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。11. 活动图
6、（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；掌握活动图建模技术，分别为对工作流建模和对操作建模。掌握活动图的绘制。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。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。14. 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
7、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。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；掌握小型网上书店系统的组件图和部署图的设计。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。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
8、；掌握汽车服务管理系统的划分与部署，主要体现在对系统的包图和部署图的分析和设计。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
9、。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。4认真完成所布置的大作业。五、课程思政内容1. 培养学生民族认同感，树立远大职业理想。梳理国产
10、操作系统的发展历史与现状，包括华为、中兴等国产企业在全球市场的崛起，在操作系统领域的新架构，向学生展示中国的信息技术领域成就，增强使命感与荣誉感；通过华为孟晚舟事件、美国的芯片垄断引出：民族认同感。党的十八届五中全会通过的“十三五”规划建议，明确提出实施网络强国战略以及与之密切相关的“互联网+”行动计划。国家正着力实现关键技术自主可控，为维护国家安全、网络安全提供技术保障。中国信息化需求巨大，但在一些关键技术领域如操作系统、芯片技术、CPU 技术等方面，还难以做到自主可控，对国家安全造成威胁。引导学生明确：建设网络强国，不仅仅是靠网络技术，还要有软件技术等其他各类技术的支撑。引导学生作为软件技
11、术专业的一员，应更加明晰专业人才的培养目标，更加明确专业领域内工作岗位和工作内容的社会价值，自觉树立远大职业理想，将职业生涯、职业发展脉络与国家发展的历史进程融合起来。2.向学生介绍中国在人工智能领域的布局，重点分析当代人工智能下操作系统作为核心底层技术如何支撑中国制造的智能化发展；3. 通过专业知识的学习，引导学生深刻理解与认识所学操作系统知识对于国家信息产业发展、智慧城市建设、大数据智能信息处理等各方面的重要意义，使学生在学习过程中逐渐树立专业荣誉感；4.培养学生精益求精、工匠精神。告诉学生在学好软件技术之后，走上工作岗位会成为程序员、软件系统运维人员、软件测试员、售前售后服务人员等。在这
12、些职位岗位上，要发挥工匠精神，精益求精地将程序开发、系统运维、程序测试、需求分析及技术问题处理等工作内容完成好，保证软件系统运行时正确、稳定，保证客户的需求被精确采集和纳入软件开发计划，保证软件运行时遇到问题能被及时解决。引导学生在学习时，将知识夯实、精技强能，方能在今后工作中本领过硬，不出纰漏，工作成果令用户满意。引导学生认识到，作为职业人，其专注、敬业、责任担当对完成好本职工作，进而促进软件行业整体的高水平、优质化发展具有重要意义。5.培养学生团结协作，合作共赢的精神。通过实践项目、竞赛等，告诉学生今天的社会无论什么行业想要做出一番成就，靠一个人打拼已经不现实了。所谓人多力量大，三个臭皮匠
13、顶个诸葛亮. . 强调团队成员之间的资源共享、协同合作精神，团队成员在一个项目中要各司其职，每个人发挥自己的特长完成分配的任务，最终才能高质量、有效率地完成项目，从而形成更强大而持久的生产力和创造力。六、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。七、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：吕云翔，赵天宇，丛硕. UML面向对象分析、建模与设计M. 北京：清华大学出版社，2018
