《统一建模语言UML》教学大纲

1、ADDIN CNKISM.UserStyle统一建模语言UML(Unified Modeling Language)课程代码：5241054学分：2 学时：32（其中：课程教学学时：20，实验学时：12）先修课程：程序设计基础适用专业：计算机科学与技术专业教材：李波等.UML 2与Rose建模从入门到精通.清华大学出版社，2016.7.开课学院：计算机与软件学院一、课程性质与课程目标（一）课程性质统一建模语言UML是计算机科学与技术专业软件开发方向的一门专业方向选修课程。本课程主要讲述UML的语法规则和在面向对象软件设计中的应用。通过本课程的学习使学生能够掌握可视化建模语法规则、可视化建模方法

2、以及初步的软件设计能力。（二）课程目标通过该课程的教学活动，让学生熟悉软件开发的分析、设计过程，能够使用UML进行软件分析和设计，提高学生的软件开发的设计和分析能力。课程目标包括知识目标和能力目标，具体如下：课程目标1：掌握UML语言基本语法规则和可视化建模方法，能够合理有效地组织数据并进行可视化建模分析。课程目标2：掌握面对对象程序设计的基本概念和面向对象的软件设计方法，培养运用UML分析和设计软件的能力。（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程支撑专业培养计划中的毕业要求指标点3.2和4.4。毕业要求指标点3.2：能够合理有效地组织、存储和处理数据，正确地进行算法设计、分析和评价

3、；毕业要求指标点4.4：针对设计或开发的解决方案，能够通过理论证明、实验仿真或者系统实现等多种科学方法说明其有效性和合理性，并对解决方案的实施质量进行分析，通过信息综合得到合理有效的结论。课程目标毕业要求指标点课程目标1课程目标2毕业要求3.2毕业要求4.4二、课程内容及教学要求本课程主要包括：UML发展、面向对象的基本概念和软件设计放方法、UML建模的用例图、类和对象、类之间关系图、顺序图、协作图、状态图和活动图、构件图、部署图和、双向工程。本课程主要是采用UML进行软件的分析与设计，通过本课程的学习学生能够掌握软件开发的规范，采用UML针对复杂工程问题提供软件的设计方案，提高学生的软件设计

4、和分析能力。第1章 UML简介（一）教学内容（1）UML的注释方法、关键字及构造型的用途以及表达方法；（2）UML的各个主要组成图型的简介，包括：类图、对象图、用例图、状态图、顺序图、活动图、协作图、构件图、部署图；（3）UML的诞生及其发展过程；（4）初步了解在纷繁复杂环境中寻求解决问题的办法。（二）教学要求（1）掌握UML的注释方法、关键字及构造型的用途以及表达方法；（2）初步了解UML的各个主要组成部分；（3）了解UML的诞生及其发展过程；（4）初步了解在纷繁复杂环境中寻求解决问题的办法。（三）重点与难点重点：的发展与UML的概念。难点：UML的概念。第2章理解面向对象（一）教学内容（1

5、）面向对象的基本概念：抽象、继承、多态性、封装、消息传递、关联、聚集；（2）面向对象的基本术语；（3）面向对象思想的基本原则：对象是类的实例，类是具有相同属性和操作的一类对象集合；（4）了解面向对象思想与现实世界的关联。（二）教学要求（1）掌握一些面向对象的基本概念（2）熟悉面向对象的基本术语；（3）理解面向对象思想的基本原则（4）了解面向对象思想与现实世界的关联。（三）重点与难点重点：面向对象的基本概念和基本思想。难点：面向对象的基本思想。第3章运用面向对象（一）教学内容（1）类的可视化表示方法，其中主要是类的属性、类的操作的可视化表示方法；（2）类的职责和约束的含义及表示方法；（3）为什么

6、需要可视化表示；（4）类的附加注释的含义及表示方法；（5）类的功能和现实世界中的发现。（二）教学要求（1）掌握类的可视化表示方法; （2）熟悉类的职责和约束的含义及表示方法；（3）理解类为什么需要可视化表示；（4）了解类的附加注释的含义及表示方法；（5）初步了解类应该或者能够做什么？如何从现实世界中去识别出它们。（三）重点与难点重点：类图的表示、发现类。难点：发现类。第4章关系（一）教学内容（1）掌握如何可视化类和子类的关系、如何对类之间的关系建模；（2）熟悉UML中表达关系的基本术语，如：关联、多重性、限定关联、自身关联、继承和泛化、依赖；（3）理解可视化类和子类的关系的意义；（4）了解为什

7、么对类之间的关系建模；（5）初步了解类之间的关系建模对系统设计的重要性。（二）教学要求（1）掌握如何可视化类和子类的关系、如何对类之间的关系建模；（2）熟悉UML中表达关系的基本术语，如：关联、多重性、限定关联、自身关联、继承和泛化、依赖；（3）理解可视化类和子类的关系的意义；（4）了解为什么对类之间的关系建模；（5）初步了解类之间的关系建模对系统设计的重要性。（三）重点与难点重点：关系图的表示。难点：类的发现。第5章聚集、组成、接口和实现（一）教学内容（1）接口和类之间的关系进行建模；（2）接口和类之间的关系建模的可视化表示；（3）类和接口的可见性和作用域；（4）了聚集与组成的区别，以及接口

8、和实现的关系；（二）教学要求（1）接口和类之间的关系进行建模；（2）熟悉接口和类之间的关系建模的可视化表示；（3）理解类和接口的可见性和作用域；（4）了解聚集与组成的区别，以及接口和实现的关系；（5）掌握聚集、组成、接口和实现的概念。（三）重点与难点重难点：聚集、组成、接口和实现的概念及表示。第6章用例图（一）教学内容（1）用例图的作用；（2）用例的概念及可视化表示;（3）用例的关系（包含、扩展、泛化、分组）及可视化表示;（4）用例的发现；（5）用例的应用：饮料销售机、清查存货。（二）教学要求（1）了解用例图的作用；（2）掌握用例的概念及可视化表示;（3）掌握用例的关系（包含、扩展、泛化、分组

9、）及可视化表示;（4）理解用例的发现；（5）了解用例的应用：饮料销售机、清查存货。（三）重点与难点重点：用例概念和用例的发现。难点：发现用例。第7章状态图（一）教学内容（1）状态图及其可视化表示法；（2）状态图的基本符号集、状态图中的细节表示；（3）子状态以及历史状态；（4）UML 2.0中状态图的新变化；（5）状态图的重要性；（6）状态图的应用。（二）教学要求（1）掌握状态图及其可视化表示法；（2）熟悉状态图的基本符号集、状态图中的细节表示；（3）理解状态图的子状态以及历史状态；（4）了解面UML 2.0中状态图的新变化；（5）了解状态图的重要性。（三）重点与难点重难点：状态图的可视化表示。

10、第8章顺序图（一）教学内容（1）顺序图及其可视化表示；（2）顺序图的对象、消息和时间；（3）消息序列中创建对象实例；（4）两个实例：汽车和车钥匙、饮料销售机的顺序图的分析与设计过程；（5）UML 2.0中帧化顺序图。（二）教学要求（1）掌握顺序图及其可视化表示；（2）掌握顺序图的对象、消息和时间；（3）熟悉序列中创建对象实例;（4）理解两个实例：汽车和车钥匙、饮料销售机的顺序图的分析与设计过程；（5）了解UML 2.0中帧化顺序图。（三）重点与难点重难点：顺序图的表示。第9章协作图教学内容（1）协作图及其可视化表示法；（2）协作图的图符集以及在UML 2.0中的变化；（3）两个实例：汽车和车钥

11、匙、饮料销售机的协作图的分析与设计过程；（4）协作图中如何创建新对象；（5）协作图的其他概念：发送给多对象的消息、返回结果、主动对象等。（二）教学要求（1）掌握协作图及其可视化表示法；（2）熟悉协作图的图符集以及在UML 2.0中的变化；（3）理解两个实例：汽车和车钥匙、饮料销售机的协作图的分析与设计过程；（4）了解协作图中如何创建新对象；（5）了解协作图的其他概念：发送给多对象的消息、返回结果、主动对象等。（三）重点与难点重难点：协作图的可视化表示。第10章活动图教学内容（1）活动图及其可视化表示，泳道以及混合图及其可视化表示；（2）活动图的图符集；（3）泳道及其可视化表示；（4）活动图中U

12、ML 2.0的新概念；（5）活动图应用举例。（二）教学要求（1）掌握活动图及其可视化表示，泳道以及混合图及其可视化表示；（2）熟悉活动图的图符集；（3）理解泳道及其可视化表示；（4）了解活动图中UML 2.0的新概念；（5）理解活动图应用举例。（三）重点与难点重难点：活动图的表示。第11章构件图教学内容（1）构建图的意义；（2）构件图及其可视化表示；（3）构件和接口；（4）构件图的接口表示法、黑盒和白盒表示法；（5）构件和接口中的替换和复用的概念；（6）构件图的应用。（二）教学要求（1）理解构建图的意义；（1）掌握构件图及其可视化表示；（2）熟悉构件和接口；（3）理解构件图的接口表示法、黑盒和

13、白盒表示法；（4）了解构件和接口中的替换和复用的概念；（5）理解构件图的用法。（三）重点与难点重难点：构件图及其可视化表示。第12章部署图教学内容（1）部署图的重要性；部署图及其可视化表示；部署图的图符集；部署图的应用。（二）教学要求了解部署图的重要性；掌握部署图及其可视化表示；掌握部署图的图符集；（4）理解部署图的应用。（三）重点与难点重难点：部署图的表示。第13章双向工程教学内容（1）软件设计方法；（2）双向工程的意义与作用；（3）双向工程及其实现；（4）双向工程的应用。教学要求（1）了解软件设计方法；（2）理解双向工程的意义与作用；（3）掌握双向工程及其实现；（4）理解双向工程的应用。（

14、三）重点与难点重点与难点：双向工程及其实现。三、本课程开设的实验项目编号实验项目名称学时类型要求支撑的课程目标1UML用例图建模2设计性必做课程目标1、课程目标22UML类图建模2设计性必做课程目标1、课程目标23时序图和协作图建模4设计性必做课程目标1、课程目标24状态图与活动图2设计性必做课程目标1、课程目标25构件图与部署图2设计性必做课程目标1、课程目标2四、学时分配及教学方法章教学形式及学时分配主要教学方法支撑的课程目标课堂教学实验上机课程实践小计1、UML简介23讲授、举例、上机课程目标1、22、理解面向对象23讲授、举例、自学、上机课程目标1、23、运用面向对象26讲授、举例、自

15、学、上机课程目标1、24、关系16讲授、举例、演示、上机课程目标1、25、聚集、组成、接口和实现126讲授、举例、自学、上机课程目标1、26、用例226讲授、举例、自学、上机课程目标1、27、状态图216讲授、举例、上机课程目标1、28、顺序图226讲授、举例、上机课程目标1、29、协作图122讲授、举例课程目标1、210、活动图114讲授、举例、自学、上机课程目标1、211、构建图11讲授、举例、自学、上机课程目标1、212部署图11讲授、举例、自学、上机课程目标1、213、双向工程2讲授、举例、自学、上机课程目标1、2合计201232注：1.课程实践学时按相关专业培养计划列入表格； 2.主

16、要教学方法包括讲授法、讨论法、演示法、研究型教学方法（基于问题、项目、案例等教学方法）等。五、课程考核课程考核方式包括期末考试、平时成绩（包括期中测试、点名、作业实验报告）。考核形式考核要求考核权重备注课内测试上课（提问、考勤、随堂作业），课后作业：4次。15%实验完成5个实验，主要训练学生应用所学知识解决实际问题的能力。详细评分标准见附件1。15%期末考试开卷考试或课程设计70%六、参考书目及学习资料1.James Rumbaugh， Ivar Jacobson， Grady Booch. UML参考手册(第二版). 机械工业出版社，2005.2.邱仲潘等译（wendy著）.UML with Rational Rose从入门到精通.电子工业出版社，2000年.七、大纲说明1. 主要采用多媒体教学手段，主要知识点板书与多媒体相结合，多种教学手段综合运用。2. 完成布置的所有作业。附录1：实验考核方式及评分细则本实验以考查为主，考核的内容包括实验过程的表现（其中包含分析与解决问题的能力）、实验报告的质量等。分析与解决问题的能力采用提问和现场操作的方式进行。实验成绩中出勤、预习占10%，实验过程表现占60、实验报告占30。成绩组成考核/评价环节分值考核/评价细则对应的毕业要求指