《面向对象软件工程与UM1》课程教学大纲

《面向对象软件工程与UML(B)》教学大纲

一、课程基本信息

1.课程代码：21125300

2.课程中文名称：面向对象软件工程与UML(B)

课程英文名称：Object-OrientedSoftwareEngineering&UML(B)

3.面向对象：大二下本科生

4.开课学院(课部)、系(中心、室)：信息工程学院、软件工程系

5.总学时数：32

讲课学时数：24,实验学时数：8

6.学分数：2

7.授课语种：中文，考试语种：英文

8.教材：刁成嘉编著，《UML系统建模与分析设计》，机械工业出版社

二、课程内容简介

面向对象软件工程是软件工程本科专业设置的一门专业必修课，是计算机软件领域中一

项实用技术，是软件学科中软件工程系统理论与面向对象方法的结合点。通过对本课程的学

习，可以巩固软件工程有关的基本理论知识，提高计算机软件设计的理论水平，培养理论分

析能力，巩固计算机软件实用技术体系；另一方面，通过对面向对象理论的分析以及其与软

件设计理论的相互渗透学习，并结合相关学科的理论与实践知识，可以培养解决软件工程设

计中的实际问题的能力。

三、课程的地位、作用和教学目标

通过课程的学习要求学生掌握软件工程的基本概念、基本原理及基本知识，特别要求掌

握面向对象技术，以介绍面向对象的统一建模语言(UnifiedModelingLanguage)为主导，了

解面向对象技术的基本概念，掌握面向对象的分析和设计方法，以及与面向对象技术相关的

一些软件开发技术，并掌握在Rose环境卜用UML进行分析和设计的要求，学会使用UML

这一建模工具，掌握面向对象建模所必需的描述手段和处理方法，对复杂多变系统设计的有

效把握及采取的手段，会套用设计模式设计出结构合理的软件部件，及其在软件工程设计中

的应用。培养学生的分析能力和设计能力，渗透软件工程化的思想。通过上机实习，加强对

软件设计及测试的了解，为软件的整体设计过程提供指导与建议，以提高学生的科学研究素

质，为科学研究中的软件设计与开发工作奠定良好基础.

四、与本课程相联系的其他课程

计算机高级语言；面向对象程序设计

五、教学基本要求

掌握软件工程的基本原理、UML设计所需的基本概念符号、面向对象的分析和设计方

法，以及与面向对象技术相关的一些软件开发技术，掌握在IBMRationalSoftwareArchitecture

环境下用UML进行分析和设计的要求。

六、考核方式与评价结构比例

1、考核

形式：闭卷考试

比例：平时占领30%,考试占70%。

2、考试命题原则

考察基本概念，结合讲解案例进行应用分析为主。

七、教学参考资料

（一）推荐使用教材：

1.B.BruheggeA.H.Dutoit,《面向对象软件工程使用UML、模式与Java（第二版）》，清华

大学出版社。

2.刁成嘉编著，《UML系统建模与分析设计》，机械工业出版社。

3.刁成嘉编著，《UML系统建模与分析设计课程设计》，机械工业出版社。

4.王少锋编著，《面向对象UML教程》，清华大学出版社。

（二）主要参考书目：

1.《构建复杂多变的系统-面向对象软件工程》，机械工业出版社，2006o

2.蔡敏编著，《UML基础与ROSE建模基础》，人民邮电出版社。

3.JosephSchmuller《UML基础、案例与应用》，人民邮电出版社,2004。

4.4.（美）Hans-ErikEriksson.UML2工具箱.电子工业出版社,2004。

5.高焕堂著，《UML嵌入式设计》，清华大学出版社.

6.GradyBooch,JamesRumbaugh,IvarJacobson著，邵维忠麻志毅马浩海刘辉译，《UML

用户指南（第2版）》，人民邮电出版社，2001。

7.JamesRumbaughsIvarJacobsonGradyBooch著，《UML参考手册（第2版）》，机

械工业出版社。

8.MartinFowler著，徐家福译，《UML精粹一一标准对象建模语言简明指南》（第3版），

清华大学出版社。

9.（英）IanGraham,《面向对象方法：原理与实践》，机械工业出版社，2003

10.吴际,金茂忠.UML面向对象分析.北京航空航天大学出版社,2002。

11.赵从军.UML设计及应用.机械工业出版社,2004,

12.吴建，郑潮，汪杰.UML基础与Rose建模案例.人民邮电出版社,2004。

（三）参考期刊：

1.RemiBastide."ApproachesinUnifyingPetrinetsandtheObjectOrientedApproach",

16thlnternationalConferenceonApplicationandTheoryofPetrinets,1stWorkshopon

bject-OrientedProgrammingandModelsofConcurrency,June1995.

2.E.Battistonet.al.^InheritanceandConcurrencyinCLOWN”.16thInternationalConference

onApplicationandTheoryofPetrinets,1stWorkshoponOOPMC,June1995.

3.GradyBooch.ObjectOrientedAnalysisandDesignwithApplications,TheBenjamin/Cummins

PublishingCompanyInc,RedwoodCity,California1994.

4.Y.Denget.al.'IntegratingSoftwareEngineeringMethodsandPetrinetsforthespecificationand

prototypingofcomplexinformationsystems”.ApplicationandTheoryofPetrinets1993,14th

InternotionalConferenceproceedings,Chicago,pp203-223,June1993.

5.M.EIkoutbiandR.F.Keller."ModelingInteractiveSystemswithHierarchicalColoredPetri

Nets".ProceedingsoftheConferenceonHighPerformanceComputing,1998.April6-9,Boston.

6.M.Gogollaet.al."StateDiagramsinUML:AformalsemanticsusingGraph

Transformations”.ProceedingsICSE98WorkshoponPreciseSemanticsofModelingTechniques

(PSMTVS)Pg.55-72.TechnicalUniversityofMunich,TechnicalReportTUM-19803,1998.

7.DavidHarel."Statecharts:AVisualFormalismforComplexSystems”,Scienceof

Computerprogramming8(1987),pp.231-274.

8.GJ.Holzmann."ThemodelcheckerSpin”.IEEETransactionsonSoftwareEngineering,Vol

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9.C.A.Lakos.ObjectPetrinets-Definitionandrelationshiptocolorednets.TechnicalReportTR

94-3,ComputerScienceDepartment,UniversityofTasmania.

10.C.A.Lakos."FromColoredPetrinetstoObjectPetrinets”.Proceedingsof16th

InternationalConferenceontheapplicationandtheoryofPetrinets,LecturenotesinComputer

Science935,pp278-2971Torino,Italy,Springer-Verlag.

11.C.A.Lakoset.al.AnOpenSoftwareEngineeringEnvironmentBasedonObjectPetriA/ets,Technical

ReportTR95-6,DepartmentofComputerScience,UniversityofTasmania,May1995.

12.JohanLiliusandIvanPaltor.vUMLatoolforverifyingUMLmodels.TechnicalReport272,Turku

CentreforComputerScienceTUCS,1999.Also,ProceedingsASEz99.pp.255-258.IEEEComputer

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13.T.Murata,"PetriNets:Properties,AnalysisandApplications",ProceedingsoftheIEEE,

Vol.77,No.4pp.541-580,April1989.

14.RobPooleyandPeterKing."UsingUMLtoderiveStochasticPetrinetmodels”.Proceedingsof

thefifteenthannualUKPerformanceEngineeringWorkshop,pp45-56.Eds:J.T.Bradley,

NJ.Davies,July1999.

15.W.Reisig.Petrinets:AnIntroductionEATCSMonographsonTheoreticalComputerScience,Vol.4z

Springer-Verlag.

16.JamesRumbaughet.al.Object-OrientedModelingandDesign,EnglewoodCliffs,Prentice

Hall,1991.

17.Shatzet.al."ApplyinganObject-BasedPetriNettothemodelingofCommunicationPrimitives

forDistributedSoftware”.ProceedingsoftheConferenceonHighPerformanceComputing,1998.

April6-9,Boston.

18.ShlaerandMellor.ObjectLifeCycles-Modelingtheworldinstates,YourdonPress,Prentice

Hall.1992.

19.Booch,Rumbaughand.acobson.TheUnifiedModelingLanguageUserGuide,Addison-Wesley.

20.YonezawaA,MatsuokaS."AnalysisofInheritanceAnomalyinObject-OrientedConcurrent

ProgrammingLanguages”.ResearchdirectionsinConcurrentObject-OrientedProgramming.

4:107-150,1993.

21.Bauer,B.,ExtendingUMLfortheSpecificationofInteractionProtocols,submittedforthe6thCall

forProposalofFlPA,1999.

22.Bauer,B.,ExtendingUMLfortheSpecificationofInteracttonProtocols,submittedtoICMAS2000,

2000.

23.Parunak,H.VanDyke,ed.,VisualizingAgentConversations:UsingEnhancedDooleyGraphsfor

AgentDesignandAnalysis1996.

24.Parunak,H.VanDyke,andJamesOdell,EngineeringArtifactsforMulti-AgentSystems,ERIMCEC,

1999.

25.Parunak,H.VanDyke,JohnSauter,andStevenJ.Clark,"TowardtheSpecificationandDesgnof

IndustrialSyntheticEcosystems,"

26.IntelligentAgentsIV:AgentTheories,Architectures,andLanguages,MunindarP.Singhetal.ed.,

Springer,Berlin,1998,pp.45-59.

27.BAUMEISTERH.,KOCHN.andMANDELL.1999.TowardsaUMLExtensionforHypermedia

Design.InProceedingsofTheUnifiedModelingLanguageConference:BeyondtheStandard

(UML1999),FranceR.andRumpeB.,Eds,LNCS1723,SpringerVerlag,614-629.

28.BERNERS.,GLINZM.andJOOSS.1999.AClassificationofStereotypesforObject-Oriented

ModelingLanguages.InProceedingsoftheUnifiedModelingLanguageConferenceUML99,

FranceR.&RumpeB.,Eds.,LNCS1723,SprinerVerlag,249-264.

29.CACHEROC.,GOMEZJ.andPASTOR0.2000.ExtendinganObject-OrientedConceptual

ModellingApproachtoWebApplicationDesign.InProceedingsofCaiSE,LNCS1789,Springer

Verlag,79-93.

30.COOKS.2000.TheUMLfamily:Profiles,PrefacesandPackages(InvitedTalk).InProceedingsof

theUnifiedModelingLanguageConference,UML2000,EvansA.andKentS.,Eds..LNCS1939,

SpringerVerlag.

八、教学进度与内容安排

序次教学基木内容、重点、难点

1第一章软件工程基本概念/面向对象技术概述（讲课2学时）

1、软件危机及软件工程

2、对软件开发的基本认识

3、软件的固有复杂性

4、控制软件复杂性的基本方法

5、面向对象技术

6、面向对象领域中的基本概念

要求学生复习面向对象相关知识，同时了解面向对象设计的优点；要求学生掌握：

对软件开发的基本认识，控制软件复杂性的基本方法，面向对象的基本概念和原理。

重点掌握：实际软件工程项目的特点，设计过程的可控性。软件工程概念、软件过程模

型的相关概念c

一般了解：软件、软件工程、面向对象技术的概念；常用的软件设计技术。

2第二章如何在项目组中建立交流机制（讲课2学时）

1、一个组织良好的软件小组的重要性；

2、现代分级小组是如何组织的；

3、各种不同小组组织的优缺点；

4、重视选择一个合适的小组组织时会产生的问题.

重点掌握：项目组中交流的必要性。

一般了解：理解沟通的技巧，各典型软件小组的优缺。

3第三章UML概述（讲课2学时）

1、UML模型系统体系结构

2、UML系统模型与建模

3、UML系统体系结构模型

4、UML的扩展、调整机制

5、UML与面向对象的软件开发统一过程

重点掌握；要求学生深刻理解UML语言是一个可视化的建模语言，可以应用于软件开发

全过程，标准建模过程的特点是以用例驱动、增量式叠代、以体系结构为中心的过程。

一般了解：了解UML软件工具的使用。掌握在软件过程各环节如何使用UML工具辅助开

发。

4第四章需求获取/用例/用例图（讲课4学时）

需求获取作为软件系统设计的第一步，也是成败的关键,但也是富有挑战性的工作。

1、什么是用例及用例的重要性

2、用例模型及其组成成分

a）用例

b）参与者

c）脚本

3、用例间的关系：

a）泛化关系

b）包含关系

c）扩展关系

d）用例的泛化.包含.扩展关系的比较

4、用例图的建立

a）定义系统的边界和范围

b）寻找和确定执行者

c）寻找和确定用例

5、用例的描述

6、需求分析用例建模实例

重点掌握：用例图的功能是对系统功能的描述，用例图的组成元素，用例与软件功能之

间的关系，学会撰写用例文档，学会用用例描述和分析软件需求。

一般了解：用例的扩展与泛化关系。

5第五章需求获取收集-UML实习（上机4学时）

通过实习掌握需求获取的技巧与常见的处理黄略。通过动手实践，体会,掌握UML各类

型图在软件过程中的使用细节。

6第六章系统分析（讲课2学时）

重点掌握：掌握需求分析、系统分析过程。

一般了解：理解系统分析的特点、方法、步骤。

7第七章系统设计（讲课6学时）

理解大型软件设计的过程。将一个大型的设计过程简单化,子系统的分解及系统边

界的定义等。

•系统分析与对象类建模一一类图和对象图（3学时）

1、类之间的关系

a）关联关系

b）聚集关系

c）组成关系

d）继承关系

e）依赖和细化关系

2、对象类的概念

a）对象类的图形符号表示

b）对象类图的简单例子

3、描述对象类

a）类的属性描述

b）类的操作描述

4、类图与对象图的具体建模实例

重点掌握：类图和对象图的基本要素、并能利用三个层次的方法正确找到类及其之间关

系。

一般了解：大型软件设计的过程。

•系统分析与对象类建模一一接口和包（3学时）

1、接口

a）接口的定义

b）接口的实施

2、系统体系结构的分层次描述

a）系统体系结构的基本单元一一包

b）包的嵌套

c）包之间的依赖和继承关系

3、对象类静态模型的建模步骤

4、对象类静态建模实例

a）建立对象类

b）定义用户接口

c）根据类之间的关系绘制类图

d）询定和建立系统包图

重点掌握：UML中对象类属性和操作的定义及其描述方法。掌握对象类之间的关系及其

标识方法，掌握利用包的层次关系描述系统的体系结构，掌握类和对象建模方法。

一般了解：系统分析的内容和方法，寻找和确定对象类的方法。

8第八章对象设计（讲课16学时）

了解对象设计的概念和常用技术。学会设计模式的基本范例。

•对象动态交互模型——顺序图（2学时）

1、对象动态交互模型

a）对象之间的通信

b）同步通信与异步通信

2、什么是顺序图

a）对象

b）消息

c）E寸间

3、顺序图中的分支控制

4、顺序图中的约束标记

5、顺序图中的循环处理操作

6、顺序图建模实例

重点掌握:动态交互模型的作用及基本表现形式，顺序图的基本要素及规范化表示方法。

学会建立顺序图，学会用顺序图对系统建立动态交互模型。

一般了解：对•象设计的概念和常用技术。

•对象动态交互模型一一协作图（2学时）

1、什么是协作图

2、协作图的组成成分

3、协作图中对象的创建和消亡

4、嵌套消息与顺序消息的标识

5、异步操作中的回调消息

6、建立通信图的步骤

7、顺序图和通信图的比较

8、协作图建模实例

重点掌握：协作图的基本要素及规范化表示方法，学会建立协作图，学会用协作图对系

统建立动态交互模型。

一般了解：顺序图和协作图的相互转换关系。

•状态图（2学时）

1、状态图的基本组成成分

a）对象状态的基本描述图符

b）状态的改变一一迁移

2、状态的分类与描述

a）对象的状态属性

b）荷单状态和嵌套状态

c）状态的顺序迁移

d）状态的并发迁移和同步

e）嵌套状态中的历史状态指示器

3、状态迁移的触发与描述

a）状态的迁移触发

b）触发状态迁移的事件

c）触发状态迁移的条件

d）触发状态迁移的动作表达式

e）状态迁移的分类

4、状态图建模实例

重点掌握：UML系统中对象状态变化的描述方式，掌握LML绘制状态图的方法和步骤。

一般了解：状态模型中并发行为的描述方法，用状态图来建立对象动态行为模型的方法

和步骤。

•活动图（2学时）

1、什么是活动图

a）判定

b）并发路径

c）信号

2、活动图中的基本概念

3、活动图的用途

4、活动图的基本描述图符

5、活动图的并发与同步活动

6、状态图和活动图的比较

状态图与活动图的相同点

状态图与活动图的不同点

7、活动图建模实例

重点掌握：活动图中的基本概念，活动图的描述方式，掌握UML绘制活动图的方法和步