《面向?qū)ο筌浖こ膛cUM1》課程教學(xué)大綱

《面向?qū)ο筌浖こ膛cUML(B)》教學(xué)大綱

一、課程基本信息

1.課程代碼：21125300

2.課程中文名稱：面向?qū)ο筌浖こ膛cUML(B)

課程英文名稱：Object-OrientedSoftwareEngineering&UML(B)

3.面向?qū)ο螅捍蠖卤究粕?/p>

4.開(kāi)課學(xué)院(課部)、系(中心、室)：信息工程學(xué)院、軟件工程系

5.總學(xué)時(shí)數(shù)：32

講課學(xué)時(shí)數(shù)：24,實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)：8

6.學(xué)分?jǐn)?shù)：2

7.授課語(yǔ)種：中文，考試語(yǔ)種：英文

8.教材：刁成嘉編著，《UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)》，機(jī)械工業(yè)出版社

二、課程內(nèi)容簡(jiǎn)介

面向?qū)ο筌浖こ淌擒浖こ瘫究茖I(yè)設(shè)置的一門(mén)專業(yè)必修課，是計(jì)算機(jī)軟件領(lǐng)域中一

項(xiàng)實(shí)用技術(shù)，是軟件學(xué)科中軟件工程系統(tǒng)理論與面向?qū)ο蠓椒ǖ慕Y(jié)合點(diǎn)。通過(guò)對(duì)本課程的學(xué)

習(xí)，可以鞏固軟件工程有關(guān)的基本理論知識(shí)，提高計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)的理論水平，培養(yǎng)理論分

析能力，鞏固計(jì)算機(jī)軟件實(shí)用技術(shù)體系；另一方面，通過(guò)對(duì)面向?qū)ο罄碚摰姆治鲆约捌渑c軟

件設(shè)計(jì)理論的相互滲透學(xué)習(xí)，并結(jié)合相關(guān)學(xué)科的理論與實(shí)踐知識(shí)，可以培養(yǎng)解決軟件工程設(shè)

計(jì)中的實(shí)際問(wèn)題的能力。

三、課程的地位、作用和教學(xué)目標(biāo)

通過(guò)課程的學(xué)習(xí)要求學(xué)生掌握軟件工程的基本概念、基本原理及基本知識(shí)，特別要求掌

握面向?qū)ο蠹夹g(shù)，以介紹面向?qū)ο蟮慕y(tǒng)一建模語(yǔ)言(UnifiedModelingLanguage)為主導(dǎo)，了

解面向?qū)ο蠹夹g(shù)的基本概念，掌握面向?qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計(jì)方法，以及與面向?qū)ο蠹夹g(shù)相關(guān)的

一些軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)，并掌握在Rose環(huán)境卜用UML進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)的要求，學(xué)會(huì)使用UML

這一建模工具，掌握面向?qū)ο蠼Ｋ匦璧拿枋鍪侄魏吞幚矸椒ǎ瑢?duì)復(fù)雜多變系統(tǒng)設(shè)計(jì)的有

效把握及采取的手段，會(huì)套用設(shè)計(jì)模式設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)合理的軟件部件，及其在軟件工程設(shè)計(jì)中

的應(yīng)用。培養(yǎng)學(xué)生的分析能力和設(shè)計(jì)能力，滲透軟件工程化的思想。通過(guò)上機(jī)實(shí)習(xí)，加強(qiáng)對(duì)

軟件設(shè)計(jì)及測(cè)試的了解，為軟件的整體設(shè)計(jì)過(guò)程提供指導(dǎo)與建議，以提高學(xué)生的科學(xué)研究素

質(zhì)，為科學(xué)研究中的軟件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)工作奠定良好基礎(chǔ).

四、與本課程相聯(lián)系的其他課程

計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言；面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)

五、教學(xué)基本要求

掌握軟件工程的基本原理、UML設(shè)計(jì)所需的基本概念符號(hào)、面向?qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計(jì)方

法，以及與面向?qū)ο蠹夹g(shù)相關(guān)的一些軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)，掌握在IBMRationalSoftwareArchitecture

環(huán)境下用UML進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)的要求。

六、考核方式與評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)比例

1、考核

形式：閉卷考試

比例：平時(shí)占領(lǐng)30%,考試占70%。

2、考試命題原則

考察基本概念，結(jié)合講解案例進(jìn)行應(yīng)用分析為主。

七、教學(xué)參考資料

（一）推薦使用教材：

1.B.BruheggeA.H.Dutoit,《面向?qū)ο筌浖こ淌褂肬ML、模式與Java（第二版）》，清華

大學(xué)出版社。

2.刁成嘉編著，《UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)》，機(jī)械工業(yè)出版社。

3.刁成嘉編著，《UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》，機(jī)械工業(yè)出版社。

4.王少鋒編著，《面向?qū)ο骍ML教程》，清華大學(xué)出版社。

（二）主要參考書(shū)目：

1.《構(gòu)建復(fù)雜多變的系統(tǒng)-面向?qū)ο筌浖こ獭?，機(jī)械工業(yè)出版社，2006o

2.蔡敏編著，《UML基礎(chǔ)與ROSE建?；A(chǔ)》，人民郵電出版社。

3.JosephSchmuller《UML基礎(chǔ)、案例與應(yīng)用》，人民郵電出版社,2004。

4.4.（美）Hans-ErikEriksson.UML2工具箱.電子工業(yè)出版社,2004。

5.高煥堂著，《UML嵌入式設(shè)計(jì)》，清華大學(xué)出版社.

6.GradyBooch,JamesRumbaugh,IvarJacobson著，邵維忠麻志毅馬浩海劉輝譯，《UML

用戶指南（第2版）》，人民郵電出版社，2001。

7.JamesRumbaughsIvarJacobsonGradyBooch著，《UML參考手冊(cè)（第2版）》，機(jī)

械工業(yè)出版社。

8.MartinFowler著，徐家福譯，《UML精粹一一標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象建模語(yǔ)言簡(jiǎn)明指南》（第3版），

清華大學(xué)出版社。

9.（英）IanGraham,《面向?qū)ο蠓椒ǎ涸砼c實(shí)踐》，機(jī)械工業(yè)出版社，2003

10.吳際,金茂忠.UML面向?qū)ο蠓治?北京航空航天大學(xué)出版社,2002。

11.趙從軍.UML設(shè)計(jì)及應(yīng)用.機(jī)械工業(yè)出版社,2004,

12.吳建，鄭潮，汪杰.UML基礎(chǔ)與Rose建模案例.人民郵電出版社,2004。

（三）參考期刊：

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

23,No.5,May1997.

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

Society,1999.13

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、教學(xué)進(jìn)度與內(nèi)容安排

序次教學(xué)基木內(nèi)容、重點(diǎn)、難點(diǎn)

1第一章軟件工程基本概念/面向?qū)ο蠹夹g(shù)概述（講課2學(xué)時(shí)）

1、軟件危機(jī)及軟件工程

2、對(duì)軟件開(kāi)發(fā)的基本認(rèn)識(shí)

3、軟件的固有復(fù)雜性

4、控制軟件復(fù)雜性的基本方法

5、面向?qū)ο蠹夹g(shù)

6、面向?qū)ο箢I(lǐng)域中的基本概念

要求學(xué)生復(fù)習(xí)面向?qū)ο笙嚓P(guān)知識(shí)，同時(shí)了解面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)；要求學(xué)生掌握：

對(duì)軟件開(kāi)發(fā)的基本認(rèn)識(shí)，控制軟件復(fù)雜性的基本方法，面向?qū)ο蟮幕靖拍詈驮怼?/p>

重點(diǎn)掌握：實(shí)際軟件工程項(xiàng)目的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)過(guò)程的可控性。軟件工程概念、軟件過(guò)程模

型的相關(guān)概念c

一般了解：軟件、軟件工程、面向?qū)ο蠹夹g(shù)的概念；常用的軟件設(shè)計(jì)技術(shù)。

2第二章如何在項(xiàng)目組中建立交流機(jī)制（講課2學(xué)時(shí)）

1、一個(gè)組織良好的軟件小組的重要性；

2、現(xiàn)代分級(jí)小組是如何組織的；

3、各種不同小組組織的優(yōu)缺點(diǎn)；

4、重視選擇一個(gè)合適的小組組織時(shí)會(huì)產(chǎn)生的問(wèn)題.

重點(diǎn)掌握：項(xiàng)目組中交流的必要性。

一般了解：理解溝通的技巧，各典型軟件小組的優(yōu)缺。

3第三章UML概述（講課2學(xué)時(shí)）

1、UML模型系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

2、UML系統(tǒng)模型與建模

3、UML系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)模型

4、UML的擴(kuò)展、調(diào)整機(jī)制

5、UML與面向?qū)ο蟮能浖_(kāi)發(fā)統(tǒng)一過(guò)程

重點(diǎn)掌握；要求學(xué)生深刻理解UML語(yǔ)言是一個(gè)可視化的建模語(yǔ)言，可以應(yīng)用于軟件開(kāi)發(fā)

全過(guò)程，標(biāo)準(zhǔn)建模過(guò)程的特點(diǎn)是以用例驅(qū)動(dòng)、增量式疊代、以體系結(jié)構(gòu)為中心的過(guò)程。

一般了解：了解UML軟件工具的使用。掌握在軟件過(guò)程各環(huán)節(jié)如何使用UML工具輔助開(kāi)

發(fā)。

4第四章需求獲取/用例/用例圖（講課4學(xué)時(shí)）

需求獲取作為軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的第一步，也是成敗的關(guān)鍵,但也是富有挑戰(zhàn)性的工作。

1、什么是用例及用例的重要性

2、用例模型及其組成成分

a）用例

b）參與者

c）腳本

3、用例間的關(guān)系：

a）泛化關(guān)系

b）包含關(guān)系

c）擴(kuò)展關(guān)系

d）用例的泛化.包含.擴(kuò)展關(guān)系的比較

4、用例圖的建立

a）定義系統(tǒng)的邊界和范圍

b）尋找和確定執(zhí)行者

c）尋找和確定用例

5、用例的描述

6、需求分析用例建模實(shí)例

重點(diǎn)掌握：用例圖的功能是對(duì)系統(tǒng)功能的描述，用例圖的組成元素，用例與軟件功能之

間的關(guān)系，學(xué)會(huì)撰寫(xiě)用例文檔，學(xué)會(huì)用用例描述和分析軟件需求。

一般了解：用例的擴(kuò)展與泛化關(guān)系。

5第五章需求獲取收集-UML實(shí)習(xí)（上機(jī)4學(xué)時(shí)）

通過(guò)實(shí)習(xí)掌握需求獲取的技巧與常見(jiàn)的處理黃略。通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐，體會(huì),掌握UML各類

型圖在軟件過(guò)程中的使用細(xì)節(jié)。

6第六章系統(tǒng)分析（講課2學(xué)時(shí)）

重點(diǎn)掌握：掌握需求分析、系統(tǒng)分析過(guò)程。

一般了解：理解系統(tǒng)分析的特點(diǎn)、方法、步驟。

7第七章系統(tǒng)設(shè)計(jì)（講課6學(xué)時(shí)）

理解大型軟件設(shè)計(jì)的過(guò)程。將一個(gè)大型的設(shè)計(jì)過(guò)程簡(jiǎn)單化,子系統(tǒng)的分解及系統(tǒng)邊

界的定義等。

?系統(tǒng)分析與對(duì)象類建模一一類圖和對(duì)象圖（3學(xué)時(shí)）

1、類之間的關(guān)系

a）關(guān)聯(lián)關(guān)系

b）聚集關(guān)系

c）組成關(guān)系

d）繼承關(guān)系

e）依賴和細(xì)化關(guān)系

2、對(duì)象類的概念

a）對(duì)象類的圖形符號(hào)表示

b）對(duì)象類圖的簡(jiǎn)單例子

3、描述對(duì)象類

a）類的屬性描述

b）類的操作描述

4、類圖與對(duì)象圖的具體建模實(shí)例

重點(diǎn)掌握：類圖和對(duì)象圖的基本要素、并能利用三個(gè)層次的方法正確找到類及其之間關(guān)

系。

一般了解：大型軟件設(shè)計(jì)的過(guò)程。

?系統(tǒng)分析與對(duì)象類建模一一接口和包（3學(xué)時(shí)）

1、接口

a）接口的定義

b）接口的實(shí)施

2、系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的分層次描述

a）系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的基本單元一一包

b）包的嵌套

c）包之間的依賴和繼承關(guān)系

3、對(duì)象類靜態(tài)模型的建模步驟

4、對(duì)象類靜態(tài)建模實(shí)例

a）建立對(duì)象類

b）定義用戶接口

c）根據(jù)類之間的關(guān)系繪制類圖

d）詢定和建立系統(tǒng)包圖

重點(diǎn)掌握：UML中對(duì)象類屬性和操作的定義及其描述方法。掌握對(duì)象類之間的關(guān)系及其

標(biāo)識(shí)方法，掌握利用包的層次關(guān)系描述系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，掌握類和對(duì)象建模方法。

一般了解：系統(tǒng)分析的內(nèi)容和方法，尋找和確定對(duì)象類的方法。

8第八章對(duì)象設(shè)計(jì)（講課16學(xué)時(shí)）

了解對(duì)象設(shè)計(jì)的概念和常用技術(shù)。學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)模式的基本范例。

?對(duì)象動(dòng)態(tài)交互模型——順序圖（2學(xué)時(shí)）

1、對(duì)象動(dòng)態(tài)交互模型

a）對(duì)象之間的通信

b）同步通信與異步通信

2、什么是順序圖

a）對(duì)象

b）消息

c）E寸間

3、順序圖中的分支控制

4、順序圖中的約束標(biāo)記

5、順序圖中的循環(huán)處理操作

6、順序圖建模實(shí)例

重點(diǎn)掌握:動(dòng)態(tài)交互模型的作用及基本表現(xiàn)形式，順序圖的基本要素及規(guī)范化表示方法。

學(xué)會(huì)建立順序圖，學(xué)會(huì)用順序圖對(duì)系統(tǒng)建立動(dòng)態(tài)交互模型。

一般了解：對(duì)?象設(shè)計(jì)的概念和常用技術(shù)。

?對(duì)象動(dòng)態(tài)交互模型一一協(xié)作圖（2學(xué)時(shí)）

1、什么是協(xié)作圖

2、協(xié)作圖的組成成分

3、協(xié)作圖中對(duì)象的創(chuàng)建和消亡

4、嵌套消息與順序消息的標(biāo)識(shí)

5、異步操作中的回調(diào)消息

6、建立通信圖的步驟

7、順序圖和通信圖的比較

8、協(xié)作圖建模實(shí)例

重點(diǎn)掌握：協(xié)作圖的基本要素及規(guī)范化表示方法，學(xué)會(huì)建立協(xié)作圖，學(xué)會(huì)用協(xié)作圖對(duì)系

統(tǒng)建立動(dòng)態(tài)交互模型。

一般了解：順序圖和協(xié)作圖的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系。

?狀態(tài)圖（2學(xué)時(shí)）

1、狀態(tài)圖的基本組成成分

a）對(duì)象狀態(tài)的基本描述圖符

b）狀態(tài)的改變一一遷移

2、狀態(tài)的分類與描述

a）對(duì)象的狀態(tài)屬性

b）荷單狀態(tài)和嵌套狀態(tài)

c）狀態(tài)的順序遷移

d）狀態(tài)的并發(fā)遷移和同步

e）嵌套狀態(tài)中的歷史狀態(tài)指示器

3、狀態(tài)遷移的觸發(fā)與描述

a）狀態(tài)的遷移觸發(fā)

b）觸發(fā)狀態(tài)遷移的事件

c）觸發(fā)狀態(tài)遷移的條件

d）觸發(fā)狀態(tài)遷移的動(dòng)作表達(dá)式

e）狀態(tài)遷移的分類

4、狀態(tài)圖建模實(shí)例

重點(diǎn)掌握：UML系統(tǒng)中對(duì)象狀態(tài)變化的描述方式，掌握LML繪制狀態(tài)圖的方法和步驟。

一般了解：狀態(tài)模型中并發(fā)行為的描述方法，用狀態(tài)圖來(lái)建立對(duì)象動(dòng)態(tài)行為模型的方法

和步驟。

?活動(dòng)圖（2學(xué)時(shí)）

1、什么是活動(dòng)圖

a）判定

b）并發(fā)路徑

c）信號(hào)

2、活動(dòng)圖中的基本概念

3、活動(dòng)圖的用途

4、活動(dòng)圖的基本描述圖符

5、活動(dòng)圖的并發(fā)與同步活動(dòng)

6、狀態(tài)圖和活動(dòng)圖的比較

狀態(tài)圖與活動(dòng)圖的相同點(diǎn)

狀態(tài)圖與活動(dòng)圖的不同點(diǎn)

7、活動(dòng)圖建模實(shí)例

重點(diǎn)掌握：活動(dòng)圖中的基本概念，活動(dòng)圖的描述方式，掌握UML繪制活動(dòng)圖的方法和步