1-软件工程与UML概述
uml软件工程课程设计
uml软件工程课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握UML（统一建模语言）的基本概念、图示及其在软件工程中的应用。
2. 学会使用UML图（如用例图、类图、序列图等）来表达软件系统的结构和行为。
3. 了解软件工程的基本原则，理解UML在软件开发生命周期中的作用。
技能目标：1. 能够运用UML图进行软件需求分析，构建系统的逻辑模型。
2. 能够利用UML图进行软件设计，提高代码的可维护性和可读性。
3. 能够运用UML图进行团队协作，提高沟通与交流效果。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对软件工程的兴趣，激发他们探究新技术的热情。
2. 培养学生严谨、细致的工作态度，提高他们解决实际问题的能力。
3. 培养学生团队协作精神，使他们认识到团队合作的重要性。
本课程针对高中年级学生，结合学科特点，注重理论与实践相结合，培养学生运用UML进行软件设计和分析的能力。
课程目标旨在让学生掌握UML的基本知识，提高他们在实际项目中的应用能力，同时培养他们的团队协作和沟通能力，为未来从事软件开发工作打下坚实基础。
通过本课程的学习，学生将能够更好地理解软件工程的概念，提高自身编程素养，形成积极的情感态度价值观。
二、教学内容1. UML基本概念与图示：包括UML的发展历程、基本组成元素、图示类型及用途。
- 教材章节：第一章 绪论- 内容列举：UML的定义、UML图分类、UML的基本元素（类、对象、关系、行为等）2. UML图的应用与实践：- 用例图：描述系统的功能需求，分析用户与系统的交互。
- 类图：表示系统中类的结构及类之间的关系。
- 序列图：描述对象之间的交互过程，展示动态行为。
- 状态图、活动图等其他UML图：分别描述对象的状态变化和活动流程。
- 教材章节：第二章至第五章- 内容列举：用例图、类图、序列图、状态图、活动图等UML图的基本概念、绘制方法及应用实例。
3. 软件工程原则与UML实践：- 教材章节：第六章 软件工程原则- 内容列举：软件工程的基本原则、UML在软件开发生命周期中的应用、UML与敏捷开发等。
软件工程与uml罗炜拓展训练
软件工程与uml罗炜拓展训练软件工程是一门涉及软件开发、维护和管理的学科，它的目标是提高软件开发的效率和质量。
而UML（统一建模语言）是一种用于软件开发的图形化语言，它可以帮助开发人员更好地理解和设计软件系统。
在软件工程中，UML被广泛应用于需求分析、设计和测试等方面。
在软件工程中，UML的应用非常广泛。
首先，UML可以帮助开发人员更好地理解和分析需求。
通过使用UML建立用例图、活动图和时序图等模型，开发人员可以更好地理解用户需求，并将其转化为可执行的软件功能。
其次，UML可以帮助开发人员设计软件系统。
通过使用UML建立类图、对象图和组件图等模型，开发人员可以更好地设计软件系统的结构和组成部分。
最后，UML可以帮助开发人员进行软件测试。
通过使用UML建立状态图和序列图等模型，开发人员可以更好地测试软件系统的正确性和可靠性。
除了UML之外，软件工程还涉及许多其他的技术和工具。
例如，软件工程师需要掌握各种编程语言、数据库技术和操作系统知识，以便能够开发出高质量的软件系统。
此外，软件工程师还需要掌握各种软件开发工具，例如Eclipse、Visual Studio和Git等，以便能够更好地管理和维护软件系统。
在软件工程领域，不断学习和拓展自己的知识和技能是非常重要的。
为了帮助软件工程师不断提高自己的技能，许多机构和公司都提供了各种培训课程和认证考试。
例如，微软公司提供了MCP（微软认证专业人员）和MCSD（微软认证解决方案开发人员）等认证考试，这些考试可以帮助软件工程师证明自己的技能和知识水平。
此外，许多机构和公司还提供了各种培训课程，例如Java、Python和C#等编程语言的培训课程，这些课程可以帮助软件工程师更好地掌握各种编程语言和技术。
总之，软件工程是一门非常重要的学科，它涉及软件开发、维护和管理等方面。
在软件工程中，UML是一种非常重要的工具，它可以帮助开发人员更好地理解和设计软件系统。
除了UML之外，软件工程师还需要掌握各种编程语言、数据库技术和操作系统知识，以便能够开发出高质量的软件系统。
第三部分UML基础(第一章UML概述)
1、标准的表示方法
人们用各种方法来使用UML，而无论方
法如何变化，它们的基础是UML的图。 这就是UML的最终用途——为不同领域 的人们提供统一的交流标准。 软件开发的难点在于：一个项目的参与 包括领域专家、软件设计开发人员、客 户，以及用户他们之间交流的难题，成 为软件开发的最大难题。
最突出的两条，
一是：注重系统架构的开发 一是：注重过程的迭代和递增性
尽管UML
本身对过程没有任何定义，但 UML 对任何使用它的方法或过程提出的 要求，是支持用例驱动use-case driven 、以架构为中心architecturecentric 以及递增incremental 和迭代 iterative 地开发。
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四、UML 的应用领域
UML
被用来为系统建模，它可应用的范 围非常广泛：
可以描述许多类型的系统
它也可以用在系统开发的不同阶段，从需
求规格说明到对已完成系统的测试。
软件技术基础-------PPT课件
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1、在不同类型系统中的应用
的目标是：用面向对象的方式描述 任何类型的系统。 其中最直接的是，用UML 为软件系统创 建模型。但UML 也可用来描述其它非计 算机软件的系统，或者是商业机构或过 程。
UML是一种建模语言，是一种标准的表
示，而不是一种方法或方法学。
方法是一种把人的思考和行动结构化的明
确方式。方法需要定义软件开发的步骤， 告诉人们做什么，如何做，什么时候做以 及为什么要这么做
UML只定义了一些图以及它们的意义。
它的思想是与方法无关。
软件技术基础-------PPT课件 20
软件技术基础-------PPT课件 4
软件工程与UML
件 开发 的效率 和软 件质量 。
１１ 制 定计 划 ．
确 定 系 统 目标 、 能 。
从 １９ ９ ５年 起 ，著 名 的 软 件 工 提 出 系 统 功 能 、性 能 、接 口 、可 靠 １ ５ 测 试 ．
测 试 软 件 、排 除 错
程 学 家 Ｇｒｄ ｏｃ ａ ｙＢ ｏ ｈ综 合 他 原 创 的 性 、可 用 性 等 方 面 的 基 本 要 求 ， 误 ， 保 开 发 的 软 件 功 能 和 性 能 达 进 确
发 人 员 可 以使 用 Ｕ ＭＬ语 言 对 复 杂 求 ， 计 系 统 的 体 系 结 构 和 软 件 模 统 测 试 是 测 试 已 完 成 的 系 统 软 件 设
０可 为 两 Ｉ －蘩 罩 簟 ． 鏊 满 原 设 的 软 件 系 统 建 立 可 视 化 系 统 模 型 ， 块 。 软 件 设 计 又｛ 分 ．一 个 阶 段 ： 是 否 簿 足 缘０ 计 的 各 项 功 能 、 性
１；
｛
维普资讯
羁 终 耐 代
徐 世军
ｒ
长 期 以 来 计 算 机 软 件 开 发 的 实 现 。 低 教 率 制 约 着 计 算 机 行 业 的 发 １ 软 件 开 发 方 法 展 算 机 业 界 努 力 探 索 和 研 究 解 计
便 地 表 达 面 向对 象 的概 念 ． 现 面 构 即模 块 结 构 ， 义 每 个 模 块 的 主 １ ６ 运 行 维 护 体 定 ． 首 先 必 须 把 已
向对 象 的分 析 与 设 计 风 格 。 独 立 要 功 能 和 模 块 之 问 的 联 系 ； 细 设 开 发 完 成 的 软 件 系 统 安 装 到 实 际 它 详
于 开 发 过 程 ， 独 立 于 程 序 设 计 语 计 主 要 任 务 是 在 模 块 设 计 中 详 细 的 工 作 环 境 中 试 运 行 ， 果 有 遗 留 如 言 ，用 Ｕ ＭＬ建 立 的 软 件 系 统 模 型 定 义 每 个 模 块 的数 据 结 构 、算 法 、 问 题 应 予 以 改 进 ， 后 系 统 才 可 正 然
UML概述
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UML的基本视图
UML的五类基本视图；
UML的用例视图； UML的逻辑视图； UML的构件视图； UML的并发视图； UML的配置视图。
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成都信息工程学院软件工程系
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场景(Scenarios)
场景用于刻画构件之间的相互关系，将四个视 图有机地联系起来。可以描述一个特定的视图 内的构件关系，也可以描述不同视图间的构件 关系。
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UML中的图和各视图的对应关系
场景视图：用例图 逻辑视图：类图和对象图 开发视图：类图和组件图 进程视图：顺序图、协作图、状态图、活
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Rational三剑客
Jim Rumbaugh Ivar Jacobson
Grady Booch
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方法学大 战阶段
UML的历史
统一阶段
公
标准化阶 段
众 反
馈
工业化阶 段
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依赖（ dependency）
依赖关系描述一个元素对另一个元素的依附。
聚合（aggregation）
描述元素之间整体和部分的关系
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图（diagram）
UML模型图（5类，9种）： 用例图 静态图（类图，对象图） 行为图（状态图，活动图） 交互图（顺序图，协作图） 实现图（构件图，配置图）
软件工程 第5章--UML
UML的定义
UML定义有两个主要组成部分：语义和表示法。 语义用自然语言描述，表示法定义了UML的可 视化标准表示符号，这决定了UML是一种可视 化的建模语言。 在语义上，模型是元模型的实例。UML定义给 出了语法结构的精确定义。 使用UML时，要从不同的角度观察系统，为此 定义了概念“视图(View)‖。视图是对系统的模 型在某方面的投影，注重于系统的某个方面。
独立于过程
系统建模语言，独立于开发过程。
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容易掌握使用 概念明确，建模表示法简洁明了，图形结 构清晰，容易掌握使用。 着重学习三个方面的主要内容： (1) UML的基本模型元素 (2) 组织模型元素的规则 (3) UML语言的公共机制 与程序设计语言的关系 用Java，C++ 等编程语言可实现一个系统。 一些CASE工具可以根据 UML所建立的系 统模型来产生Java、C++ 等代码框架。
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UML事物 — 注释事物
11) Note（注释）
依附于一个元素或一组元素之上，对其进
行约束或解释的简单符号。没有语义影响。
See policy8-5-96.doc for details about these algorithms.
CashAccount presentValue()
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UML定义 9 种图，表达UML中的 5 种视图，各 视图在静态和动态方面表示系统模型。
结构 视图 静态 方面
动态 方面
行为 视图 同左
实现 视图 构件图
环境 视图 部署图
同左
用例 视图 用例图
同左
类图 对象图
顺序图 同左 顺序图 合作图 (注重 合作图 状态图 进程、 状态图 活动图 线程) 活动图
第十一章 统一建模语言UML
计算机科学与工程学院
11.3 用例建模
用例建模描述一个系统应该做什么，描述的 是外部参与者所理解的系统功能。构建用例模型 是通过开发者与客户或最终使用者对需求规格说 明达成的共识，明确系统的基本功能，为后阶段 的工作打下基础。 用例模型的基本组成部件是用例、参与者和 系统。用例用于描述系统的功能，也就是从外部 用户的角度，观察系统应支持哪些功能，帮助分 析人员理解系统的行为，它是对系统功能的宏观 描述。
计算机科学与工程学院 软件工程（Software Engineer）
4)依赖（Dependency） 依赖是两个模型元素间的语义连接，一 个是独立的模型元素，一个是依赖的模型 元素。 5)细化(refinement) 细化是UML中的术语,表示对事物更详 细一层的描述。两个元素A、B描述同一件 事物,它们的区别是抽象层次不同,若元素B 是在元素A的基础上的更详细的描述,则称元 素B细化了元素A,或称元素A细化成元素B。
UML 主要作者提出的目标是： 提供给用户一个易于使用和表达的可视化的建模语言，使他们能 够开发和交流有意义的模型。独立于任何开发语言。独立于任何开发 过程。简单并且可扩展，具有扩展和专有化机制，便于扩展，无需对 核心概念进行修改。提供了解建模语言的一个基本手段。支持面向对 象的设计与开发中涌现出的高级概念，例如协作、框架、模式和构件， 强调在软件开发中对架构、框架、模式和构件的重用。最佳的软件工 程实践经验的集成。有利于面向对象工具的市场成长。
张三 : 作家 姓名 : String = 张三 年龄 : Integer = 28
(b)对象图
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软件工程（Software Engineer）
uml相关的名词解释
uml相关的名词解释UML（统一建模语言）相关名词解释简介：在软件工程中，统一建模语言（UML）是一种标准化的、通用的建模语言，用于描述和构建软件系统。
被广泛应用于软件开发过程中的需求分析、系统设计、代码生成等环节，UML具备描述问题领域、定义软件结构和行为的能力，以及促进开发者之间的交流和沟通。
本文将对与UML相关的一些关键名词进行解释与阐述。
1. 用例图（Use Case Diagram）用例图是UML中最常用的图形之一，用于描述系统与用户之间的交互。
用例图通过显示系统的功能和角色之间的关系，来帮助开发者理解和定义系统的需求。
用例图中的参与者代表系统的用户、外部组织或其他系统，而用例则代表系统的功能或交互场景。
用例图可以帮助团队更好地理解系统的需求，从而指导系统的设计和开发过程。
2. 类图（Class Diagram）类图是用于描述系统中的类、接口、关系和结构的图形化工具。
在类图中，类被表示为矩形框，类之间的关系以及类的属性和方法则通过箭头连接来表示。
类图可以帮助开发者理解、设计和组织系统中的类与对象之间的结构关系，从而更好地进行系统设计和编码。
3. 时序图（Sequence Diagram）时序图用于描述对象之间的交互，尤其是强调交互的顺序和时序逻辑。
时序图中的对象以及它们之间的消息传递被表示为垂直的时间轴和消息顺序。
时序图可以帮助开发者理解和描述系统中对象之间的交互过程，以及时间上的先后关系。
4. 活动图（Activity Diagram）活动图用于描述系统中的行为和流程，强调系统中的活动和动作。
活动图以节点和边的形式描述活动的流程和顺序，用于展示系统中各个活动之间的流转和控制。
活动图可以帮助开发者分析和设计系统中的流程，以及理解系统的行为逻辑。
5. 组件图（Component Diagram）组件图用于描述系统的组件和它们之间的关系，关注系统的组织结构和组件之间的依赖关系。
在组件图中，组件被表示为矩形框，组件之间的关系以及组件的接口则使用箭头表示。
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1.1.2
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软件生命周期的基本任务
软件定义过程
问题定义、 可行性研究 需求分析 概要设计 详细设计 实现 组装测试 验收测试 使用和维护 退役
软件开发过程
运行维护过程
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每个阶段都有需要完成的任务
IT Education & Training
案例分析
• 某电力公司A,希望软件公司B 为他们制造一种”电 费结算系统”,该系统用于结算每一户电表1个月期 间应该缴纳的电费。 • B 公司得到电力公司A的这个要求之后，开始进入制 作“电费结算系统”软件的生命周期。
需求分析阶段
该阶段的关键任务是要明确：
• B公司在这个阶段应该对用户的要求进行详细的调研 与分析，需要去了解电费结算中需要涉及到信息、 结算电费的标准与公式、这个电费结算系统的产出 1. 文档是什么 通过与客户不断的讨论、协商，对目标系统 ……等内容,确定该系统需要实现的功能， 例如：对使用电表的用户进行管理，对 1个用户 提出完整、准确、清晰、具体的要求 . 1个 2. 月的电费计算，能够生成结算单。最后以文档的形 用正式的文档准确地记录对目标系统的需求， 式描述出需求规格。这些是指导 B公司进行下一步工 形成软件需求规格说明书(SRS) 作的依据。
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软件规模小，编写者和 使用者往往是同一个人 ，除程序清单外，无其 它文档资料。
软件的发展历程
“软件作坊” 软件工程 面向对象软件开发
个体化的软件环境
上世纪60年代中期 上世纪70年代
上世纪80年代
面向对象技术的应用 改变了软件界的开发 计算机应用领域越来越广，系统规模越 方式。 来越大，逻辑越来越复杂，而且功能上 1968年，北大西洋公约组织的计算机科学家 需要不断更改和扩充。软件开发需要多 ，在联邦德国召开国际会议，讨论软件危机 个开发者一起开发，开发人员按各自的 问题。正式提出“软件工程”这个名词──新 爱好和习惯进行工作，没有统一的标准 兴工程学诞生了。 可以遵循，以手工艺的方式形成“软件 用“工程化”的思想作指导，可以大大减少 作坊”来进行。 软件开发成本并提高软件开发质量，“工程 化”为人们开辟了新的道路，“软件工程学 ”蓬勃发展起来。 7
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IT Education & Training
1.1.1 软件工程的发展历史
• 从20世纪60年代中期到70年代中期，软件业进 入了一个发展时期。此时出现了所谓的软件公 司。 • 1968年，出现“软件工程 （SoftwareEngineering）”这一术语。 • 30余年来，尽管软件的一些毛病仍然无法根治， 但软件的发展速度却超过了任何传统工业，并 未出现真正的软件危机，这的确是前人的先见 之明。如今软件工程成了一门学科。
票定在10.7日,此时将造成什么影响? 10.2-10.5 在整个活动中允许随意的变更吗 ?
10.6
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IT Education & Training
原理3：实行严格的产品控制
• • 加强配臵管理 建立严格的变更控制流程
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IT Education & Training
原理4：采用现代程序设计技术
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IT Education & Training
原理6：开发小组的人员应少而精
• • 软件开发小组成员的素质要高，而人 数则不宜过多。 开发小组人员的素质和数量是影响软 件产品质量和开发效率的重要因p; Training
案例分析4:
• 丽江活动结束了， A 小组这时应该做些什么呢?
注意点
做什么
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概要设计(总体设计)阶段
该阶段的关键任务是要明确：
怎么做
1. 提出实现目标系统的几种方案，制定最佳方 • 案的详细计划 根据上一 步得到的需求规格说明书，将需求功能进 行模块化分，B公司的设计人员开始了对“电费结算 2. 系统的体系结构设计 系统”的设计。例如，系统管理模块，电费计算模 3. 阶段性成果：概要设计说明书、数据库或者 块，生成结算单模块等。 数据结构说明书、组装测试计划等
活动 时间
订车票
联系丽江旅行社订房间
9.22-9.24
9.22-9.24
买路上吃的食品 9.25 如果其中任何一个活动没有按照计划
进行,将导致整个出游计划的失败 出发到丽江 10.1 如何解决?????
游玩 返回学校 10.2-10.5 10.6
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IT Education & Training
原理2：坚持进行阶段评审
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IT Education & Training
软件工程的产生
• 为了解决“软件危机”，于是出现了 “软件工程” 学科，其目的是倡导以工程的原理、原则和方法进 行软件开发。有众多专家学者致力于软件工程方法 学的研究，并将研究结果应用于实践中进行检验， 解决了软件开发中存在的各种问题，使得软件制造 的质量大大提高。
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IT Education & Training
软件工程 — 方法学
把在软件生命周期全过程中使用的一整套 技术方法的集合称为方法学。
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IT Education & Training
软件工程 — 方法学
软件工程方法学包含3个要素：方法、工 具和过程 • 方法 — 完成软件开发的各项任务的技术方法， 回答“怎样做”的问题； • 工具 — 为运用方法而提供的自动的或半自动 的软件工程支撑环境； • 过程 — 为了获得高质量的软件所需要完成的 一系列任务的框架，它规定了完成各项任务 的工作步骤。
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IT Education & Training
1.1 软件工程概述
• 1.1.1 软件工程的发展历史 • 1.1.2 软件工程的生命周期
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软件 — 定义
软件是程序、数据和相关文档的完整集合。 程序：按照事先设计的功能和性能要求执行的 指令序列； 数据：程序能正常操纵信息的数据结构； 文档：与程序开发和使用相关的各种图文资料
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软件工程：技术层次
工具 tools
方法 methods 过程模型 process model 用户目标 a “quality” focus
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IT Education & Training
软件工程 — 基本原理
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 用分阶段的生命周期计划严格管理 坚持进行阶段评审 实行严格的产品控制 采用现代程序设计技术 结果应能清楚地审查 开发小组的人员应该少而精 承认不断改进软件工程实践的必要性
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案例分析1:
• A 组和B组都有共同的目标:十一期间到云南丽江 旅游. • A 组组员在组长带领下,制定了详细的出游计划, 作好了准备. • B组组员却什么都没有准备. • 通过分析,比较两个小组可能出现的结果.
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IT Education & Training
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IT Education & Training
拉布雷阿的焦油坑（Mural of La Brea Tar Pits）
过去几十年的大型系统开发就犹如这样一个 焦油坑，很多大型和强壮的动物在其中剧烈 地挣扎。
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软件危机的表现
• • • • • 用户需求不明确，变更过多 软件成本日益增长 开发进度难以控制 软件质量差 软件维护困难
IT Education & Training
个体化的软件环境
“软件作坊”
软件工程
面向对象软件开发
上世纪60年代中期 上世纪70年代
上世纪80年代
软件危机
随着硬件成本的降低，电脑开始变得普及，人们对软件的 需求越来越高，而这时候的软件行业还处于“手工作坊” 阶段，软件的产量和质量远远不能满足人们的需要，于是 出现了一系列严重问题，被称为“软件危机”
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原理7：不断改进软件工程实践
• 不断改进软件工程的实践。软件工程不应 该停留在已有的技术水平上，应该积极主 动地采取或创造新的软件技术，要注意不 断总结经验，收集工作量、进度、成本等 数据，并运行出错类型和问题报告的统计。
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IT Education & Training
人是有生命期的，那么软件呢？什么是 软件生命周期？
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概念：软件生命周期
• 软件生命周期表明从功能确定、设计到开发成功投 入使用，并在使用中不断地修改、增补和完善，直 到被新的需要所代替而停止使用该软件的全过程。
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IT Education & Training
Beyond Technology
UML面向对象分 析与设计
马维俊
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第1章 软件工程与UML概述
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第1章 软件工程与UML概述
•1.1 软件工程概述 •1.3 UML语言概述
– 结构化分析（SA） – 结构化设计（SD） – 面向对象技术（OOA OOD） 实践表明：采用先进的技术既可以提高软件 开发的效率，又可以提高软件维护的效率。