软件设计统一建模语言UML

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。

简述统一建模语言
统一建模语言（UML）：是一种用于对软件密集系统进行可视化建模的标准语言。

它始于1997年，被采纳为OMG标准，是一种非专利的第三代建模和规约语言。

UML独立于任何具体程序设计语言，是面向对象设计的建模工具。

UML为面向对象开发系统的产品进行说明、可视化和编制文档，展现了一系列最佳工程实践，这些实践在对大规模、复杂系统进行建模方面已经被验证有效。

UML可以贯穿软件开发周期中的每一个阶段，从需求分析到规格，到构造和配置。

UML表示法集中了不同的图形表示方法，剔除了其中容易引起的混淆、冗余或者很少使用的符号，同时添加了一些新的符号。

其中的概念来自于面向对象技术领域中众多专家的思想。

总的来说，UML作为一种模型语言，使开发人员专注于建立产品的模型和结构，而不是选用什么程序语言和算法实现。

当模型建立之后，模型可以被UML 工具转化成指定的程序语言代码。

统一建模语言统一建模语言（UML）是一种定义良好、易于表达、功能强大且普遍适用的建模语言。

它融入了软件工程领域的新思想、新方法和新技术。

它的作用域不限于支持面向对象的分析与设计，还支持从需求分析开始的软件开发的全过程。

1．UML的结构UML的结构包括基本构造块、支配这些构造块如何放在一起的规则（体系架构）和一些运用于整个UML的机制。

（1）构造块。

UML有三种基本的构造块，分别是事物（thing）、关系（relationship）和图（diagram）。

事物是UML中重要的组成部分，关系把事物紧密联系在一起，图是很多有相互相关的事物的组。

（2）公共机制。

公共机制是指达到特定目标的公共UML方法，主要包括规格说明（详细说明）、修饰、公共分类（通用划分）和扩展机制四种。

●规格说明：规格说明是事物语义的文本描述，它是模型真正的核心。

●修饰：UML为每一个事物设置了一个简单的记号，还可以通过修饰来表达更多的信息。

●公共分类：包括类元与对象（类表示概念，而对象表示具体的实体）、接口和实现（接口用来定义契约，而实现就是具体的内容）两组公共分类。

●扩展机制：包括约束（添加新规则来扩展事物的语义）、构造型（用于定义新的事物）、标记值（添加新的特殊信息来扩展事物的规格说明）。

（3）规则。

UML用于描述事物的语义规则分别是为事物、关系和图命名。

给一个名字以特定含义的语境，即范围；怎样使用或看见名字，即可见性；事物如何正确、一致地相互联系，即完整性；运行或模拟动态模型的含义是什么，即执行。

UML对系统架构的定义是系统的组织结构，包括系统分解的组成部分、它们的关联性、交互、机制和指导原则等这些提供系统设计的信息。

而具体来说，就是指5个系统视图，分别是逻辑视图、进程视图、实现视图、部署视图和用例视图。

●逻辑视图：以问题域的语汇组成的类和对象集合。

●进程视图：可执行线程和进程作为活动类的建模，它是逻辑视图的一次执行实例，描绘了所设计的并发与同步结构。

UML（UnifiedModelingLanguage统⼀建模语⾔）UML（Unified Modeling Language 统⼀建模语⾔），⼜称标准建模语⾔。

是⽤来对软件密集系统进⾏可视化建模的⼀种语⾔。

UML是⼀种⾯向对象的建模语⾔，它可以实现⼤型复杂系统各种成分描述的可视化、说明并构造系统模型，以及建⽴各种所需的⽂档，是⼀种定义良好、易于表达、功能强⼤且普遍适⽤的建模语⾔。

UML基本内容详述（1）视图 视图是表达系统的某⼀⽅⾯特征的UML建模元素的⼦集；试图并不是图，它是由⼀个或多个图组成的对系统某个⾓度的抽象。

1）⽤例视图（核⼼视图） 强调从⽤户的⾓度看到的或需要的系统功能。

2）逻辑视图 该视图⽤于描述系统内实现的逻辑功能，展现系统的静态或结构组成及特征。

3）组件视图 该视图从系统实现的⾓度来描述模型对象间的关系。

4）配置视图 该视图⽤于说明系统的物理配置。

（2）图表 图表是描述视图内容的图。

1）⽤例图 ⽤于描述外部项与系统提供的使⽤事件之间的联系。

⼀个使⽤事件是系统提供的功能的具体描述，是系统分析⼈员从⽤户⾓度描述系统的功能，是功能与功能之间以及功能与⽤户之间的关系。

使⽤事件定义了系统的功能需求。

简单理解：⽤来描述系统的功能。

2）类图 ⽤于描述系统的静态结构。

类可以⽤不同⽅式连接，主要包括联合、依赖、独⽴和包装。

⼀个系统⼀般有多张类图，⼀个类可在不同的视图中出现。

3）对象图 ⽤于表述系统在某个时刻的静态结构。

对象图也可作为协作图的⼀部分，说明⼀组对象之间的动态协作关系。

对象图与类图的区别：对象图表⽰的是类中的许多对象实例，⽽不是类本⾝。

4）状态图 ⽤于说明类中的对象可能具有的状态，以及由时间引起的状态的改变。

简单理解：描述了系统元素的状态条件和响应。

5）顺序图（时序图） ⽤于描述对象间的动态协作关系。

表达了对象间发⾏消息的时序，同时也表达出对象间的相互作⽤，以及当系统执⾏到某个特定位置时可能会发⽣的事。

uml的特点和用途UML（Unified Modeling Language）是一种用于软件系统建模的标准化语言，它具有以下特点和用途。

特点：1. 统一性：UML是一种统一的建模语言，它将多种建模技术整合在一起，包括结构建模、行为建模和交互建模等，使得不同的模型之间可以进行无缝的集成和协作。

2. 易学易用：UML采用图形符号和文本描述相结合的方式，使得它的语法和语义非常直观和易于理解，从而降低了学习和使用的难度。

3. 可扩展性：UML提供了一种扩展机制，允许用户根据具体的需求和场景进行定制和扩展，从而满足不同的建模需求。

4. 高度表达性：UML提供了丰富的图形符号和符号组合方式，可以灵活地表达不同的建模概念和语义，使得模型具有更高的表达性和可读性。

5. 易于工具支持：由于UML已成为行业标准，因此有许多建模工具和开发环境提供了对UML的良好支持，便于开发人员进行建模、分析和设计工作。

用途：1. 需求分析：通过使用用例图、活动图和状态图等UML图形，可以帮助分析师和开发团队更好地理解用户需求，明确系统功能和行为，并对需求进行有效的沟通和验证。

2. 系统设计：UML提供了类图、对象图和组件图等建模工具，可以帮助开发人员进行系统结构设计和模块划分，明确系统的组成部分和它们之间的关系，从而指导代码的编写和开发过程。

3. 架构设计：通过使用包图、部署图和组合结构图等UML图形，可以帮助架构师对系统进行整体设计和布局，明确系统的组织结构和部署方案，从而提高系统的可扩展性和可维护性。

4. 测试和验证：UML提供了序列图和协作图等建模工具，可以帮助测试人员进行系统测试和验证工作，明确系统的行为和交互方式，并根据模型生成测试用例和测试脚本，提高测试效率和覆盖率。

5. 文档生成：UML模型可以作为软件系统的文档，包含了系统的结构、行为和交互等信息，可以通过工具自动生成文档，提高文档的可读性和维护性。

6. 项目管理：UML可以作为项目管理工具的一部分，用于描述系统的工作流程、任务分配和资源调度等信息，帮助项目经理进行进度控制和资源管理。