武漢軟件工程職業(yè)學(xué)院教案（理論教學(xué)首頁）（第1頁）《軟件工程與UML》武漢軟件工程職業(yè)學(xué)院教案（附頁）（第NUMPAGES2頁）項目任務(wù)單元3系統(tǒng)的靜態(tài)建模任務(wù)1：類的設(shè)計授課安排授課時數(shù)2授課時間第3周第1次課授課方法講練結(jié)合授課教具機房，StarUML、ROSE或VISIO教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)：類圖的表示形式，屬性和方法的細(xì)節(jié)，重數(shù)的意義。能力目標(biāo)：類的不同表示方式，接口的表示。思政目標(biāo)：培養(yǎng)良好的邏輯思維能力，培養(yǎng)精益求精的精神。教學(xué)重點類的基本組件教學(xué)難點類的基本組件【教學(xué)環(huán)境】多媒體機房軟件需求：機房，ROSE或VISIO【教學(xué)過程】一、復(fù)習(xí)導(dǎo)入（1）通過提問的形式復(fù)習(xí)上一節(jié)知識，引入本節(jié)課內(nèi)容。在講解本節(jié)課內(nèi)容前，首先回顧一下上節(jié)課中講過的用例建模。本節(jié)將詳細(xì)講解UML靜態(tài)建模中的類圖。（2）明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。掌握類圖的基本概念、類的基本組件二、授新課（一）布置任務(wù)請根據(jù)之前書寫的書店借書系統(tǒng)的用例模型，尋找出書店借書系統(tǒng)的實體類。（二）知識要點類圖是用來顯示系統(tǒng)中的類、接口以及它們之間的靜態(tài)結(jié)構(gòu)和關(guān)系的一種靜態(tài)模型，它用于描述系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。類圖的建模貫穿系統(tǒng)的分析和設(shè)計階段的始終，通常從商務(wù)伙伴能夠理解的用例開始建模，最終往往成為只有開發(fā)小組能夠完全理解的類。建模類圖也是一個反復(fù)迭代的過程。類圖包含兩個元素：類、關(guān)系。當(dāng)對系統(tǒng)的靜態(tài)模型建模時，通常以下面的3種方式之一使用類圖：對系統(tǒng)的靜態(tài)對象建模。如書店借書系統(tǒng)的Book類、學(xué)生管理系統(tǒng)的Student類等。對簡單的協(xié)作建模。協(xié)作是一些共同行為的類、接口和其他元素的群體。如數(shù)據(jù)庫連接類、用戶驗證類、過濾字符串類等。對邏輯數(shù)據(jù)庫模式建模。在很多領(lǐng)域中，都需要在關(guān)系數(shù)據(jù)庫或面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫中存儲永久信息，系統(tǒng)分析者可以用類圖對這些需要永久化的實體建模。類圖的基本組件類命名時應(yīng)該遵守以下幾條準(zhǔn)則：使用標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語。使用具有確切含義的名詞。必要時用名詞短語作名字。對于類圖中的類而言，它的類名、屬性、操作也有一定的書寫規(guī)范。類名：正體字說明類是可被實例化的，斜體字說明類為抽象類。屬性：按照“可見性屬性名[:類型][=初始值]”的書寫順序。操作：按照“可見性方法名稱([參數(shù)列表])[:返回類型]”的書寫順序。類的表示方法隱藏屬性部分或操作部分，或者兩者都隱藏接口在UML中，接口是用一個帶有名稱的小圓圈表示的，并且通過一條實線與它的模型元素相連。當(dāng)一個接口是在某個特定的類中實現(xiàn)時，使用該接口的類通過一個依賴關(guān)系（一條帶箭頭的虛線）與該接口的小圓圈相連接（三）任務(wù)實施要點提示：1.潛在的實體類來源：理清每個用例中需要分析、存儲、處理的數(shù)據(jù)。2.注意處理書店借書系統(tǒng)與圖書館理系統(tǒng)不同的地方三、鞏固練習(xí)試建模一個紅綠燈類，具有交通指示的功能。練習(xí)要點：注意類設(shè)計的“高內(nèi)聚、低耦合”原則。注意突出該類的職責(zé)（是通行否的指示，不是顏色切換）。注意類的表示方法，突出設(shè)計要點。四、歸納總結(jié)回顧上課前的學(xué)習(xí)目標(biāo)，對本節(jié)課知識點進行總結(jié)：類圖的基本概念類的基本組件【課后作業(yè)】用圖表示學(xué)生成績管理系統(tǒng)中的學(xué)生、教師和成績類用圖表示電視機類裝訂線章節(jié)名稱裝訂線單元3系統(tǒng)的靜態(tài)建模任務(wù)2：表示類之間的關(guān)系授課安排授課時數(shù)2授課時間第3周第2次課授課方法講練結(jié)合授課教具機房，StarUML、ROSE或VISIO教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)：UML中類之間的關(guān)系表示。能力目標(biāo)：類的設(shè)計，類之間關(guān)系的設(shè)計。思政目標(biāo)：培養(yǎng)反復(fù)迭代、逐步完善的工匠精神。教學(xué)重點UML中類之間的關(guān)系表示教學(xué)難點UML中類之間的關(guān)系表示【教學(xué)環(huán)境】多媒體機房軟件需求：機房，StarUML、ROSE或VISIO【教學(xué)過程】一、復(fù)習(xí)導(dǎo)入（1）通過提問的形式復(fù)習(xí)上一節(jié)知識，引入本節(jié)課內(nèi)容?；仡櫼幌律瞎?jié)課中講過的類圖的基本概念、類的基本組件。本節(jié)將詳細(xì)講解UML中類之間的關(guān)系表示。（2）明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。掌握UML中類之間的關(guān)系表示。二、授新課（一）布置任務(wù)某“飲料自動售貨機系統(tǒng)”具有“設(shè)置”、“購物”、“上貨”三個主要功能，請根據(jù)文中描述建模系統(tǒng)類圖。（二）知識要點類之間的關(guān)系泛化關(guān)系：一個類（子類）繼承另外的一個類（超類）的同一功能，并增加它自己的新功能。泛化關(guān)系就是用來表示類與類、接口與接口之間的繼承關(guān)系的。關(guān)系中的實線空心封閉箭頭由子類指向父類實現(xiàn)關(guān)系：實現(xiàn)關(guān)系指定兩個實體之間的一個合同。換言之，一個實體定義一個合同，而另一個實體保證履行該合同。關(guān)系中的箭頭由實現(xiàn)接口的類指向被實現(xiàn)的接口。在Java中，實現(xiàn)關(guān)系可以直接用接口，implements關(guān)鍵字表示。在有些程序語言中不支持接口，但支持類之間的多重繼承。在UML中，可以使用泛化關(guān)系表示。依賴關(guān)系：依賴是類與類之間的連接，并且依賴總是單向的。實體之間的“依賴”關(guān)系暗示一個實體的值發(fā)生變化后可能影響依賴于它的其他實例。在面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)中，作為方法的一個部分，一個對象可能創(chuàng)建另一個對象，讓它執(zhí)行一定的功能。也可以一個對象還可能在一個方法中創(chuàng)建另一個對象，對它進行配置，然后將它作為方法的返回值傳給方法的調(diào)用者。關(guān)聯(lián)關(guān)系：在對系統(tǒng)建模時，特定的對象間將會彼此關(guān)聯(lián)，我們稱這種關(guān)系為關(guān)聯(lián)關(guān)系，它反映了對象之間相互依賴、相互作用的關(guān)系。雙向關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián)總是被假定是雙向的。這意味著，兩個類彼此知道它們間的聯(lián)系。一個雙向關(guān)聯(lián)用兩個類間的實線表示。在線的任一端，可以放置角色名和多重值單向關(guān)聯(lián)雖然兩個類是相關(guān)的，但是只有一個類知道這種聯(lián)系的存在。一個單向的關(guān)聯(lián)表示為一條帶有指向已知類的開放箭頭的實線。單向關(guān)聯(lián)只包含已知類的角色名和多重值描述聚集關(guān)聯(lián)聚集是關(guān)聯(lián)的一種形式，代表兩個類之間的整體/局部關(guān)系。組成關(guān)聯(lián)組成關(guān)聯(lián)表明一個對象是被一個更大的整體所擁有。這個被包含的對象可能不能參與更多的組成關(guān)聯(lián)，并且不能獨立于這個整體而存在。在整體創(chuàng)建的時候創(chuàng)建這個部分，并在整體銷毀的時候銷毀。在UML中，組成的表示是在關(guān)聯(lián)線上靠近“整體”類的一端加上一個實心的菱形。自身關(guān)聯(lián)類也可以使用自身關(guān)聯(lián)與它本身相關(guān)聯(lián)。當(dāng)一個類關(guān)聯(lián)到它本身時，并不意味著類的實例與它本身相關(guān)，而是類的一個實例與類的另一個實例相關(guān)。關(guān)聯(lián)關(guān)系的不同重數(shù)與代碼的映射（1）單向關(guān)聯(lián)（0..1）（2）單向關(guān)聯(lián)（1..1）（3）單向關(guān)聯(lián)（1..*）（4）雙向關(guān)聯(lián)（1，0..1）（三）任務(wù)實施要點提示：1.注意識別實體類2.注意方法體現(xiàn)的內(nèi)聚性3.初始建模簡化關(guān)系三、歸納總結(jié)回顧上課前的學(xué)習(xí)目標(biāo)，對本節(jié)課知識點進行總結(jié)：類之間的關(guān)系：泛化關(guān)系、實現(xiàn)關(guān)系、關(guān)聯(lián)關(guān)系關(guān)聯(lián)關(guān)系又可以分為：雙向關(guān)聯(lián)、單向關(guān)聯(lián)、聚集關(guān)聯(lián)、組成關(guān)聯(lián)、自身關(guān)聯(lián)【課后作業(yè)】課本拓展順練：拓展訓(xùn)練一：書寫關(guān)聯(lián)關(guān)系的代碼映射拓展訓(xùn)練二：用類圖描述郵件及其組件之間的關(guān)系裝訂線章節(jié)名稱裝訂線單元3系統(tǒng)的靜態(tài)建模任務(wù)：表示類之間的關(guān)系授課安排授課時數(shù)2授課時間第4周第1次課授課方法講練結(jié)合授課教具機房，StarUML、ROSE或VISIO教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)：熟練掌握UML中類之間的關(guān)系表示。能力目標(biāo)：類圖的優(yōu)化設(shè)計。思政目標(biāo)：培養(yǎng)反復(fù)迭代、逐步完善的工匠精神。教學(xué)重點UML中類之間的關(guān)系表示的案例實訓(xùn)教學(xué)難點類與接口的實現(xiàn)關(guān)系【教學(xué)環(huán)境】多媒體機房軟件需求：機房，StarUML、ROSE或VISIO【教學(xué)過程】一、復(fù)習(xí)導(dǎo)入（1）通過提問的形式復(fù)習(xí)上一節(jié)知識，引入本節(jié)課內(nèi)容。在講解本節(jié)課內(nèi)容前，首先回顧一下上節(jié)課中講過的UML中類之間的關(guān)系表示。本節(jié)將進行UML中類之間的關(guān)系表示的案例實訓(xùn)。（2）明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。熟練地掌握UML中類之間的關(guān)系表示。二、案例實訓(xùn)（一）布置任務(wù)請畫出一個UML類圖來表示如下的靜態(tài)模型：（1）模型中有這樣一些類：動物，鳥，翅膀，大雁，鴨，企鵝，雁群，唐老鴨（2）動物有生命，可以繁殖，可以新陳代謝，而新陳代謝需要氧氣和水（3）鳥類有羽毛，有角質(zhì)沒有牙齒，可以下蛋（4）大雁作為鳥類擅長飛翔，而鴨和企鵝卻不擅長（5）企鵝的出現(xiàn)與氣候有關(guān)（6）唐老鴨會講人話（二）回顧知識要點（三）任務(wù)實施1.學(xué)生自主完成2.最后集中講解三、歸納總結(jié)回顧上課前的學(xué)習(xí)目標(biāo)，對本節(jié)課知識點進行總結(jié)：通過實際案例的實訓(xùn)增強了學(xué)生對類圖中類與類之間關(guān)系的理解，強化了學(xué)生的動手能力【課后作業(yè)】教材拓展訓(xùn)練：拓展訓(xùn)練三：根據(jù)以下描述設(shè)計類圖拓展訓(xùn)練四：根據(jù)下面的Java代碼畫出類圖。裝訂線章節(jié)名稱裝訂線單元3系統(tǒng)的靜態(tài)建模任務(wù)：表示類之間的關(guān)系授課安排授課時數(shù)2授課時間第4周第2次課授課方法講練結(jié)合授課教具機房，StarUML、ROSE或VISIO教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)：熟練掌握UML中類之間的關(guān)系表示。能力目標(biāo)：類圖的優(yōu)化設(shè)計，將類圖映射為代碼。思政目標(biāo)：培養(yǎng)反復(fù)迭代、逐步完善的工匠精神。教學(xué)重點UML中類之間的關(guān)系表示的案例實訓(xùn)教學(xué)難點類與接口的實現(xiàn)關(guān)系【教學(xué)環(huán)境】多媒體機房軟件需求：機房，StarUML、ROSE或VISIO【教學(xué)過程】一、復(fù)習(xí)導(dǎo)入（1）通過提問的形式復(fù)習(xí)上一節(jié)知識，引入本節(jié)課內(nèi)容。在講解本節(jié)課內(nèi)容前，首先回顧一下上節(jié)課中講過的UML中類之間的關(guān)系表示。本節(jié)將進行UML中類之間的關(guān)系表示的案例實訓(xùn)。（2）明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。熟練地掌握UML中類之間的關(guān)系表示。二、案例實訓(xùn)（一）布置任務(wù)根據(jù)如下描述設(shè)計出其對應(yīng)的類圖，并寫出相應(yīng)的java代碼（1）學(xué)校有1個或多個食堂（2）每個食堂有多個窗口，每個窗口有名稱（3）每個窗口有1個承包負(fù)責(zé)人、n個工作人員（4）學(xué)生或教師去食堂就餐時，可以選擇其中的任意1個或多個窗口（二）回顧知識要點（三）任務(wù)實施1.學(xué)生自主完成2.最后集中講解：三、歸納總結(jié)回顧上課前的學(xué)習(xí)目標(biāo)，對本節(jié)課知識點進行總結(jié)：通過實際案例的實訓(xùn)增強了學(xué)生對類圖中類與類之間關(guān)系的理解，強化了學(xué)生的動手能力課程思政：鼓勵學(xué)生平時要多寫程序代碼，編程水平的提高在于平時的積累，這點充分體現(xiàn)了量變至質(zhì)變的規(guī)律?！菊n后作業(yè)】教材拓展訓(xùn)練：拓展訓(xùn)練三：根據(jù)以下描述設(shè)計類圖拓展訓(xùn)練四：根據(jù)下面的Java代碼畫出類圖。裝訂線章節(jié)名稱裝訂線單元3系統(tǒng)的靜態(tài)建模任務(wù)3：表示對象之間的關(guān)系授課安排授課時數(shù)2授課時間第5周第1次課授課方法講練結(jié)合授課教具機房，StarUML、ROSE或VISIO教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)：掌握UML中對象之間的關(guān)系表示。能力目標(biāo)：對象圖映射到類圖。思政目標(biāo)：培養(yǎng)反復(fù)迭代、逐步完善的工匠精神。教學(xué)重點UML中對象之間的關(guān)系表示，對象與類的區(qū)別教學(xué)難點UML中對象之間的關(guān)系表示【教學(xué)環(huán)境】多媒體機房軟件需求：機房，StarUML、ROSE或VISIO【教學(xué)過程】一、復(fù)習(xí)導(dǎo)入（1）通過提問的形式復(fù)習(xí)上一節(jié)知識，引入本節(jié)課內(nèi)容。在講解本節(jié)課內(nèi)容前，首先回顧一下上節(jié)課中講過的UML中類之間的關(guān)系表示。本節(jié)將學(xué)習(xí)UML中對象之間的關(guān)系表示。（2）明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。熟練地掌握UML中對象之間的關(guān)系表示。二、授新課（一）布置任務(wù)Flight類和Plane類之間是一個雙向關(guān)聯(lián)的類圖，請根據(jù)其類圖模型，描述一架NX0337客機的兩次飛行情況，并用對象圖將其表述出來。（二）知識要點對象圖的概念對象圖描述的是參與交互的各個對象在交互過程中某一時刻的狀態(tài)。對象圖可以被看做是類圖在某一時刻的實例。對象圖和類圖的區(qū)別類圖：類具有3個分欄（類名、屬性及操作）；在類的類名分欄中只有類名；類的屬性分欄定義了所有屬性的特征；類中列出了操作；類使用關(guān)聯(lián)連接，關(guān)聯(lián)使用名稱、角色、多重性以及約束等特征定義。對象圖：對象只有兩個分欄（名稱、屬性）；對象的名稱形式為“對象名:類名”；匿名對象的名稱形式為“:類名”；對象只定義了屬性的當(dāng)前值；對象圖中不包含操作；對象使用鏈連接，鏈擁有名稱、角色，但是沒有多重性。對象圖建模步驟如下：識別將要使用的建模機制。識別參與協(xié)作的類、接口和其他元素，同時識別這些事物之間的關(guān)系?？紤]貫穿這個機制的腳本，凍結(jié)某一時刻的腳本，并匯報每個參與這個機制的對象。按照需要顯露出每個這樣的對象的狀態(tài)和屬性值，以便理解腳本。顯露出這些對象之間的鏈，以描述對象之間關(guān)聯(lián)的實例。建模對象圖主要有以下兩點作用：論證類模型的設(shè)計：當(dāng)設(shè)計了類模型時，你可以通過對象圖來模擬出一個運行時的狀態(tài)，這樣就可以研究在運行時設(shè)計的合理性。同時也可以作為開發(fā)人員討論的一個基礎(chǔ)。分析和說明源代碼：由于類圖只是展示了程序的靜態(tài)類結(jié)構(gòu)，因此通過類圖看懂代碼的意圖是很困難的。因此在分析源代碼時，可以通過對象圖來細(xì)化分析。而對于開發(fā)人員，對于邏輯較復(fù)雜的類交互時，可以考慮畫出一些對象圖來做補充說明。一架NX0337客機的兩次飛行情況如圖所示：（三）任務(wù)實施1.學(xué)生自主練習(xí)2.學(xué)生交流3.集中講解三、歸納總結(jié)回顧上課前的學(xué)習(xí)目標(biāo)，對本節(jié)課知識點進行總結(jié)：對象圖的概念對象圖和類圖的區(qū)別對象圖建模步驟【課后作業(yè)】閱讀對象圖并說明其含義且繪制出與其相應(yīng)的類圖。裝訂線章節(jié)名稱裝訂線單元3系統(tǒng)的靜態(tài)建模任務(wù)4表示模塊之間的關(guān)系授課安排授課時數(shù)2授課時間第5周第2次課授課方法講練結(jié)合授課教具機房，StarUML、ROSE或VISIO教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)：掌握UML中用包圖表示模塊之間的關(guān)系。能力目標(biāo)：用包圖表示模塊之間的關(guān)系。思政目標(biāo)：培養(yǎng)反復(fù)迭代、逐步完善的工匠精神教學(xué)重點UML中用包圖表示模塊之間的關(guān)系教學(xué)難點UML中用包圖表示模塊之間的關(guān)系【教學(xué)環(huán)境】多媒體機房軟件需求：機房，StarUML、ROSE或VISIO【教學(xué)過程】一、復(fù)習(xí)導(dǎo)入（