《UML统一建模》实验教学大纲

一、实验课程性质、目的与任务

《UML统一建模》课程实验目的是验证、巩固和实现课堂讲授的UML基础知识，并依据课程讲授的案例来对一个待开发系统进行建模。本课程实验能培养与提高学生使用UML进行面向对象系统分析与设计的能力，为今后的从事软件开发工作打下基础。

本课程实验内容能使学生加深对UML基础知识的理解，进一步提高使用建模工具进行软件建模的能力，并使他们对软件开发过程有初步的认识。通过本实验课程，应达到以下几个教学目的

1. 掌握面向对象的概念

2. 掌握主要的设计模式

3. 掌握用例模型,领域模型和设计模型的创建

4. 掌握核心UML表示法

5. 掌握设计过程中如何使用各种UML图

6. 了解用UML建模工具进行系统建模的方法

7. 了解统一软件开发过程(RUP)

二、实验教学基本要求

熟悉UML图形元素、模型元素、通用机制以及建模过程而进行。实验的安排和要求是：使用建模工具实现结构建模、行为建模、体系结构建模；使用建模工具进行团队开发；使用建模工具进行正向与逆向工程；在建模工具的支持下，使用UML的基本元素建模设计模式；依据课堂案例中所采用的软件开发过程，在建模工具的支持下，进行软件建模。

上机实验要求：

1、准备好上机所需的程序；

2、完成对每个知识点知识验证和设计完成规定的实验内容；能运用所学根据建模需要设计软件模型。；

3、上机结束后，应整理出实验报告，实验报告应包括以下内容：实验项目名称；模型设计的分析过程；具体的软件设计模型；对设计过程所作的分析以及本次建模所取得的经验。

三、实验项目与类型：

四、实验教学内容

实验一：熟悉Rational Rose建模环境

1、实验目的

熟悉Rational Rose的安装过程；熟悉Rational Rose的建模环境。

2、方法原理

完成Rational Rose建模软件的安装及基本操作。

3、主要实验仪器及材料

计算机、Rational Rose建模软件

4、实验内容

（1）安装Rational Rose建模软件，并对系统进行配置。

（2）使用Rational Rose建模软件进行各界面的简单操作。

实验二：用例分析与设计

1、实验目的

熟悉Rational Rose进行建模的一些基本操作；学会使用Use Case视图与Use Case框图；学习使用Use Case、角色与关系；学习在包中增加.txt文件。

2、方法原理

使用Rational Rose建模软件建立用例图。

3、主要实验仪器及材料

计算机、Rational Rose建模软件

4、实验内容

在浏览器中增加Use Case框图；在新建的Use Case框图中增加角色；建模用例的事件流；添加文本文件。。

实验三：顺序图建模

1、实验目的

理解顺序框图的基本知识；了解对象与类的概念；学习顺序框图的创建。

2、方法原理

使用Rational Rose建模软件建立顺序图。

3、主要实验仪器及材料

计算机、Rational Rose建模软件

4、实验内容

根据指定的用例场景描述文档设计顺序图，在浏览器中增加顺序框图；在新建的顺序框图中增加角色；建模用例的事件流。

实验四：类分析与包

1、实验目的

掌握如何创建类；学习如何为类指定版型；掌握定义类的职责的方法；学习分析类的职责；分析类与包的关系。

2、方法原理

使用Rational Rose建模软件在逻辑视图中添加类。

3、主要实验仪器及材料

计算机、Rational Rose建模软件

4、实验内容

在用例中加入类，并分析类，发现类的职责，在逻辑视图中创建类；为创建的类指定相应的类版型；定义类的职责；使用类与包。

实验五：设计类图与分析

1、实验目的

掌握如何创建类图；学习如何删除类图；在类框图中创建类；分析类图；使用属性和操作；在Class框图中显示属性和操作；将操作映射到消息。

2、方法原理

使用Rational Rose建模软件建立类图。

3、主要实验仪器及材料

计算机、Rational Rose建模软件

4、实验内容

在用例中加入类，并分析类，发现类的职责；并要求掌握相关类属性和操作。

实验六：数据建模

1、实验目的

掌握如何创建数据库对象；学习为关系数据库创建模式；掌握创建域包；学习创建数据模型图；学习创建表； 实现对象模型和数据模型的相互转换。

2、方法原理

使用Rational Rose建模软件建立数据模型。

3、主要实验仪器及材料

计算机、Rational Rose建模软件

4、实验内容

在Component视图中创建数据库对象；在Logical视图中创建模式，并选定目标数据库；在Logical视图中创建包和域；在模式下创建数据模型图；创建表；实现对象模型和数据模型的相互转换。

实验七：状态图与活动图

1、实验目的

掌握如何创建活动图；掌握在活动图加入活动、开始与结束状态、决策、保护条件等；掌握如何创建Statechart图；学习Statechart图中对象可以存在不同的状态信息，掌握对象如何从一种状态过渡到另一种状态，以及对象在不同状态中的行为。

2、方法原理

使用Rational Rose建模软件建立状态图与活动图。

3、主要实验仪器及材料

计算机、Rational Rose建模软件

4、实验内容

根据指定的需求描述文档设计活动图，状态图，在Statechart图中加入活动、加入操作、退出操作、事件和状态历史加进状态中；将事件、变元、保证条件、操作加进Statechart图的过渡中。

实验八：构件图和部署图建模

1、实验目的

掌握如何创建构件图和部署图；掌握如何在构件图中增加组件等；掌握如何在部署图中添加处理器、设备等分布。

2、方法原理

使用Rational Rose建模软件建立构件图和部署图。

3、主要实验仪器及材料

计算机、Rational Rose建模软件

4、实验内容

指定的用例场景描述文档设计构件图和部署图，创建购物车应用程序的Component框图；创建订单处理系统的Deployment框图。

实验九：UML与设计模式

1、实验目的

验证几种典型的设计模式。

2、方法原理

使用Rational Rose建模软件建立几种典型的设计模式。。

3、主要实验仪器及材料

计算机、Rational Rose建模软件

4、实验内容

创建Fa?ade、Abstract Factory、Visitor三个设计模式。

实验十：图书管理系统设计

1、实验目的

熟悉软件系统建模的完整过程；掌握Use Case分析方法；掌握顺序图建模方法和类的分析方法；了解如何针对模型编写实现代码。

2、方法原理

使用Rational Rose建模软件对图书管理系统建立完整的Use Case分析模型，完成其中至少三个模块的系统详细设计模型和部分实现代码。

3、主要实验仪器及材料

计算机、Rational Rose建模软件

4、实验内容

对图书管理系统建立完整的分析模型，完成其中至少三个模块的系统详细设计模型和部分实现代码。

五、考核方法

1．教师对学生实验过程完成情况进行详细登记，记入实验成绩中。

2．学生完成实验后按要求撰写实验报告，根据实验报告确定每次实验的等级。

3．实验成绩按20%比例计入课程期评总成绩中。

六、实验指导书及主要参考书目

1、实验指导书

[1]自编《UML统一建模实验指导书》

[2]蔡敏著《面向对象技术UML教程》：人民邮电出版社，2006.1

2、 主要参考书

[1]王少峰著《面向对象技术UML教程》：清华大学出版社，2004.2。

[2]赵从军著《UML设计及应用》：机械工业出版社，2004.8

[3] Mike O’Docherty.《面向对象分析与设计：UML2.0版》.清华大学出版社,2006.4

[4]徐宝文，周毓明，卢红敏.《UML与软件建模》.清华大学出版社,2006.1

[5] Mark Priestley.《面向对象设计UML实践》.清华大学出版社,2005

主 撰 人：唐海波

审 核 人：罗如为

2012.6