UML结合软件工程教学改革探讨
UML结合软件工程教学改革探讨
摘要：结合本校计算机专业的实际教学情况，深入分析UML课程教学内容，并结合软件工程教学，以汽车销售管理系统为例，通过分析汽车销售管理系统，并在设计过程中融入软件工程思想，将软件工程与UML完美结合起来。以UML 作为基础，增强学生对开发项目的兴趣和感性认识，提高他们分析和解决实际问题的能力，从而达到UML与软件工程教学共赢的目的。
关键词：UML技术；软件工程；面向对象；教学改革
1研究背景
国内大部分高校的UML课程理论与实践教学尚处在一种探索和发展阶段。在教学过程中，仍然以教师带领学生进行知识学习的思路为主[1]。学生缺少自主思考，仍然处于被动接受知识状态，很难有机会体会到一个完整的软件项目开发过程。这种教学方法培养的学生，在实际工作中很有可能不知道如何开展项目，更不懂得如何推进项目和维护项目[2]。另外，UML课程的考试大多以笔试为主，这在很大程度上导致学生在UML课程学习中轻实践重理论[3]。同时，软件工程课程讲授的原理、技术、方法都是抽象的，在教学过程中也遇到了同样的问题[4]。
为了使学生能够深刻理解UML方法与软件工程思想，我们在教学中引入教学案例，用具体教学案例解释抽象复杂的概念，收到了事半功倍的效果[5-6]，我们以“汽车销售管理系统”作为教学案例，要求学生根据所学的数据库原理与程序设计的知识，针对一个小型的汽车管理系统进行系统的需求分析、系统设计、数据库设计、程序编码、软件测试等，完成题目要求的功能，加深学生对数据库系原理、软件工程、程序设计语言的理论知识理解和应用水平。学生通过设计实际的数据库系统应用课题，进一步熟悉数据库管理系统的操作技术，提高动手能力，达到UML与软件工程教学结合的目的。这样变抽象为具体，将实际项目训练与枯燥的课堂理论紧密结合，有利于学生充分理解和掌握各个理论知识点。同时，我们在项目训练期间安排一次教学案例讨论课，将学生分成几个小组，每组成员分别扮演开发者与用户的角色，运用所学知识展开讨论，模拟实际项目开发过程。讨论结束后，学生再根据讨论整理出相应的需求分析文档。这个过程增强了学生对软件项目开发的兴趣与感性认识，提高了他们分析以及解决问题的能力，取得良好的教学效果。
2教学实例选择与分析
目前，大多数厂商忽略了汽车销售管理系统的重要性，而本系统专为具有一定规模和经济条件的大型汽车厂设计。从进货管理、车辆采购、车辆入库、销售管理到车辆销售、收益统计等，为每个环节明确分工，并通过可视化的软件支持，有效减小了人为差错的概率，代之以高效、便捷、准确的数字化服务系统，使汽车销售管理更加规范化。首先进行项目需求分析，调查用户的实际要求，与用户达成需求共识，最后分析与表达这些需求。调查各部门与厂商需求的具体步骤如
东北大学考试《软件工程与UML建模X》考核作业参考395
东北大学继续教育学院 软件工程与UML建模X 试卷（作业考核线上2） A 卷 ． D 是在系统之外，透过系统边界与系统进行有意义交互的任何事物 A).相关系统B).Use Case C).Class D).Actor 2.软件工程是以 D 为核心 A).过程B).面向对象C).软件开发D).质量 3.“系统开发过程和可交付文档将遵照ZCo-SP0STAN-95中相关规定”，这属于 D A).功能性需求B).客观需求C).主观需求D).非功能性需求 4.“系统每天晚上自动生成进货报表”，Actor是： C A).系统B).其它系统C).时间D).报表审阅者 5.数据流程图是一个分层的概念模型，分三个层次： C ，分别描述系统的不同特征 A).总体图、二级图、三级图B).总体图、二级图、细节图 C).总体图、零级图、细节图D).总体图、次级图、细节图 6.以下用例命名中，最合理的是 B A).进行宠物搜索B).查询宠物 C).宠物查询D).进行宠物查询 7.某系统中有两个用例：一个用例的参与者是用户，用例是“注册”；另一个用例的参与者是系统管理员，用例是“审核用户注册”。这两个用例之间是什么关系？ B A).包含关系B).没有关系C).扩展关系D).泛化关系 8.在软件的层次结构中，“一个模块被其他模块直接调用的调用者的数量”是指 B A).深度B).扇入 C).扇出 D).耦合 9.设C(X)定义问题X的复杂性函数，E(X)定义解决问题X所需要工作量的函数，对于两个问题p1和p2，一般情况下如果C(p1) “控制工程基础”案例式教学法初探 摘要：指出了“控制工程基础”课程教学中存在的问题，阐述了案例式教学的内涵和实施步骤，探讨了“控制工程基础”课程案例式教学中案例的选择，最后通过对两个案例的深层次剖析，探讨了案例教学法在“控制工程基础”教学中的应用。 关键词：控制工程基础；案例式教学；军队院校 中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）21-0070-02 随着军队院校教育改革的进一步深化，在构建新型课程体系中应坚持通识教育与专业教育相结合，注重加强基础和提高适应能力。按照大专业、多方向、宽口径的培养思想，在新版人才培养方案中，将“控制工程基础”设为全院所有工程专业的专业教育选修课程。该课程全面阐述了自动控制的基本概念、基本理论与基本应用，理论严谨，系统性强，且具有很强的工程背景。该课程不仅可以为各专业后续专业课程的学习打下坚实的基础，而且对于培养学生的辩证思维能力和创新能力，提高综合分析问题、解决问题的能力等方面，都具有重要的意义。在以往的授课中，存在以下问题直接影响着教学效果：一是控制工程基础理论性强，公式多，抽象难懂，缺乏理论与实践的紧密结合，因此学生看到的是 抽象的理论，而没有实际操作，久而久之，学生会对高深的理论失去信心。二是教师往往严格按知识点的顺序进行讲授式教学，虽然逻辑严密，但学生在学习过程中难见全貌，并且以讲授为主的教学手段，使课堂气氛沉闷，很难激发学生的学习兴趣，调动学生的学习积极性，学习效果也不理想。三是笔者所在工程院校，“控制工程基础”课程是面向所有专业开设的选修课程。不同于控制专业的学生，通信、电气等专业的学生普遍认为“控制工程基础”课程与本专业没什么关系，学习积极性不高，学生的学习目的不明确。 为解决以上问题，需对“控制工程基础”课程教学中的各环节进行改革。其中，案例式教学就是一种运用日益广泛且相当有效的课程教学方法。在“控制工程基础”课程授课中合理采用案例式教学法，能有效调动学员的积极性，加深学员对重要概念、理论的理解，提升学员解决实际问题的工程实践能力等，具有明显的优势。 一、案例式教学法 案例教学法的历史可以追溯到孔子与苏格拉底的“问答式”教学，其定义是：教师以教学案例为载体，在课堂上帮助学习者达到特定学习目标的一套教学方法。案例教学法是一个以教师为主导、以学生为主体、全员分析与解决问题的过程。[1]学员在案例处理中，运用课程所学的“源知识”，发挥自己的思考和智慧解决问题，在参与中理解、探索出“衍 uml实验报告 学院 班级学号姓名 uml实验报告 实验一：用例图 实验结果： 小结实验心得体会： 用例模型用于需求分析阶段，它描述了待开发系统的功能需求，并驱动了需求分析之后 各阶段的开发工作。用例图是uml中用来对系统的动态方面进行建模的7种图之一。用例图 描述了用例、参与者以及它们之间的关系。用例图从用户角度描述系统功能，并指出各功能 的操作者。通过本次实验，我熟悉rational rose建模环境，更加清楚的了解了用例图的语 义和功能，如何清晰明了的识别参与者、用例，学会了如何使用事件流描述用例。同时掌握 了用例间的类属关系、include关系和extend关系的语义、功能和应用。最后通过本次实验 学习了如何使用用例图为系统的上下文以及系统的需求建模。 思考题： 1. 如果要删除参与者、用例，请问是在导航窗口删除，还是在绘图窗口删除？ 答：都可以删除，但在绘图窗口中有两种删除方式：一种是只删除参与者、用例，而不 改变其在导航窗口中的存在，另一种是从建模中完全删除。 2. 如果要删除参与者和用例的联系，用例和用例的联系，请问是在绘图中删除，还是在 参与者或用例的设置对话框中删除？ 答：都可以删除。 实验二：类对象模型的建立 实验结果： 小结实验心得体会： 类图是面向对象系统建模最常用的图，描述了类图、接口集、协作以及它们之间的关系。 类图描述了系统的静态设计视，该视主要体现系统的功能需求，即系统应该提供给用户的服 务。通过本次实验，加深了我对类图语义的理解和功能的应用，掌握了类之间的联系，关联、 依赖、聚合等，同时基本掌握了在rational rose中绘制类的关联、依赖、泛化关系。 思考题：选中一个模型对象，点击鼠标右键，比较快捷菜单项“edit——delete”与“edit ——delete from model”，它们二者之间区别在哪里？ 答：“edit——delete”只是在绘图窗口中删除了模型对象，而“edit——delete from model”则是彻底的删除了模型对象。 实验三：顺序图、协作图 实验结果： 顺序图： 1. 归还图书 2.借出图书 协作图： 1. 归还图书 2. 借出图书 小结实验心得体会： 顺序图描述了对象之间的动态合作关系，它强调对象之间消息发送的时间顺序，同时显 示对象之间的交互。协作图与顺序图是同构的，rose可自动转换。顺序图是强调消息的交互 软件工程与U M L建模复习题B 一：单选题 1．是在系统之外，透过系统边界与系统进行有意义交互的任何事物 A).相关系统B).Use Case C).Class D).Actor 2.软件工程是以为核心 A).过程B).面向对象C).软件开发D).质量 3.“系统应具有很高的可靠性，使用该产品的前3个月，系统不应该出现崩溃（数据不可恢复）的现象”，这属于 A).功能性需求B).客观需求C).主观需求D).非功能性需求 4.“系统每天晚上自动生成进货报表”，Actor是： A).系统B).其它系统C).时间D).报表审阅者 5.数据流程图是一个分层的概念模型，分三个层次：，分别描述系统的不同特征 A).总体图、二级图、三级图B).总体图、二级图、细节图 C).总体图、零级图、细节图D).总体图、次级图、细节图 6.正式运行系统后能够产生的收益被称为 A).直接效益B).运营效益C).最佳效益D).启动效益 7.“以相对短的时间和相对低的成本来确定给定的问题在其约束条件内是否有解、有几种解以及哪个是最佳解”，这指的是软件开发过程中的 A).问题定义B).可行性研究C).需求分析D).设计 8.在处理过程定义中，有时存在多重嵌套的情况，对于复杂的条件组合问题，用自然语言往往不能直观、清楚地表述处理的过程，因此，常常使用方法。 A).数据字典B).判定表和判定树C).用例图D).螺旋模型 9.设C(X)定义问题X的复杂性函数，E(X)定义解决问题X所需要工作量的函数，对于两个问 题p1和p2，一般情况下如果C(p1) 教育教学改革研究项目申请书项目名称：基于“翻转课堂”的软件工程课程教学模式研究 项目负责人： 杨XX 申请部门： XX学院 联系电话： 3507XX E-mail: yXX968@https://www.360docs.net/doc/e212394430.html, 填表日期： XX-10-23 二、项目立项依据 、项目的研究意义 高职教育由规模扩张阶段进入注重质量、发展内涵阶段，如何以多种方式满足多样化需求，并应用现代教育技术丰富教学形式、提高教学效果，是亟待解决的问题。首先肯定的说，尽管翻转课堂在培养学生自主学习意识和提升学习效率方面，有着非常大的优势，但考虑到中国孩子学习的根深蒂固的习惯，一下子彻底推翻传统，也是不适宜的。所以选择 哪些知识，什么时候来实施就显得格外重要。对于基础和入门内容，仍然采取先教后学的传统模式，目的是在老师手把手的帮助下，带学生入门，打好基础；对于拓展的知识内容，则会适当选择“翻转课堂”新模式来进行。这样，既可以使学生享受新的学习模式带来的学习效率的提高，也避免出现知识陌生带来的学习挫败感。 本课题拟从“软件工程”这门课程入手，以软件技术（企业应用软件开发方向）专业的13级学生为载体，以课程资源系统、丰富和适合网络传播为基本要求建设教学资源共享体系，提出“翻转课堂”下软件工程课程资源共建共享的策略，并进行相应教学模式的研究与实施。 2、国内外研究现状分析 软件工程是一个迅速发展的新兴学科，软件工程的教育始于20世纪70年代末期，IEEE-cS发起创建软件工程教程的建议，美国建立了一系列的课程计划，但是这些课程主要集中在研究生的教育。历史的经验告诉我们，软件行业是个聚集财产、快速致富的行业；中国要走向世界，占据世界软件工程中的份额，必须大力发展计算机软件工程专业教育。正是在此种情况下，XX年6月，国务院发布《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》，明确提出鼓励资金、人才等资源投向软件产业，进一步促进我国信息产业快速发展，力争到XX年使我国软件产业研究开发和生产能力达到或接 本栏目责任编辑：谢媛媛软件设计开发Computer Knowledge and Technology 电脑知识 与技术第6卷第21期(2010年7月)软件工程与UML 关系概述 刘小海 （北京航空技术研究中心，北京100076） 摘要：随着计算机技术的发展，软件工程技术已经进入了一个新的阶段。人们开始使用面向对象的技术，同时UML 融合了多种面向对象建模方法以及多种软件工程方法，成为软件系统设计建模的主要工具。该文从软件工程概述、UML 概述以及UML 在软件工程的应用为基础，对软件工程与UML 管理进行概述。 关键词：软件工程；UML ；建模；关系 中图分类号：TP312文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2010)21-5774-02 Overview of Relationship between Software Engineering and UML LIU Xiao-hai (Beijing University of Aeronautics Technology Research Center,Beijing 100076,China) Abstract:With the development of computer technology,software engineering technology has entered a new stage.People began to use of object-oriented technology,and a variety of fusion UML modeling method of object-oriented software engineering methods and soft -ware system,the main tool design modeling.This overview of software engineering,UML overview and UML in software engineering,based on the application of software engineering and UML management are summarized. Key words:software engineering;UML;modeling;relationship 1软件工程的概述 软件工程(Software Engineering ，简称为SE)是一门研究用工程化方法构建和维护有效的、实用的和高质量的软件的学科。软件工程开发和维护软件是通过工程的概念、原理、技术和方法进行的，经过实践而得到的管理技术与当前较好的技术相结合，发开出高质量的软件，并对其进行维护。而传统方法学和面向对象方法学是目前使用较广泛的软件工程方法学。 软件工程的基本原理：1)用分阶段的生命周期计划严格管理；2)坚持进行阶段评审；3)实行严格的产品控制；4)采用现代程序设计技术；5)结果应能清楚的审查；6)开发小组的人员应该少而精；7)承认不断改进软件工程实践的必要性。 2UML 的概述 面向对象的系统分析与设计出现在较晚时期，即20世纪80年代。这是一段试验时期。20世纪90年代早期，在各种方法和建模应运而生并已开始应用的同时，讨论的主要中心是比较方法。在1997年，在行业联盟对象管理组织（OMG ）发起人号召之下，工作组发布了一套用于描述和建模面向对象系统的标准，这就是统一建模语言（UML ）。UML 是一种建模语言而不是一种方法，UML 本身是独立于过程的。 标准建模语言UML 的主要特点可以归结为五点： 1)统一的标准。UML 已被OMG 接受为标准的建模语言，赿来越多的开发人员开始使用UML 进行开发，越来越多开发厂商开始支持UML 。 2)面向对象。UML 是支持面向对象软件开发的建模语言。 3)可视化、表达能力强大。 4)独立于过程。UML 不依赖于特定的软件开发过程，这也是UML 能被众多软件开发人员接受的一个原因。 5)概念明确，建模表示法简洁，图形结构清晰，容易掌握和使用。 3软件开发过程与建模 在软件工程中，软件生命周期由软件定义、软件开发和运行维护三个时期组成，每个时期又进一步划分若干个阶段，分别为：问题定义、可行性研究、需求分析、总体设计、详细设计、编码和单元测试、综合测试以及软件维护。 在软件开发过程中，整个软件生命周期受软件范型影响。所谓软件范型（Software paradigms ）就是软件开发过程模型，毋庸置疑，选择一个良好的开发范型对于一个软件产品（项目）的开发至关重要。一般情况下，软件范型可分为四种，分别为：过程性范型、面向对象范型、面向进程范型以及混合范型。在建立软件的需求分析和设计模型时，建模的方法要根据不同的范型选择。 收稿日期：2010-05-26 作者名称：刘小海（1966-），男，河北人，高级工程师。 ISSN 1009-3044Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术Vol.6,No.21,July 2010,pp.5774-5775E-mail:xsjl@https://www.360docs.net/doc/e212394430.html, https://www.360docs.net/doc/e212394430.html, Tel:+86-551-569096356909645774 《控制工程基础》课程教学大纲 课程名称：控制工程基础，Fundamentals of Control Engineering 课程性质：专业基础课 学分：2.5 总学时：48 其中，理论学时：40 实验学时：8 适用专业：机械设计制造及其自动化专业。 先修课程：工程数学，工程力学，电工电子等。 一、教学目的与要求 本课程是机械设计制造及其自动化专业的一门专业基础课。在机械类各专业的教学计划中，是一门理论性较强的技术基础课。它是进行控制系统动态特性分析的基础，目前自动控制技术已广泛应用于工农业生产、交通运输、国防和宇航等各个领域。本课程的主要任务是通过各个教学环节，运用各种教学手段和方法，使学生掌握系统动态特性数学模型的建立和研究方法，并学会应用这些研究方法对已知系统的稳定性、快速性和准确性问题进行分析，以及进行控制系统的设计，并为学习后续课程、从事工程技术工作、进行科学研究、开拓新的领域，打下坚实的基础。 本课程主要以线性控制系统为研究对象，进行系统的分析与设计。学完本课程应达到以下基本要求： 1．理解自动控制的基本含义，自动控制的基本要求，自动控制系统与过程中的信息传递、反馈及反馈控制。 2．理解数学模型、线性系统和非线性系统、相似性原理的概念；掌握线性元件和系统的数学模型的建立方法、线性系统的叠加原理和非线性运动方程线性化的方法。 3．掌握一阶、二阶及高阶系统的时间响应分析和性能指标计算；理解控制系统的误差与稳态误差的概念，系统稳态误差的计算；掌握控制系统稳定性的概念、稳定的充要条件及时域稳定判据。 4．掌握判断控制系统稳定性的奈魁斯特稳定判据、对数稳定判据和相对稳定裕量的概念及计算。 5．理解控制系统校正的概念和校正方法。 6．掌握控制系统的串联校正方法和校正装置的设计；掌握控制系统的并联校正的作用及校正方法。 二、教学内容与学时分配 uml学习心得体会 篇一：UmL学习心得耿庆博 UmL学习心得 (一)UmL（UnifiedmodelingLanguage，统一建模语言）是一组用于描述ooad过程的图形化表达方式。 UmL为交流面向对象的设计中的需求，行为、体系结构的实现提供了一套综合的表示法。 (二)UmL由9个不同类型的图组成： 用例图：显示了系统的外部可视行为。 用例图描述了系统外的人员和系统的交互动作，以及系统的响应，该类型的图可以用于描述系统的功能需求。 活动图：显示系统行为的峡谷纳西描述。 活动图描述了单个功能需求内部的细节行为，包括基本的场景和一些可选的场景。 组件图：显示了系统的体系结构。 组件图描述了系统的可部署单元（可执行文件，组件，数据存储和其他一些内容）以及一些借口，可部署单元通过这些接口进行交互，该图可以用于研究系统的体系结构。 顺序图：显示了对象随着时间的交互。 顺序图描述了某个功能需求的路径或场景内相对时间的详细行为，该 图可用于理解系统元素之间的消息流程。 协作图：显示了对象的交互，强调对象之间的关系。（在UmL2.0里面找不到了） 类图：显示了类的定义和关系。 类图描述了系统设计中的类和接口，以及他们之间的关系。该图可用于定义内部的，面向对象的代码结构。 状态图：显示了响应时间的状态改变。 状态图描述了系统如何改变状态以相应内部的和外部的事件，确保每个事件都被适当的处理。 部署图：显示了系统的物理体系结构。 部署图描述了系统的可部署单元（应用，组件，数据存储等）如何被赋予不同的节点，这些节点如何交互通信，用于系统映射和负载的研究。 包图：显示了设计的层次结构。 包图描述了设计的相关元素如何按组结合在一起，以及他们之间的关系。 (三)各种图的作用 1.用例图（Usecasediagram） 它是UmL中最简单也是最复杂的一种图。说它简单是因为它采用了面向对象的思想，又是基于用户视角的，绘制非常容易，简单的图形表示让人一看就懂。说它复杂是因为用例图往往不容易控制，要么过于复杂，要么过于简单。用例图表示了角色和用例以及它们之间的关 教育教学改革研究项目申请书 教育教学改革研究项目申请书 项目名称：基于“翻转课堂”的软件工程课程教 学模式研究 项目负责人：杨XX 申请部门：XX学院 联系电话：13507XX E-mail: [email protected] 填表日期：XX-10-23 二、项目立项依据 1、项目的研究意义 高职教育由规模扩张阶段进入注重质量、发展内 涵阶段，如何以多种方式满足多样化需求，并应用现 代教育技术丰富教学形式、提高教学效果，是亟待解 决的问题。首先肯定的说，尽管翻转课堂在培养学生 自主学习意识和提升学习效率方面，有着非常大的优势，但考虑到中国孩子学习的根深蒂固的习惯，一下 子彻底推翻传统，也是不适宜的。所以选择哪些知识， 什么时候来实施就显得格外重要。对于基础和入门内容，仍然采取先教后学的传统模式，目的是在老师手 把手的帮助下，带学生入门，打好基础；对于拓展的 知识内容，则会适当选择“翻转课堂”新模式来进行。这样，既可以使学生享受新的学习模式带来的学习效 率的提高，也避免出现知识陌生带来的学习挫败感。 本课题拟从“软件工程”这门课程入手，以软件 技术专业的13级学生(软件技术3131-3134班)为载体，以课程资源系统、丰富和适合络传播为基本要求 建设教学资源共享体系，提出“翻转课堂”下软件工 程课程资源共建共享的策略，并进行相应教学模式的 研究与实施。 2、国内外研究现状分析 软件工程是一个迅速发展的新兴学科，软件工程 的教育始于20世纪70年代末期，IEEE-cS发起创建软件工程教程的建议，美国建立了一系列的课程计划，但是这些课程主要集中在研究生的教育。历史的经验 告诉我们，软件行业是个聚集财产、快速致富的行业；中国要走向世界，占据世界软件工程中的份额，必须 大力发展计算机软件工程专业教育。正是在此种情况下，XX年6月，国务院发布《鼓励软件产业和集成电 《软件工程与UML》期末试题 适用专业：考试时间120分钟 一、单项选择题（本大题共小题，每题分，共分） 1. UML图不包括（D ） A. 用例图 B. 类图 C. 状态图 D. 流程图 2. 下面哪一项不是包图中的关系（D ） A .< 控制工程教学方式与手段 《控制工程基础》是机械电子工程本科专业一门重要的专业基础课，它以控制理论为基础，研究在工程实践基础上抽象出来的问题，这些问题均是分析与设计控制系统的共性问题，不仅为后续机电类课程的学习提供理论基础，而且为学生运用控制理论的基本原理和思想方法解决机电工程中的实际技术问题奠定了基础，对工程实践具有重要的指导意义。但是，因为该课程理论性强，涉及数学、力学、电学、MATLAB软件应用以及机械工程等方面的知识，信息量大、概念比较抽象。传统教学过程中缺少分析与应用的工程实际对象与载体，缺乏学习支点，很难提升学生的学习主动性与学习兴趣，束缚了学生思维的发展，不能很好地引导学生学以致用，也少有机会引导学生学会独立思考，以致在学生的知识应用能力、综合分析能力与创新能力的培养上有很大的弊端。为了提升《控制工程基础》课程教学质量，作者在该课程的教学方法、教学手段、教学内容、实验教学、考核方式等方面进行了多年的探索与实践，教学效果有了持续的改善。本文就取得的教学经验做一简要的归纳与总结。 一、探索教学方法，激发学生兴趣 该课程传统的课堂教学方法以教师单向讲授为主，学生在课堂中大多处于被动接收的状态。如何提升学生的学习兴趣，增强学习主动性，对于提升教学质量显得尤为重要。在该课程的教学改革探索中，积极采用启发与互动式教学方法贯穿整个教学过程。例如在讲到控制系统与非控制系统的概念时，启发学生思考在日常生活与生产实践中自己所熟悉系统（如电扇、空调、饮水机、洗衣机、搅拌机、数控机床进给系统等）的类型，并用讨论的方式让学生讲述各种系统的工作目的与实现的方式，最后教师进行点评与归纳。这样启发与互动式教学极大地调动了学生的学习积极性，并将相关知识点与实践应用很好的结合。再例如在讲到反馈控制系统工作原理时，首先启发学生用自己的感性思维分析日常生活中抽水马桶的工作过程与原理，然后引导学生结合教材上提到的液面自动调节器的反馈控制原理进行系统分析，并 软件工程与UML建模复习题A 一：单选题（ 1．是在系统之外，透过系统边界与系统进行有意义交互的任何事物 A).相关系统B).Use Case C).Class D).Actor 2.软件工程是以为核心 A).过程B).面向对象C).软件开发D).质量 3.“系统应具有很高的可靠性，使用该产品的前3个月，系统不应该出现崩溃（数据不可恢复）的现象”，这属于 A).功能性需求B).客观需求C).主观需求D).非功能性需求 4.“系统每天晚上自动生成进货报表”，Actor是： A).系统B).其它系统C).时间D).报表审阅者 5.数据流程图是一个分层的概念模型，分三个层次：，分别描述系统的不同特征 A).总体图、二级图、三级图B).总体图、二级图、细节图 C).总体图、零级图、细节图D).总体图、次级图、细节图 6.以下用例命名中，最合理的是 A).进行宠物搜索B).查询宠物C).宠物查询D).进行宠物查询 7.某系统中有两个用例：一个用例的参与者是用户，用例是“注册”；另一个用例的参与者是系统管理员，用例是“审核用户注册”。这两个用例之间是什么关系？ A).包含关系B).没有关系C).扩展关系D).泛化关系 8.在软件的层次结构中，“一个模块被其他模块直接调用的调用者的数量”是指 A).深度B).扇入C).扇出D).耦合 9.设C(X)定义问题X的复杂性函数，E(X)定义解决问题X所需要工作量的函数，对于两个问题p1和p2，一般情况下如果C(p1) 《软件工程与U M L》期末试题及答案 软件工程与UML建模复习题B 一：单选题 1．是在系统之外，透过系统边界与系统进行有意义交互的任何事物 A).相关系统B).Use Case C).Class D).Actor 2.软件工程是以为核心 A).过程B).面向对象C).软件开发D).质量 3.“系统应具有很高的可靠性，使用该产品的前3个月，系统不应该出现崩溃（数据不可恢复）的现象”，这属于 A).功能性需求B).客观需求C).主观需求D).非功能性需求 4.“系统每天晚上自动生成进货报表”，Actor是： A).系统B).其它系统C).时间D).报表审阅者 5.数据流程图是一个分层的概念模型，分三个层次：，分别描述系统的不同特征 A).总体图、二级图、三级图B).总体图、二级图、细节图 C).总体图、零级图、细节图D).总体图、次级图、细节图 6.正式运行系统后能够产生的收益被称为 A).直接效益B).运营效益C).最佳效益D).启动效益 7.“以相对短的时间和相对低的成本来确定给定的问题在其约束条件内是否有解、有几种解以及哪个是最佳解”，这指的是软件开发过程中的 A).问题定义B).可行性研究C).需求分析D).设计 8.在处理过程定义中，有时存在多重嵌套的情况，对于复杂的条件组合问题，用自然语言往往不能直观、清楚地表述处理的过程，因此，常常使用方法。 A).数据字典B).判定表和判定树C).用例图D).螺旋模型 9.设C(X)定义问题X的复杂性函数，E(X)定义解决问题X所需要工作量的函数，对于两个问题p1和p2，一般情况下如果C(p1) 《控制工程基础》教学大纲 大纲说明 课程代码：3325052 总学时：48学时（讲课40学时，实验8学时） 总学分：3 课程类别：学科基础课，必修 适用专业：机械设计制造及其自动化专业 预修要求：高等数学、工程数学、电工技术 一、课程的性质、目的、任务： (一) 课程性质 专业基础课，必修 (二) 目的与任务 通过本课程的学习，培养学生具有分析、综合电气自动化、仪表自动化及工业自动化控制设备中自控系统的能力。 二、课程教学的基本要求 通过本课程的学习，要求学生掌握自动控制的基本原理和基本分析方法，并能应用基本原理对典型的控制系统进行分析与综合。 三、教学方法和教学手段的建议 采用以教师讲授为主，并结合现代教学手段如多媒体教室等。 四、课程习题要求 习题的基本要求是：巩固和深入理解所学过的基本概念、基本理论，提高计算技能和作图能力。运用所学得的知识分析和计算典型及实际的控制系统问题，培养学生分析问题、解决问题的能力和严肃认真的科学作风。 习题可包括思考题和计算题，课外习题和课内习题 五、大纲的使用说明 本大纲适用于本科学校机电工程专业，因本课程涉及《高等数学》、《工程数学》、《电工原理》、《电子技术》、《电机学》、《半导体变流技术》等多门基础课的知识，故适宜在二年级下开设，在讲授时，要注意联系和复习。讲授內容可按学时作适当增删。 大纲正文 第一章控制系统的基本概念学时：2学时（讲课2学时，实验0学时）本章讲授要点：控制系统的工作原理、组成、基本要求、基本类型 本章讲授重点：控制系统的工作原理、基本要求 本章讲授难点：控制系统的工作原理 1.1 控制系统的工作原理及其组成 试卷一 中南大学考试试卷 2006--2006 学年学期时间110分钟 专业年级：总分100分，占总评成绩 100% 注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上 填空题（本题20分，每小题2分） 1. 瀑布模型是以文档为驱动、适合于（）软件项目的开发。 2. 需求分析的基本任务是（）。 3. 若有一个计算类型的程序，它的输入量只有一个X，其范围是［-1.0，1.0］，现从输入的角度考虑一组测试用例：-1.001，-1.0，1.0，1.001。设计这组测试用例的方法是（）。 4. 根据程序流程图划分的模块通常是（）内聚的模块。 5. 软件的分类，按其功能可分为：系统软件、（）和应用软件。 6. UML的定义包括UML语义和（）两个部分。 7. 客观世界中的若干类，通常有两种主要的结构关系：即分类结构和( )。 8. IDEF1X图用来描述系统的（）模型，主要有实体、联系和（）三种成分，其中实体可分为独立实体和（），且一个实体只能在图中出现一次。 二、简答题（本题30分，每小题5分） 1. 什么是软件工程？软件工程和计算机科学有何区别？ 2. 面向对象方法和结构化方法有何区别与联系？ 3. 什么是模块的作用域和模块的控制域？为何要求模块的控制域必须在作用域内？ 4. 什么是设计模式？试举例说明组合设计模式的应用。 5．什么是依赖倒置原则？它和开闭原则有何联系？ 6. 软件生存期过程和软件生存期模型有何联系？瀑布模型有何特点？ 三、绘图题（本题34分） 1. 某单位拟开发一个计算机房产管理系统，要求系统具有分房、调房、退房和查询统计等功能。房产科将用户申请表输入系统后，系统首先检查申请表的合法性，对不合法的申请表，系统拒绝接收；对合法的申请表根据类型分别进行处理。 (1) 如果是分房申请，则根据申请者的情况(年龄、工龄、职称、职务、家庭人口等)计算其分数，当分数高于阀值分数时，按分数高低将申请单插到分房队列的适当位置。在进行分房时，从空房文件中读出空房信息，如房号、面积、等级、单位面积房租等，把好房优先分给排在分房队列前面的符合该等级房条件的申请者；从空房文件中删掉这个房号的信息，并从分房队列中删掉该申请单，再把此房号的信息和住户信息一起写到住房文件中，输出住房分配单给住户，同时计算房租，并将算出的房租写到房租文件中。 (2) 如果是退房申请，则从住房文件和房租文件中删除有关信息，再把此房号的信息写到空房文件中。 一、课程性质和教学目的： 本课程是机械设计制造及其自动化专业基础课程。课程对象：机械设计制造及其自动化。课程主要阐述有关自动控制技术的基础理论。 目的：使学生基本掌握自动控制系统性能分析及设计的方法和技巧，为进一步学习后续课程及今后的实际工作打下较坚实的基础。 要求：掌握自动控制理论的基本概念；自动控制系统数学模型的建模方法，包括微分方程传递函数，函数方块图，零极点分布图；自动控制系统性能的时域和频率域分析方法，重点掌握自动控制系统的稳定性，准确性及快速性的概念、指标、分析计算及校正的方法。学会分析控制系统，并能初步设计控制系统。 二、课程教学内容： 第一章绪论 第一节机械工程控制论基础 第二节控制系统的工作原理与组成 第三节控制系统的分类与基本要求 1、4学时 2、重点：控制系统的分类与基本要求。难点：控制系统的工作原理和组成 3、了解《机械控制工程基础》课程特点，初步建立控制系统概念。 4、理解控制系统的工作原理。 5、掌握相关基本要求。 第二章函数的数学模型 第一节系统的微分方程 第二节拉普拉斯变换和反变换 第三节传递函数 第四节系统框图简化 第五节信号流图籍梅逊公式 1、12学时 2、重点：拉普拉斯变换与反变换；传递函数的分析和建立；系统的框图表 示办法。难点：利用信号流图和梅逊公式来简化控制系统的传递函数；物理系统的传递函数推导。 3、了解复变量、复变函数、留数定理、拉氏变换等基础知识，了解简单机电微分方程方法。 4、理解模型函数的基本方法和思路。 5、掌握传递函数的推导、简化，理解传递函数的数学、物理意义。 第三章时域分析 第一节概论 第二节一阶系统的时间响应 第三节二阶系统的时间响应 第四节高阶系统的时间响应 第五节稳态误差分析与计算 1、10学时。 2、重点：一阶、二阶和高阶系统的时间响应，误差分析及计算。难点：时间响应的分析、计算方法及稳态误差的分析、判断和计算的基本方法。 3、了解低阶系统的特性及其计算方法。 4、理解二阶系统在单位阶跃输入作用下，瞬时响应特性及性能指标，及系统参数对系统性能的影响，学会利用公式进行性能指标的计算； 5、掌握稳定性判断、误差及稳态误差的概念和计算误差的方法。 第四章频域分析 第一节概论 第二节典型环节的频率特性 第三节系统开环频率特性的绘制 第四节闭环频率特性 第五节闭环系统性能分析 1、12学时。 2、重点：系统开环、闭环的频率特性的分析、计算和物理意义。难点：时 Rational Rose使用 一、几种UML工具汇总。 目前市场上UML工具比较多，我们将列出比较有影响力的UML工具。 ◆Rational Rose: 如果不提及由Rational软件公司开发的Rational Rose建模工具，那就无需考虑UML工具的完整性。Rational Rose（Rose代表“Rational Object-oriented Software Engineering”）对UML来说，是一款可视化的建模工具。它有不同的版本来满足不同的需求。 Rational Rose提供上面我们谈到所有的特征。除此之外，Rational Rose也可以支持在同样的环境下进行数据模型的设计。Rational Rose更有趣的特征就是能够将UML中的图作为网页和图片发布。这就使得你能够在不安装Rational Rose的情况下分享你的应用设计。 ◆Together Control Center:由美国的Borland 公司开发的Together Control Center（源于Togethersoft）是一款可视化的UML建模工具。Together Control Center支持UML图、MVC 建模、正向工程技术和自动更新工程技术，以及双向工程技术，并且可以集成到比如IBM WebSphere Studio的集成开发环境。它不但支持文档编制，并且可以支持协作建模环境。Together Control Center的另一个特征是pattern repository。pattern repository使得经常使用的图和设计形式能够在建模中重新使用。它还支持Rational软件统一开发过程和极限编程方法等。 ◆Poseidon:源于Gentleware的Poseidon在ArgoUML开源软件中有其坚固的根基。作为开源的ArgoUML建模工具是一款实用的工具，包含全部UML特征的并且可以免费获得。Gentleware已经采取措施使得ArgoUML成为一款很好的建模工具。使用Poseidon不同的格调来满足不同的需求。 Poseidon通过使用单一用途的插件来支持正向技术和自动更新技术以及文档编制。Gentleware并没有忘记它的开源的特性，因此，为个人软件开发者免费提供UML Community Edition 1.5的Poseidon。 二、Rational Rose工具介绍与使用。 Rational Rose 是一种面向对象的统一建模语言软件设计工具，用于可视化建模和公司级水平软件应用的组件构造。就像一个戏剧导演设计一个剧本一样，一个软件设计师使用Rational Rose，以演员（数字）、使用拖放式符号的程序表中的有用的案例元素（椭圆）、目标（矩形）和消息/关系（箭头）设计个种类，来创造（模型）一个应用的框架。当程序表被创建时，Rational Rose记录下这个程序表然后以设计师选择的C++, Visual Basic, Java, Oracle8, CORBA或者数据定义语言（Data Definition Language）来产生代码。Rational Rose 的两个受欢迎的特征是它的提供反复式发展和来回旅程工程的能力。Rational Rose允许设计师利用反复发展（有时也叫进化式发展），因为在各个进程中新的应用能够被创建，通过把一个反复的输出变成下一个反复的输入。（这和瀑布式发展形成对比，在瀑布式发展中，在一个用户开始尝试之前整个工程被从头到尾的完成。）然后,当开发者开始理解组件之间是如何相互作用和在设计中进行调整时,Rational Rose能够通过回溯和更新模型的其余部分来保证代码的一致性,从而展现出被称为"来回旅程工程"的能力.Rational Rose是可扩展的,可以使用刻下载附加项和第三方应用软件.它支持COM/DCOM (ActiveX), JavaBeans, 和Corba组件标准. Rational Rose界面图： UML学习心得 (一) UML（Unified Modeling Language，统一建模语言）是一组用于描述OOAD过程的图形化表达方式。 UML为交流面向对象的设计中的需求，行为、体系结构的实现提供了一套综合的表示法。(二) UML由9个不同类型的图组成： 用例图：显示了系统的外部可视行为。 用例图描述了系统外的人员和系统的交互动作，以及系统的响应，该类型的图可以用于描述系统的功能需求。 活动图：显示系统行为的峡谷纳西描述。 活动图描述了单个功能需求内部的细节行为，包括基本的场景和一些可选的场景。 组件图：显示了系统的体系结构。 组件图描述了系统的可部署单元（可执行文件，组件，数据存储和其他一些内容）以及一些借口，可部署单元通过这些接口进行交互，该图可以用于研究系统的体系结构。 顺序图：显示了对象随着时间的交互。 顺序图描述了某个功能需求的路径或场景内相对时间的详细行为，该图可用于理解系统元素之间的消息流程。 协作图：显示了对象的交互，强调对象之间的关系。（在UML2.0里面找不到了） 类图：显示了类的定义和关系。 类图描述了系统设计中的类和接口，以及他们之间的关系。该图可用于定义内部的，面向对象的代码结构。 状态图：显示了响应时间的状态改变。 状态图描述了系统如何改变状态以相应内部的和外部的事件，确保每个事件都被适当的处理。 部署图：显示了系统的物理体系结构。 部署图描述了系统的可部署单元（应用，组件，数据存储等）如何被赋予不同的节点，这些节点如何交互通信，用于系统映射和负载的研究。 包图：显示了设计的层次结构。 包图描述了设计的相关元素如何按组结合在一起，以及他们之间的关系。 (三) 各种图的作用 1.用例图（UseCaseDiagram） 它是UML中最简单也是最复杂的一种图。说它简单是因为它采用了面向对象的思想，又是基于用户视角的，绘制非常容易，简单的图形表示让人一看就懂。说它复杂是因为用例图往往不容易控制，要么过于复杂，要么过于简单。用例图表示了角色和用例以及它们之间的关系。 2.类图（ClassDiagram） UML面向对象中是最常用的一种图，类图可以帮助我们更直观的了解一个系统的体系结构。通过关系和类表示的类图，可以图形化的方式描述一个系统的设计部分。“控制工程基础”案例式教学法初探
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