系统分析与建模

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个人介绍

系统分析与建模

主讲教师：赖坤龙

学校：	莆田学院
开课院系：	新工科产业学院
课程英文名称：	System Analysis and Modeling
课程编号：	422905720
学分：	2
课时：	0

课程介绍

        《系统分析与建模》是一门聚焦于系统思维培养和技术实践应用的重要课程。
        在课程内容方面，它首先深入讲解系统分析的基本概念、原理和方法。学生将学习如何全面收集和分析系统需求，理解不同利益相关者的期望，为后续的系统设计和建模奠定坚实基础。课程会详细介绍数据流图、实体 - 关系图等传统分析工具，以及诸如用例分析等现代需求分析方法，帮助学生掌握系统需求的准确表达和清晰呈现。建模部分是课程的核心内容之一。学生将学习使用各种建模技术，如结构建模、行为建模和面向对象建模等。通过 UML（统一建模语言），学生能够创建系统的静态模型（类图、对象图等）和动态模型（顺序图、活动图等），直观地展示系统的结构和行为。同时，课程还会涉及系统的逻辑建模和物理建模，使学生理解如何将抽象的系统概念转化为可实现的系统设计。
       课程注重实践应用，通过实际案例分析和项目实践，让学生将所学知识应用到解决实际问题中。学生将在模拟的项目环境中，从系统分析、需求定义、建模到方案评估，完整地经历系统开发的关键环节，提升系统分析和建模的实际操作能力。
       通过本课程的学习，学生不仅能够掌握系统分析与建模的核心知识和技能，还能培养系统思维、问题解决能力和团队协作精神，为今后从事系统开发、管理和维护等工作打下坚实的基础。

教学方法

案例分析+要点分析+知识点讲解

参考教材

参考书：

[1] 《PowerDesigner 16 系统分析与建模实战》：(1) 李波，孙宪丽，关颖. PowerDesigner 16 系统分析与建模实战 [M]. 清华大学出版社，2014.

[2] 《系统分析师教程》：(2) 张友生等。系统分析师教程 [M]. 清华大学出版社，2012.

[3] 《信息系统分析与设计》：(3) 黄梯云。信息系统分析与设计 [M]. 高等教育出版社，2019.

[4] 《Object-Oriented Analysis and Design with Applications》：(4)Grady Booch, James Rumbaugh, Ivar Jacobson. Object-Oriented Analysis and Design with Applications[M]. Pearson Education, 2005.

[5] 《Software Systems Analysis and Design》：(5)Ronald J. Norman. Software Systems Analysis and Design[M]. CENGAGE Learning, 2014.

[6] UML面向对象分析、建模与设计（第2版）. 吕云翔、赵天宇、丛硕. 清华大学出版社,2024.

[7] UML用户指南. Grady Booch、James Rumbaugh、Ivar Jacobson. 人民邮电出版社,2020.

其他参考材料：

[1] 《基于 UML 的系统分析与建模方法研究》：(1) 李明，王刚。基于 UML 的系统分析与建模方法研究 [J]. 计算机工程与应用，2005, 41 (31): 100-102.

[2] 《系统分析与建模中的需求获取技术研究》：(2) 王丽，张伟。系统分析与建模中的需求获取技术研究 [J]. 软件学报，2010, 21 (增刊 1): 1-6.

[3] 《基于模型驱动的信息系统分析与建模方法研究》：(1) 赵亮。基于模型驱动的信息系统分析与建模方法研究 [D]. 哈尔滨工业大学，2013.

[4] 《复杂系统分析与建模中的若干关键问题研究》：(2) 刘峰。复杂系统分析与建模中的若干关键问题研究 [D]. 华中科技大学，2015.

[5] 《系统分析与建模技术报告》：(1) 某科研团队。系统分析与建模技术报告 [R]. 报告编号：XX-2020-01, 2020.

[6] 《系统分析与建模中的数据建模方法》：(1) 陈华。系统分析与建模中的数据建模方法 [A]. 见：王军等编。信息系统研究与实践 —— 第 X 届信息系统大会论文集 [C]. 北京：清华大学出版社，2018: 100-110.

[7] 马瑞新.系统分析与设计 [EB/OL]. 中国大学 MOOC, https://www.icourse163.org/course/DUT-1002602073?from=searchPage&outVendor=zw_mooc_pcssjg_.

[8] 杨洋.软件系统分析与设计 [EB/OL]. 中国大学 MOOC, https://www.icourse163.org/course/SUDA-1462505221?from=searchPage&outVendor=zw_mooc_pcssjg_.

课程大纲

《系统分析与建模》课程教学大纲

一、课程说明

1.课程简介

《系统分析与建模》是软件工程专业的重要课程，处于课程体系中的关键位置。它主要介绍系统分析的基本理论和建模方法，包括系统分析方法，系统建模技术以及UML建模技术等内容。课程帮助学生理解复杂系统的结构和行为，培养从实际问题中提炼需求、构建抽象模型的能力。通过学习，学生能够掌握系统化分析问题的方法，准确识别系统需求，学会运用建模工具表达和验证解决方案，建立有效的系统模型，进而运用模型解决实际问题，从而提升解决复杂软件工程问题的能力，为后续的设计与开发课程打下坚实基础。

2.课程基本信息表

表1课程基本信息

课程代码	310401750	课程名称	系统分析与建模
英文名称	System Analysis and Modeling	先修课程	软件工程
学分/学时：2学分/32学时（其中理论学时：24；实验学时：8）
适用专业	软件工程	课程类型	专业选修课
开课单位	新工科产业学院	开课学期	第2学期

二、课程目标

课程目标1：掌握系统分析的基本理论与方法。学生应全面掌握系统分析与建模的基础理论、方法和工具，熟练运用面向对象分析等方法，从复杂问题中提取需求并构建清晰的系统模型。

课程目标2：培养建模与设计能力。学生能够运用UML等建模工具，对系统进行建模、验证和优化，掌握系统设计的逻辑结构和行为模式，具备从复杂问题中提取关键信息、建立有效模型，为后续软件开发提供高质量设计方案的能力。

课程目标3：提升问题解决与实践能力。培养学生的系统思维和逻辑思维能力，使其在面对系统相关问题时能够从整体出发，进行全面、深入的思考。能够将理论知识应用于实际问题，通过案例分析和项目实践，培养解决复杂软件工程问题的能力，增强团队协作与沟通能力，为职业发展奠定基础。

三、课程目标与所支撑毕业要求的对应关系

表2课程目标与所支撑毕业要求的对应关系

课程目标	支撑的毕业要求	支撑的毕业要求指标点	相关性 (H/M/L)
课程目标1	毕业要求R1: 工程知识	1.2 具有本专业领域需要的数据分析能力，能针对具体的对象建立数学模型并利用计算机求解；	M
课程目标2	毕业要求R3: 设计/开发解决方案	3.3 能够进行系统或工艺流程设计，在设计中体现创新意识；	H
课程目标3	毕业要求R5: 使用现代工具	5.1 了解专业常用的现代仪器、信息技术工具、工程工具和模拟软件的使用原理和方法，并理解其局限性；	H

四、教学内容

表3.1理论教学内容与学时分配

章节/单元	教学内容	对应的课程目标	课程思政元素	预期学习成效	建议学时	推荐授课形式
第1章软件工程与面向对象方法	1.1 软件工程概述 1.2 面向对象方法重点：面向对象开发方法难点：面向对象开发方法	课程目标1、2	通过讲述软件工程与面向对象方法，引入中国软件工程发展历程。培养学生的科学探索，勇于实践精神。	了解软件工程的概念和历史，了解软件工程的目标和原则；了解面向对象方法的概念和历史，了解面向对象方法的优点。	2	讲课、案例演示、习题和讨论等
第2章统一建模语言UML	2.1 UML概述 2.2 UML构成重点：UML构成难点：UML构成	课程目标1、2	通过讲述UML，引入中国目前面临“卡脖子”的问题。激发学生的工匠精神，科技报国精神。	了解UML的定义和历史背景；了解UML的目标和应用范围。掌握UML构造块，分别是事物、关系、图；掌握UML的通用机制；了解“4+1”架构；了解常用的UML建模工具。	2	讲课、案例演示、习题和讨论等
第3章用例图	3.1 用例图概述 3.2 用例图构成 3.3 用例图建模重点：用例图构成难点：用例图建模	课程目标1、2、3	通过讲述用例图，引入用例图在需求分析阶段的重要性，简要介绍案例“抖音”。培养学生的创新思维，创新精神。	了解用例的概念、设计方法和注意事项理解用例图的组成元素，分别为参与者、用例、用例图中的关系；理解并掌握用例图中的关系，分别为参与者间的泛化关系、参与者与用例的关联关系、用例间的泛化关系、用例间的依赖关系；理解用例描述的概念；掌握用例说明文档的书写；掌握用例图建模，分别为对系统的语境建模和对系统的需求建模；了解用例图的使用环境。	2	讲课、案例演示、习题和讨论等
第4章类图	4.1 类图概述 4.2 类图构成 4.3 类图建模重点：类图构成难点：类图建模	课程目标1、2、3	通过讲述类图，引入中国自主研发的可行性，简要介绍案例“汉字激光照排系统”。培养学生的奉献精神，创新精神。	重点掌握类图中所包含元素的语义及表示法；了解类的高级概念，包括抽象类、模板类、关联类、分析类；理解并掌握类图中的关系，分别为关联关系、泛化关系、依赖关系和实现关系；了解类图建模技术，分别为对系统的词汇建模、对简单协作建模和对逻辑数据库模式建模；了解对类图进行正向工程和逆向工程需要遵循的策略；掌握类图的创建。	2	讲课、案例演示、习题和讨论等
第5章对象图	5.1 对象图概述 5.2 对象图构成 5.3 对象图建模重点：对象图构成难点：对象图建模	课程目标1、2、3		理解对象图的组成元素，分别是对象和链；掌握对象图建模技术；理解使用对象图进行逆向工程时需要遵循的策略；理解对象图的使用要点；掌握对象图的绘制。	2	讲课、案例演示、习题和讨论等
第6章包图	6.1 包图概述 6.2 包图构成 6.3 包图建模重点：包图构成难点：包图建模	课程目标1、2、3	通过讲述包图，引入包图的作用，简单介绍案例“北斗卫星导航系统”。激发学生的科技探索精神。	了解包以及包图的概念；理解分包原则，分别为一个元素不允许在两个包中重复出现，相同包内元素不能重名，包内元素要紧密联系，包与包尽可能保持独立；理解包之间的依赖关系；掌握包图的建模技术，分别为对成组元素建模和对体系结构视图建模；掌握用包图来表示模型的组织结构的方法。	2	讲课、案例演示、习题和讨论等
第7章顺序图	7.1 顺序图概述 7.2 顺序图构成 7.3 顺序图建模重点：顺序图构成难点：顺序图建模	课程目标1、2、3	通过讲述顺序图，引入顺序图的作用，简单介绍案例“微信”激发学生的创新胆量，创新决心。	理解顺序图的主要概念；了解顺序图的结构化控制以及按时间顺序对控制流建模所遵循的策略；掌握对顺序图的绘制。	2	讲课、案例演示、习题和讨论等
第8章通信图	8.1 通信图概述 8.2 通信图构成 8.3 通信图建模重点：通信图构成难点：通信图建模	课程目标1、2、3	通过讲述通信图，引入通信图的作用，简单介绍案例“中国的量子通信卫星”。培养学生的科学探索，攻坚克难精神。	理解通信图的组成元素，分别是对象、链和消息；理解通信图与顺序图的区别和联系；掌握通信图的绘制及其具体步骤。	2	讲课、案例演示、习题和讨论等
第9章状态机图	9.1 状态机图概述 9.2 状态机图构成 9.3 状态机图建模重点：状态机图构成难点：状态机图建模	课程目标1、2、3	通过讲解状态机图，引入状态机图的作用，简单介绍案例“语音识别技术”。培养学生的服务社会精神。	掌握状态机图的组成部分，分别为状态、转换、事件、动作和活动；掌握状态机图的建模技术；掌握状态机图的绘制及其步骤。	2	讲课、案例演示、习题和讨论等
第10章活动图	10.1 活动图概述 10.2 活动图构成 10.3 活动图建模重点：活动图构成难点：活动图建模	课程目标1、2、3	通过讲解活动图，引入活动图的作用，简单介绍案例“PaddlePaddle”。培养学生的技术自强，敢为人先精神。	掌握活动图的基本组成元素；了解活动图的高级组成元素，分别为分叉节点与结合节点、对象流和扩展区域；掌握活动图建模技术，分别为对工作流建模和对操作建模。掌握活动图的绘制。	2	讲课、案例演示、习题和讨论等
第11章组件图	11.1 组件图概述 11.2 组件图构成 11.3 组件图建模重点：组件图构成难点：组件图建模	课程目标1、2、3		掌握组件图的组成元素，分别为组件、接口和端口；了解UML2规范中组件图的内部结构；掌握利用组件图对源代码或可执行程序进行建模的方法。	2	讲课、案例演示、习题和讨论等
第12章部署图	12.1 部署图概述 12.2 部署图构成 12.3 部署图建模重点：部署图构成难点：部署图建模	课程目标1、2、3	通过讲解部署图，引入部署图的作用，简单介绍案例“支付宝”。培养学生的社会责任，社会贡献精神。	掌握部署图的组成元素，分别为节点和连接；掌握部署图的绘制。	2	讲课、案例演示、习题和讨论等
小计					24

表3.2 实践教学内容与学时分配

序号	内容（项目）	类型	学时	预期学习成效	对应的课程目标	授课形式
1	绘制用例图	设计	2	（1）使用visio新建用例图，添加用例图的组成元素，如参与者、用例、用例之间的关系。（2）使用visio绘制“机票预订系统”的用例图。	课程目标1、2	实验
2	绘制类图	设计	2	（1）使用EA新建类图，添加类图的组成元素，如类、类的关系。（2）使用EA绘制“机票预订系统”的类图。	课程目标1、2	实验
3	绘制顺序图和活动图	设计	2	（1）使用EA新建顺序图，添加顺序图的组成元素，如对象、生命线、消息。（2）使用EA绘制“机票预订系统”“登录”用例的顺序图。（3）使用EA新建活动图，添加活动图的组成元素，如动作、活动节点、控制流。。（4）使用EA绘制“机票预订系统”“购买机票”用例的活动图。	课程目标1、2	实验
4	“小型网上书店系统”的分析与设计	综合	2	通过分析教材上相关的用例图、活动图、顺序图、类图、组件图、部署图，对“小型网上书店系统”进行UML分析、建模与设计。	课程目标1、2、3	实验
小计			8

五、教学方式方法

教学方法

讲授法：对于系统分析与建模的基本概念、原理和方法等理论知识，通过讲授法进行系统讲解，使学生建立起扎实的理论基础。

案例教学法：引入实际的系统分析与建模案例，引导学生分析问题、提出解决方案，培养学生的实际应用能力和问题解决能力。

小组讨论法：组织学生进行小组讨论，针对特定的案例或问题，促进学生之间的思想交流和合作，培养学生的团队协作能力和批判性思维。

实践教学法：安排一定的实践课程，让学生运用所学的知识和工具，进行实际的系统分析与建模操作，提高学生的实践技能。

教学手段

多媒体教学：利用 PPT、图片、视频等多媒体资源，丰富教学内容的呈现形式，提高教学效果。

模型演示：通过展示实际的系统模型，帮助学生更好地理解系统分析与建模的过程和结果。

工具软件操作演示：对相关的系统分析与建模工具软件（如 UML 建模工具等）进行操作演示，让学生熟悉工具的使用方法。

教学模式：采用线上线下混合教学模式。线下课堂主要进行理论知识的讲解、案例分析讨论和实践指导；线上教学平台则用于发布教学资源（如教学视频、课件、作业等）、组织在线测试、开展讨论交流等。学生可以根据自己的学习进度和需求，灵活选择线上或线下的学习方式。

六、考核要求

本课程成绩由平时成绩、期中考试、实验成绩和期末考试成绩组合而成，采用百分制：

课程成绩=平时成绩×20%+期中考试成绩×20%+实验成绩×10%+期末考试成绩×50%。

（1）期中和期末采取闭卷笔试，成绩为卷面得分。试卷由课程负责人按要求组织命题，试题对照课程学习目标设置不同题型。评分标准见当学期与试卷配套的参考答案及评分标准，教师按照评分标准流水批阅试卷；

（2）平时成绩由任课教师根据教学进度发布的作业、章节测验、课堂互动、出勤等多方面的得分构成，平时成绩各组成部分的评价办法见表4；

（3）本课程实验成绩由实验报告成绩来评定，也就是课程实验成绩=实验报告成绩，考核方式和标准见表6。

表4 平时成绩评价方法

考核方式	百分比	考核内容	评分标准	对应的课程目标
章节测验	30%	考查学生自主学习及自我反思能力，按时完成线上的章节自我测试题。	学习通系统根据作答对照标准答案自动批改给分，按时完成后系统自动统计积分。	课程目标1
作业	40%	考查学生对本课程基本概念、基本理论和基本方法的掌握，要求按时完成教师根据教学进度发布的相关作业。	采取教师评分与学生互评相结合，按照作业评分标准（见表5）。	课程目标1、2、3
课堂互动	20%	考查学生运用基本知识和基本方法解决问题的意识和能力。要求积极参与投票、问卷、抢答、选人、讨论、随堂练习等课程活动。	有效参与活动，可获得相应分数，系统自动统计积分。	课程目标2
出勤	10%	考查学生运用高等代数的基本原理分析问题和解决问题的能力。要求对相应的主题讨论发表自己观点或者对相应问题进行解答。	参与讨论并发表自己的观点，系统根据发表次数自动计分，教师根据发表的内容或学生解答问题的具体情况酌情加分，标准参考作业评分标准。	课程目标3
合计	100%

表5 作业评分标准

作业完成情况	得分
作业严格按要求并及时完成，逻辑性强，过程完整、正确，无抄袭。	90-100分
作业严格按要求并及时完成，逻辑性较强，正确率80%以上，无抄袭。依据作业书写工整清晰程度、正确率酌情给分。	80-89分
作业严格按要求并及时完成，正确率60%-80%以上，无抄袭。依据作业书写工整清晰程度、正确率大小酌情给分。	60-79分
作业严格按要求并及时完成，正确率低于60%，无抄袭情况。依据作业书写工整清晰程度酌情给分。	50-59分
作业按要求并及时完成，正确率较低。依据作业书写工整清晰程度酌情给分。	30-49分
作业有部分抄袭。依据作业书写工整清晰程度酌情给分。	1-29分
作业全部抄袭或未交作业。	0分
补交线上逾期未完成的作业。	线下根据完成情况酌情加分

表6 实践考核方式与标准

考核方式

考核内容

百分比

考核标准

对应的课程目标

实验报告

实验报告中的实验过程、实验结果及实验总结的撰写情况

100%

1.基本概念清晰，实验方案与实验步骤正确、合理，实验结果分析正确，实验报告图面正确，书写规范，得90-100分；

2.基本概念较清晰，实验方案与实验步骤较正确，实验结果分析较正确，实验报告图面书写较规范，得75-89分；

课程目标2、3

小计