软件工程作业

软件工程作业一、项目概述本次软件工程作业旨在开发一款在线学习平台，为学生提供便捷的课程学习、作业提交与批改、在线讨论等功能，帮助学生更高效地学习知识，提升学习效果。该平台将涵盖多种学科领域的课程，满足不同学生的学习需求。

二、可行性分析1.技术可行性前端采用流行的HTML5、CSS3和JavaScript框架（如Vue.js）构建用户界面，能够提供良好的用户体验，并且兼容多种主流浏览器。后端选择Node.js作为服务器端语言，结合Express框架搭建服务器，处理业务逻辑和与数据库的交互。数据库采用MySQL存储课程信息、学生信息、作业信息等各类数据，能够高效地存储和检索数据。2.经济可行性开发团队成员均为在校学生，具备相关技术能力，无需额外雇佣专业开发人员，降低了人力成本。选用的技术框架大多是开源免费的，如Node.js、Express、Vue.js、MySQL等，减少了软件采购费用。在线学习平台一旦开发成功并投入使用，能够吸引大量学生用户，通过收取课程费用等方式实现盈利，具有良好的经济前景。3.操作可行性该平台的操作界面简洁直观，易于学生理解和操作。通过简单的注册登录流程，学生即可快速进入学习界面。提供详细的使用指南和帮助文档，方便学生在使用过程中遇到问题时能够及时解决。同时，设置在线客服功能，随时为学生提供实时帮助。

三、需求分析1.功能需求课程管理教师能够创建、编辑和删除课程。为课程设置课程信息，如课程名称、描述、授课教师等。上传课程资料，包括课件、文档、视频等。学生管理学生可以注册账号，填写个人信息。学生能够登录平台，查看自己的课程列表。学习功能学生可以进入课程学习页面，在线观看课程视频、阅读课程文档。支持视频暂停、播放、快进等操作。提供课程讨论区，学生可以与教师和其他同学进行交流互动。作业管理教师发布作业，设置作业题目、截止日期、评分标准等。学生在线提交作业，支持多种文件格式上传。教师批改作业，给出评语和成绩，并反馈给学生。2.性能需求系统响应时间在用户可接受范围内，一般操作不超过3秒，复杂操作不超过10秒。支持高并发访问，能够同时处理大量学生的在线学习和作业提交等操作。数据准确性高，确保课程信息、学生信息、作业信息等数据的完整性和一致性。3.安全需求采用安全的用户认证机制，如用户名和密码加密存储，防止用户信息泄露。对课程资料、作业文件等进行权限控制，只有授权用户才能访问。定期备份数据，防止数据丢失，并具备数据恢复功能。

四、总体设计1.软件架构设计采用分层架构，分为表示层、业务逻辑层和数据访问层。表示层负责与用户交互，展示系统界面，接收用户输入。业务逻辑层处理具体的业务逻辑，如课程管理、作业管理等功能的实现。数据访问层负责与数据库进行交互，执行数据的增删改查操作。2.模块划分课程管理模块：负责课程的创建、编辑、删除以及课程信息和资料的管理。学生管理模块：处理学生的注册、登录和个人信息管理。学习模块：提供课程学习和讨论功能。作业管理模块：实现作业的发布、提交、批改和反馈。3.数据库设计课程表（course）课程编号（course_id）：主键，自动递增课程名称（course_name）课程描述（course_description）授课教师（teacher_name）课程资料路径（course_materials_path）学生表（student）学生编号（student_id）：主键，自动递增用户名（username）密码（password）姓名（name）联系方式（contact_info）课程学生关联表（course_student）课程编号（course_id）：外键，关联course表的course_id学生编号（student_id）：外键，关联student表的student_id作业表（assignment）作业编号（assignment_id）：主键，自动递增课程编号（course_id）：外键，关联course表的course_id作业题目（assignment_title）截止日期（due_date）评分标准（grading_criteria）作业提交表（submission）提交编号（submission_id）：主键，自动递增学生编号（student_id）：外键，关联student表的student_id作业编号（assignment_id）：外键，关联assignment表的assignment_id提交文件路径（submission_file_path）提交时间（submission_time）作业批改表（grading）批改编号（grading_id）：主键，自动递增提交编号（submission_id）：外键，关联submission表的submission_id成绩（grade）评语ment）批改时间（grading_time）

五、详细设计1.课程管理模块详细设计创建课程教师在系统中输入课程名称、描述、授课教师等信息。选择并上传课程资料，系统将资料存储到指定路径，并在数据库中记录路径。将课程信息插入到course表中。编辑课程教师在系统中选择要编辑的课程。修改课程名称、描述、授课教师等信息。若有新的课程资料，上传并更新数据库中的资料路径。更新course表中的相应记录。删除课程教师选择要删除的课程。系统从course表中删除该课程记录，并删除相应的课程资料文件。2.学生管理模块详细设计注册学生在注册页面输入用户名、密码、姓名、联系方式等信息。系统对输入信息进行合法性验证，如用户名是否符合格式要求，密码强度是否足够等。将学生信息插入到student表中。登录学生输入用户名和密码。系统在student表中查询匹配的记录，验证用户名和密码是否正确。若验证成功，生成并返回登录令牌（token），学生后续操作将携带该令牌进行身份验证。3.学习模块详细设计课程学习学生登录后进入课程学习页面，系统根据学生所选课程，从course表中获取课程信息和资料路径。学生点击课程视频或文档链接，系统根据路径获取相应资源并展示给学生。视频播放器支持暂停、播放、快进等操作，通过JavaScript代码实现与视频文件的交互。课程讨论在课程页面提供讨论区界面，学生可以发布新的讨论话题，输入话题标题和内容。其他学生可以对话题进行回复，系统将讨论内容存储到数据库中（可单独设计一个讨论表来存储）。学生可以查看自己发布的话题和回复，以及其他同学的讨论内容。4.作业管理模块详细设计发布作业教师选择要发布作业的课程。输入作业题目、截止日期、评分标准等信息。将作业信息插入到assignment表中，记录课程编号与作业的关联。提交作业学生在作业列表中选择要提交的作业。上传作业文件，系统将文件存储到指定路径，并在submission表中记录学生编号、作业编号、文件路径和提交时间。批改作业教师在作业列表中选择要批改的作业提交记录。教师输入成绩和评语，更新grading表中的相应记录，记录批改时间。系统自动将批改结果反馈给学生，学生可以在作业提交记录中查看。

六、编码实现1.前端实现使用Vue.js框架构建用户界面。通过VueCLI创建项目模板，然后根据需求设计各个页面组件。例如，课程管理页面组件负责展示课程列表，并提供创建、编辑、删除课程的操作按钮和表单。学生管理页面组件实现注册和登录功能的界面。学习页面组件包含课程学习和讨论区的展示与交互逻辑。作业管理页面组件实现作业发布、提交和批改结果查看等功能。在前端代码中，通过axios库与后端进行数据交互。例如，在课程管理组件中，创建课程时，将课程信息通过axios发送到后端的创建课程接口，后端处理后返回成功消息，前端根据消息提示用户操作结果。2.后端实现使用Node.js和Express框架搭建服务器。在服务器入口文件中，引入Express并创建应用实例。定义各个路由，对应不同的业务功能。例如，定义/api/course/create路由用于处理创建课程的请求，/api/student/register路由用于处理学生注册请求等。在路由处理函数中，调用业务逻辑层的方法来处理具体业务。如创建课程路由处理函数中，调用课程管理模块的创建课程方法，将接收到的课程数据保存到数据库。业务逻辑层根据数据库设计，使用MySQL的相关模块（如mysql2）与数据库进行交互。例如，在课程管理模块的创建课程方法中，使用mysql2模块的query方法执行SQL插入语句，将课程信息插入到course表中。

七、测试计划1.测试目标确保在线学习平台的功能符合需求规格说明书，系统在不同环境下稳定运行，性能满足要求，且不存在安全漏洞。2.测试范围涵盖课程管理、学生管理、学习、作业管理等所有功能模块，以及系统的性能、安全性等方面。3.测试方法黑盒测试：基于需求规格说明书，不考虑系统内部结构和实现细节，对各个功能模块进行功能测试。例如，通过输入不同的课程信息进行创建课程功能测试，验证是否能正确保存课程信息到数据库并在页面显示。白盒测试：针对代码逻辑进行测试，检查代码的正确性和完整性。例如，检查课程管理模块中编辑课程功能的代码逻辑，确保更新数据库操作的准确性。性能测试：使用性能测试工具（如JMeter）模拟高并发场景，测试系统在大量用户访问时的响应时间、吞吐量等性能指标。例如，模拟100个学生同时登录系统、提交作业等操作，记录系统的响应时间和吞吐量数据。安全测试：通过漏洞扫描工具（如Nessus）检查系统是否存在安全漏洞，如SQL注入、跨站脚本攻击（XSS）等。同时，检查用户认证、授权机制是否有效。4.测试用例课程管理功能测试用例创建课程输入完整且正确的课程信息，上传课程资料，点击创建课程按钮，预期结果：课程创建成功，课程信息显示在课程列表中，课程资料存储成功。不输入课程名称，点击创建课程按钮，预期结果：系统提示课程名称不能为空。编辑课程选择一门课程，修改课程名称后点击保存，预期结果：课程名称更新成功，数据库中相应记录更新。修改课程描述后上传新的课程资料，点击保存，预期结果：课程描述和资料更新成功。删除课程选择一门课程，点击删除课程按钮，预期结果：课程从课程列表中消失，数据库中相应记录删除，课程资料文件被删除。学生管理功能测试用例注册输入符合格式要求且唯一的用户名、强度足够的密码、正确的姓名和联系方式，点击注册按钮，预期结果：注册成功，提示注册成功信息，学生信息存储到数据库。输入已存在的用户名，点击注册按钮，预期结果：系统提示用户名已存在。登录输入正确的用户名和密码，点击登录按钮，预期结果：登录成功，跳转到学习页面，生成并返回登录令牌。输入错误的用户名或密码，点击登录按钮，预期结果：系统提示用户名或密码错误。学习功能测试用例课程学习登录后进入课程学习页面，点击课程视频播放按钮，预期结果：视频正常播放，可进行暂停、播放、快进等操作。点击课程文档链接，预期结果：能正确打开文档。课程讨论在讨论区发布一个话题，预期结果：话题发布成功，显示在讨论区列表中。对已发布的话题进行回复，预期结果：回复成功，显示在相应话题下的回复列表中。作业管理功能测试用例发布作业选择课程，输入完整的作业题目、截止日期、评分标准，点击发布作业按钮，预期结果：作业发布成功，显示在作业列表中，数据库中记录作业信息及与课程的关联。不输入作业题目，点击发布作业按钮，预期结果：系统提示作业题目不能为空。提交作业选择作业，上传符合格式要求的作业文件，点击提交作业按钮，预期结果：作业提交成功，数据库中记录提交信息，页面提示提交成功。上传不符合格式要求的文件，点击提交作业按钮，预期结果：系统提示文件格式错误。批改作业选择要批改的作业提交记录，输入成绩和评语，点击批改按钮，预期结果：批改成功，成绩和评语保存到数据库，学生能收到批改结果通知。5.测试进度安排单元测试：在编码完成后，由开发人员对各自负责的模块进行单元测试，预计耗时[X]天。集成测试：单元测试通过后，进行集成测试，将各个模块集成起来进行测试，预计耗时[X]天。系统测试：集成测试完成后，进行系统测试，