软件工程实验一

软件工程实验一一、实验目的本次软件工程实验的主要目的是让学生初步了解软件工程的基本概念、方法和流程，通过实际动手操作，掌握软件开发过程中的需求分析、设计、编码和测试等关键环节，培养学生的软件开发能力和团队协作精神。

1.深入理解软件工程的生命周期模型，如瀑布模型、敏捷开发模型等。2.学会运用需求分析工具和方法，准确获取用户需求，并进行需求规格说明书的撰写。3.掌握软件设计的基本原理和方法，包括总体设计和详细设计，能够绘制相应的设计文档。4.熟练使用编程语言进行软件编码实现，提高代码的质量和可读性。5.掌握软件测试的基本方法和技术，能够设计测试用例对软件进行测试，并撰写测试报告。6.培养学生团队协作的能力，通过小组合作完成整个软件开发项目。

二、实验环境本次实验使用的开发环境如下：

1.操作系统：Windows102.开发工具：VisualStudio20193.编程语言：C4.数据库管理系统：SQLServer2019

三、实验内容

（一）需求分析1.确定项目背景和目标本次实验项目为一个简单的学生信息管理系统，旨在实现对学生基本信息、课程信息、成绩信息等的管理。系统的主要目标是提高学校教学管理的效率，方便教师和管理人员对学生信息进行查询、添加、修改和删除等操作。2.用户需求调研通过与教师、学生和管理人员进行交流，获取以下用户需求：教师能够查询学生的基本信息、课程成绩等。教师能够添加、修改和删除学生的课程成绩。管理人员能够查询、添加、修改和删除学生的基本信息。系统应具备良好的用户界面，操作方便快捷。3.撰写需求规格说明书根据用户需求调研的结果，撰写详细的需求规格说明书，包括系统概述、功能需求、性能需求、界面需求等。

（二）软件设计1.总体设计根据需求规格说明书，对学生信息管理系统进行总体设计。采用模块化设计方法，将系统划分为学生信息管理模块、课程信息管理模块、成绩信息管理模块和用户管理模块等。绘制系统总体架构图，描述各模块之间的关系和接口。2.详细设计对每个模块进行详细设计，包括模块的功能描述、输入输出参数、算法设计等。以学生信息管理模块为例，详细设计如下：功能描述：实现对学生基本信息的查询、添加、修改和删除操作。输入参数：学生编号、姓名、性别、出生日期、专业等。输出参数：操作结果信息。算法设计：采用数据库操作技术，通过SQL语句实现对学生信息表的增删改查操作。绘制各模块的详细设计流程图。

（三）编码实现1.根据软件设计文档，使用C语言进行编码实现创建项目解决方案，在VisualStudio2019中创建一个C控制台应用程序项目。根据详细设计文档，编写各个模块的代码。例如，学生信息管理模块的代码实现如下：```csharpusingSystem;usingSystem.Data.SqlClient;

classStudentManager{privatestringconnectionString="DataSource=YOUR_SERVER_NAME;InitialCatalog=YOUR_DATABASE_NAME;UserID=YOUR_USERNAME;Password=YOUR_PASSWORD";

publicvoidAddStudent(stringstudentId,stringname,stringgender,DateTimebirthDate,stringmajor){using(SqlConnectionconnection=newSqlConnection(connectionString)){stringquery="INSERTINTOStudents(StudentId,Name,Gender,BirthDate,Major)VALUES(@StudentId,@Name,@Gender,@BirthDate,@Major)";SqlCommandmand=newSqlCommand(query,connection);mand.Parameters.AddWithValue("@StudentId",studentId);mand.Parameters.AddWithValue("@Name",name);mand.Parameters.AddWithValue("@Gender",gender);mand.Parameters.AddWithValue("@BirthDate",birthDate);mand.Parameters.AddWithValue("@Major",major);

connection.Open();mand.ExecuteNonQuery();}}

publicvoidUpdateStudent(stringstudentId,stringname,stringgender,DateTimebirthDate,stringmajor){using(SqlConnectionconnection=newSqlConnection(connectionString)){stringquery="UPDATEStudentsSETName=@Name,Gender=@Gender,BirthDate=@BirthDate,Major=@MajorWHEREStudentId=@StudentId";SqlCommandmand=newSqlCommand(query,connection);mand.Parameters.AddWithValue("@StudentId",studentId);mand.Parameters.AddWithValue("@Name",name);mand.Parameters.AddWithValue("@Gender",gender);mand.Parameters.AddWithValue("@BirthDate",birthDate);mand.Parameters.AddWithValue("@Major",major);

connection.Open();mand.ExecuteNonQuery();}}

publicvoidDeleteStudent(stringstudentId){using(SqlConnectionconnection=newSqlConnection(connectionString)){stringquery="DELETEFROMStudentsWHEREStudentId=@StudentId";SqlCommandmand=newSqlCommand(query,connection);mand.Parameters.AddWithValue("@StudentId",studentId);

connection.Open();mand.ExecuteNonQuery();}}

publicvoidQueryStudent(stringstudentId){using(SqlConnectionconnection=newSqlConnection(connectionString)){stringquery="SELECT*FROMStudentsWHEREStudentId=@StudentId";SqlCommandmand=newSqlCommand(query,connection);mand.Parameters.AddWithValue("@StudentId",studentId);

connection.Open();SqlDataReaderreader=mand.ExecuteReader();if(reader.HasRows){while(reader.Read()){Console.WriteLine($"StudentId:{reader.GetString(0)},Name:{reader.GetString(1)},Gender:{reader.GetString(2)},BirthDate:{reader.GetDateTime(3)},Major:{reader.GetString(4)}");}}else{Console.WriteLine("Studentnotfound.");}}}}```2.数据库设计根据系统功能需求，设计数据库结构。创建学生信息表（Students）、课程信息表（Courses）、成绩信息表（Scores）等。例如，学生信息表的结构设计如下：```sqlCREATETABLEStudents(StudentIdNVARCHAR(10)PRIMARYKEY,NameNVARCHAR(50),GenderNVARCHAR(10),BirthDateDATETIME,MajorNVARCHAR(50));```

（四）软件测试1.测试计划根据软件的功能需求和设计文档，制定测试计划。确定测试的目标、范围、方法、策略等。本次实验采用黑盒测试方法，对软件的各个功能模块进行测试。2.测试用例设计针对每个功能模块，设计详细的测试用例。以学生信息管理模块为例，测试用例如下：添加学生信息：输入合法的学生信息，检查是否成功添加。输入不合法的学生编号（如重复编号），检查是否有相应提示。修改学生信息：修改存在的学生信息，检查是否修改成功。修改不存在的学生信息，检查是否有相应提示。删除学生信息：删除存在的学生信息，检查是否删除成功。删除不存在的学生信息，检查是否有相应提示。查询学生信息：输入存在的学生编号，检查是否能正确查询到学生信息。输入不存在的学生编号，检查是否提示未找到。3.执行测试根据测试用例，对软件进行测试。记录测试过程中发现的问题和缺陷。4.撰写测试报告根据测试执行的结果，撰写测试报告。测试报告应包括测试概述、测试环境、测试用例执行情况、测试结果分析、缺陷统计等内容。

四、实验步骤

（一）需求分析阶段1.阅读实验指导书，了解项目背景和基本要求。2.小组讨论，确定项目的具体需求和功能。3.进行用户需求调研，通过问卷调查、访谈等方式收集用户需求。4.根据用户需求调研的结果，撰写需求规格说明书。

（二）软件设计阶段1.根据需求规格说明书，进行软件的总体设计。2.对各个功能模块进行详细设计，绘制详细设计流程图。3.进行数据库设计，确定数据库的结构和表关系。

（三）编码实现阶段1.根据软件设计文档，创建项目解决方案和各个模块的代码文件。2.使用C语言编写各个模块的代码，实现软件的功能。3.进行数据库操作，实现数据的存储和读取。

（四）软件测试阶段1.制定测试计划，确定测试的目标、范围、方法和策略。2.设计测试用例，对软件的各个功能模块进行测试。3.执行测试用例，记录测试过程中发现的问题和缺陷。4.对测试结果进行分析，撰写测试报告。

五、实验结果与分析

（一）实验结果1.成功完成了学生信息管理系统的开发，实现了学生信息的查询、添加、修改和删除等功能。2.通过测试，发现并修复了一些代码中的问题和缺陷，软件的功能基本符合需求规格说明书的要求。

（二）结果分析1.在需求分析阶段，通过与用户的沟通和调研，准确获取了用户需求，但在需求规格说明书的撰写过程中，部分内容的描述还不够详细和准确，导致在后续的设计和编码过程中出现了一些误解。2.在软件设计阶段，总体设计和详细设计基本合理，但在数据库设计方面，对一些数据关系的考虑还不够周全，导致在编码过程中需要进行一些调整。3.在编码实现阶段，代码的实现基本正确，但在一些细节方面还存在一些问题，如代码的可读性和可维护性有待提高。4.在软件测试阶段，通过设计和执行测试用例，发现了一些软件中的缺陷和问题，并及时进行了修复。但测试用例的覆盖范围还不够全面，可能存在一些未被发现的问题。

六、实验总结与体会

（一）实验总结1.通过本次软件工程实验，对软件工程的生命周期模型有了更深入的理解，掌握了软件开发过程中的需求分析、设计、编码和测试等关键环节。2.在需求分析阶段，学会了如何与用户沟通，获取准确的用户需求，并撰写需求规格说明书。3.在软件设计阶段，掌握了总体设计和详细设计的方法，能够绘制相应的设计文档。4.在编码实现阶段，熟练使用C语言进行软件编码，提高了代码的质量和可读性。5.在软件测试阶段，学会了如何设计测试用例，对软件进行测试，并撰写测试报告。

（二）体会1.团队协作非常重要。在整个实验过程中，小组成员之间密切合作，共同完成了项目的各个阶段。通过团队协作，不仅提高了