华北电力大学软件工程实验报告

华北电力大学软件工程实验报告一、实验目的本次实验旨在通过实际操作和实践项目，加深对软件工程概念、方法和流程的理解，提高软件开发过程中的需求分析、设计、编码、测试等各项能力，培养团队协作精神和解决实际问题的能力。二、实验环境操作系统：Windows10开发工具：VisualStudio2019编程语言：C三、实验内容与步骤（一）需求分析1.确定项目背景以一个简单的学生信息管理系统为例，该系统主要用于学校对学生的基本信息、课程成绩、考勤记录等进行管理，方便教师和管理人员进行查询、修改、添加等操作。2.收集需求通过与教师、学生和管理人员进行交流，获取以下需求：学生信息包括学号、姓名、性别、出生日期、专业等。课程成绩记录学生的课程编号、课程名称、成绩。考勤记录包括考勤日期、课程编号、学生学号、考勤状态（出勤/缺勤）。系统应具备学生信息的添加、修改、删除功能。能够根据学生学号或姓名查询学生的详细信息。可以按课程编号查询该课程的所有学生成绩。能够统计学生的总成绩和平均成绩。支持考勤记录的录入和查询。（二）系统设计1.总体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，显示系统界面，接收用户输入并传递给业务逻辑层。业务逻辑层：处理业务规则和逻辑，对数据进行验证和处理，调用数据访问层进行数据操作。数据访问层：负责与数据库进行交互，实现数据的增删改查等操作。2.数据库设计使用SQLServer2019创建数据库，设计以下表：Students：存储学生基本信息，字段包括StudentID（学号）、Name（姓名）、Gender（性别）、BirthDate（出生日期）、Major（专业）。Courses：存储课程信息，字段包括CourseID（课程编号）、CourseName（课程名称）。Scores：存储学生课程成绩，字段包括StudentID（学号）、CourseID（课程编号）、Score（成绩）。Attendances：存储考勤记录，字段包括AttendanceID（考勤记录编号）、AttendanceDate（考勤日期）、CourseID（课程编号）、StudentID（学号）、AttendanceStatus（考勤状态）。通过设置主键和外键建立表之间的关系，确保数据的完整性和一致性。（三）编码实现1.数据访问层（DAL）使用ADO.NET技术实现数据访问层。创建类库项目，定义数据访问接口和实现类。例如，对于Students表的操作，定义接口IStudentDAL：```csharppublicinterfaceIStudentDAL{List<Student>GetAllStudents();StudentGetStudentByID(intstudentID);voidAddStudent(Studentstudent);voidUpdateStudent(Studentstudent);voidDeleteStudent(intstudentID);}```实现类StudentDAL：```csharppublicclassStudentDAL:IStudentDAL{privatestringconnectionString="your_connection_string";publicList<Student>GetAllStudents(){List<Student>students=newList<Student>();using(SqlConnectionconnection=newSqlConnection(connectionString)){stringquery="SELECT*FROMStudents";SqlCommandmand=newSqlCommand(query,connection);connection.Open();SqlDataReaderreader=mand.ExecuteReader();while(reader.Read()){Studentstudent=newStudent{StudentID=(int)reader["StudentID"],Name=(string)reader["Name"],Gender=(string)reader["Gender"],BirthDate=(DateTime)reader["BirthDate"],Major=(string)reader["Major"]};students.Add(student);}}returnstudents;}//其他方法实现类似}```2.业务逻辑层（BLL）创建业务逻辑层项目，调用数据访问层实现业务逻辑。例如，对于学生信息管理的业务逻辑类StudentBLL：```csharppublicclassStudentBLL{privateIStudentDALstudentDAL;publicStudentBLL(IStudentDALstudentDAL){this.studentDAL=studentDAL;}publicList<Student>GetAllStudents(){returnstudentDAL.GetAllStudents();}publicStudentGetStudentByID(intstudentID){returnstudentDAL.GetStudentByID(studentID);}publicvoidAddStudent(Studentstudent){//可以添加数据验证逻辑studentDAL.AddStudent(student);}publicvoidUpdateStudent(Studentstudent){studentDAL.UpdateStudent(student);}publicvoidDeleteStudent(intstudentID){studentDAL.DeleteStudent(studentID);}}```3.表示层（UI）使用WindowsForms创建用户界面。设计主窗体，包含菜单和各个功能模块的子窗体，如学生信息管理窗体、成绩查询窗体等。在主窗体加载时，初始化业务逻辑层对象：```csharpprivatevoidMainForm_Load(objectsender,EventArgse){IStudentDALstudentDAL=newStudentDAL();StudentBLLstudentBLL=newStudentBLL(studentDAL);//可以进行一些数据初始化操作，如加载所有学生信息到列表框}```在学生信息管理子窗体中，实现添加、修改、删除学生信息的功能按钮点击事件：```csharpprivatevoidbtnAddStudent_Click(objectsender,EventArgse){Studentstudent=newStudent{Name=txtName.Text,Gender=cmbGender.SelectedItem.ToString(),BirthDate=Convert.ToDateTime(dtpBirthDate.Value),Major=txtMajor.Text};StudentBLLstudentBLL=newStudentBLL(newStudentDAL());studentBLL.AddStudent(student);//刷新学生信息列表}privatevoidbtnUpdateStudent_Click(objectsender,EventArgse){Studentstudent=newStudent{StudentID=Convert.ToInt32(txtStudentID.Text),Name=txtName.Text,Gender=cmbGender.SelectedItem.ToString(),BirthDate=Convert.ToDateTime(dtpBirthDate.Value),Major=txtMajor.Text};StudentBLLstudentBLL=newStudentBLL(newStudentDAL());studentBLL.UpdateStudent(student);//刷新学生信息列表}privatevoidbtnDeleteStudent_Click(objectsender,EventArgse){intstudentID=Convert.ToInt32(txtStudentID.Text);StudentBLLstudentBLL=newStudentBLL(newStudentDAL());studentBLL.DeleteStudent(studentID);//刷新学生信息列表}```（四）测试1.单元测试使用NUnit框架对数据访问层和业务逻辑层进行单元测试。例如，对StudentDAL的GetAllStudents方法进行测试：```csharp[TestFixture]publicclassStudentDALTest{privateStudentDALstudentDAL;[SetUp]publicvoidSetup(){studentDAL=newStudentDAL();}[Test]publicvoidTestGetAllStudents(){List<Student>students=studentDAL.GetAllStudents();Assert.Greater(students.Count,0);}}```对StudentBLL的GetStudentByID方法进行测试：```csharp[TestFixture]publicclassStudentBLLTest{privateStudentBLLstudentBLL;[SetUp]publicvoidSetup(){studentBLL=newStudentBLL(newStudentDAL());}[Test]publicvoidTestGetStudentByID(){intstudentID=1;Studentstudent=studentBLL.GetStudentByID(studentID);Assert.NotNull(student);}}```2.集成测试对表示层、业务逻辑层和数据访问层进行集成测试。通过操作界面，检查各个功能模块是否能够正常协同工作。例如，在学生信息管理界面添加一条学生信息后，检查数据库中是否正确插入数据，以及能否通过其他功能模块查询到该学生信息。3.系统测试进行系统测试，模拟实际使用场景，对整个系统的功能、性能、兼容性等方面进行全面测试。检查系统在多用户并发操作下的稳定性，以及在不同操作系统和浏览器环境下的运行情况。四、实验结果与分析（一）功能实现情况1.通过开发，系统基本实现了需求分析阶段确定的各项功能，包括学生信息的增删改查、课程成绩查询、考勤记录录入和查询、学生总成绩和平均成绩统计等。2.在界面设计上，各个功能模块布局合理，操作方便，用户体验较好。（二）测试结果1.单元测试通过，数据访问层和业务逻辑层的各个方法在测试环境下能够正确运行，返回预期结果。2.集成测试表明，表示层与业务逻辑层、数据访问层之间能够有效协作，功能模块之间的数据传递和交互正常。3.系统测试过程中发现了一些小问题，如在多用户并发操作时，偶尔会出现数据冲突的情况。经过排查，发现是数据库事务处理不够完善导致的。通过增加事务控制，问题得到解决，系统在并发环境下的稳定性得到提高。（三）性能分析1.在数据量较小的情况下，系统响应速度较快，各项操作能够及时完成。2.随着数据量的增加，查询操作的性能有所下降。通过对数据库查询语句进行优化，建立合适的索引，性能得到了一定程度的提升。五、总结与体会（一）总结本次