学生管理系统软件工程课程设计

学生管理系统软件工程课程设计一、课程设计目标本次软件工程课程设计旨在开发一个学生管理系统，通过该系统实现对学生基本信息、课程信息、成绩信息等的有效管理，提高学校教学管理的效率和准确性，为学校教学管理提供有力的支持。具体目标如下：1.实现学生基本信息的录入、查询、修改和删除功能。2.实现课程信息的录入、查询、修改和删除功能。3.实现学生成绩的录入、查询、修改和统计功能。4.具备友好的用户界面，方便用户操作。5.保证系统的稳定性和可靠性，能够处理常见的错误和异常情况。二、需求分析（一）用户需求1.管理员能够管理学生基本信息，包括添加、修改、删除学生信息。能够管理课程信息，包括添加、修改、删除课程信息。能够录入和管理学生成绩，包括添加、修改成绩。能够查询学生基本信息、课程信息和成绩信息。能够统计学生的平均成绩、总成绩等。2.教师能够查询所教授课程的学生成绩。能够录入所教授课程学生的成绩。3.学生能够查询自己的基本信息和成绩信息。（二）功能需求1.学生信息管理添加学生信息：输入学生的学号、姓名、性别、出生日期、专业等信息，将其保存到系统中。查询学生信息：根据学号、姓名等条件查询学生的基本信息。修改学生信息：根据学号查询学生信息，对其进行修改并保存。删除学生信息：根据学号删除学生的基本信息。2.课程信息管理添加课程信息：输入课程编号、课程名称、学分、授课教师等信息，将其保存到系统中。查询课程信息：根据课程编号、课程名称等条件查询课程的基本信息。修改课程信息：根据课程编号查询课程信息，对其进行修改并保存。删除课程信息：根据课程编号删除课程的基本信息。3.成绩信息管理添加成绩信息：输入学生学号、课程编号、成绩等信息，将其保存到系统中。查询成绩信息：根据学生学号、课程编号等条件查询学生的成绩信息。修改成绩信息：根据学生学号和课程编号查询成绩信息，对其进行修改并保存。成绩统计：统计学生的平均成绩、总成绩等。（三）性能需求1.系统响应时间：在用户操作后，系统应在短时间内给出响应，一般不超过3秒。2.数据准确性：保证学生信息、课程信息和成绩信息的准确性，数据录入错误时应给出相应提示。3.系统稳定性：系统应能够稳定运行，在长时间使用过程中不出现崩溃等异常情况。（四）安全性需求1.对不同用户角色设置不同的权限，如管理员具有所有权限，教师只有部分权限，学生权限最少。2.用户登录时进行身份验证，防止非法用户登录系统。三、总体设计（一）系统架构设计本系统采用三层架构设计，即表示层、业务逻辑层和数据访问层。1.表示层：负责与用户进行交互，接收用户输入并显示系统输出。包括用户界面的设计和实现，如登录界面、学生信息管理界面、课程信息管理界面、成绩信息管理界面等。2.业务逻辑层：处理系统的业务逻辑，如学生信息的添加、查询、修改、删除，课程信息的管理，成绩信息的管理等。它对表示层传来的数据进行验证和处理，并调用数据访问层获取或保存数据。3.数据访问层：负责与数据库进行交互，实现数据的存储和读取。包括数据库连接、SQL语句的执行等操作。（二）模块划分1.用户管理模块：负责用户的登录验证和权限管理。2.学生信息管理模块：实现学生基本信息的录入、查询、修改和删除功能。3.课程信息管理模块：实现课程基本信息的录入、查询、修改和删除功能。4.成绩信息管理模块：实现学生成绩的录入、查询、修改和统计功能。（三）数据库设计1.学生表（Student）学号（StudentID）：主键，唯一标识学生。姓名（StudentName）：学生姓名。性别（Gender）：学生性别。出生日期（BirthDate）：学生出生日期。专业（Major）：学生专业。2.课程表（Course）课程编号（CourseID）：主键，唯一标识课程。课程名称（CourseName）：课程名称。学分（Credit）：课程学分。授课教师（Teacher）：授课教师姓名。3.成绩表（Score）学号（StudentID）：外键，关联学生表。课程编号（CourseID）：外键，关联课程表。成绩（Grade）：学生该课程的成绩。四、详细设计（一）用户管理模块1.登录功能用户输入用户名和密码。业务逻辑层验证用户名和密码是否正确，并根据用户角色赋予相应权限。如果验证成功，跳转到相应的主界面；否则提示登录失败。2.权限管理根据用户角色，设置不同的操作权限。例如，管理员可以进行所有操作，教师只能进行成绩查询和录入，学生只能查询自己的信息和成绩。（二）学生信息管理模块1.添加学生信息表示层获取用户输入的学生信息。业务逻辑层验证输入信息的合法性，如学号是否唯一等。数据访问层将合法的学生信息插入到学生表中。2.查询学生信息表示层获取查询条件。业务逻辑层根据查询条件构造SQL查询语句。数据访问层执行查询语句并返回查询结果给业务逻辑层。业务逻辑层将查询结果传递给表示层进行显示。3.修改学生信息表示层获取要修改的学生学号和新的学生信息。业务逻辑层验证学号是否存在，并验证新信息的合法性。数据访问层根据学号更新学生表中的相应信息。4.删除学生信息表示层获取要删除的学生学号。业务逻辑层验证学号是否存在。数据访问层根据学号删除学生表中的相应记录，并同时删除成绩表中该学生的相关成绩记录。（三）课程信息管理模块1.添加课程信息表示层获取用户输入的课程信息。业务逻辑层验证输入信息的合法性，如课程编号是否唯一等。数据访问层将合法的课程信息插入到课程表中。2.查询课程信息表示层获取查询条件。业务逻辑层根据查询条件构造SQL查询语句。数据访问层执行查询语句并返回查询结果给业务逻辑层。业务逻辑层将查询结果传递给表示层进行显示。3.修改课程信息表示层获取要修改的课程编号和新的课程信息。业务逻辑层验证课程编号是否存在，并验证新信息的合法性。数据访问层根据课程编号更新课程表中的相应信息。4.删除课程信息表示层获取要删除的课程编号。业务逻辑层验证课程编号是否存在。数据访问层根据课程编号删除课程表中的相应记录，并同时删除成绩表中该课程的相关成绩记录。（四）成绩信息管理模块1.添加成绩信息表示层获取学生学号、课程编号和成绩信息。业务逻辑层验证学号和课程编号是否存在，以及成绩是否在合法范围内。数据访问层将合法的成绩信息插入到成绩表中。2.查询成绩信息表示层获取查询条件。业务逻辑层根据查询条件构造SQL查询语句。数据访问层执行查询语句并返回查询结果给业务逻辑层。业务逻辑层将查询结果传递给表示层进行显示。3.修改成绩信息表示层获取学生学号、课程编号和新的成绩信息。业务逻辑层验证学号和课程编号是否存在，以及新成绩是否在合法范围内。数据访问层根据学号和课程编号更新成绩表中的相应成绩记录。4.成绩统计业务逻辑层根据学生学号或课程编号构造统计SQL语句。数据访问层执行统计语句并返回统计结果，如平均成绩、总成绩等。业务逻辑层将统计结果传递给表示层进行显示。五、编码实现（一）开发环境1.编程语言：采用Java语言进行开发。2.开发工具：使用EclipseIDE作为开发工具。3.数据库：选用MySQL数据库来存储学生信息、课程信息和成绩信息。（二）关键代码示例1.数据库连接代码```javaimportjava.sql.Connection;importjava.sql.DriverManager;importjava.sql.SQLException;publicclassDBUtil{privatestaticfinalStringURL="jdbc:mysql://localhost:3306/student_management";privatestaticfinalStringUSER="root";privatestaticfinalStringPASSWORD="123456";publicstaticConnectiongetConnection()throwsSQLException{returnDriverManager.getConnection(URL,USER,PASSWORD);}}```2.学生信息添加代码```javaimportjava.sql.Connection;importjava.sql.PreparedStatement;importjava.sql.SQLException;publicclassStudentDAO{publicvoidaddStudent(Studentstudent)throwsSQLException{Stringsql="INSERTINTOStudent(StudentID,StudentName,Gender,BirthDate,Major)VALUES(?,?,?,?,?)";try(Connectionconn=DBUtil.getConnection();PreparedStatementpstmt=conn.prepareStatement(sql)){pstmt.setString(1,student.getStudentID());pstmt.setString(2,student.getStudentName());pstmt.setString(3,student.getGender());pstmt.setDate(4,newjava.sql.Date(student.getBirthDate().getTime()));pstmt.setString(5,student.getMajor());pstmt.executeUpdate();}}}```3.学生信息查询代码```javaimportjava.sql.Connection;importjava.sql.PreparedStatement;importjava.sql.ResultSet;importjava.sql.SQLException;importjava.util.ArrayList;importjava.util.List;publicclassStudentDAO{publicList<Student>queryStudents(Stringcondition)throwsSQLException{List<Student>students=newArrayList<>();Stringsql="SELECT*FROMStudent"+condition;try(Connectionconn=DBUtil.getConnection();PreparedStatementpstmt=conn.prepareStatement(sql);ResultSetrs=pstmt.executeQuery()){while(rs.next()){Studentstudent=newStudent();student.setStudentID(rs.getString("StudentID"));student.setStudentName(rs.getString("StudentName"));student.setGender(rs.getString("Gender"));student.setBirthDate(rs.getDate("BirthDate"));student.setMajor(rs.getString("Major"));students.add(student);}}returnstudents;}}```六、测试与调试（一）测试计划1.功能测试对学生信息管理、课程信息管理、成绩信息管理等各个功能模块进行测试，验证其是否能正确实现相应功能。检查不同用户角色的权限是否设置正确，如管理员能否进行所有操作，教师和学生能否进行相应的有限操作。2.边界值测试测试输入数据的边界值，如学号、课程编号、成绩等的最大值、最小值、边界值附近的值，检查系统是否能正确处理。3.异常测试输入非法数据，如学号重复、成绩超出范围等，检查系统是否能给出相应提示并进行正确处理。（二）测试用例1.添加学生信息测试用例输入合法信息：学号：2023001，姓名：张三，性别：男，出生日期：19900101，专业：计算机科学与技术。预期结果：成功添加学生信息到数据库。输入学号重复信息：学号：已存在的学号，其他信息合法。预期结果：提示学号重复，未添加成功。2.查询学生信息测试用例按学号查询：输入学号：2023001。预期结果：显示学号为20