实验七：综合软件项目案例 简单高校学生管理软件

一、团队的课程学习目标：

（1）练习用例图、类图、顺序图、状态图等UML建模技术在软件开发过程中的用途；

（2）掌握软件项目的数据库逻辑结构设计方法；

（3）掌握软件项目的软件结构设计方法；

（4）理解面向对象软件开发过程。

二、实验资源说明

1.项目源代码

• (1).项目需求简介：高校学生进入学校后，需要建立个人学籍档案信息，并分专业、班级进行学习。各专业均设置相应的课程体系，并安排教师开展教学活动。学生在指定学习期内，完成规定的学习任务获得相应的学分后方可毕业。该项目是一个简单高校学生管理软件，实现对以上学习活动中专业（major）、班级(classes)、学生(student)、课程（subject）、成绩（score）、教师（teacher）的信息化管理。
  
• (2).项目设计简介：该项目是一款B/S结构的应用软件，采用MVC设计模式设计软件结构，其中：V层采用JSP技术开发、C层采用Servlet技术、M层采用JavaBean技术；数据库采用MySQL；Web服务器采用Tomcat。
  
• (3).项目用户类型及功能：系统有学生、教师、教务员和管理员四类操作用户。学生主要是查看课程和成绩；教师主要是查看课表、班级和学生信息、录入成绩；教务员录入学生、教师、课程信息，修改专业、班级信息，各班级排课，生成教学统计报表；管理员主要是用户信息维护和用户权限管理。
  

2.StarUML软件工具。

三、实验内容与步骤

1.任务1：

任务内容：将高校学生管理软件部署在Tomcat服务器，在浏览器输入：http://localhost:8080/Student/login.jsp
分别以管理员、教师、学生三类用户登录系统并对不同用户功能进行操作，其中管理员功能合并了教务员的职能。

• 任务一相关截图如下所示：
  用户登录界面：
  

学生主界面：

教师主界面：

管理员主界面：

2.任务2：

任务内容：绘制高校学生管理软件的用例图。
用例图如下所示：

3.任务3：

任务内容：理解项目需求简介，采用简易应用规格说明技术，讨论高校学生教务管理系统的软件需求列表，采用面向对象分析方法绘制高校学生管理软件的类图。
在软件开发过程中，需求分析是非常重要的一环。通过对用户需求的理解，我们可以更好地设计系统架构和实现相应功能。

在高校学生教务管理系统中，主要涉及到学生、教师、教务员和管理员四类用户。他们需要进行不同的操作，如学生需要查看课程和成绩，教师需要查看课表、班级和学生信息、录入成绩，教务员需要录入学生、教师、课程信息，修改专业、班级信息，排课等，而管理员主要是用户信息维护和权限管理。

因此，在需求分析阶段，我们可以采用简易应用规格说明技术来讨论高校学生管理软件的软件需求列表，明确各个用户的需求，并整理出需求列表。需求列表包括以下内容：

学生需求：查看个人信息、查询课程信息、查询成绩
教师需求：查看个人信息、查看授课情况、查看班级和学生信息、录入成绩
教务员需求：管理学生信息、管理教师信息、管理课程信息、修改专业、班级信息、排课、生成教学统计报表
管理员需求：用户信息维护、用户权限管理
在明确了需求列表后，我们可以采用面向对象分析方法来绘制类图。类图是一种表示系统静态结构的图形化工具，它包括类、接口、属性和方法等元素，并描述它们之间的关系。通过绘制类图，我们可以更好地理解软件系统的结构和功能。

• 任务三中的类图如下所示：

4.任务4：

任务内容：绘制某一学生用户对象查询课程和成绩的顺序图；绘制教务员课程安排的顺序图。

• 绘制的顺序图如下所示：
  学生查询课程的顺序图：
  

学生查询成绩的顺序图：

教务员课程安排的顺序图：

5.任务5：

任务内容：理解分析高校学生管理软件中数据库表的物理结构，结合各表外键的定义，正确绘制数据库对应的E-R图。

要求：在作业博客中提供E-R图，图名称自拟。

• 任务五绘制的E-R图如下：

6.任务6：

任务内容：理解分析高校学生管理软件代码结构，结合MVC软件设计模式特点，采用面向对象设计方法绘制高校学生管理软件的类图。

要求：
（1）在作业博客中提供所绘制类图，类图名称自拟，类图中每个类需要提供类名、属性及其方法名，并正确建立类关系。

（2）结合软件开发过程，总结任务3与任务6的类图与源代码中定义类的关系。
任务3中的类图描述了系统的抽象概念，包括基本实体类和业务逻辑类。而任务6中的类图则更加具体，描述了系统中MVC设计模式的三层架构，即控制器层、视图层和模型层。
在源代码中，基本实体类和业务逻辑类对应了dao包和service包下的Java文件，而控制器层、视图层和模型层分别对应了web包下的Java文件、jsp包下的JSP文件和bean包下的JavaBean文件。
源代码中每个Java文件都有一个对应的类，在该类中定义了属性和方法，并与其他类之间建立了关系，如继承、聚合、依赖等。
控制器层的Java文件中的类主要是Servlet，负责接收并响应客户端请求，调用模型层或服务层的方法来完成相应的逻辑处理，然后将处理结果返回给客户端。控制器层与模型层和视图层都有依赖关系。
视图层的JSP文件主要负责呈现数据给用户。视图层与控制器层和模型层之间都有依赖关系，其中视图层和控制器层是双向的依赖关系。
模型层的JavaBean文件主要是实体类或业务逻辑类，在该类中定义了属性和方法，并提供了操作数据库的方法。模型层与控制器层和视图层之间都有依赖关系，其中模型层和控制器层是双向的依赖关系。
（3）尝试分析dao包中各java文件的用途。

• 任务六中的类图如下图所示：
  尝试分析dao包中各java文件的用途：

7.任务7：

任务内容：结合实际教务管理系统的使用体验，分别为高校学生管理软件的教务员和学生设计开发满足用户实际需求的功能。如为教务员开发统计各门课程成绩平均分、各分数段人数统计、绘制成绩分布图等功能。

要求：

（1）每类用户至少实现一项功能，博客作业中提供功能测试界面截图。
（2）加分项：每多实现一项新功能，得10分，最高不超过50分。
（3）在github仓库上传新增功能的软件源代码，博客作业中提供链接地址。

• 任务七过程实现的相关截图如下所示：
  功能一：为教务员开发统计各门课程成绩的平均分，最高分，最低分
  

功能二：教务员可以查看所有科目各个分数段的人数统计，从而检验教学质量

（所有成绩中，90—99之间有5人，80-89之间有2人，60~80之间有2人，60分一下有11人）
教务员也可以查看具体每个科目的各分数段的人数统计：

（如J2SE这门课共有四个学生，所给的各个成绩段各有一位学生）

功能三：绘制成绩分布图：

（所有科目的成绩分布图，更直观清晰地显示学生的成绩分布情况）

（还可查询具体某一科目的成绩分布图，如上图是J2SE这一科目的成绩分布图）
功能四：显示老师所教所有科目的得分情况：

（如该老师所教J2SE和C语言这两门科目，显示这两科目最高分，最低分以及平均分）

功能五：显示老师所教每门科目的各分数段的学生人数统计：

（该老师所教 C语言 的各分数段的学生人数统计，60分以下的1人，90~99分的1人）

8.任务8：

在2023-5-22至2023-6-10之间制定实验七任务的进度计划表和任务人员分工，任务实施期间记录完成各项任务实际花费的时间。

要求：在博客作业提供进度计划表和人员分工情况说明。

任务用时表(单位：分钟min)

进度计划表（时间在2023-5-22至2023-6-10之间）

人员分工情况

9.任务9：

任务内容：完成《实验七 综合软件项目案例》团队博文作业：
已完成。

四、感受与心得

团队总体的心得体会：

本次实验对我们小组来说是一次非常有意义的实践，我们从如下方面进行了提升：

• 练习UML建模技术：主要包括用例图、类图、顺序图、状态图等建模方法。
• 掌握数据库逻辑结构设计：这部分的任务旨在让团队成员能够熟练运用数据库设计原理和工具，进行数据库功能模块划分、数据结构设计、SQL语句编写等操作，以满足软件项目对数据存储和管理的需求。
• 掌握软件结构设计：团队成员对软件系统整体架构有深入理解，并运用相关工具进行分层设计、组件划分、接口规范等操作，确保软件系统具备可靠性、可维护性和可扩展性等特点。
• 理解面向对象软件开发过程：团队成员了解及时规范的面向对象开发思想，培养团队成员编写高质量代码的能力，提高软件开发效率和质量。