學生管理系統軟件工程課程設計?一、課程設計目標本次軟件工程課程設計旨在開發一個學生管理系統，通過該系統實現對學生基本信息、課程信息、成績信息等的有效管理，提高學校教學管理的效率和準確性，為學校教學管理提供有力的支持。具體目標如下：1.實現學生基本信息的錄入、查詢、修改和刪除功能。2.實現課程信息的錄入、查詢、修改和刪除功能。3.實現學生成績的錄入、查詢、修改和統計功能。4.具備友好的用戶界面，方便用戶操作。5.保證系統的穩定性和可靠性，能夠處理常見的錯誤和異常情況。二、需求分析（一）用戶需求1.管理員能夠管理學生基本信息，包括添加、修改、刪除學生信息。能夠管理課程信息，包括添加、修改、刪除課程信息。能夠錄入和管理學生成績，包括添加、修改成績。能夠查詢學生基本信息、課程信息和成績信息。能夠統計學生的平均成績、總成績等。2.教師能夠查詢所教授課程的學生成績。能夠錄入所教授課程學生的成績。3.學生能夠查詢自己的基本信息和成績信息。（二）功能需求1.學生信息管理添加學生信息：輸入學生的學號、姓名、性別、出生日期、專業等信息，將其保存到系統中。查詢學生信息：根據學號、姓名等條件查詢學生的基本信息。修改學生信息：根據學號查詢學生信息，對其進行修改并保存。刪除學生信息：根據學號刪除學生的基本信息。2.課程信息管理添加課程信息：輸入課程編號、課程名稱、學分、授課教師等信息，將其保存到系統中。查詢課程信息：根據課程編號、課程名稱等條件查詢課程的基本信息。修改課程信息：根據課程編號查詢課程信息，對其進行修改并保存。刪除課程信息：根據課程編號刪除課程的基本信息。3.成績信息管理添加成績信息：輸入學生學號、課程編號、成績等信息，將其保存到系統中。查詢成績信息：根據學生學號、課程編號等條件查詢學生的成績信息。修改成績信息：根據學生學號和課程編號查詢成績信息，對其進行修改并保存。成績統計：統計學生的平均成績、總成績等。（三）性能需求1.系統響應時間：在用戶操作后，系統應在短時間內給出響應，一般不超過3秒。2.數據準確性：保證學生信息、課程信息和成績信息的準確性，數據錄入錯誤時應給出相應提示。3.系統穩定性：系統應能夠穩定運行，在長時間使用過程中不出現崩潰等異常情況。（四）安全性需求1.對不同用戶角色設置不同的權限，如管理員具有所有權限，教師只有部分權限，學生權限最少。2.用戶登錄時進行身份驗證，防止非法用戶登錄系統。三、總體設計（一）系統架構設計本系統采用三層架構設計，即表示層、業務邏輯層和數據訪問層。1.表示層：負責與用戶進行交互，接收用戶輸入并顯示系統輸出。包括用戶界面的設計和實現，如登錄界面、學生信息管理界面、課程信息管理界面、成績信息管理界面等。2.業務邏輯層：處理系統的業務邏輯，如學生信息的添加、查詢、修改、刪除，課程信息的管理，成績信息的管理等。它對表示層傳來的數據進行驗證和處理，并調用數據訪問層獲取或保存數據。3.數據訪問層：負責與數據庫進行交互，實現數據的存儲和讀取。包括數據庫連接、SQL語句的執行等操作。（二）模塊劃分1.用戶管理模塊：負責用戶的登錄驗證和權限管理。2.學生信息管理模塊：實現學生基本信息的錄入、查詢、修改和刪除功能。3.課程信息管理模塊：實現課程基本信息的錄入、查詢、修改和刪除功能。4.成績信息管理模塊：實現學生成績的錄入、查詢、修改和統計功能。（三）數據庫設計1.學生表（Student）學號（StudentID）：主鍵，唯一標識學生。姓名（StudentName）：學生姓名。性別（Gender）：學生性別。出生日期（BirthDate）：學生出生日期。專業（Major）：學生專業。2.課程表（Course）課程編號（CourseID）：主鍵，唯一標識課程。課程名稱（CourseName）：課程名稱。學分（Credit）：課程學分。授課教師（Teacher）：授課教師姓名。3.成績表（Score）學號（StudentID）：外鍵，關聯學生表。課程編號（CourseID）：外鍵，關聯課程表。成績（Grade）：學生該課程的成績。四、詳細設計（一）用戶管理模塊1.登錄功能用戶輸入用戶名和密碼。業務邏輯層驗證用戶名和密碼是否正確，并根據用戶角色賦予相應權限。如果驗證成功，跳轉到相應的主界面；否則提示登錄失敗。2.權限管理根據用戶角色，設置不同的操作權限。例如，管理員可以進行所有操作，教師只能進行成績查詢和錄入，學生只能查詢自己的信息和成績。（二）學生信息管理模塊1.添加學生信息表示層獲取用戶輸入的學生信息。業務邏輯層驗證輸入信息的合法性，如學號是否唯一等。數據訪問層將合法的學生信息插入到學生表中。2.查詢學生信息表示層獲取查詢條件。業務邏輯層根據查詢條件構造SQL查詢語句。數據訪問層執行查詢語句并返回查詢結果給業務邏輯層。業務邏輯層將查詢結果傳遞給表示層進行顯示。3.修改學生信息表示層獲取要修改的學生學號和新的學生信息。業務邏輯層驗證學號是否存在，并驗證新信息的合法性。數據訪問層根據學號更新學生表中的相應信息。4.刪除學生信息表示層獲取要刪除的學生學號。業務邏輯層驗證學號是否存在。數據訪問層根據學號刪除學生表中的相應記錄，并同時刪除成績表中該學生的相關成績記錄。（三）課程信息管理模塊1.添加課程信息表示層獲取用戶輸入的課程信息。業務邏輯層驗證輸入信息的合法性，如課程編號是否唯一等。數據訪問層將合法的課程信息插入到課程表中。2.查詢課程信息表示層獲取查詢條件。業務邏輯層根據查詢條件構造SQL查詢語句。數據訪問層執行查詢語句并返回查詢結果給業務邏輯層。業務邏輯層將查詢結果傳遞給表示層進行顯示。3.修改課程信息表示層獲取要修改的課程編號和新的課程信息。業務邏輯層驗證課程編號是否存在，并驗證新信息的合法性。數據訪問層根據課程編號更新課程表中的相應信息。4.刪除課程信息表示層獲取要刪除的課程編號。業務邏輯層驗證課程編號是否存在。數據訪問層根據課程編號刪除課程表中的相應記錄，并同時刪除成績表中該課程的相關成績記錄。（四）成績信息管理模塊1.添加成績信息表示層獲取學生學號、課程編號和成績信息。業務邏輯層驗證學號和課程編號是否存在，以及成績是否在合法范圍內。數據訪問層將合法的成績信息插入到成績表中。2.查詢成績信息表示層獲取查詢條件。業務邏輯層根據查詢條件構造SQL查詢語句。數據訪問層執行查詢語句并返回查詢結果給業務邏輯層。業務邏輯層將查詢結果傳遞給表示層進行顯示。3.修改成績信息表示層獲取學生學號、課程編號和新的成績信息。業務邏輯層驗證學號和課程編號是否存在，以及新成績是否在合法范圍內。數據訪問層根據學號和課程編號更新成績表中的相應成績記錄。4.成績統計業務邏輯層根據學生學號或課程編號構造統計SQL語句。數據訪問層執行統計語句并返回統計結果，如平均成績、總成績等。業務邏輯層將統計結果傳遞給表示層進行顯示。五、編碼實現（一）開發環境1.編程語言：采用Java語言進行開發。2.開發工具：使用EclipseIDE作為開發工具。3.數據庫：選用MySQL數據庫來存儲學生信息、課程信息和成績信息。（二）關鍵代碼示例1.數據庫連接代碼```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.學生信息添加代碼```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.學生信息查詢代碼```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、測試與調試（一）測試計劃1.功能測試對學生信息管理、課程信息管理、成績信息管理等各個功能模塊進行測試，驗證其是否能正確實現相應功能。檢查不同用戶角色的權限是否設置正確，如管理員能否進行所有操作，教師和學生能否進行相應的有限操作。2.邊界值測試測試輸入數據的邊界值，如學號、課程編號、成績等的最大值、最小值、邊界值附近的值，檢查系統是否能正確處理。3.異常測試輸入非法數據，如學號重復、成績超出范圍等，檢查系統是否能給出相應提示并進行正確處理。（二）測試用例1.添加學生信息測試用例輸入合法信息：學號：2023001，姓名：張三，性別：男，出生日期：19900101，專業：計算機科學與技術。預期結果：成功添加學生信息到數據庫。輸入學號重復信息：學號：已存在的學號，其他信息合法。預期結果：提示學號重復，未添加成功。2.查詢學生信息測試用例按學號查詢：輸入學號：2023001。預期結果：顯示學號為20