大二软件工程基础大题

Question

1.某软件公司计划开发一套教学管理系统，用于为高校提供教学管理服务。

该教学管理系统基本的需求包括：
(1)系统用户必须成功登录到系统后才能使用系统的各项功能服务；
(2)管理员（Admin）可以编辑该系统管理学院系 （Department）、教师（Teacher）、学生（Student）和课程(Course)等教学基础信息；
(3)管理员可以编辑课程的授课教师，并据此生成课表；

(4)教师使用该系统查看所要教的课程，并可以从系统获得选修该课程的学生名单；
(5)学生使用系统选择并注册课程，只有注册才能参加考试。
(6)学生必须通过所选课程的考试才能获得学分；如果考试不及格，必须参加补考，通过后才能获得课程学分；
项目组经过分析和讨论，决定采用面向对象开发技术对系统各项需求建模。

请阅读材料，完成下列问题：
1、（需求获取）用例建模用来描述待开发系统的功能需求，主要元素是用例和参与者。请根据题目所述需求，绘制用例图，并对材料中(4)，(5)涉及的用例做简要描述。（15分）
2、（需求分析）从材料中需求(4)，(5)中，选择一个需求，做分析时序图和分析类图。（15分）
3、（系统设计）请根据前述问题中的用例模型、分析时序图以及分析类图，绘制该用例的设计时序图和该用例的设计类图。（15分）

Answer 1

该回答引用ChatGPT4o及杨同学*共同作答, 如有帮助，还请采纳。

1. 用例建模

用例图描述：

根据题目描述的需求，可以绘制如下的用例图：

参与者（Actors）：

• 管理员（Admin）
• 教师（Teacher）
• 学生（Student）

用例（Use Cases）：

• 登录系统
• 管理教学基础信息（管理学院系、教师、学生和课程信息）
• 管理课程的授课教师和生成课表
• 教师查看课程及学生名单
• 学生选择并注册课程
• 学生参加考试
• 补考获取学分

用例图：

  +------------------------+
  |       教学管理系统      |
  +------------------------+
       |                     |                   |
  [管理员(Admin)]  [教师(Teacher)]    [学生(Student)]
        |                     |                   |
  登录系统                 查看课程            选择并注册课程
        |                     |                   |
  管理学院系、教师、  查看学生名单            参加考试
  学生、课程信息          |                   |
        |                                            补考获取学分
  管理授课教师与生成课表

用例描述：

用例 (4) 教师查看课程及学生名单

• 主要参与者: 教师（Teacher）
• 用例描述: 教师登录系统后，可以查看所教课程的详细信息，包括课程名称、时间、地点等。同时，教师可以获得选修该课程的学生名单，名单包括学生的基本信息（如学号、姓名）。
• 前置条件: 教师必须成功登录系统。
• 后置条件: 教师能够成功查看相关课程信息及学生名单。

用例 (5) 学生选择并注册课程

• 主要参与者: 学生（Student）
• 用例描述: 学生在登录系统后，可以查看学校提供的课程，选择自己想要选修的课程并进行注册，注册成功后才能参与该课程的学习及考试。
• 前置条件: 学生必须成功登录系统。
• 后置条件: 学生能够成功注册课程，系统记录该学生的选课信息。

2. 需求分析

选择需求 (5) 学生选择并注册课程，进行分析。

(1) 时序图

时序图展示学生选择并注册课程的交互过程：

    学生        系统        课程
     |            |           |
1. 登录系统       |           |
     | -------->  |           |
2. 查看课程列表   |           |
     | <--------  |           |
3. 选择课程       |           |
     | -------->  |           |
4. 注册课程       |           |
     | -------->  |  更新课程状态 |
     |            | ---------> |
5. 返回注册结果   |           |
     | <--------  |           |

(2) 分析类图

• Student: 属性包括学号、姓名等；方法包括查看课程、选择课程、注册课程。
• Course: 属性包括课程编号、课程名称、授课教师、选修学生等；方法包括注册学生、查看学生名单。
• System: 主要负责处理学生的登录请求、展示课程列表、处理注册请求等。

+-------------------+        +-------------------+        +-------------------+
|     Student       |        |     Course        |        |      System       |
+-------------------+        +-------------------+        +-------------------+
| - studentID       |        | - courseID        |        | + login()         |
| - name            |        | - courseName      |        | + displayCourses()|
+-------------------+        +-------------------+        | + registerCourse()|
| + viewCourses()   |        | + registerStudent()|        +-------------------+
| + selectCourse()  |        | + getStudentList() |
+-------------------+        +-------------------+

3. 系统设计

(1) 设计时序图

设计时序图与分析时序图类似，但加入了更多细节，如数据库交互。

    学生        系统        数据库        课程
     |            |            |            |
1. 登录系统       | -------->  验证登录信息  |
     | <--------- |            |            |
2. 查看课程列表   | --------> 查询课程信息  |
     | <--------- |            | <--------- |
3. 选择课程       |            |            |
     | -------->  |            |            |
4. 注册课程       | --------> 更新课程信息  |
     |            | --------> 更新数据库    |
5. 返回注册结果   | <--------- |            |
     | <--------- |            |            |

(2) 设计类图

设计类图添加了数据库和更多交互细节。

+-------------------+        +-------------------+        +-------------------+        +-------------------+
|     Student       |        |     Course        |        |      System       |        |     Database       |
+-------------------+        +-------------------+        +-------------------+        +-------------------+
| - studentID       |        | - courseID        |        | + login()         |        | + update()         |
| - name            |        | - courseName      |        | + displayCourses()|        | + query()          |
+-------------------+        +-------------------+        | + registerCourse()|        +-------------------+
| + viewCourses()   |        | + registerStudent()|        | + updateDatabase()|
| + selectCourse()  |        | + getStudentList() |        +-------------------+
+-------------------+        +-------------------+        

通过上述用例图、时序图和类图，可以更好地理解和设计该教学管理系统的需求和功能。