开放实验室管理系统的开发与研究需求规格说明书.docx

需求规格说明书项 目 名 称：基于APS.NET实验室管理系统的开发和研究 院 系： 数学与计算机科学/软件学院 专 业： 软件工程 年 级： 2012级 学 号： 221200109 姓 名： 林强 指 导 教 师： 陈建利 实 习 地 点： 校内 开 发 时 间： 2015.9.1-2016.1.14 目录1引言11.1编写目标11.2项目背景11.3 文档概述21.4 参考资料22任务概述32.1目标32.2功能需求32.3性能需求42.4数据管理能力要求42.5其他专门要求42.6运行环境52.7数据实体ER63.功能需求63.1签到服务子系统73.1.1签到服务子系统概述73.2教学服务子系统83.2.1教学服务子系统的用例图及用例概述83.3权限与信息管理子系统123.3.1权限与信息管理子系统的用例图及用例概述123.4.设备管理子系统143.4.1设备管理子系统的用例图及用例概述143.5.实验室管理子系统183.5.1实验室管理子系统的用例图及用例概述184 合格性规定215 非功能性需求225.1、可靠性225.2、易用性225.3、效率225.4、维护性225.5、可移植性22附录（2）： 运行环境231.1 服务器硬盘架构配置231.2软件选型23开放实验室管理系统需求规格说明书1引言1.1编写目标软件需求规格说明书描述了“开放式实验室管理系统”的功能性需求和非功能性需求。分析该系统的数据需求，功能需求，质量需求和可行性等，让系统有一个明确的方向，使开发更具合理性，并能分析出系统的具体流程，为以后系统的开发和维护做好准备工作。这一文档计划由实现和验证系统正确功能的项目团队成员来使用。除非在其他的地方另有说明，这里指定的所有需求都具有高优先级，而且都可以在软件中实现。1.2项目背景 实验室管理系统是高校教学系统中不可缺少的一部分。它的存在对于实验室的管理者来说至关重要，它为师生提供充足的信息和查询手段，对于教学质量的提供有着很大的帮助。随着计算机的不断发展与完善，为实验室管理向网络化管理发展提供了技术支持。因此，如何运用现代计算机信息技术，对高校实验室进行科学的信息化管理，提高工作效率及管理水平，将是现阶段必须解决的问题。 这几年随着高校管理变革的推进，实验室管理系统的建设也是逐渐的规范化、复杂化，使得高校实验室管理工作更加繁重和复杂。目前，我国部分高校的实验室管理还处于单机版管理阶段，没有成熟的实验室管理系统对实验室进行科学化的管理，这使得其管理系统存在多种无法克服的缺点，比如可维护性差、信息的封闭性、信息的过时性等等。随着计算机技术的不断发展以及高校网络建设的成熟，实现实验室管理的网络化是必然趋势。因此，开发一套可联网的实验室管理系统来提高实验室的管理是非常有必要的。 实验教学是高校教学的重要环节，是培养学生实践能力的重要场所。加强实验室的建设，不仅要在硬件上进行改善，更应该发挥计算机网络技术的优势。可联网的实验室管理系统，将有效合理地分配和使用开放性的实验室资源，调动学生进行实验的主动性。本次开发的实验室管理系统将实现实践教学的动态、开放性管理，达到提高实践教学的工作效率，优化资源配置，提高实验室管理水平的目的。1.3 文档概述软件需求说明书的编制是为了使用户和软件开发者双方对该软件的初始规定有一个共同的理解， 使之成为整个开发工作的基础。文档内容包括引言，功能分析，性能需求分析和非功能需求分析。明了的表述了该系统的需求。1.4 参考资料1 张志慧 高校计算机实验室上机管理系统的设计与实现 D.吉林：吉林大学,2012.2 Andrew Troelsen, C# 2010 and the .NET 4 Platform(Fifth Edition),20103 方钦正. 基于.NET 教学开放实验室管理系的设计与实现 D.山东：中国海洋大学, 2010. 4 文东,申锐,乔明秋 .ASP.NET程序设计基础与项目实训 .科学出版社 ,20125 龙马工作室 .ASP+SQL Server 组建动态网站实例精讲M.北京：人民邮电出版社， 2004 6 方钦正. 基于.NET 教学开放实验室管理系的设计与实现 D.山东：中国海洋大学, 2010.7 郑阿奇,梁敬东, C#程序设计教程,机械工业出版社,20118 Karli Watson,Christian Nagel, C#入门经典(第3版),齐立波译,北京:清华大学出版社,20069 Christian Nagel,Bill Evjen,Jay Glynn, C#高级编程(第4版),李敏波译,北京:清华大学出版社,200610 张洪生,杨三民,吴莹. 基于高校内网的实验室管理系统设计与开发C. 北京： 装备指挥技术学院,2010.657-661. 11 Andrew Troelsen, C# 2010 and the .NET 4 Platform(Fifth Edition),201012 和彦苓. 实验室管理. 人民卫生出版社, 201113 裴珊珊. B/S 模式下的实验室管理系统. 2012(08)14 百度百科 /view/7275087.htm 实验室管理系统百科15 黄家声. 实验室设计与建设指南. 水利水电出版社, 2012(1)16 杨树林, 胡洁萍. ASP.NET 企业级架构开发技术与案例教程. 机械工业出版社, 2012.08.012任务概述2.1目标旨在通过专业的系统管理对现有资源实现有效分配，提高资源利用率。实验室管理系统对外展示实验中心研法成果以及新闻动态，展示中心风采，对内实现对师生教学，实验设备，以及共享资源的有效管理。提高教学质量。预期用户角色：系统管理员（网站管理维护人员）、实验室管理员（管理员）、普通用户（教师和学生）等。预期用户特点：教师用户即学院在职员工，需要在实验中心完成实验课程的教学，对学生考勤，实验设备，以及自身实验教学有严格要求。 2.2功能需求系统主要由5个子系统组成：权限和信息管理子系统， 教学服务子系统，电子签到服务子系统， 设备管理子系统 ，实验室管理子系统,功能关系如图所示。这系统部分的具体功能将在文档的功能需求部分详细说明。 实验室管理系统功能结构图2.3性能需求 2.3.1 数据精确度 由于采用数据库技术并且用户的应用领域对数据精确度的要求不是太高，所以这点在系统中表现得比较少，但是用户数据的安全性与正确性是完全保证的，所以对用户的使用没有多大的障碍。2.3.2 时间特性本系统的数据库较小，所以程序在响应时间，数据更新处理时间上性能是比较突出的。而且也正由于数据量相对较少，故在数据传输时间和系统运行时间上表现的较让人满意。2.4数据管理能力要求1、能处理大量的数据。2、安全指数高，防止黑客攻击。3、负荷能力强，防止数据量过大，而影响速度。4、遵循数据完整性规则，保证数据实际有效。5、保证发送数据库引擎的数据得以可靠存储。6、数据备份功能，保证数据在丢失之后可以得到及时地补救。7、 数据恢复功能，当数据遇到损坏时，可以随时恢复过去备份的数据，将损失降到最低点。8、 密码管理，为了保证系统数据的安全性，系统对用户登陆进行了加密限定。2.5其他专门要求1、应用级安全控制应用级安全控制要求保护合法用户对数据的合法存取，重点解决数据安全问题，并制定可操作性及安全性较强的全面的数据备份及恢复策略。2、系统级安全控制主要指服务器、操作系统一级的安全定义。重点解决系统安全问题。定义服务器、操作系统以及数据库等系统安全要求3、网络级安全控制保护网络服务的可用性，重点解决网络安全问题。定义系统局域网和广域网的安全性要求，制定网络安全访问的安全策略，明确防火墙的安全级别、用户访问控制、网络数据加密和解密、用户认证等方面的安全策略。系统的主机应放在防火墙之后，以避免非法网络用户的攻击。2.6运行环境Intel486以上系列、AMD K6以上系列等PC台式机和便携式计算机。运行时占用内存：1MB。所需硬盘空间：5MB。软件平台：中文Windows95/98/NT4.0或更高版本。2.7数据实体ER3.功能需求3.1签到服务子系统 3.1.1签到服务子系统概述（1）用例图 图3.2-1签到服务子系统的用例图(2)用例描述用例编号用例名称执行者用例描述UC0201签到学生学生进行签到UC0202签退学生学生进行签退UC0203搜索签到信息教师教师在自己的权限下登陆系统搜索具体学生的签到的具体信息UC0204导出签到信息管理员该用例描述管理员从后台登陆系统后，将学生签到的信息以文件形式导出来UC0205统计签到信息管理员管理员将学生签到的信息分门别类，从而统计签到学生和缺勤同学的信息以及数量UC0206查看签到信息详情教师教师查看签到信息报表时，点击相应同学的签到信息的详情UC0207查看签到信息报表教师教师查看到所有同学的签到信息，以报表的形式呈现出来(3)用例场景User Case: UC0201签到角色：学生、教师前置条件：签到表开启的情况下，学生进行签到，用例图：基本事件流:S1.点击签到按钮S2.确认签到完成替代事件流1：步骤S2，签到失败替代事件流2：步骤S2，已经签到3.2教学服务子系统 3.2.1教学服务子系统的用例图及用例概述(1)用例图 图3.3-1 教学服务子系统的用例图(2)用例描述用例编号用例名称执行者用例描述UC0301提交实验报告学生学生通过本地上传的方式将word文档传输到服务器,UC0302提出问题学生该用例描述学生在线问问题UC0303解答问题教师该用例描述老师在线回答学生提出的问题UC0304审批实验报告教师该用例描述教师在线审批同学提交的实验报告UC0305查看教师发布的实验报告学生,教师学生可以查看到教师发布的实验报告教师可以查看到自己发布的实验报告UC0306查看教师批改的实验报告学生学生可以对教师批改后的实验报告下载,理论上只能下载到自己的实验报告,不能下载到别的同学的实验报告UC0307修改个人信息学生,教师,管理员学生，教师可以修改自己的部分信息；管理员可以修改学生和教师的信息UC0308批改学生实验报告教师教师对于学生上传的实验报告,在截至提交日期之后可以进行批改。UC0309统计未提交学生的信息教师可以查看到在截至提交时间之前没有提交实验报告的同学相关信息UC0310发布实验报告教师教师根据指定的模板发布实验报告,模板信息有实验标题,实验目的,实验名称,最后截至提交时间等等UC0311查找实验报告教师因为实验报告的命名是有规律的,所以这部分也可以先不考虑UC0312增删改查学生信息管理员管理员增删改查学生的信息UC0313增删改查教师信息管理员管理员增删改查教师的信息UC0314增删改查课程类别信息管理员管理员增删改查课程类别的信息UC0315发布实验报告教师教师根据指定的模板发布实验报告,模板信息有实验标题,实验目的,实验名称,最后截至提交时间等等,模板会近期提供,教师发布之后可以给每一位学生发送电子邮件提醒(可实现或者不实现)UC0316修改实验报告教师这部分先不考虑UC0317查找实验报告教师因为实验报告的命名是有规律的,所以这部分也可以先不考虑User Case: UC0301提交实验报告角色：学生前置条件：学生登录实验中心管理平台进入教学服务子系统用例图：基本事件流:S1.点击提交实验报告按钮S2.点击上传文件按钮S3.选择实验报告文件并上传S4.系统检验报告文件名格式S5.选择该课程的教师S6.实验报告提交成功替代事件流1：步骤S3，若实验报告不是word，则不能提交后置条件1:系统找不到可选择的文件，需要用户更改实验报告文件格式，再回到步骤S2，重新上传文件(3) 用例场景(4)活动图 图3.3-2 提交实验报告活动图 3.3权限与信息管理子系统 3.3.1权限与信息管理子系统的用例图及用例概述(1)用例图 图3.4-1权限与信息管理子系统的用例图(2) 用例描述用例编号用例名称执行者用例描述UC0401管理个人信息学生，教师，管理员，超级管理员用户，管理员，超级管理员可以修改，增加自己的个人信息UC0402管理角色权限超级管理员超级管理员对角色权限的管理UC0403管理角色超级管理员超级管理员对角色的管理UC0404分配权限超级管理员超级管理员分配权限(3)用例场景 User Case: UC0401管理用户信息角色：管理员前置条件：管理员登录实验中心管理平台进入后台管理子系统用例图：基本事件流:S1.点击信息管理按钮S2.点击用户信息管理按钮S3.点击修改按钮S4.修改用户信息S5.点击保存，修改成功S5.点击新建按钮S6.填写用户信息S7点击保存，新建成功S7.输入用户的账号或名字或角色S8.点击查询按钮S9.显示查询信息S9.点击删除按钮S10.删除对应用户替代事件流1：步骤S4，若用户信息输入为空，则不能保存后置条件1:系统出现类似“信息输入不能为空”这样的出错提示，再回到步骤S4，继续填写(4)活动图 图3.4-2管理用户信息活动图3.4.设备管理子系统 3.4.1设备管理子系统的用例图及用例概述(1)用例图 图3.5-1 设备管理子系统的用例图(2)用例描述用例编号用例名称执行者用例描述UC0501申请设备借用学生，教师该用例描述只要老师才能申请设备,老师在线填写表格申请设备之后,以邮箱形式通知管理员审核UC0502申请报修设备学生，教师该用例描述学生,教师在线填写设备报修表格,可以有备注(如是软件坏了还是硬件坏了) 提交之后以邮件形式通知管理员UC0503归还设备教师，教师该用例描述当离设备归还日期很近时(比如7天),系统每天一次自动提醒老师归还设备,直到设备归还UC0504导出设备信息管理员该用例描述学管理员导出设备信息UC0505修改设备报修状态管理员该用例描述当维修人员修好设备之后,管理员将设备报修状态改查已维修好UC0506查看设备报修申请管理员该用例描述管理员查看用户的设备报修申请UC0507增删改查借用设备申请信息管理员该用例描述管理员对设备申请信息的增删改查等操作UC0508导入设备管理员该用例描述管理员成批的导入设备信息UC0509查询借用设备状态管理员，教师该用例描述对于管理员来说,可以查询哪些设备已借用,哪些设备未归还等等;对于老师来说,可查询到设备借用记录,哪些正在借用UC0510归类设备管理员该用例描述管理员把设备信息归类 （3）用例场景User Case: UC0501借用设备角色：老师前置条件：老师登录实验中心管理平台进入设备管理子系统用例图：基本事件流:S1.点击设备申请S2.填写设备信息和借用时间S3.点击申请按钮S4.系统以邮件形式通知管理员替代事件流1：步骤S2，若设备信息输入为空，或者借用时间在当前日期之前，则不能提交后置条件1:系统出现类似“信息输入不能为空”“借用时间不合理”这样的出错提示，回到步骤S2，继续填写替代事件流4：当老师点击返回按钮时，退出设备申请页面后置条件4:无(4)活动图图3.5-2借用设备用例的活动图 图3.5-3增删改设备申请信息的活动图3.5.实验室管理子系统 3.5.1实验室管理子系统的用例图及用例概述(1)用例图 图3.6-1 实验室管理子系统用例图(2)用例描述用例编号用例名称执行者用例描述UC0601申请实验室预约教师该用例描述教师申请实验室(主要用于教师补课),在线申请提交申请之后,以邮件的形式发送给管理员通知审核,正常上课的实验室无需预约UC0602申请实验室开放教师该用例描述只能由老师申请,这个申请时间一般持续为2周或3周,一般是期中或者期末考试,学生需要做各种实验,但学生手里又没有实验设备,所以需要有老师申请实验室让学生做实验,如嵌入式的一些实验,网络管理的一些实验,教师就可以申请开放实验室,在线填写申请提交之后,以邮件的形式通知管理员审批UC0603管理实验室预约管理员该用例描述管理员对实验室预约的管理UC0604查看实验室预约说明详情教师，管理员该用例描述教师，管理员查看实验室预约说明详情（一篇文章）UC0605查询实验室预约状态管理员该用例描述管理员可以查询到那些实验室已预约,已审核,已使用,预约记录等等.UC0606查看实验室空间信息详情管理员，教师该用例描述教师和管理员查看实验室空间信息详情UC0607编辑实验室开放说明详情管理员该用例描述管理员编辑实验室开放说明详情（一篇文章）UC0608审批实验开放空间信息管理员该用例描述管理员审批实验室开放空间信息UC0609归类实验室空间管理员该用例描述实验室属于哪个类别(软工,数媒等)UC0610增删改查实验室空间信息管理员该用例描述实验室信息包含一张图片(实验室的照片),实验室标号,实验室类别(软工,数字媒体),文字介绍等信息UC0611统计实验室空间信息管理员该用例描述分类查看实验室(如软工,数字媒体等)UC0612编辑实验室预约说明管理员该用例描述管理员编辑实验室预约说明（一篇文章）UC0613审批实验室预约管理员该用例描述管理员审批教师提交的预约信息(3)用例场景User Case: UC0603管理实验室预约角色：管理员前置条件：管理员登录实验中心管理平台进入实验室管理子系统用例图：基本事件流:S1.点击实验室预约管理S2.查看实验室预约信息S3.点击通过按钮S4.系统以邮件形式通知教师替代事件流1：步骤S3，若点击拒绝按钮后置条件1:系统以邮件形式通知教师替代事件流2：当管理员点击返回按钮时，退出实验室预约管理页面后置条件2:无(4)活动图 图3.6-2管理实验室预约活动图 图3.6-3查看实验室详情活动图 4 合格性规定 对于每个需求定义一组合格性方法。指定所使用的方法，以确保需求得到满足。既可以用表格形势表示该信息，也可以在每个需求中注明要使用的方法。合格性方法包括如下方面。（1）演示：运行依赖于可见的功能操作的软件配置项或部分软件配置项，不需要使用仪器、专用测试设备或进行事后分析；（2）测试：使用仪器或其他专用测试设备运行软件配置项或部分软件配置项，以便采集数据供事后分析使用；（3）分析：对从其他合格性方法中获得的积累数据进行处理，如测试结果的归纳、解释或推断；（4）审查：对软件配置项代码、文档等进行可视化检查；（5）特殊的合格性方法。任何应用到软件配置项的特殊合格性方法。如专用工具、技术、过程、设施、验收限制。5 非功能性需求5.1、可靠性成熟性：与有软件故障引起失效的频度有关的软件属性。容错性：与在软件故障或违反指定接口的情况下维持规定的性能水平的能力有关的软件属性。如离线录入支持等。易恢复性：与软件故障发生后重建其性能水平并恢复直接受影响数据的能力，以及为达到此目的所需时间和努力有关的软件属性。如表单数据自动保存等。5.2、易用性易理解性：与用户为人质逻辑概念即其应用范围所花的努力有关的软件属性。易学习性：与用户为学习软件应用所花的努力有关的软件属性。易操作性：与用户为操作和运行控制所花的努力有关的软件属性。如带首字母筛选功能的下拉列表等。5.3、效率时间特性：与软件执行器功能时响应和处理时间及吞吐量有关的软件属性。如数据缓存等。资源特性：与在软件执行其功能时所使用的资源数量及其使用时间有关的软件属性。如数据压缩等。5.4、维护性易分析性：与为诊断缺陷或者失效原因及为判定待修改的部分所需努力有关的软件属性。如日志记录系统等。易改变性：与进行修改排除错误或者适应环境变化所需努力有关的软件属性。稳定性：与修改所造成的未预料结果的风险有关的软件属性。易测试性：与确认已修改软件所需的努力有关的软件属性。5.5、可移植性适应性：与软件无需采用有别于为该软件准备的活动和手段就可能适应不同的规定环境有关的软件属性。如全球技术支持等。易安装性：与在指定的环境下安装软件所需努力有关的软件属性。如在线更新、安装包自动生成等。遵循性：使软件遵循与可移植性有关的标准或约定的软件属性。可替换性：与软件在该环境中用来替代指定的其他软件的机会和努力有关的软件属性。 附录（2）： 运行环境1.1 服务器硬盘架构配置Intel486以上系列、AMD K6以上系列等PC台式机和便携式计算机。运行时占用内存：3GB。所需硬盘空间：250GB/7200转。网络适配器：100MB/S软件平台：中文Windows95/98/NT4.0或更高版本。1.2软件选型操作系统：Windows 7 Ultimate数据库平台：SQL server 2008使用SQL是英文Structured Query Language的缩写，意思为结构化查询语言。SQL语言的主要功能就是同各种数据库建立联系，进行沟通。按照ANSI(美国国家标准协会）的规定，SQL被作为关系型数据库管理系统的标准语言。SQL语句可以用来执行各种各样的操作，例如更新数据库中的数据，从数据库中提取数据等。绝大多数流行的关系型数据库管理系统，如Oracle,Sybase,Microsoft SQL Server,Access等都采用了SQL语言标准。虽然很多数据库都对SQL语句进行了再开发和扩展，但是包括Select,Insert,Update,Delete,Create，以及Drop在内的标准的SQL命令仍然可以被用来完成几乎所有的数据库操作。Microsoft SQL Server 2008 是一个全面的数据库平台，使用集成的商业智能 (BI)工具提供了企业级的数据管理。Microsoft SQL Server 2005数据库引擎为关系型数据和结构化数据提供了更安全可靠的存储功能，使开发人员可以构建和管理用于业务的高可用和高性能的数据应用程序。Microsoft SQL Server 2008 数据引擎是该企业数据管理解决方案的核心。此外 Microsoft SQL Server 2008 结合了分析、报表、集成和通知功能。这使您的企业可以构建和部署经济有效的 BI 解决方案，帮助开发团队通过记分卡、Dashboard、Web services 和移动设备将数据应用推向业务的各个领域。与 Microsoft Visual Studio、Microsoft Office System 以及新的开发工具包（包括 Business Intelligence Development Studio）的紧密集成使 Microsoft SQL Server 2008 与众不同。无论是开发人员、数据库管理员、信息工作者还是决策者，Microsoft SQL Server 2008 都可以为其提供创新的解决方案，帮助您从数据中更多地获益。开发平台：ASP.NETASP.NET使用一种字符基础的、分级的配置系统，虚拟服务器环境和应用程序的设置更加简单。因为配置信息都保存在简单文本中，新的设置有可能都不需要启动本地的管理员工具就可以实现。这种被称为Zero Local Administration的哲学观念使ASP.NET的基于应用的开发更加具体和快捷。一个ASP.NET的应用程序在一台服务器系统的安装只需要简单的拷贝一些必须的文件，不需要系统的重新启动，一切就是这么简单。多处理器环境的可靠性ASP.NET已经被刻意设计成为一种可以用于多处理器的开发工具，它在多处理器的环境下用特殊的无缝连接技术，将很大的提高运行速度。即使你现在的ASP.NET应用软件是为一个处理器开发的，将来多处理器运行时不需要任何改变都能提高他们的效能，但现在的ASP却做不到这一点。自定义性和可扩展性ASP.NET设计时考虑了让网站开发人员可以在自己的代码中自己定义plug-in的模块。这与原来的包含关系不同，ASP.NET可以加入自己定义的任何组件。网站程序的开发从来没有这么简单过。安全性基于Windows认证