【文章內(nèi)容簡介】 Studio 2020 和 SQL Server 2020 開發(fā)工具，在 三層架構(gòu)體系結(jié)構(gòu) 的基礎(chǔ)上，借助 .NET搭建 框架，使用 C語言進行開發(fā)。清晰的界面設(shè)計使操作更簡單，為用戶提供更加友好的用戶體驗。 系統(tǒng)需經(jīng)注冊后登陸使用，注冊時需選擇適合用戶的權(quán)限，包括收入管理權(quán)限、支出管理權(quán)限、總賬查看權(quán)限。用戶登陸后可以在權(quán)限范圍內(nèi)進行用戶個人收支項的添加、查詢、修改、刪除，查看個人統(tǒng)計信息、家庭統(tǒng)計信息（包括表格和折線圖），進行權(quán)限重設(shè)等操作。 論文的結(jié)構(gòu)簡介 本論文旨在 設(shè)計和開發(fā)一個操作簡單、易于使用的桌面家庭記賬系統(tǒng)。 整篇論文共為七章，分別是：前言、技術(shù)與原理、需求建模、架構(gòu)設(shè)計、模塊設(shè)計、部署與應用和結(jié)論。 5 第一章 ：前言。闡述項目背景，研究分析開發(fā)現(xiàn)狀，確定項目目標、項目范圍以及論文結(jié)構(gòu)，整體上對項目進行描述。 第二章 ：技術(shù)與原理。描述系統(tǒng)開發(fā)過程中所使用的相關(guān)技術(shù)和原理，簡要介紹 C語言、 .NET 平臺 、 Winform、 SQL 語言、 SQL Server 2020 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、 三層架構(gòu)體系結(jié)構(gòu)、 UML 建模方法 。 第三章 ：需求建模。確定項目功能性需求， 描述系統(tǒng)用例，對其中的具有代表性的用 例錄入收入條目、修改收入條目、查看家庭統(tǒng)計信息加以詳細的需求分析，最后進行領(lǐng)域建模。 第四章 ：架構(gòu)設(shè)計。概述系統(tǒng)架構(gòu)和數(shù)據(jù)庫設(shè)計，借助包圖描述系統(tǒng)設(shè)計思路，利用順序圖說明用戶注冊、刪除支出條目兩個典型用例的業(yè)務實現(xiàn)過程和交互過程，使用 ER 圖介紹數(shù)據(jù)庫設(shè)計。 第五章 ：模塊設(shè)計。對系統(tǒng)主要模塊進行詳細設(shè)計，選取 系統(tǒng)用戶管理模塊、支出管理模塊 的典型子模塊，針對其 主要流程、算法和核心代碼作簡要介紹。 第六章 ：部署與應用。利用系統(tǒng)部署圖說明系統(tǒng)的運行環(huán)境，描述系統(tǒng)安裝包的制作流程以及安裝流程，選取部分用例對系統(tǒng)進行測試，并展示系統(tǒng)若干 典型界面。 第七章 ：結(jié)論?？偨Y(jié)了項目的成果以及設(shè)計和開發(fā)過程中的不足之處，最后提出系統(tǒng)的改進方向。 6 第二章 技術(shù)與原理 本章介紹設(shè)計開發(fā)本系統(tǒng)所使用的技術(shù)，包括 .NET 平臺、 C語言、 Winform、SQL 語言、 SQL Server 2020 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 、三層架構(gòu)、 UML 建模方法。 .NET、 C語言 及 Winform 介紹 .NET 之前先介紹一下什么是 .NET Framework。 .NET Framework 是支持生成和運行下一代應用程序和 Web 服務的內(nèi)部 Windows 組件。 .NET Framework 的關(guān)鍵組件為公共語言運行時 (CLR)和 .NET Framework 類庫 。 .NET 是微軟的新一代技術(shù)平臺，為敏捷商務構(gòu)建互聯(lián)互通的應用系統(tǒng) 。 一個 .NET 應用是一個使用 .NET Framework 類庫來編寫，并運行于公共語言運行時之上的應用程序 。 [3] C是從 C 和 C++派生出來的一種簡單、現(xiàn)代、面向?qū)ο蠛皖愋桶踩拿嫦驅(qū)ο蟮木幊陶Z言，其語言體系都構(gòu)建在 .NET Framework 上，并且能夠與 .NET Framework 完美結(jié)合。 C具有以下突出的特點： ○ 1 語法簡潔，不允許直接操作內(nèi)存，去掉了指針操作； ○ 2 徹底的面向?qū)ο笤O(shè)計，具有封裝、繼承和多態(tài)等特性；○ 3 與 Web 緊密結(jié)合，支持絕大多數(shù)的 Web 標準，如 HTML、 XML 等； ○ 4 強大的安全機制，可以消除軟件開發(fā)中的常見錯誤（如語法錯誤）， .NET 提供的垃圾回收器能夠幫助開發(fā)者有效地管理內(nèi)存資源； ○ 5 兼容性，遵守 .NET 的公共語言規(guī)范（ CLS），從而保證能夠與其他語言開發(fā)的組件兼容； ○ 6 靈活的版本處理技術(shù)，語言本身內(nèi)置了版本控制功能，使得開發(fā)人員可以更容易地開發(fā)和維護；○ 7 完善的錯誤、異常處理機制，提供了完善的錯誤和異常處理機制，使程序在交付應用時能夠更加健壯。 [4] 用 C 編寫 的源代碼 被編譯為一 種符合 CLI （ Common Language Infrastructure，通用語言基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)）規(guī)范的中間語言 (IL)。 IL 代碼與資源一起作為 一種稱為程序集的可執(zhí)行文件 存儲在磁盤上，通常具有的擴展名為 .exe 或 .dll。執(zhí)行 C程序時，程序集將加載到 CLR 中，如果符合安全要求， CLR 就會執(zhí)行實時 (JIT)編譯以將 IL 代碼轉(zhuǎn)換為本機機器指令。 圖 21 闡釋 了 C 源代碼文件、 .NET Framework 類庫、程序集和 CLR 編譯時和運行時關(guān)系。 [5] 7 圖 21 從 C源代碼到計算機執(zhí)行 [5] C與 .NET 的關(guān)系如圖 22 所示： 圖 22 C與 .NET 的關(guān)系 [4] Winform 是 .NET 開發(fā)平臺對 Windows Form 的一種稱謂，它是 Windows 窗體應用程序的基本單元。 .NET Framework 類庫的 命名空間中定義的 Form 類是所有窗體的基類。 [4]Winform 不僅提供了許多控件，還提供了自行開發(fā)控件的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，因此互聯(lián)網(wǎng)上可以搜索到很多第三方控件（重寫或者擴展了一些原有控件的方法和屬性，從而能實現(xiàn)某些新的功能）。本系統(tǒng) 8 的開發(fā)就使用了一款第三方控件 ——Chartlet（ 圖表控件 ）。 SQL 語言 與 SQL Server 2020 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) SQL 全名是結(jié)構(gòu)化查詢語言（ Structured Query Language），是用于 數(shù)據(jù)庫中的標準數(shù)據(jù)查詢語言， IBM 公司最早使用在其開發(fā)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中。 1986 年10 月， 美國國家標準學會 (ANSI) 對 SQL 進行規(guī)范后，以此作為 關(guān)系式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 的標準語言 (ANSI X3. 1351986)， 1987 年 得到 國際標準組織 的支持下成為國際 標準 。 [6] SQL Server 2020 是 Microsoft 公司推出的 SQL Server 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的新版本，是一款大型的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，具有強大的后臺數(shù)據(jù)庫管理能力。SQL Server 2020 允許用戶在使用 Microsoft .NET 和 Visual Studio 開發(fā)的自定義應用程序中使用數(shù)據(jù)，提供 了一系列豐富的集成服務，可以對數(shù)據(jù)進行查詢、搜索、同步、報告和分析等操作。數(shù)據(jù)可以存儲在各種設(shè)備上，從數(shù)據(jù)中心最大的服務器一直到左面計算機和移動設(shè)備。 [7] 三層架構(gòu)體系 三層架構(gòu) (3tier architecture) 通常意義上的三層架構(gòu)就是將整個業(yè)務應用劃分為：表示層（ UI）、業(yè)務邏輯層（ BLL）、數(shù)據(jù)訪問層（ DAL）。區(qū)分層次的目的即為了 “高內(nèi)聚，低耦合 ”的思想。 圖 23 為三層架構(gòu)模型。 圖 23 三層架構(gòu)模型 表示層主要由響應各種用戶界面請求的動作類組成，它會調(diào)用業(yè)務邏輯層中的函數(shù)進行業(yè)務 邏輯處理，同時根據(jù)結(jié)果顯示不同的界面給用戶，本系統(tǒng)中主要 9 表示成 Winform 方式。 業(yè)務邏輯層主要完成實際的業(yè)務邏輯， 把一些數(shù)據(jù)層的操作進行組合， 是系統(tǒng)最核心的部分。數(shù)據(jù)訪問層 主要完成對數(shù)據(jù)文件的操作，負責 數(shù)據(jù)庫的訪問。 三層架構(gòu)體系結(jié)構(gòu)是面向?qū)ο笏枷氚l(fā)展中的必然產(chǎn)物。通過引入中間層 ,將復雜的商業(yè)邏輯從傳統(tǒng)的雙層結(jié)構(gòu) (ClientServer)應用模型中分離出來 ,同時增強了應用程序 的 可用性 、安全性、 封裝復用性、可擴展性和可移植性 ,使用戶在管理上所花費的時間最小化 ,從而實現(xiàn)了便捷、高效、安全、穩(wěn)定的企業(yè)級系統(tǒng) 應用。 [8] UML 建模技術(shù) 統(tǒng)一建模語言（ UML， Unified Modeling Language）是非專利的第三代建模和規(guī)約語言。 UML 是一種開放的方法，用于說明、可視化、構(gòu)建和編寫一個正在開發(fā)的、面向?qū)ο蟮摹④浖芗到y(tǒng)的制品的開放方法。 UML 適用于以面向?qū)ο蠹夹g(shù)來描述任何類型的系統(tǒng)，而且適用于系統(tǒng)開發(fā)的不同階段，從需求規(guī)格描述直至系統(tǒng)完成后的測試和維護。 [9]UML 模型大多以圖表的方式表現(xiàn)出來，包括五類圖：用例圖、靜態(tài)圖 、行為圖、交互圖、實現(xiàn)圖。 開發(fā)階段不同 ， 模型的側(cè)重點 也 不同，但是都能在 UML 語言中找到合適的圖來加以描述，并且隨著各階段的變化，前一階段的描述都能比較好地被后一階段的建模工作加以利用。 通常，在分析階段，使用用例圖描述用戶需求，確定項目范圍，使用交互圖（常為順序圖）描述描述對象間的交互關(guān)系；在設(shè)計階段，使用類圖（屬于靜態(tài)圖）描述系統(tǒng)中類的靜態(tài)結(jié)構(gòu)（包括類之間的聯(lián)系以及類的屬性和操作）。 [10] 10 第三章 需求建模 本章采用 UML 統(tǒng)一過程（ Unified Process） 對 家庭收支管理系統(tǒng)進行 需求建模。 首先 確定項目功能性需求， 描述系統(tǒng)用例，對其中的核心用例加以詳細的需求分析，最后 進行領(lǐng)域建模。 系統(tǒng)需求概述 功能性需求分析 功能 性需求是針對系統(tǒng)的特性、功能、安全性方面的需求。 [10]根據(jù)上文對項目開發(fā)背景、開發(fā)現(xiàn)狀，針對本項目實際需要，提出了本系統(tǒng)的功能性需求。本系統(tǒng)主要面向普通家庭成員（非專業(yè)人員），系統(tǒng)的主要功能性需求為： （ 1） 針對收入者：記錄每筆收入項詳細信息，包括收入項目、收入日期、收入金額以及摘要；查詢以及修改（或刪除）收入項。 （ 2） 針對支出者：記錄每筆支出項詳細信息，包括支出項目、支出日期、支出金額以及摘要；查詢以及修改（或刪除）支出項。 （ 3） 針對家庭財產(chǎn)管理者：查看家庭收支統(tǒng)計信 息。 （ 4） 針對所有使用者：注冊、登錄系統(tǒng)；查看個人收支統(tǒng)計信息；重設(shè)密碼以及權(quán)限。 系統(tǒng)模塊劃分 家庭收支管理系統(tǒng)根據(jù)功能可分為五大模塊： （ 1） 通用模塊：處理用戶注銷和退出系統(tǒng)操作。 （ 2） 收入管理模塊：收入者錄入、修改、刪除個人收入項。 （ 3） 支出管理模塊：支出者錄入、修改、刪除個人支出項。 （ 4） 統(tǒng)計信息模塊：所有系統(tǒng)使用者均可查看個人收支統(tǒng)計信息，擁有“總賬查看權(quán)限”的用戶可以查看家庭收支統(tǒng)計信息。 （ 5） 用戶管理模塊：處理用戶注冊、登錄和設(shè)置等和用戶信息有關(guān)的操作。 本系統(tǒng)的具體功能模塊劃分如圖 31 所示。 11 圖 31 系統(tǒng)功能 模塊圖 系統(tǒng)用例 用例是文本形式的情節(jié)描述，廣泛應用于需求的發(fā)現(xiàn)和記錄工作中， [10]通過用例名、應用程序的用戶類型（稱為執(zhí)行者）及執(zhí)行者和程序間的交互來標識。[11] 系統(tǒng)用例圖 根據(jù)上述需求分析可知，本系統(tǒng)面向所有普通家庭成員。所有用戶均可進行登錄、注冊、查看個人收支統(tǒng)計、設(shè)置、注銷、退出操作，但是不同權(quán)限的使用者能夠進行的操作也不同。收入管理權(quán)限用戶可以管理個人收入項，支出管理權(quán)限用戶可以管理支出項，總賬查看權(quán)限用戶能夠查看家庭收支統(tǒng)計。 圖 32 為家庭收支管理系統(tǒng)用例圖。 12 圖 32 系統(tǒng)用例圖 系 統(tǒng)用例表 本系統(tǒng)的主要用例和其描述、參與者如表 31 所示： 表 31 系統(tǒng)用例表 用例編號 用例名稱 描述 參與者 UC001 用戶注冊 系統(tǒng)的未來用戶通過輸入用戶名、設(shè)定密碼、選擇權(quán)限（至少一項）注冊成為系統(tǒng)用戶。 用戶 UC002 用戶登錄 用戶通過輸入用戶名與密碼登錄系統(tǒng) 用戶 UC003 收入管理 管理用戶收入項，包含錄入收入條目和查改收入條目 2 個用例。 收入管理權(quán) 限用戶 UC004 錄入收入條目 把收入項目、收入日期、摘要、金額信息錄入系統(tǒng)。 收入管理權(quán)限用戶 UC005 修改收入條目 根據(jù)收入日期、收入項目查詢目標項，選擇需修改的條目進行修改。 收入管理權(quán)限用戶 13 用例編號 用例名稱 描述 參與者 UC006 刪除收入條目 根據(jù)收入日期、收入項目查詢目標項，選擇需刪除的條目進行刪除。 收入管理權(quán)限用戶 UC007 支出管理 管理用戶支出項，包含錄入支出條目和查改支出條目 2 個用例。 支出管理權(quán) 限用戶 UC008 錄入支出條目 把支出項目、支出日期、摘要、金額信息錄入系統(tǒng)。 支出管理權(quán)限用戶 UC009 修改支出條目 根據(jù)支出日期、支出項目查詢目標項，選中需修改的條目進行修改。 支出管理權(quán)限用戶 UC010 刪除支 出條目 根據(jù)支出日期、支出項目查詢目標項，選擇需刪除的條目進行刪除。 支出管理權(quán)限用戶 UC011 統(tǒng)計信息 查看統(tǒng)計信息，包含查看個人統(tǒng)計信息和查看家庭統(tǒng)計信息 2 個用例。 用戶 UC012 查看個人統(tǒng)計信 息 查看個人收支統(tǒng)計。根據(jù)日期、類別（收入、支出、收支）查詢，查看表格或圖表（折線圖），得到統(tǒng)計信息。 用戶 UC013 查看家庭統(tǒng)計信 息 查看家庭收支統(tǒng)計。根據(jù)日期、類別（收入、支出、收支）查詢，查看表格或圖表（折線圖），得到統(tǒng)計信息。 總賬查看權(quán)限用戶 UC014 系統(tǒng)設(shè)置 重設(shè)密碼或權(quán)限。 用戶 UC015 系統(tǒng)注銷 當前用戶注銷，返回登錄界面。 用戶 UC016 退出系統(tǒng) 退出系