【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 Studio 2020 和 SQL Server 2020 開(kāi)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(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)。清晰的界面設(shè)計(jì)使操作更簡(jiǎn)單，為用戶提供更加友好的用戶體驗(yàn)。 系統(tǒng)需經(jīng)注冊(cè)后登陸使用，注冊(cè)時(shí)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(jìn)行用戶個(gè)人收支項(xiàng)的添加、查詢(xún)、修改、刪除，查看個(gè)人統(tǒng)計(jì)信息、家庭統(tǒng)計(jì)信息（包括表格和折線圖），進(jìn)行權(quán)限重設(shè)等操作。 論文的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 本論文旨在 設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)一個(gè)操作簡(jiǎn)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(jì)、模塊設(shè)計(jì)、部署與應(yīng)用和結(jié)論。 5 第一章 ：前言。闡述項(xiàng)目背景，研究分析開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀，確定項(xiàng)目目標(biāo)、項(xiàng)目范圍以及論文結(jié)構(gòu)，整體上對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行描述。 第二章 ：技術(shù)與原理。描述系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中所使用的相關(guān)技術(shù)和原理，簡(jiǎn)要介紹 C語(yǔ)言、 .NET 平臺(tái) 、 Winform、 SQL 語(yǔ)言、 SQL Server 2020 數(shù)據(jù)庫(kù)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(xiàng)目功能性需求， 描述系統(tǒng)用例，對(duì)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(jì)信息加以詳細(xì)的需求分析，最后進(jìn)行領(lǐng)域建模。 第四章 ：架構(gòu)設(shè)計(jì)。概述系統(tǒng)架構(gòu)和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，借助包圖描述系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路，利用順序圖說(shuō)明用戶注冊(cè)、刪除支出條目?jī)蓚€(gè)典型用例的業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)過(guò)程和交互過(guò)程，使用 ER 圖介紹數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。 第五章 ：模塊設(shè)計(jì)。對(duì)系統(tǒng)主要模塊進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，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(duì)其 主要流程、算法和核心代碼作簡(jiǎn)要介紹。 第六章 ：部署與應(yīng)用。利用系統(tǒng)部署圖說(shuō)明系統(tǒng)的運(yùn)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(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，并展示系統(tǒng)若干 典型界面。 第七章 ：結(jié)論。總結(jié)了項(xiàng)目的成果以及設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)過(guò)程中的不足之處，最后提出系統(tǒng)的改進(jìn)方向。 6 第二章 技術(shù)與原理 本章介紹設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)本系統(tǒng)所使用的技術(shù)，包括 .NET 平臺(tái)、 C語(yǔ)言、 Winform、SQL 語(yǔ)言、 SQL Server 2020 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 、三層架構(gòu)、 UML 建模方法。 .NET、 C語(yǔ)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(yùn)行下一代應(yīng)用程序和 Web 服務(wù)的內(nèi)部 Windows 組件。 .NET Framework 的關(guān)鍵組件為公共語(yǔ)言運(yùn)行時(shí) (CLR)和 .NET Framework 類(lèi)庫(kù) 。 .NET 是微軟的新一代技術(shù)平臺(tái)，為敏捷商務(wù)構(gòu)建互聯(lián)互通的應(yīng)用系統(tǒng) 。 一個(gè) .NET 應(yīng)用是一個(gè)使用 .NET Framework 類(lèi)庫(kù)來(lái)編寫(xiě)，并運(yùn)行于公共語(yǔ)言運(yùn)行時(shí)之上的應(yīng)用程序 。 [3] C是從 C 和 C++派生出來(lái)的一種簡(jiǎn)單、現(xiàn)代、面向?qū)ο蠛皖?lèi)型安全的面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言，其語(yǔ)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(diǎn)： ○ 1 語(yǔ)法簡(jiǎn)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(jì)，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(biāo)準(zhǔn)，如 HTML、 XML 等； ○ 4 強(qiáng)大的安全機(jī)制，可以消除軟件開(kāi)發(fā)中的常見(jiàn)錯(cuò)誤（如語(yǔ)法錯(cuò)誤）， .NET 提供的垃圾回收器能夠幫助開(kāi)發(fā)者有效地管理內(nèi)存資源； ○ 5 兼容性，遵守 .NET 的公共語(yǔ)言規(guī)范（ CLS），從而保證能夠與其他語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的組件兼容； ○ 6 靈活的版本處理技術(shù)，語(yǔ)言本身內(nèi)置了版本控制功能，使得開(kāi)發(fā)人員可以更容易地開(kāi)發(fā)和維護(hù)；○ 7 完善的錯(cuò)誤、異常處理機(jī)制，提供了完善的錯(cuò)誤和異常處理機(jī)制，使程序在交付應(yīng)用時(shí)能夠更加健壯。 [4] 用 C 編寫(xiě) 的源代碼 被編譯為一 種符合 CLI （ Common Language Infrastructure，通用語(yǔ)言基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)）規(guī)范的中間語(yǔ)言 (IL)。 IL 代碼與資源一起作為 一種稱(chēng)為程序集的可執(zhí)行文件 存儲(chǔ)在磁盤(pán)上，通常具有的擴(kuò)展名為 .exe 或 .dll。執(zhí)行 C程序時(shí)，程序集將加載到 CLR 中，如果符合安全要求， CLR 就會(huì)執(zhí)行實(shí)時(shí) (JIT)編譯以將 IL 代碼轉(zhuǎn)換為本機(jī)機(jī)器指令。 圖 21 闡釋 了 C 源代碼文件、 .NET Framework 類(lèi)庫(kù)、程序集和 CLR 編譯時(shí)和運(yùn)行時(shí)關(guān)系。 [5] 7 圖 21 從 C源代碼到計(jì)算機(jī)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(kāi)發(fā)平臺(tái)對(duì) Windows Form 的一種稱(chēng)謂，它是 Windows 窗體應(yīng)用程序的基本單元。 .NET Framework 類(lèi)庫(kù)的 命名空間中定義的 Form 類(lèi)是所有窗體的基類(lèi)。 [4]Winform 不僅提供了許多控件，還提供了自行開(kāi)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(xiě)或者擴(kuò)展了一些原有控件的方法和屬性，從而能實(shí)現(xiàn)某些新的功能）。本系統(tǒng) 8 的開(kāi)發(fā)就使用了一款第三方控件 ——Chartlet（ 圖表控件 ）。 SQL 語(yǔ)言 與 SQL Server 2020 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) SQL 全名是結(jié)構(gòu)化查詢(xún)語(yǔ)言（ Structured Query Language），是用于 數(shù)據(jù)庫(kù)中的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)查詢(xún)語(yǔ)言， IBM 公司最早使用在其開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中。 1986 年10 月， 美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì) (ANSI) 對(duì) SQL 進(jìn)行規(guī)范后，以此作為 關(guān)系式數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 的標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言 (ANSI X3. 1351986)， 1987 年 得到 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織 的支持下成為國(guó)際 標(biāo)準(zhǔn) 。 [6] SQL Server 2020 是 Microsoft 公司推出的 SQL Server 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的新版本，是一款大型的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，具有強(qiáng)大的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)管理能力。SQL Server 2020 允許用戶在使用 Microsoft .NET 和 Visual Studio 開(kāi)發(fā)的自定義應(yīng)用程序中使用數(shù)據(jù)，提供 了一系列豐富的集成服務(wù)，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢(xún)、搜索、同步、報(bào)告和分析等操作。數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在各種設(shè)備上，從數(shù)據(jù)中心最大的服務(wù)器一直到左面計(jì)算機(jī)和移動(dòng)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(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用劃分為：表示層（ UI）、業(yè)務(wù)邏輯層（ BLL）、數(shù)據(jù)訪問(wèn)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(yīng)各種用戶界面請(qǐng)求的動(dòng)作類(lèi)組成，它會(huì)調(diào)用業(yè)務(wù)邏輯層中的函數(shù)進(jìn)行業(yè)務(wù) 邏輯處理，同時(shí)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(wù)邏輯層主要完成實(shí)際的業(yè)務(wù)邏輯， 把一些數(shù)據(jù)層的操作進(jìn)行組合， 是系統(tǒng)最核心的部分。數(shù)據(jù)訪問(wèn)層 主要完成對(duì)數(shù)據(jù)文件的操作，負(fù)責(zé) 數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)。 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(guò)引入中間層 ,將復(fù)雜的商業(yè)邏輯從傳統(tǒng)的雙層結(jié)構(gòu) (ClientServer)應(yīng)用模型中分離出來(lái) ,同時(shí)增強(qiáng)了應(yīng)用程序 的 可用性 、安全性、 封裝復(fù)用性、可擴(kuò)展性和可移植性 ,使用戶在管理上所花費(fèi)的時(shí)間最小化 ,從而實(shí)現(xiàn)了便捷、高效、安全、穩(wěn)定的企業(yè)級(jí)系統(tǒng) 應(yīng)用。 [8] UML 建模技術(shù) 統(tǒng)一建模語(yǔ)言（ UML， Unified Modeling Language）是非專(zhuān)利的第三代建模和規(guī)約語(yǔ)言。 UML 是一種開(kāi)放的方法，用于說(shuō)明、可視化、構(gòu)建和編寫(xiě)一個(gè)正在開(kāi)發(fā)的、面向?qū)ο蟮?、軟件密集系統(tǒng)的制品的開(kāi)放方法。 UML 適用于以面向?qū)ο蠹夹g(shù)來(lái)描述任何類(lèi)型的系統(tǒng)，而且適用于系統(tǒng)開(kāi)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(cè)試和維護(hù)。 [9]UML 模型大多以圖表的方式表現(xiàn)出來(lái)，包括五類(lèi)圖：用例圖、靜態(tài)圖 、行為圖、交互圖、實(shí)現(xiàn)圖。 開(kāi)發(fā)階段不同 ， 模型的側(cè)重點(diǎn) 也 不同，但是都能在 UML 語(yǔ)言中找到合適的圖來(lái)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(xiàng)目范圍，使用交互圖（常為順序圖）描述描述對(duì)象間的交互關(guān)系；在設(shè)計(jì)階段，使用類(lèi)圖（屬于靜態(tài)圖）描述系統(tǒng)中類(lèi)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)（包括類(lèi)之間的聯(lián)系以及類(lèi)的屬性和操作）。 [10] 10 第三章 需求建模 本章采用 UML 統(tǒng)一過(guò)程（ Unified Process） 對(duì) 家庭收支管理系統(tǒng)進(jìn)行 需求建模。 首先 確定項(xiàng)目功能性需求， 描述系統(tǒng)用例，對(duì)其中的核心用例加以詳細(xì)的需求分析，最后 進(jìn)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(duì)系統(tǒng)的特性、功能、安全性方面的需求。 [10]根據(jù)上文對(duì)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)背景、開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀，針對(duì)本項(xiàng)目實(shí)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(zhuān)業(yè)人員），系統(tǒng)的主要功能性需求為： （ 1） 針對(duì)收入者：記錄每筆收入項(xiàng)詳細(xì)信息，包括收入項(xiàng)目、收入日期、收入金額以及摘要；查詢(xún)以及修改（或刪除）收入項(xiàng)。 （ 2） 針對(duì)支出者：記錄每筆支出項(xiàng)詳細(xì)信息，包括支出項(xiàng)目、支出日期、支出金額以及摘要；查詢(xún)以及修改（或刪除）支出項(xiàng)。 （ 3） 針對(duì)家庭財(cái)產(chǎn)管理者：查看家庭收支統(tǒng)計(jì)信 息。 （ 4） 針對(duì)所有使用者：注冊(cè)、登錄系統(tǒng)；查看個(gè)人收支統(tǒng)計(jì)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(xiāo)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(gè)人收入項(xiàng)。 （ 3） 支出管理模塊：支出者錄入、修改、刪除個(gè)人支出項(xiàng)。 （ 4） 統(tǒng)計(jì)信息模塊：所有系統(tǒng)使用者均可查看個(gè)人收支統(tǒng)計(jì)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(jì)信息。 （ 5） 用戶管理模塊：處理用戶注冊(cè)、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(yīng)用于需求的發(fā)現(xiàn)和記錄工作中， [10]通過(guò)用例名、應(yīng)用程序的用戶類(lèi)型（稱(chēng)為執(zhí)行者）及執(zhí)行者和程序間的交互來(lái)標(biāo)識(shí)。[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(jìn)行登錄、注冊(cè)、查看個(gè)人收支統(tǒng)計(jì)、設(shè)置、注銷(xiāo)、退出操作，但是不同權(quán)限的使用者能夠進(jìn)行的操作也不同。收入管理權(quán)限用戶可以管理個(gè)人收入項(xiàng)，支出管理權(quán)限用戶可以管理支出項(xiàng)，總賬查看權(quán)限用戶能夠查看家庭收支統(tǒng)計(jì)。 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(hào) 用例名稱(chēng) 描述 參與者 UC001 用戶注冊(cè) 系統(tǒng)的未來(lái)用戶通過(guò)輸入用戶名、設(shè)定密碼、選擇權(quán)限（至少一項(xiàng)）注冊(cè)成為系統(tǒng)用戶。 用戶 UC002 用戶登錄 用戶通過(guò)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(xiàng)，包含錄入收入條目和查改收入條目 2 個(gè)用例。 收入管理權(quán) 限用戶 UC004 錄入收入條目 把收入項(xiàng)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(xiàng)目查詢(xún)目標(biāo)項(xiàng)，選擇需修改的條目進(jìn)行修改。 收入管理權(quán)限用戶 13 用例編號(hào) 用例名稱(chēng) 描述 參與者 UC006 刪除收入條目 根據(jù)收入日期、收入項(xiàng)目查詢(xún)目標(biāo)項(xiàng)，選擇需刪除的條目進(jìn)行刪除。 收入管理權(quán)限用戶 UC007 支出管理 管理用戶支出項(xiàng)，包含錄入支出條目和查改支出條目 2 個(gè)用例。 支出管理權(quán) 限用戶 UC008 錄入支出條目 把支出項(xiàng)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(xiàng)目查詢(xún)目標(biāo)項(xiàng)，選中需修改的條目進(jìn)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(xiàng)目查詢(xún)目標(biāo)項(xiàng)，選擇需刪除的條目進(jìn)行刪除。 支出管理權(quán)限用戶 UC011 統(tǒng)計(jì)信息 查看統(tǒng)計(jì)信息，包含查看個(gè)人統(tǒng)計(jì)信息和查看家庭統(tǒng)計(jì)信息 2 個(gè)用例。 用戶 UC012 查看個(gè)人統(tǒng)計(jì)信 息 查看個(gè)人收支統(tǒng)計(jì)。根據(jù)日期、類(lèi)別（收入、支出、收支）查詢(xún)，查看表格或圖表（折線圖），得到統(tǒng)計(jì)信息。 用戶 UC013 查看家庭統(tǒng)計(jì)信 息 查看家庭收支統(tǒng)計(jì)。根據(jù)日期、類(lèi)別（收入、支出、收支）查詢(xún)，查看表格或圖表（折線圖），得到統(tǒng)計(jì)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(xiāo) 當(dāng)前用戶注銷(xiāo)，返回登錄界面。 用戶 UC016 退出系統(tǒng) 退出系