写点什么

架构训练营模块 2 作业 - 学生信息管理系统的架构文档 - 江哲

用户头像
江哲
关注
发布于: 2 小时前

前言

本文是详细架构设计文档,用于指导学生信息管理系统后续的开发、测试及运维

1. 业务背景

随着学校的规模的不断扩大,学生数量的增加,需要处理的信息也日趋增大。不仅花费大量的教师资源, 处理效率也十分低下。为提高学生管理的管理水平,优化资源,尽可能降低管理成本,故构建该学生管理系统。价值如下:

  • 从学生管理现状出发,根据学生管理的新要求进行开发设计,解决学生信息管理数据信息量大修改不方便,对一系列数据进行分析时花费时间长等问题,帮助学生管理人员有效管理学生信息。

  • 可以通过系统规范化地管理、科学性统计和快速查询、修改、增加、删除等,提高信息的准确度以及日常管理的工作效率。

  • 应用于学生各类信息的管理,总体任务是实现学生信息关系的系统化、规范化、自动化,其主要任务是统计学生各类信息进行日常管理,如查询、修改、增加、删除、以及学生选课、成绩的查询等。‍

2. 约束和限制

  1. 必须在 2021.08.15 号完成

  2. 成本不能超过 300 万

  3. 数据库采用 MySQL

  4. ‍学生及教职工人数共 8000 人

3. 总体架构

3.1 架构分析

  1. 高性能:

  2. 不需要:学生及教职工人数 8000 人,且学生管理、课程选择等操作不会太多,TPS 不会很高

  3. 高可用:

  4. 不需要服务高可用:服务可以不高可用,不要影响太久即可,可停机维护

  5. 需要数据高可用:数据不可丢失

  6. 可扩展:业务需求比较复杂,但功能目前比较稳定,保持一定的扩展能力即可

  7. 成本和时间:开发投入人力和时间不能太长

3.2 总体架构

架构图描述:

  1. 使用 Nginx 做负载均衡

  2. 服务拆分为学生、课程、权限子系统:分别承担学生管理、课程管理及权限管理功能,职责分明

  3. MySQL 主备:主库提供服务,备库用于备份,确保数据可用性


4. 详细设计

4.1 核心功能

4.1.1 学生管理子系统

  1. 系统登录:此功能面向所有用户角色,根据用户角色权限不一,功能权限也不一样。

  2. 账号分配:学生账号由系统生成,给定相应权限,可进行密码更改,无法对系统成绩评定等功能做出相应干涉。教师账号由管理者(教务)通过系统生成,教师有对学生成绩评定和试卷评定的权限,同时兼容学生权限。管理(教务)权限由系统固有账号,是系统 root 权限,对教师有分配管理权限,对数据有增加、修改、 删除、查询权限。

  3. 账号绑定:学生账号可通过第三方如:手机号码、微信等自行绑定,可实现账号自助找回等。

  4. 组织管理层级:按学生实际情况划分归属。 例如:软件学院—数字传媒方向(专业)—软件 1306—苗雨乔。

  5. 文件上传/下载:此功能针对所有用户开放,学生可以将自己课堂笔记、日常作业等相关信息在线传输,教师通过学生上传的相关作业、试卷信息进行相应评定,完成对学生平时成绩的评定。此功能一旦评定结束,所有用户只有查询、浏览的权限,除管理员外其他用户没有对成绩修改的权限。

  6. 信息查询:此项功能包含课程查询(含课程体系、课时安排、课表、教师、教材等)、成绩查询、文件查询。

4.1.2 课程子系统

1. 课程录入:由管理员对相应课程体系进行录入,供学生、教师进行在线选择。

2. 选课功能:学生可以在线对自己的课程体系进行选择,相对应的课程选择功能类比。

3. 排课功能:此功能根据学生选定的课程和教学体系安排,对相应教师、教室、时间进行统一规划安排。 排课功能备选开发方向为在线排课和人工录入,在线排课是系统根据课程要设置课程的名称、课时、上课 的班级、代课老师等信息,除此之外,还可以选填排课时的优选项,例如:上课时间有限上午等系统自动 生成课程信息,管理员有权限对课程安排作出添加、删除、修改等判定。

4. 教材选择:此功能由教务统一管理,根据每门课程选定相应教材。

4.1.3 权限子系统

1. 系统使用者有学生、教师、管理员、辅导员。

2. 学生、教师、辅导员可以注册、登录、修改自己的信息,但注册信息需要管理员审核通过。

3. 学生只能查看自己的成绩,教师可以修改学生的成绩。

4. 辅导员可以查看学生的信息,可以设置学生的奖惩信息。

5. 教师可以上传考试试题,学生可以做题。

4.2 关键设计

  1. 高性能:基于高校实际学生和教职工人数及日常使用情况,不需要高性能

  2. 高可用:

  3. 计算高可用:每个子系统部署两个节点,保障基本靠可用需求

  4. 数据高可用:使用 MySQL 主备,主库用于日常使用,备库用于日常备份;若主库出现问题,尝试恢复主库,否则切为备库支撑使用

4.3 设计规范

  1. 三个子系统监听独立的端口,使用同一个 IP 地址,对外提供服务。

  2. Nginx 通过解析请求 URL,代理至不同的服务子系统。

  3. 采用前后端分离的开发方式,服务子系统提供 REST API。

  4. 服务子系统使用 Spring Boot + Mybatis 开发。

  5. MySQL 使用 Binlog 进行数据实时备份。

5. 质量设计

  • 可测试性设计:

业务的逻辑划分比较清楚,各部分尽量解耦,测试性比较好。

  • 可维护性设计:

单个子系统可独立开发,子系统之间相互独立,降低维护成本。

  • 可运维性设计:

  • 监控 MySQL 存储量

  • 监控 3 个子系统对应的 java 进程

  • 安全设计:

仅校园网可访问

  • 成本设计:

  • 5 台机器:1 Nginx 前置机、2 后端服务机器、2 台 MySQL 机器

6. 演进规划

6.1 第一期

  1. 完成上述项目的开发、测试,并完成一个学校的私有化部署。

6.2 第二期

  1. ‍基于学生、教职工使用反馈,进一步优化系统,提高使用效率

用户头像

江哲

关注

还未添加个人签名 2018.12.13 加入

还未添加个人简介

评论

发布
暂无评论
架构训练营模块 2 作业 - 学生信息管理系统的架构文档 - 江哲