前言

本文是外包学生管理系统详细架构设计文档，用于指导学生系统后续的开发、测试和运维

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词汇表

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成为学生管理的新课题。学生管理系统是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的。

本系统主要是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、成绩的查询等功能设计的管理系统。

2. 约束和限制

1、在 2022 年 12/30 号之前完成

2、数据库使用 mysql

3、后端系统开发语言使用 java

4、开发成本不超过 50 万

3. 总体架构

系统架构图如下：

3.1 架构分析

3.1.1 高性能

本系统使用人数较少（学校在校学生预估不超过 5W），主要功能更为后台管理系统，同时在线人数较少，因此对性能要求不高。但需保证在使用高峰期（早上 7~9 点、中午 12~2 点、下午 18~20 点之间），系统能够正常响应。

3.1.2 高可用

    由于学生数据都是由学生手动从系统录入，数据丢失后损失较大，需考虑存储高可用。可以采用 mysql 主备部署，将主机数据复制到备机上，降低数据丢失的概率。

3.1.3 可扩展

    根据目前场景，业务复杂度一般，且未来变化情况相对稳定，业务系统可按照业务功能分为 3 个子系统（学生子系统、课程子系统、管理子系统）即可，无需做其它设计。

3.1.4 安全

1、学生个人隐私信息加密存储

2、使用管理系统对用户进行权限管控

3.1.3 成本

    成本主要来源于硬件的成本。本系统对性能要求不高，因此可以考虑将 3 个子系统部署在一台服务器上，由于对数据要求可靠性，数据库采用主备 2 台服务器部署。

3.2 总体架构

1、nginx 做 web 网络接入层，完成反向代理和负载均衡

2、业务服务拆分为 3 个功能子系统，基于 spring boot 开发，部署在一台服务器上

3、服务之间通过 restful+json 接口通信

4、数据存储使用一台主 mysql 和 1 台备 mysql，主备数据复制。

5、前后端分离开发

4. 详细设计

下面分别针对学生子系统、课程子系统、管理子系统进行详细设计。

4.1 核心功能

4.1.1 学生信息录入

4.1.2 课程和考试信息录入

4.1.3 学生选课

4.1.4 学生提交作业和考试

4.2 关键设计

1、学生数据的安全性

通过登录验证、权限管控限制登陆用户可操作的数据，降低数据越权修改、数据泄露的风险。数据保存时，对敏感数据进行加密存储。

针对常见的网络攻击等异常情况，不做针对性设计，管理员需针对这些异常攻击配置告警，人工进行处理。

2、学生数据存储的可靠性

学生数据存储在 mysql 中，mysql 为主备双机部署，主备机器之间通过复制信息保证数据存储高可用。

如果主备间出现复制延迟，恰好此时 MySQL 主服务器宕机导致数据无法恢复，则部分消息会永久丢失，这种情况不做针对性设计，DBA 需要对主备间的复制延迟进行监控，当复制延迟超过 30 秒的时候需要及时告警并进行处理。

3、数据如何存储

学生数据保存在 mysql 数据表中。学生基本信息、课程基本信息、学生课程关系为 3 个基础业务表。

4.3 设计规范

1、学生管理服务使用 springboot 开发

2、MySQL 使用 Innodb 存储引擎

3、服务间使用 restful+json 格式通信

5. 质量设计

5.1 可测试性

5.2 可维护性

5.3 可观测性

5.4 成本

6. 演进规划

6.1 学生系统一期

6.2 学生系统二期