前言

本文是学生管理系统架构设计文档，用于指导后续的开发、测试和运维。

修订历史

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，它需要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。

因此学生信息管理系统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。

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

系统可外网访问。

数据存储期限：学生在校期间 + 离校后 3 年数据。

3.总体架构

3.1 架构分析

• 高性能：对于一个学生管理系统来说，一个学校一般也就几千人，并且又只是一个管理类的系统，对性能要求不高。

• 高可用：可用性方面主要体现在存储高可用方面，要保证数据不要全部丢失；计算高可用方面要求不高，毕竟是学校内部用系统。

• 可扩展：考虑到业务需求比较复杂，架构设计的时候需要保证系统后期扩展方便。

• 成本：开发一个内部用学生管理系统，成本也不会太高。

• 安全：只要做到必要的角色权限控制以及保证数据的一个安全性即可。

3.2 总体架构

• 使用 Nginx 作为负载均衡器分发请求。

• 整个系统拆分为学生子系统、课程子系统和权限子系统，保证系统的一个可扩展性。需要特别注意：这里不是微服务架构，不需要设计基础设施。

• 为了保证数据的一个高可用，存储方面采用 MySQL 主备架构，主备间的数据复制采用 MySQL 本身的数据复制功能即可。

4.详细设计

4.1 核心功能

学生查看信息以及选课

教师发布课程

4.2 关键设计

• 系统可扩展

考虑到学生管理系统的需求比较复杂，系统需要保证有一个好的扩展性，所以架构设计的时候，我们把整个系统拆分成了学生子系统、课程子系统和权限子系统，来降低系统的一个复杂度，并且这么拆分之后，便于后期更好地扩展新的业务功能。

为什么不考虑微服务呢，只是一个简单的系统拆分？对于一个内部用的学生管理系统，使用微服务就增加了系统的复杂度，不符合"简单原则"和"合适原则"。

• 数据高可用

对于学生的一些数据，我们是需要保证不丢失的。架构设计中选择 MySQL 的一个主备架构，数据复制方式直接使用 MySQL 本身的数据复制功能。

4.3 设计规范

• 系统的基础框架采用 SpringBoot 实现。

• 前后端分离，后端通过 Swagger 提供 API 接口。

• MySQL 使用 InnoDB 存储引擎。

• 子系统之间的通信使用 HTTP 协议，数据格式使用 JSON。

• 缓存框架使用 Redis。

5.质量设计

• 可测试性：可全链路压测。

• 可维护性：可全链路跟踪，快速定位系统问题。

• 可观测性：通过运维平台，聚合系统的一些关键指标信息和服务器的一个关键指标(CPU、内存等使用情况)

• 成本：复杂度不涉及高性能以及计算高可用，整体成本相对来说比较低。

6.演进规划

第一期质量设计比较简单，系统运行稳定之后，进行第一个迭代，优化质量设计相关内容。

如：可观测性方面提供更多指标信息。