前言

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

词汇表

Springboot: 一个后台快速构建框架

Mysql:关系数据库

Vuejs：一个前端快速构建框架

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

1.必须在 2021.11.10 前号完成，一个半月的时间

2.总成本不能超过 20 万

3.数据库采用 Mysql

4.Qps 最大 1000

5.3 个人开发

6. B/S 结构

7. 数据必须采用安全可信的方式传输

3. 总体架构

根据业务，将系统划分为权限子系统、学生子系统、课程子系统，每个子系统提供的功能大概如下

权限子系统：定义角色、菜单、权限，用于管控学生、管理员等权限

学生子系统：学员的基本信息、学期总分数、是否需要留级等

课程子系统：提供课程管理、选课、考试考核、学员课程成绩管理

3.1 架构分析

3.1.1 高性能

在学员同时选课、查看课程或者查看考试的时候会出现 qps 增加的现象，但由于学员上限 qps 才 1000，所以不需要考虑高性能的问题。选课可以分批次选。

3.1.2 高可用

学员选课时遇到系统故障可以刷新或者稍微等待，暂不考虑高可用场景。

3.1.3 高拓展

随着学校的发展壮大，业务也在变更中，所以保留一定的拓展性。

3.1.4 成本与安全

学校的学生相关信息是很敏感的，不能丢失，所以需要数据同步备份，遇到灾害时可恢复。

3.2 总体架构

1）采用 nginx 分发请求。

2）mysql 一主一备，数据同步复制。

3）正常情况下，主服务对外提供服务，备份服务不对外提供服务。 

4）宕机的情况下，备服务器对外提服务。

4. 详细设计

web 端：采用 vuejs,快速搭建脚手架，用 json 来与后端交互

后端：用 springboot 框架，快速的构建项目，用 json 于 web 端交互

存储：采用 mysql

4.1 核心功能

学生管理系统的核心功能有：学员登录、学员选课、成绩录入、成绩查询

4.1.1 学员登录流程

4.1.2 学员选课流程

[技巧：使用系统序列图来描述 Rule，跟项目开发中写设计文档一样的写法]

4.2 关键设计

1）数据存储可靠性

数据存储在 MySQL 中，每一主一备两台 MySQL 服务器，MySQL 服务器之间复制信息以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，则部分信息会永久丢失，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。

（2）数据安全

采用 https 协议，防止消息被篡改、拦截。

（3）扣减可报名数量

 要按课程锁定库存，采用分布式锁，注意释放锁

[技巧：常见的关键设计点包括高性能、高可用、可扩展、安全等]

4.3 设计规范

1）采用 Spring Boot + Vuejs 开发

2）MySQL 使用 Innodb 存储引擎

3）json 协议

status 为”1”时代表正常返回，为“0”时代表异常返回

{

"status": "1",

"data":null,

"code": null,

"message": "",

"totalBean": null

}

4）id 采用雪花 id

5）Sql 语句需要写到 xml 中

6）关键业务需打印日志

6）采用 log4j 统一打印日志

5. 质量设计

5.1 学生管理后台

以界面的形式管理学生

5.2 成本

总成本不能超过 20 万

一年服务器费用=1500 元/月*4 台服务器*12 月=7.2 万

人员薪资=（2 万/月+1.5 万/月+1 万/月)*1.5=6.75 万

一年维护费用=6.75 万*30%*1.5（变动因子）=3 万

剩余的作为需求变动调整的钱

[技巧：如果某个维度不涉及，也请在文档中说明，避免评审的时候被认为考虑不周全]

6. 演进规划

6.1 学生管理系统一期

（1）权限子系统：

角色管理

菜单管理

权限管理

分组管理

（2）学生管理子系统：

学生管理

班级管理

学期管理

（3）课程子系统：

课程管理

学员选课管理

学员考试成绩管理

6.2 学生管理系统二期

课程子系统：

在线考试管理

题库管理

阅卷管理

在线学习

在线练习

[技巧：开发阶段快速迭代，小步快跑，但要基本完善后才能正式推出给其他人用]