前言

本文是校方外包学生管理系统详细架构设计文档，用于指导学生管理系统的后续开发、测试和运维工作。

词汇表

Nginx ：异步框架的网页服务器，也可以用作反向代理、负载平衡器和 HTTP 缓存。

Spring Boot ：Spring 平台下，可以让开发者快速开发的框架。

MySQL：数据库存储服务。

1. 业务背景

经过与学校方面相关人员的沟通，校方存在以下教学问题需要解决，以及对新系统建设有以下几点期望。

1. 当前学校缺少对学生信息的信息化管理，在每年九月需要大量的人力来完成学生信息登记任务，学生每次开学选课效率也不够高。

2. 在校学生和老师，可以通过学生管理系统，高效地实现对学生信息、课程信息的访问和维护。提高教师安排课程效率，能检索学生学籍信息，学生能通过平台完成本学期课程选课以及期末查询考试成绩查询。

3. 每个学期结束以后，系统能生成学生成绩的数据分析报表，通过对数据分析，能让学生自我检查学习情况和让教师对教学计划有针对性的修改。

基于以上背景，我们需要建设学生信息管理系统，以提高师生教学效率。

2. 约束和限制

1. 学校提供的经济资源有限，需要提高每台服务器资源的利用率。

2. 学校每年新入学和毕业离校的学生人数相对稳定，不需要太多存储空间。

3. 不需要考虑异地建设机房。

4. 学生和课程的数据非常重要，存储时一定要注意不允许数据丢失。

3. 总体架构

3.1 架构分析

1. 高可用

对于学生选课来说，如果当几千名学生同时在线选课，如果有的课程因为系统原因无法正常选上，给学生和老师的教学工作带来极大的影响，容易导致学生对学校产生负面消极的情绪，同时会给教师在课程安排产生一定影响。

2. 高性能

不需要着重考虑，实际上每个学期需要登记和选课的学生数量是一定的，如果服务器无法支持上万人的选课，可以让校方安排，不同系的学生在不同的时间段进行选课。

3. 可扩展

目前不需要考虑，学生管理系统第一期只是作为学校内部使用的系统，根据目前的需求来看，暂时不需要跟其他业务系统产生交互。

3.2 总体架构

1. 本项目采用不同服务部署在不同服务器上的架构，每个服务器专门负责处理一个子系统的请求。

2. 数据库使用主从备份设计，确保学生的信息和选课数据的安全性。

3. 在主数据库发生宕机的情况下，备份数据库对外提供读写服务。

4. 使用 Nginx 将请求转发到对应的服务器上。

4. 详细设计

1. 学生子系统主要是面向在校学生使用，当每年九月份有新学生入校时，需要开放页面给学生们登记信息。每个新学期开学以后，原先登记的学籍信息也应该随着改变，比如原来大一的新生在第二年之后就变成大二的学生。

2. 课程子系统主要是面向在校学生和老师使用，在每个学期开学的时候，学生可以根据自己的兴趣爱好，选择自己想进行学习的课程。考试需要提前将课程计划安排好，并一个班能最多有多少个学生设置好。在系统实现的过程中，需要注意避免超选现象的发生。

3. 权限子系统主要是判断访问者是否具有对应的权限访问对应的资源。

4.1 核心功能

学生选课流程

为了防止课程被超选，所以这里需要增加一些判断。

4.2 关键设计

1. 为了防止课程不会被超选，所以需要增加锁的判断条件。

2. 为了防止学生、课程等数据的丢失，MySQL 数据库使用主从备份，当主服务器发生问题时，从服务器提供服务。平时使用 MySQL 的主从同步机制完成不同服务器之间的数据同步。

4.3 设计规范

1. 前后端通信使用 HTTP 和 JSON。

2. MySQL 使用 Innodb 存储引擎。

3. 后端服务使用 SpringBoot 开发。

4. 前端页面使用 Vue 开发。

5. 质量设计

1. 确保平台能支持一千人同时在线选课。

2. 代码关键流程需要编写流程图，并将流程图存档。

3. 实时检测 Linux 服务器运行状态。

6. 演进规划

第一期完成学生信息子系统、课程信息子系统、权限信息子系统的开发。

第二期完成智慧食堂子系统的开发，实现学生在线充值，查询饭卡余额，查询餐厅菜单的功能。