写出外包学生管理系统的架构文档

【作业要求】

1. 基于模块 1 第 5 课 P15 页的外包学生管理系统备选架构 1（见下 1 页），写出完整的架构设计文档；

2. 注意不是备选架构文档，而是最终落地的详细架构设计文档；

3. 无需考虑数据库表设计，因为表设计是方案设计阶段做的，不是架构设计阶段做的；

【提示】

1. 架构设计文档是完整的文档（Word 或者语雀文档之类的都可以），而不是 PPT；

2. 架构文档涵盖的内容请参考模块 3 第 4 课，细化架构设计参考模块 3 第 6 课；

3. 外包学生管理系统的业务请参考模块 1 第 5 课的课件；

4. 架构文档模板可以参考：架构实战营详细架构设计文档模板

前言

本文是 X 大学学生管理系统需求详细架构设计文档，用于指导学生管理系统后续的开发、测试和运维。

词汇表

Nginx：高性能的 HTTP 和反向代理 web 服务器

Mysql：关系型数据库管理系统

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 2022 年 1 月 31 日开学前完成

2. 成本不能超过 30 万

3. 尽可能保证数据安全

3. 总体架构

待补充：系统边界白盒图

3.1 架构分析

3.1.1 高可用

系统要保证一定的可靠性，数据不可完全丢失，在意外丢失部分数据后，可人工进行补录;

可容忍的宕机时间为小时级，学生时间相对充裕，偶尔宕机不会影响使用。

3.1.2 高性能

在校学生数量预计：大一至大四每级 5 千人，共 20000 人，研究生博士生共 7000 人，教职工人数 3000 人。

待完善，结论应该是高性能问题不存在

估算 TPS QPS

3.1.3 可扩展

为了后续业务需求的复杂度和变化性，需要在一定程度上满足可扩展性。

综合来看，学生管理系统需要满足数据高可用和功能需求可扩展。

3.2 总体架构

1）平台拆分为“学生子系统”、“课程子系统”、“权限子系统”三个模块，降低因为一台服务器故障对其他功能造成的影响

2）数据库使用 MySQL 主备方案，保证数据的安全，当主库宕机或损坏，切换到备机继续运行，并恢复主库。

3）使用 Nginx 将请求分发到相应的服务器

4）后续扩展功能只需要在相应的模块中添加补充或者新增模块。

4. 详细设计

4.1 核心功能

4.1.1 学生管理

待补充序列图

4.1.2 课程管理

待补充序列图

4.1.3 考试管理

待补充序列图

4.1.4 权限管理

待补充序列图

4.2 关键设计

• 业务拆分成三个模块，利于以后平台复杂功能的扩展

• 利用 Nginx 反向代理，将请求分发到相应的服务器，不影响其他模块功能及性能

• 数据库采用主备存储，一定程度上保证了数据的可靠性，降低数据丢失的风险，当主库宕机，人工切换至备库。

• 前后端基于 HTTP+JSON 进行数据交互

4.3 设计规范

• 业务模块开发使用 Spring Boot + Mybatis

• MySQL 使用 InnoDB 存储引擎

• 数据传输使用 HTTP+JSON

5. 质量设计

5.1 可测试性设计

单元测试

5.2 可维护性设计

运维以人工为主

5.3 可观测性设计

操作日志查询

5.4 安全/成本设计

数据不完全丢失；

成本控制在 30W;

6. 演进规划

• 6.1 项目一期

• 完成“学生子系统”、“课程子系统”、“权限子系统”功能的开发、测试、上线

• 6.2 项目二期

• 上线运行后，根据实际运行情况进行功能调整、完善

• 建立服务监测模块