学生管理系统详细架构设计

学生管理系统详细架构设计

前言

本文是学校学生信息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

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。

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。目前学生管理系统多为手工纸面操作，由此产生下列问题：

·         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。

·         信息的准确度不高，日常管理的工作效率低下。

基于以上信息，我们需要实现一个简单易操作，有一定处理能力的学生管理系统软件。

2. 约束和限制

1.   尽量降低成本。

2.   由于系统需要保存大量的学生信息，所以尽量保证数据不要丢失

3. 总体架构

3.1 架构分析

可扩展：

由于学生管理的业务需求比较复杂，所以系统要具有一定的可扩展性，可以方便的增加业务需求。可以按照功能将学生管理系统拆分成学生管理、课程管理和权限管理三个子系统，降低内部复杂度，提升系统可扩展性。

数据高可用：

由于学生数据信息量比较大，课程信息和学生成绩对学校和学生来说对非常重要，因此数据不要全部丢失。为了保证系统数据的高可用，本系统设计了主备数据库，若主数据库宕机，可以用备数据库对数据进行恢复。

3.2 总体架构

学生管理系统采用 BS 架构，共分为：Web 层，应用层和数据层。客户端与服务端采用 json 传递数据。

1)   Web 层部署 Nginx。前端页面部署在此， 实现浏览器请求的负载均衡。

a)   管理员、教师和学生通过浏览器登陆系统后，会将相关前端页面加载到浏览器，然后用户通过这些页面操作学生管理系统， 相关操作通过这些页面发出 http 请求发到应用服务器，并将返回的数据处理后显示给用户。

2)   应用层：应用部署了学生子系统、课程子系统和权限子系统。

a)   应用服务接收 web 服务的 http 请求。若需要访问数据库，应用服务会通过 JDBC 访问 mysql 数据库，进行相关业务处理，并将处理结果返回给 web 服务。

3)   数据层：部署了 MySQL 主备数据库，用来保存学生信息，课程信息以及相关权限信息。

a)   直接用 MySQL 的主从复制来实现数据复制

4. 详细设计

4.1 核心功能

学生登录流程：

排课流程：

4.2 关键设计

为了支持业务的可扩展开发，系统划分为三个子系统，方便将来业务划分。

为了防止数据丢失，采用 mysql 主备设计。

4.3 设计规范

前端和服务端采用 http 通信，各子系统之间采用 tcp 通讯。子系统访问数据库用 JDBC。各系统之间数据格式采用 json

5. 质量设计

可测试性：用户通过浏览器页面可以直接进行功能测试。后端也提供 swagger 进行 api 测试。

可维护性：部署采用 jenkins+docker，减少环境影响带来的部署问题。系统捕获出错信息，并打印到日志中，方便出错时快速定位。

可观测性：可以在浏览测观测相关页面。

成本：3 台后端服务器+1 台 nginx+2 台 mysql 数据库服务器

6. 演进规划

系统已经划分为三个子系统，将来添加新的业务，可以往这三个子系统添加。若是新增的业务不能规划到这三个子系统中，还可以增加新的子系统。