前言

本文是学生管理系统详细架构设计文档。

词汇表

Nginx：一高性能的 HTTP 和反向代理 web 服务器。

MySQL：一开源关系型数据库。

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。

基于以上背景，我们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。

2. 约束和限制

1.支撑 1 万学生的在线使用

2.成本不能超过 15 万

3.数据库采用 MySQL

3. 总体架构

[必选，描述经过备选架构决策后定下来的架构方案，这一章主要是描述架构的 3R：Rank、Role、Relation]

[技巧：1. 系统边界白盒图描述系统内的角色与外界的交互(Rank + Role + 外部 Relation)；2. 系统架构图来描述内部的 Role + 内部 Relation]

[注意：不建议一张图同时描述系统架构的 3R 以及与外界的交互，因为图太复杂，画系统边界白盒图的时候，系统内部的 Relation 可以不画]

3.1 架构分析

对于学生管理系统来说，学校的学生一般情况在 1 万人左右，涉及的功能学生信息管理、考试管理、权限管理对于系统的高新能要求不高，对与课程管理，集中选课时有一定的性能需求。对与系统的高可用的要求上，主要是学生信息存储的高可用，避免信息丢失。

3.1.1 系统高可用

关系系统中，如果学生信息丢失，需要大量的工作重新登记录入，所以主要是存储的高可用，采用 MySQL 主备的方案，如果消息丢了，导致没有审核，然后触犯了国家法律法规，则是非常严重的事情；对于等级子系统来说，如果用户达到相应等级后，系统没有给他奖品和专属服务，则 VIP 用户会很不满意，导致用户流失从而损失收入，虽然也比较关键，但没有审核子系统丢消息那么严重。

3.1.2 系统高性能

 学生选课有时间的限制，所能出现同年级的学生集中在线选课的情况，对课程管理系统有一定高并发的的要求。

3.2 总体架构

总体架构图：

1）保证系统一定的高可用，采用系统拆分架构，拆分学生子系统、课程子系统、权限子系统。

2）数据存储高可用一台主 MySQL 和一台备 MySQL，主备数据复制，保障数据不丢失。

4. 详细设计

4.1 核心功能

4.1.1 学生子系统：注册，信息查询，账号管理。

4.1.2 课程子系统：课程信息管理，选课。

4.1.3 权限子系统：账号角色管理，权限分配，账号信息管理。

4.2 关键设计

1）数据存储可靠性

学生信息存储在 MySQL 中，一主一备两台 MySQL 服务器，MySQL 服务器之间复制数据，保证数据高可用。在此基础上可以定期对数据进行冷备，加强保障。

2）课程系统高性能

学生管理系统做任务分解，课程系统，学生系统和权限系统，做服务拆分。

4.3 设计规范

1）使用 Spring Boot 开发框架

2）MySQL 使用 Innodb 存储引擎

5. 质量设计

5.1 云服务器性能监控

5.2 成本设计

1 台 Nginx 代理服务 ：2 核 4G，10G 硬盘，带宽 10M

3 台子系统服务：2 核 ，4G，20G 硬盘

2 台数据服务：2 核，8G，500G 硬盘

6. 演进规划

6.1 付费子系统，结合学生信息，管理学费缴费情况，学生住宿费用，生活缴费（水卡、饭卡、网卡）