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. 学生学习，老师排课考试，管理员管理不冲突，各个互不影响

2. 使用 mysql 作为存储

3. 成本控制在 300 万

3. 总体架构

3.1 架构分析

1.存储需要具备高可用行

课程管理系统的数据不能丢失，加入学生的学习记录，在线考试或者老师的备课数据丢失，是非常严重且影响使用的，直接导致用户不能进行正常的学习和教学工作，所以数据高可用是必须的

2.计算高可用

各个子系统之间不能相互影响，假如课程系统挂掉，考试备课等功能不能使用，但不影响学生的使用，不影响管理对老师和学生的管理等，所以各个需要拆分出来单独的子系统。

3.高性能

此系统不涉场景要求非常高的情况，比如高并发，大量数据等，所以高性能不是必须

4.可扩展

学生管理系统的可扩展要求不是非常高，常用场景基本都能覆盖高，扩展点不会太多，所以可扩展不是必须

3.2 总体架构

1.系统边界白盒图

2.系统架构图

1.客户端是浏览器登录

2.采用 nginx 作为负载

3.后端划分三个子系统：学生子系统，课程子系统和权限子系统

4.服务端：开发语言采用 java,使用 springboot2.0 作为各个子系统的框架

5.mysql 做数据存储，划分主备库

4. 详细设计

4.1 核心功能

1.学生选课

1.学生登录，经过权限系统认证，登录成功

2.学生进入课程子系统进行选课

3.选完之后返回选定的课程，列表展现

2.考试流程

1.老师登录课程子系统

2.老师创建试卷，根据题库的题目自动组卷

3.学生登录课程子系统

4.学生答卷提交

5.老师在线批改试卷

4.2 关键设计

1.各个子系统不相互影响（登录除外）

课程子系统，学生子系统和权限子系统如果一方出现问题，其他系统不受影响，这样影响范围会比较小，排查问题切入点会比较快

2.存储高可用

采用 mysql 主从架构，保证数据尽量少丢失，主库向从库不断同步数据，保证数据有备份；

如果主库同步延迟，则需要增加告警来提示系统数据延迟

4.3 设计规范

1.前端用 react 开发，后端用 java 开发

2.后端用 springboot2.0 框架，采用 spring shiro 管理认证权限

3.数据库采用 mysql 主从

4.各个子系统之间通过 http 接口调用

5. 质量设计

可测试性

系统能通过冒烟测试，压力测试，然后发布生产环境，形成系统的测试文档和操作手册

可维护性

无

可观测性

后端管理系统里根据日志可以看到各个环节报错情况

成本

控制在 300 万

6. 演进规划

1.考虑增加 MQ 来缓冲学生考试提交的内容，避免大量请求打入数据库

2.考虑数据量增长，通过上云来减少系统部署难度和数据存储过大问题