模块三作业

外包学生管理系统架构设计

前沿

本文档是外包学生管理系统的详细架构设计文档，用于指导后续的开发、测试和运维。

词汇表

MySQL 关系型数据库

Nginx 高性能的 HTTP 和反向代理 web 服务器

SpringBoot Java 后端框架

AngularJS JS 前端框架

https 超文本传输安全协议

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、约束与限制

1）质量要求：数据不能丢失；

2）成本要求：成本不超过 xx 万；

3）技术栈要求：采用 Java 语言开发，使用 MySQL 数据库；

4）时间要求：2022 年下班学期开学起使用；

5）资源：使用学习已有的 Nginx。

3、总体架构

3.1、架构分析

高可用

系统主要用于管理学生和课程，使用人数有限，一般不超过一万，所以一般可用即可。数据不能丢失，需要备份。

高性能

人数规模有限，不存在高并发，一般性能即可。

可扩展

按子系统设计，扩展比较容易。

3.2、架构图

说明：

1）根据业务划分为 3 个子系统：学生子系统、课程子系统和权限子系统；

2）使用 Nginx 进行服务分发；

3）使用 MySQL 主备结构，保障数据不丢失。

4、详细设计

4.1、核心功能

4.1.1、学生管理

1）系统登录

此功能面向所有用户角色，根据用户角色权限不一，功能权限也不一样。

2）账号分配 &绑定

学生账号由系统生成，给定相应权限，可进行密码更改，无法对系统成绩评定等功能做出相应干涉。教师账号由管理者（教务）通过系统生成，教师有对学生成绩评定和试卷评定的权限，同时兼容学生权限。管理（教务）权限由系统固有账号，是系统 root 权限，对教师有分配管理权限，对数据有增加、修改、删除、查询权限。

学生账号可通过第三方如：手机号码、微信等自行绑定，可实现账号自助找回等。

3）组织管理层级

按学生实际情况划分归属。

4）文件上传/下载

此功能针对所有用户开放，学生可以将自己课堂笔记、日常作业等相关信息在线传输，教师通过学生上传的相关作业、试卷信息进行相应评定，完成对学生平时成绩的评定。此功能一旦评定结束，所有用户只有查询、浏览的权限，除管理员外其他用户没有对成绩修改的权限。

5）信息查询

此项功能包含课程查询（含课程体系、课时安排、课表、教师、教材等）、成绩查询、文件查询。

4.1.2、课程管理

1）课程录入

由管理员对相应课程体系进行录入，供学生、教师进行在线选择。

2）选课功能

学生可以在线对自己的课程体系进行选择，相对应的课程选择功能类比。

3）排课功能

此功能根据学生选定的课程和教学体系安排，对相应教师、教室、时间进行统一规划安排。排课功能备选开发方向为在线排课和人工录入，在线排课是系统根据课程要设置课程的名称、课时、上课的班级、代课老师等信息，除此之外，还可以选填排课时的优选项，例如：上课时间有限上午等系统自动生成课程信息，管理员有权限对课程安排作出添加、删除、修改等判定。

4）教材选择

此功能由教务统一管理，根据每门课程选定相应教材。

4.1.3、权限管理

1）系统使用者有学生、教师、管理员、辅导员。

2）学生、教师、辅导员可以注册、登录、修改自己的信息，但注册信息需要管理员审核通过。

3）学生只能查看自己的成绩，教师可以修改学生的成绩。

4） 辅导员可以查看学生的信息，可以设置学生的奖惩信息。

5） 教师可以上传考试试题，学生可以做题。

4.2 关键设计

前端使用 AngularJS；

用户与 Nginx 之间使用 https 协议；

后端使用 Spring Boot；

前后端之间使用 json 交互；

数据库使用 MySQL。

4.3 设计规范

1）前端使用 AngularJS；

2）后端使用 SpringBoot；

3）数据库使用 MySQL，MySQL 使用 Innodb 存储引擎；

4）前后端交互使用 json；

5）用户使用 https 访问系统。

5、质量设计

1）预算：服务器、数据库、Nginx、宽带等；

2）维护：管理员；

3）可观测性：日志，审计；

4）可测试性：单元测试、集成测试即可，可以先小范围试用，逐步推广。

6、演进规划

1）考试管理系统；

2）后台运维管理平台；

3）报表系统；

4）校友管理系统；

5）大数据分析系统。