软件架构设计方案实战

思考：

基于用例图、组件图，以及部署图，实现食堂就餐卡系统架构设计。

业务场景如下：

（1）系统中每个消费者都有一张卡，在管理中心注册缴费，卡内记着消费者的身份、余额；

（2）使用时将卡插入收款机则显示卡上金额，服务员按收款机上数字键，收款机自动计算并显示消费额及余额；

（3）管理中心的管理员监视每一笔消费，可打印出消费情况的相关统计数据。

针对软件架构需求，软件设计解决方案如下。

1、系统设计概述

食堂就餐卡系统提供消费者高效快捷就餐服务，实现消费结算自动化功能，也是企业获取大量现金流实现快速盈利结算的目标。

1.1 功能概述

主要功能为消费者具有就餐卡，通过就餐卡实现就餐金额消费结算的自动化功能。同时，系统为管理员提供监控功能，使用者主要为消费者、服务员、管理员。

1.2 非约束功能

系统上线运行，预计能够支撑一年用户量达到上万人，日订单量顶峰达到十几万。

1. 消费查询性能⽬标：平均响应时间<300ms，95%响应时间<500ms，单机 TPS>100；

2. 消费结算性能⽬标：平均响应时间<800ms，95%响应时间<1000ms，单机 TPS>30；

3. 系统核⼼功能可⽤性⽬标：>99.97%；

4. 系统安全性⽬标：系统设计构建区域局域网，主要防止就餐卡破坏造假，防止有人恶意连接系统，窃取和修改用户数据；

5. 数据持久化⽬标：>99.99999%。

2、系统用例图与整体设计

系统主要功能如下：

系统中每个消费者都有一张卡，在管理中心注册缴费，卡内记着消费者的身份、余额；

使用时将卡插入收款机则显示卡上金额，服务员按收款机上数字键，收款机自动计算并显示消费额及余额；

管理中心的管理员监视每一笔消费，可打印出消费情况的相关统计数据。

主要角色为消费者、服务员、管理员。

2.1 系统用例图

消费者具有注册、充值、注销、消费等场景；

服务员具有消费、结算等场景；

管理员具有监控、打印、结算等场景。

3、系统部署图与整体设计

系统上线预计部署 7 台机器，4 个子系统，消费者进行就餐卡充值与微信和支付宝支付系统交互。

3.1 系统部署图

就餐卡交互系统，主要用于消费者就餐消费结算，就餐卡插入收款机，服务员输入数字，自动结算，系统预计部署 4 台机器。

管理系统，主要负责消费者注册缴费和充值，以及管理员监控消费数据功能。部署 1 台机器，辅助打印机，打印用户消费记录数据。

消费系统，统一负责用户消费数据更新，并提供安全风控功能，部署 2 台服务器集群。

数据库系统，持久化存储数据，提供数据查询，采用主从模式进行数据备份和读写分离。

4、就餐卡交互系统设计

主要负责消费者就餐卡插入，显示余额，以及服务员输入消费金额，确认消费功能。

4.1 就餐卡交互系统组件图

就餐卡传感组件，用于读取就餐卡用户信息。

窗口组件，用于控制设备显示用户信息以及消费数据。

收款机程序，用于消费者就餐消费结算，并最终通过远程通信，与后端系统进行交互，得出消费结果。

5、管理系统设计

主要负责消费者注册缴费和充值，以及管理员监控功能。

5.1 管理系统组件图

就餐卡传感组件，用于读取就餐卡用户信息，便于用户充值。

窗口组件，用于控制设备显示用户信息。

管理中心程序，主要负责用户注册缴费以及充值服务。

打印机组件，用于打印消费者消费记录

6、用户消费计算系统设计

用户消费计算系统具体实现用户消费结算、注册缴费、消费监控等功能，实现程序统一控制。

6.1 用户消费计算系统组件图

负载均衡组件，用于控制分配消费者消费请求，降低单台服务器压力，提高系统性能。

就餐结算与控制程序，具体实现系统核心功能如用户注册缴费、消费结算、数据监控等。

第三方支付组件，用于用户注册缴费和充值金额时调用第三方接口，实现金额扣款。

数据库程序，用于存储用户信息以及消费记录。