学生管理系统架构设计文档

前言

[可选，用于总体上描述本篇文档的内容和目的]

本文是学生管理系统的详细架构设计文档，用于指导学生管理系统的后续的开发、测试和运维。

词汇表

[可选，用于明确定义和说明一些英文缩写、术语等，请用表格来呈现，infoq 写作平台不支持表格，所以只能一个一个的列]

无

1. 业务背景

[必选，从以下常见的角度来回答，你准备构建或者重构系统的目的和所处的位置是什么，可以是 1 个角度，也可以是多个角度，一般挑选重点的 3 个目的就差不多了：1.解决什么问题；2.带来什么价值；3.实现什么目标；4.完成什么任务；5.处于什么地位。

]

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。系统边界图如下：

2. 约束和限制

[必选，列出明确的约束和限制，常见的约束和限制有：1.投资方的成本要求；2. 监管方的监管要求；3. 技术选型的硬性要求；4. 项目时间要求；5. 质量要求]

1、数据库采用 Mysql。

2、数据必须有备份机制。

3、项目实施周期为五个月。

4、要求前后端分离，后端服务使用 Java 语言进行开发。

3. 总体架构

3.1 架构分析

[可选，这部分主要是架构复杂度的分析，基本上从备选架构文档中提炼关键内容过来即可]

1、是否需要高性能？

单学校的管理系统，没有高性能需求。数据量不大。

2、是否需要高可用？

如果学生管理系统宕机，一般也不会有什么太大的影响，所以计算高可用可以不考虑。但是如果数据全部丢失，影响比较大，丢失几条数据可以接受，需要保证数据的高可用。

3、是否需要可扩展？

学生管理系统的需求变化相对比较频繁，需要考虑可扩展。

4、是否需要低成本、安全？

对于外包学生管理系统，不需要考虑成本。由于不涉及敏感数据，安全方面也可不做考虑。

3.2 总体架构

[必选，描述总体架构设计]

Nginx：负责服务的转发和路由。

学生子系统：实现学生账号管理、分配。学生作业文件上传等功能。

课程子系统：实现课程录入、选课、排课等功能

权限子系统：实现不同角色的权限管理，包括教师、辅导员、学生等。

Mysql:负责存储学生、课程、权限数据。

4. 详细设计

[必选，描述核心场景或者流程的实现机制]

4.1 核心功能

[必选，描述核心场景或者流程的实现机制，对应 4R 架构中的 Rule，每个核心场景一个小节]

无

4.2 关键设计

[必选，描述系统的一些关键设计点是如何实现和取舍的]

a、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：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。 3. 账号绑定：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。 4. 组织管理层级：按学生实际情况划分归属。 例如：软件学院—数字传媒方向（专业）—软件 1306—苗雨 乔。 5. 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。 6. 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。

b、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.

c、考试管理

1. 试卷区域分割：发起考试：期中的时候，教师可以创建一次考试；而在月考时可以根据上课的周数进行考 试安排，如一般可以在在第八周、十二周、十六周分别创建三次考试。其中这些考试题目是在事先录入好的 题库中按照教师设定的知识点、范围、难易程度以及题型自动生成的试卷。每创建一次考试之后，教师需要 将出好的考试题进行分割点标注，然后印刷试卷，考试。考试过后，试卷会被扫描，然后教师需要将扫描件 试卷录入系统之中，系统会根据标注点对试卷进行预处理和分割。教师进入系统，可以对已经分割好的试卷 进行判分。 2. 平时成绩：此项功能包含学生平时所有相关成绩信息，例如：考勤主要是由教师终端自动生成的或者教师 手动输入，时间期限为当天；课堂笔记主要是由学生在当堂课程结束后将自己的笔记上传然后由教师批阅给 予成绩在下次上课前完成自动签名；课后作业主要是在每堂课之后，教师可以发起一次作业任务，学生应老 师设定的时间内提交作业，老师会对作业进行批阅，在下次课前给予成绩评分，将以上方式计算得到的总成 绩计入平时成绩。最后按照系统判定的平时成绩结合月考、期中、期末试卷成绩按相应比例得出学生最终成 绩。 3. 评分判定：教师使用系统对上传的试卷分割区域作出相应的评分。由于教师要对试卷进行签字，我们建 议教师在评分之前可以在试卷上进行签字，由此得到的扫描结果就有教师签字。如有额外需求，需要教师通 过外设进行试卷签字，此项功能暂不做需求开发。

d、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。

e、存储高可用

采用 Mysql 主从复制实现存储数据的同步。

f、可扩展设计

拆分为学生管理、课程管理、权限管理三个子系统。

4.3 设计规范

[必选，描述 Role 和 Relation 相关的开发框架、连接协议、数据包格式等]

1、Mysql 使用 Innodb 存储引擎。

2、开发框架使用 springboot2.5.2。

3、系统间通信使用 Http 协议。

4、通信数据格式使用 Json。

5. 质量设计

[必选，描述和质量相关的设计，包括：可测试性、可维护性、可观测性、成本等设计]

[样例：

5.1 消息队列管理后台

5.2 成本

]

[技巧：如果某个维度不涉及，也请在文档中说明，避免评审的时候被认为考虑不周全]

学生管理系统所有功能均对管理员角色开放，若发生学生选课等操作失败，极端情况下由管理员代为操作。

6. 演进规划

[必选，可以是演进规划，也可以是项目计划，需要描述每个里程碑或者版本具体要实现的能力]

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