模块三作业：学生管理系统架构设计文档

前言

本文是学生管理系统的架构设计文档，用于指导学生管理系统的后续需求、开发、测试和部署和运维工作。

词汇表

MySQL

MyBatis

SpringBoot

SpringCloud

Shiro

Thymeleaf

Vue

Element

Bootstrap

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）时间： 2021.12.31 号前完成

2）项目金额：100 万

3）数据库采用 MySQL

4）质量标准符合 ISO9001 标准

3. 总体架构

学生管理系统整体没有与外部系统的交互，省略系统边界黑盒图此。

系统边界白盒图：

3.1 架构分析

3.1.1 高可用

系统对学生信息的管理只是起辅助作用，即便系统宕机，学校仍然可以进行上课、考试等，所以对系统的高可用要求并不高。但是如果数据丢失，重新录入数据会很麻烦，对存储系统的高可用的要求比较高，所以采用 MySQL 的主备模式。

3.1.2 高性能

学校在校学生人数正常几千人多的也只有几万人，单体结构加 MySQL 单机足以满足性能需求。

3.1.5 可拓展性

学校对系统的需求变化频率较高，拆分成子系统易于修改，或通过添加子系统来实现新功能的开发。

3.1.3 成本

总体对性能和高可用性要求不高，正常需要 4 台机器即可，成本不高，不需要额外做更多的考虑。

3.1.4 安全

虽然都是公开的数据，但仍然需要保护好数据，防止篡改。需要做好权限管理。

3.2 总体架构

1）将系统分为学生子系统，课程子系统，权限子系统。

2）为防止数据丢失，采用主备数据复制方式，包括一台主 mysql，和一台备 mysql。

3）采用 Nginx 服务器

4. 详细设计

4.1 核心功能

4.1.1 学生子系统

1）系统登录

2）账号分配

3）账号绑定

4）组织管理层级

5）文件上传/下载

6）信息查询

4.1.2 课程子系统

1）课程录入

2）选课功能

3）排课功能

4）教材选择

5）试卷区域分割。

6）平时成绩

7）评分判定

4.1.3 权限子系统

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

4.2.1 MySQL 主备模式

由于数据丢失的结果比较难以接受，所以采用 MySQL 主备模式，保证数据的安全。

4.2.2 JWT

由于拆分为 3 个子系统，每个子系统部署在不同的机器上，且系统没有引入 redis 等缓存组件，所以设计使用 jwt 作为授权校验和记录用户状态。

4.3 设计规范

1）使用 HTTP 协议通信。(ABNF)详细描述包括 header、message-body 的详细格式...

2）采用 ubantu

3）使用 spring boot 集成 spring mvc 和 mybatis

4）JWT 做授权校验和状态管理

5）接口命名规范

6）代码管理规范。使用 git 做版本控制，确定 workflow、commit 模板、change log、tag 命名等...

7）代码编写规范...

8）项目文档规范。项目关键信息记录，子系统负责人、技术文档 ...。

9）数据库规范，建表规范（数据引擎，字符集、行格式等）、字段命名规范 （字符集、类型、长度等）、索引命名 &创建规范...

10）发版规范...

11）生产操作规范。...

5. 质量设计

1）可测试性

可以通过各个功能模块的接口，来进行系统的功能、性能测试

2）可维护性

可通过系统日志，来定位、修复问题；准备好系统的启动、停机的脚本

3）可观测性

可以通过各个功能模块的接口、系统的日志、系统常见指标的监控来观察系统的内部运行情况

4）安全

通过防火墙来阻断常见的网络攻击，保障系统的安全性

6. 演进规划

6.1 项目一期

实现学生子系统、权限子系统、

6.2 项目二期

实现课程子系统

6.3 项目三期

实现考试子系统