团队作业3--需求改进&系统设计

团队作业3--需求改进&系统设计

这个作业属于哪个课程	软件工程
这个作业要求在哪里	作业要求
这个作业的目标	需求改进和系统设计

一、需求改进

（一）课堂讨论问题及修改

• 问题1：如何对接学校系统进行获取数据
  修改1：使用API接口，通过学校提供的RESTful API或SOAP服务获取实时数据（如学生信息、课程表、成绩）。
• 问题2：如何针对核心用户进行增删功能
  修改2：核心用户为学生，针对学生开发
  1.备忘录（考试或代办）；
  2.课表换背景；
  3.在课表请假；
  4.当堂课评价；
  5.查课表点外卖；
  6.每次点击弹出人文关怀鸡汤。

（二）需求规格说明书改进

1. 原初稿不足：

   • 风险分析（如开发进度延迟、技术复杂度风险）

   • 附录：

     • 术语表（如SSM、MVP）
     • 接口文档链接（与学校API的对接样例）

   • 验收标准（如系统响应时间<1秒为及格指标）

（四）功能分析四个象限

	实现难度低	实现难度高
用户价值高	第二象限：选课冲突检测	第一象限：成绩查询、课程表
用户价值低	第四象限：IoT监控	第三象限：移动端适配

（五）调整任务分解WBS及项目进度计划

调整后的WBS（工作分解结构）

任务层级	任务名称	负责人	交付物	优先级
1. 项目启动
1.1	需求澄清会议（用户访谈）	项目经理	用户需求清单（签字确认版）	★★★★★
2. 核心功能开发
2.1	学生模块功能
2.1.1	学生成绩查询功能（支持按学期筛选）	前端开发	接口文档+可交互页面	★★★★★
2.1.2	课程表展示与订阅提醒		日历组件+邮件/短信通知服务	★★★★★
2.2	教师模块功能
2.2.1	成绩录入模板校验与分批次保存	后端开发	Excel解析接口+校验规则文档	★★★★★
2.3	教务模块功能
2.3.1	选课冲突检测基础版（时间/教室）	后端开发	冲突检测API（支持1000并发）	★★★★
3.支撑功能开发
3.1	权限系统（RBAC模型设计）		权限流程图+数据库表设计	★★★★
3.2	数据对接（学校LDAP同步）	后端开发	单点登录接口+定时同步脚本	★★★
4. 测试与交付
4.1	压力测试（选课模块高并发验证）	测试	JMeter测试报告+SQL慢查询优化方案	★★★

项目进度计划（示例周次）

周次/阶段	核心任务	关键产出物	依赖关系
第6周	需求分析定稿	需求规格说明书V2.0	无
第7-8周	原型设计+技术验证	高保真原型（Figma）	需求确认后启动
	Spring Security权限模块开发	RBAC权限表结构设计	需完成权限设计评审
第9周	Alpha冲刺阶段启动	每日Scrum会议记录	原型评审通过
	学生成绩查询功能联调	学生端功能演示	依赖后端接口完成
第10周	选课冲突检测（第一版）	冲突检测逻辑白皮书+测试用例	依赖教室/课程数据准备
第11周	用户测试+反馈迭代	测试报告（10个核心场景通过率≥95%）	Beta版发布前必须完成
第12周	风险应对（预留缓冲时间）	风险处理报告（如学校API延迟应对方案）	根据实际风险触发

二、系统设计（架构设计）

基于高并发、可扩展性需求，采用前后端分离 + 分布式微服务架构，以下为关键技术选型与模块划分：

1. 架构分层与技术栈

系统架构技术方案

层级	技术方案	说明
前端	Vue3 + Vite + Element-Plus + Axios	- 响应式界面 - 动态路由 + 权限指令控制
网关层	Spring Cloud Gateway + JWT	- 统一鉴权、限流 - 路由分发（/api/user → 用户微服务）
微服务层	Spring Boot 3.x + Nacos（注册中心）	- 核心服务：用户服务、课程服务、选课服务、成绩服务 - 使用 OpenFeign 实现服务间通信
数据库层	MySQL 8.0（主从复制） + Redis 7.0	- 读写分离 - Redis 缓存选课库存、分布式锁
安全权限	Spring Security + RBAC 模型	- 接口级权限控制（@PreAuthorize） - 数据权限隔离（教师仅能访问任课班级）
监控运维	Prometheus + Grafana + SkyWalking	- 接口性能监控 - SQL 慢查询报警

2. 服务拆分与通信设计

1. 前端

   • 技术栈: Vue SPA
   • 通信方式: 调用网关接口

2. 网关层

   • 组件: Spring Cloud Gateway (端口 8080)
   • 依赖服务发现: Nacos

3. 微服务层

   • 用户服务 (端口 8001)
     • 核心功能: 登录/注册、权限管理
   • 课程服务 (端口 8002)
     • 核心功能: 课程增删改查、教室时间分配
   • 选课服务 (端口 8003)
     • 核心功能: 选课冲突检测、选课队列处理

4. 公共依赖

   • JWT 工具类、异常处理封装

3.数据库分析

采用符合第三范式的设计，确保数据一致性，同时针对性优化高频查询。

(1). 核心表结构

用户与权限相关

点击查看代码

-- 用户表（所有角色基础信息）
CREATE TABLE `user` (
  `user_id` BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT COMMENT '用户ID',
  `username` VARCHAR(50) UNIQUE NOT NULL COMMENT '学号/工号',
  `password` VARCHAR(100) NOT NULL COMMENT 'BCrypt加密密码',
  `real_name` VARCHAR(20) NOT NULL COMMENT '真实姓名',
  `role_id` INT NOT NULL COMMENT '关联角色表',
  INDEX `idx_username` (`username`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;

-- 角色表（RBAC模型）
CREATE TABLE `role` (
  `role_id` INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
  `role_name` VARCHAR(20) NOT NULL COMMENT '学生/教师/教务'
);

-- 权限表（细粒度控制）
CREATE TABLE `permission` (
  `perm_id` INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
  `perm_code` VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT '如 course:add'
);

课程与选课相关

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-- 课程信息表
CREATE TABLE `course` (
  `course_id` BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
  `course_code` VARCHAR(20) UNIQUE NOT NULL COMMENT '课程编号',
  `course_name` VARCHAR(100) NOT NULL,
  `credit` TINYINT NOT NULL COMMENT '学分',
  `max_students` INT NOT NULL COMMENT '最大选课人数'
);

-- 课程安排表（上课时间地点）
CREATE TABLE `course_schedule` (
  `schedule_id` BIGINT PRIMARY KEY,
  `course_id` BIGINT NOT NULL,
  `teacher_id` BIGINT NOT NULL COMMENT '任课教师',
  `semester` VARCHAR(10) NOT NULL COMMENT '如2024-SPRING',
  `week` TINYINT NOT NULL COMMENT '周次 (1-16)',
  `time_slot` VARCHAR(20) NOT NULL COMMENT '时间枚举：MON-MORNING2',
  `classroom` VARCHAR(50) NOT NULL,
  FOREIGN KEY (`course_id`) REFERENCES `course`(`course_id`),
  FOREIGN KEY (`teacher_id`) REFERENCES `user`(`user_id`),
  INDEX `idx_time` (`semester`, `week`, `time_slot`)  -- 加速冲突检测
);

-- 学生选课表
CREATE TABLE `student_course` (
  `sc_id` BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
  `student_id` BIGINT NOT NULL,
  `schedule_id` BIGINT NOT NULL,
  `status` TINYINT DEFAULT 0 COMMENT '0-待确认 1-成功 2-已退选',
  `select_time` DATETIME NOT NULL,
  FOREIGN KEY (`student_id`) REFERENCES `user`(`user_id`),
  FOREIGN KEY (`schedule_id`) REFERENCES `course_schedule`(`schedule_id`),
  UNIQUE KEY `uk_student_schedule` (`student_id`, `schedule_id`)  -- 防止重复选课
);

成绩管理相关

点击查看代码

-- 学生成绩表
CREATE TABLE `student_score` (
  `score_id` BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
  `student_id` BIGINT NOT NULL,
  `course_id` BIGINT NOT NULL,
  `exam_type` VARCHAR(20) COMMENT '期中/期末/平时',
  `score` DECIMAL(5,2) CHECK (`score` BETWEEN 0 AND 100),
  `teacher_id` BIGINT NOT NULL COMMENT '录入教师',
  FOREIGN KEY (`student_id`) REFERENCES `user`(`user_id`),
  FOREIGN KEY (`course_id`) REFERENCES `course`(`course_id`)
);

三、Alpha任务分配计划

召开迭代计划会议，为下周进入Sprint做准备，具体内容如下：
1. 迭代计划会议准备
会议目标：基于当前团队资源（7人，总开发时间约240小时/周），从Product Backlog中筛选高优先级任务，拆分为可执行单元。

关键输入：

• 需求优先级排序结果（核心功能：学生成绩查询、教师成绩录入、选课冲突检测）
• 技术风险清单（如Redis未部署可能影响选课性能）

2. Sprint Backlog生成（示例分解）
总原则：任务粒度控制在1人天内（约6-8小时），明确输出物与验收标准。

功能模块	分解任务	预计耗时	负责人	依赖关系	验收标准
学生成绩查询	1. 后端：MyBatis多表查询接口开发（学生-课程-成绩）	6h	后端开发	需先完成数据库设计评审	接口返回符合Swagger定义，支持分页
	2. 前端：Element-Table动态渲染成绩表格	5h	前端开发	依赖接口完成	表格支持按学期筛选，加载时间<1s
教师成绩录入	1. 后端：Excel导入工具类开发（POI + 校验规则）	8h	后端开发	需确定模板格式	解析1000行数据耗时<2s，错误提示定位准确
	2. 前端：上传组件+错误展示弹窗	4h	前端开发	依赖工具类完成	用户可下载错误报告，支持断点续传
选课冲突检测	1. 算法：时间冲突检测核心逻辑（基于课程Schedule）	10h		需获取教室时间数据	检测准确率100%，响应时间<50ms（压测）
	2. Redis：库存扣减原子操作实现	6h	后端开发	需完成Redis环境配置	并发测试无超卖，日志可追溯
系统支撑	1. 权限系统：JWT令牌签发与校验	6h		无	支持角色鉴定，Token过期自动刷新
	2. 日志监控：ELK日志收集配置	4h		需服务器权限	可在Kibana中按模块检索错误日志

3. 迭代冲刺甘特图（Alpha阶段）
时间范围：第6周至第9周（共4个Sprint，每周迭代）

关键里程碑：

• Sprint 1结束：完成基础框架搭建（6月10日）
• Sprint 3结束：核心功能联调（6月24日）