以下是一个基于Java语言的教务查询系统实现方案,包含技术选型、架构设计、功能模块和实现步骤等内容:
一、系统架构设计
- 技术选型
- 后端框架:Spring Boot(快速开发、微服务支持)
- 数据库:MySQL/PostgreSQL(关系型数据库)
- ORM框架:MyBatis/MyBatis-Plus(灵活SQL管理)
- 前端框架:Vue.js/React(前后端分离)或 Thymeleaf(服务端渲染)
- 安全框架:Spring Security(认证与授权)
- 缓存:Redis(热点数据缓存)
- API文档:Swagger/OpenAPI
- 部署:Docker + Nginx(容器化部署)
- 分层架构
- Controller层:处理HTTP请求,参数校验。
- Service层:业务逻辑实现。
- DAO层:数据库操作。
- Model层:实体类与DTO(数据传输对象)。
- Utils:工具类(如Excel导入导出、加密解密)。
- 前后端分离
- 后端提供RESTful API,前端通过Ajax调用。
- 使用JWT(JSON Web Token)实现无状态认证。
二、核心功能模块
- 学生模块
- 个人信息查询/修改
- 成绩查询(按学期/课程)
- 课表查询
- 选课管理(可选课程列表、退选)
- 考试安排查询
- 教师模块
- 成绩录入与修改
- 课程管理(发布课程大纲、作业)
- 学生名单导出
- 教学任务查询
- 管理员模块
- 用户管理(学生/教师账号增删改查)
- 课程管理(课程信息维护)
- 公告发布
- 系统日志监控
- 公共功能
- 登录/登出
- 密码重置(邮箱/SMS验证)
- 公告查看
- 数据统计(如成绩分布图)
三、数据库设计(关键表)
-- 学生表
CREATE TABLE student (
student_id VARCHAR(20) PRIMARY KEY, -- 学号
name VARCHAR(50) NOT NULL,
gender ENUM('男', '女'),
class_id VARCHAR(20), -- 所属班级
password VARCHAR(100) NOT NULL -- BCrypt加密
);
-- 课程表
CREATE TABLE course (
course_id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
course_name VARCHAR(100) NOT NULL,
teacher_id VARCHAR(20), -- 教师工号
credit INT, -- 学分
capacity INT -- 课程容量
);
-- 选课表(学生-课程多对多)
CREATE TABLE student_course (
student_id VARCHAR(20),
course_id INT,
PRIMARY KEY (student_id, course_id),
FOREIGN KEY (student_id) REFERENCES student(student_id),
FOREIGN KEY (course_id) REFERENCES course(course_id)
);
-- 成绩表
CREATE TABLE score (
student_id VARCHAR(20),
course_id INT,
score DECIMAL(5,2), -- 成绩(如89.5)
teacher_id VARCHAR(20), -- 录入教师
PRIMARY KEY (student_id, course_id)
);
四、关键接口示例(Spring Boot)
- 学生成绩查询接口
@RestController
@RequestMapping("/api/student")
public class StudentController {
@Autowired
private ScoreService scoreService;
@GetMapping("/scores")
@PreAuthorize("hasRole('STUDENT')") // 权限控制
public ResponseEntity<List<ScoreDTO>> getScores(
@RequestParam String studentId,
@RequestParam(required = false) String semester) {
return ResponseEntity.ok(scoreService.getScoresByStudent(studentId, semester));
}
}
- 教师成绩录入接口
@PostMapping("/scores/upload")
@PreAuthorize("hasRole('TEACHER')")
public ResponseEntity<String> uploadScores(@RequestBody List<ScoreUploadDTO> scores) {
scoreService.batchInsert(scores);
return ResponseEntity.ok("成绩录入成功");
}
五、安全设计
- 认证与授权
- 使用Spring Security + JWT实现登录认证。
- 角色分为:
ROLE_STUDENT
、ROLE_TEACHER
、ROLE_ADMIN
。
- 数据加密
- 密码存储:BCrypt加密。
- 敏感信息(如成绩)传输使用HTTPS。
- 防SQL注入
- 使用MyBatis参数化查询。
六、扩展功能
- Excel导入导出
- 使用Apache POI或EasyExcel实现课程表、成绩单导出。
- 消息通知
- 集成WebSocket实现实时通知(如成绩发布提醒)。
七、部署方案
- 本地开发
- 使用Maven/Gradle构建,内嵌Tomcat运行。
- 生产环境
- 使用Docker Compose部署服务:
yaml version: '3' services: mysql: image: mysql:8.0 environment: MYSQL_ROOT_PASSWORD: root backend: image: jdk17-springboot-app ports: - "8080:8080" depends_on: - mysql - redis
八、优化方向
- 缓存优化:Redis缓存课程列表、学生课表。
- 分库分表:数据量大时对成绩表按年份分表。
- 分布式锁:选课高峰期使用Redisson防止超选。
通过以上方案,可构建一个高可用、易扩展的教务查询系统,满足学生、教师和管理员的多角色需求。