一、引言
1.1 编写目的
本说明书旨在为“学生选课系统”的开发与实现提供详细的技术指导，涵盖系统整体架构、模块划分、功能描述、数据结构设计、接口定义等内容。通过本说明，开发人员可以明确系统各部分的功能逻辑与交互方式，确保系统开发的规范性与可维护性。
1.2 系统背景
随着高校教学管理信息化的发展，传统的手工选课方式已无法满足现代教育对效率和准确性的要求。为此，开发一套高效、稳定、易用的学生选课系统成为必然趋势。该系统将支持学生在线选课、课程信息管理、选课结果统计等功能，提升教务管理的自动化水平。
1.3 适用范围
本系统适用于高等院校的教务管理部门及全体在校学生，主要服务于选课流程的电子化、智能化管理。
二、系统概述
2.1 系统目标
- 实现学生在线选课功能；
- 提供课程信息查询与筛选；
- 支持选课时间管理与容量控制；
- 生成并管理选课结果报表；
- 保障系统的安全性与稳定性。
2.2 系统功能模块
系统主要包括以下功能模块：
| 模块名称 | 功能描述 |
|----------------|----------|
| 用户管理模块 | 学生与教师账号注册、登录、权限分配 |
| 课程信息管理模块 | 教师或管理员添加、修改、删除课程信息 |
| 选课管理模块 | 学生进行课程选择、退选、查看选课状态 |
| 选课结果统计模块 | 统计各课程选课人数，生成选课报告 |
| 系统设置模块 | 管理选课时间段、课程容量等参数 |
三、系统架构设计
3.1 技术选型
- 前端：采用HTML5 + CSS3 + JavaScript（结合Vue.js框架）
- 后端：使用Java语言，Spring Boot框架
- 数据库：MySQL数据库
- 服务器：Tomcat或Nginx
- 接口通信：RESTful API
3.2 系统架构图
（此处可插入系统架构图，建议以文字形式描述）
系统采用前后端分离架构，前端负责用户界面展示与交互，后端处理业务逻辑与数据操作，数据库用于存储系统数据。各模块之间通过API进行通信，保证系统的高内聚、低耦合。
四、模块详细设计
4.1 用户管理模块
- 功能说明：实现用户的注册、登录、权限验证等功能。
- 数据结构：
- `User` 表：包含字段如 `id`, `username`, `password`, `role`, `created_at` 等。
- 接口设计：
- `/api/user/register`：用户注册接口
- `/api/user/login`：用户登录接口
- `/api/user/info`：获取用户信息接口
4.2 课程信息管理模块
- 功能说明：允许管理员或教师添加、编辑、删除课程信息。
- 数据结构：
- `Course` 表：包含字段如 `course_id`, `course_name`, `teacher`, `capacity`, `start_time`, `end_time` 等。
- 接口设计：
- `/api/course/list`：获取课程列表
- `/api/course/create`：创建新课程
- `/api/course/update`：更新课程信息
- `/api/course/delete`：删除课程
4.3 选课管理模块
- 功能说明：学生可根据自身需求选择课程，系统需判断是否符合选课条件（如时间冲突、容量限制）。
- 数据结构：
- `Enrollment` 表：记录学生选课情况，包括 `student_id`, `course_id`, `enroll_time` 等。
- 接口设计：
- `/api/enroll/select`：学生选课接口
- `/api/enroll/withdraw`：学生退课接口
- `/api/enroll/status`：查看选课状态接口
4.4 选课结果统计模块
- 功能说明：统计每门课程的选课人数，生成可视化报表。
- 数据结构：
- `EnrollReport`：包含课程ID、选课人数、剩余名额等信息。
- 接口设计：
- `/api/report/statistics`：获取选课统计信息
五、数据库设计
5.1 数据库表结构
- 用户表（users）
```sql
CREATE TABLE users (
id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
username VARCHAR(50) NOT NULL UNIQUE,
password VARCHAR(100) NOT NULL,
role ENUM('student', 'teacher', 'admin') NOT NULL,
created_at DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
);
```
- 课程表（courses）
```sql
CREATE TABLE courses (
course_id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
course_name VARCHAR(100) NOT NULL,
teacher VARCHAR(50),
capacity INT NOT NULL,
start_time DATETIME,
end_time DATETIME
);
```
- 选课记录表（enrollments）
```sql
CREATE TABLE enrollments (
id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
student_id INT,
course_id INT,
enroll_time DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
FOREIGN KEY (student_id) REFERENCES users(id),
FOREIGN KEY (course_id) REFERENCES courses(course_id)
);
```
六、系统安全设计
- 用户认证与授权：采用JWT（JSON Web Token）技术实现用户身份验证，确保访问权限可控。
- 输入验证：对所有用户输入进行校验，防止SQL注入、XSS攻击等安全问题。
- 数据加密：敏感数据如密码使用加密算法（如BCrypt）进行存储。
- 日志记录：系统关键操作需记录日志，便于后续审计与问题追踪。
七、测试方案
7.1 单元测试
针对每个模块编写单元测试用例，验证其功能正确性。
7.2 集成测试
测试各模块之间的接口调用与数据交互是否正常。
7.3 用户验收测试（UAT）
邀请实际用户参与测试，确保系统符合实际使用需求。
八、部署与维护
8.1 部署环境
- 前端部署在Nginx服务器上；
- 后端部署在Tomcat服务器上；
- 数据库使用MySQL集群部署，确保高可用性。
8.2 维护计划
- 定期备份数据库数据；
- 监控系统运行状态，及时处理异常；
- 根据用户反馈持续优化系统功能与性能。
九、附录
9.1 术语解释
- JWT：一种基于JSON的开放标准（RFC 7519），用于在网络应用间安全地传输信息。
- RESTful API：一种基于HTTP协议的接口设计风格，强调资源的统一标识与操作方式。
9.2 参考资料
- 《软件工程导论》
- 《Spring Boot实战》
- MySQL官方文档
结束语
本详细设计说明书为“学生选课系统”的开发提供了全面的技术指导，确保系统具备良好的扩展性、安全性与用户体验。希望本说明书能为项目团队提供清晰的方向与依据，助力系统顺利上线与稳定运行。
