潘秋霞 林中明 潘金蘭

摘 ?要：高校逐年擴招，畢業(yè)生人數上漲，畢業(yè)審核管理任務加重，畢業(yè)審核系統(tǒng)也需要實時更新。通過對微服務架構的研究，基于Spring Cloud微服務架構理念設計一款畢業(yè)審核系統(tǒng)，主要涉及畢業(yè)審核系統(tǒng)的微服務設計、技術分析、功能實現。試驗表明，系統(tǒng)擴展性強，學生能夠借助該系統(tǒng)實時查詢畢業(yè)情況，管理員可個性化設置畢業(yè)條件，實時受理畢業(yè)審核數據，打印畢業(yè)證等，加快高校畢業(yè)審核速度，提高畢業(yè)率，也可為結業(yè)轉畢業(yè)辦證提供便利。

關鍵詞：微服務架構；畢業(yè)審核；畢業(yè)審核管理；管理系統(tǒng)

中圖分類號：TP311.5 ? 文獻標識碼：A ? 文章編號：2096-4706（2023）16-0028-06

Research and Implementation of Graduation Review System Based on Microservice Architecture

PAN Qiuxia1， LIN Zhongming2， PAN Jinlan3

（1.Guangxi Minzu University， Nanning ?530006， China; 2.Nanning Normal University， Nanning ?530001， China;

3.Yulin Normal University， Yulin ?537000， China）

Abstract： Universities are expanding their enrollment year by year. Three are an increase in the number of graduates and an increase in graduation review management tasks， the graduation review system also needs to be updated in real-time. Through the research on the Microservice architecture， a graduation review system is designed based on the Spring Cloud Microservice architecture concept， which mainly involves the Microservice design， technical analysis and function realization of the graduation review system. The experiment shows that the system has strong scalability， and students can use the system to query graduation status in real time. Administrators can personalize graduation conditions， accept graduation review data in real time， print graduation certificates， etc.， accelerate the speed of graduation review in universities， improve graduation rates， and also provide convenience for transferring from graduation to certificate application.

Keywords： microservice architecture; graduation review; graduation review management; management system

0 ?引 ?言

畢業(yè)管理是一項復雜且重要的高校教務管理工作，與學生在校期間是否滿足畢業(yè)條件，是否能獲取學位息息相關。每年五、六月份是畢業(yè)資格審核、學位資格審核工作的忙碌期，各學院教學秘書、教務處學籍管理人員根據各專業(yè)培養(yǎng)方案、學籍管理辦法、學士學位評定辦法等審核學生是否滿足畢業(yè)條件，畢業(yè)審核管理工作需要做到細致嚴謹、不容出錯。近年來，高校招生工作在不斷擴張，隨著國家政策推進，專升本學生人數突飛猛進，預畢業(yè)生人數日益增加，畢業(yè)審核時間集中、數據量大，系統(tǒng)負荷重，現有的系統(tǒng)畢業(yè)審核流程不夠全面[1]。為解決畢業(yè)審核難題，提高系統(tǒng)運行效率，需要合理拆解畢業(yè)審核系統(tǒng)的各項功能，重新設計后臺數據庫[2]。讓各專業(yè)可以個性化調整培養(yǎng)方案、限定畢業(yè)條件、個性化設置本專科畢業(yè)條件，生成畢業(yè)審核報表等；也可以使畢業(yè)審核系統(tǒng)運行暢通無阻。

臨近畢業(yè)，預畢業(yè)生是否修夠學分、限定選修課，限定通選課類別是否獲得學分、已修未在計劃中的課程是否需要課程替代、學業(yè)預警情況等諸多問題，細致而煩瑣。某一項條件未達標，或是某個學生已修課程，卻因課程學分、課程性質不一致等問題，都會影響畢業(yè)結論，這關系到每位預畢業(yè)生的前程。學生希望可以看到自己是否滿足畢業(yè)條件；學院希望可以快速審核各項畢業(yè)條件，得出畢業(yè)結論，也能提醒學生核對培養(yǎng)方案與獲得學分情況以達到畢業(yè)要求；學校教務管理部門希望收集全校畢業(yè)資格結論，整理畢業(yè)生名單及數據，上會討論，打證，畢業(yè)生學信網數據對接，標記結業(yè)轉入零散辦證等。畢業(yè)審核流程復雜，并有相應的規(guī)章制度及培養(yǎng)方案，畢業(yè)審核的各項工作通過制度和流程推進[3]。微服務架構能夠提高畢業(yè)審核效率，按需擴容，滿足畢業(yè)審核需求，研究一套基于微服務架構的畢業(yè)審核系統(tǒng)迫在眉睫。

1 ?微服務架構

微服務架構是近年來新興的架構模式，一個龐大的單體多功能系統(tǒng)能夠通過微服務合理劃分為多個小的服務，內聚性增強；每個服務分開部署，擴展性強，可以隨時增加服務，服務間通過調用進行通信；使用微服務架構，開發(fā)人員可不因技術更新換代而受到限制，不同服務可使用不同技術，開發(fā)團隊建設更便捷。

1.1 ?微服務架構優(yōu)點

微服務架構具有以下優(yōu)點：

1）開發(fā)效率高。微服務架構開發(fā)不受技術影響，每個服務之間分開部署，技術員可同時開工，耦合度低，新員工也能快速加入開發(fā)中來，減少不必要的等待和沖突。

2）復雜度可控。微服務架構把系統(tǒng)拆解為多個服務，單個服務對應一個功能，各服務間通過接口調用完成連接。每個服務復雜度低，易于升級維護。

3）容錯性好。在微服務架構中，某個服務出現故障不會影響其他服務的正常運行，易于容錯，解決了因某個功能故障導致這個系統(tǒng)崩潰的問題。

4）擴展性強。每個服務有實時更改需求，皆可進行獨立擴展，新增或重構服務便捷，以滿足處理大量數據、集中訪問、畢業(yè)生人數逐年增長的畢業(yè)審核系統(tǒng)資源需求[4]。

1.2 ?微服務架構不足

微服務架構解決了單體系統(tǒng)的復雜性問題，但對技術要求比較嚴格。應用程序編程接口（API）編寫很關鍵，對API文檔的編寫也比較嚴謹，對測試和運維人員要求高，他們也需要懂得相關技術知識，做到自動化測試標準。

2 ?微服務模塊設計

2.1 ?畢業(yè)審核系統(tǒng)的傳統(tǒng)設計模式

畢業(yè)審核系統(tǒng)與學生、教師、教學管理人員息息相關，關系到學生核對培養(yǎng)方案及成績單模塊、畢業(yè)資格提醒模塊、教師錄入成績模塊、學院管理員管理培養(yǎng)方案模塊、畢業(yè)資格審查模塊、消息顯示提醒模塊、系統(tǒng)管理員管理管理畢業(yè)條件模塊、畢業(yè)生管理模塊、畢業(yè)情況提醒模塊、零散辦證模塊。這些模塊是畢業(yè)審核系統(tǒng)的關鍵所在，模塊之間息息相關，相互調用相關數據，以完成畢業(yè)資格審核。傳統(tǒng)的畢業(yè)資格審核系統(tǒng)的設計是單體架構，它把系統(tǒng)所需要的全部模塊部署封裝成一個包來運行，其架構如圖1所示。

單體架構的畢業(yè)審核系統(tǒng)既龐大又復雜，當某個模塊需要更新升級時，會牽扯到其他模塊的部署，為工程師帶來巨大的困難，也給用戶帶來不完整的體驗，對學生、老師、教學管理人員畢業(yè)審核帶來困擾。

2.2 ?畢業(yè)審核系統(tǒng)的微服務設計

畢業(yè)審核系統(tǒng)的微服務架構把傳統(tǒng)單一的畢業(yè)審核系統(tǒng)，劃分為多個微小的服務，每個服務模塊之間具有較低的耦合性，存在較好容錯性，倘若成績錄入模塊有問題，程序員修復速度快，又不會影響老師、學生、教學管理人員繼續(xù)使用系統(tǒng)的其他功能模塊，能很好地避免系統(tǒng)出現全盤崩潰現象，提高系統(tǒng)辦事效率。畢業(yè)審核系統(tǒng)的微服務架構設計如圖2所示。

畢業(yè)審核系統(tǒng)的微服務架構以學生為中心[5]，整合了成績單查詢、畢業(yè)資格審核、畢業(yè)證辦理提醒等事物，各服務之間通過REST（Representational State Transfer）實現調用[6]，為學生提供有效的業(yè)務訪問通道和畢業(yè)證辦理通道，最大限度地滿足畢業(yè)審核需要及學生的需求。

3 ?系統(tǒng)分析

畢業(yè)審核系統(tǒng)以用戶為中心，為更好服務預畢業(yè)生和管理員，滿足不同專業(yè)個性化畢業(yè)審核而設計。本系統(tǒng)方便預畢業(yè)生核對培養(yǎng)方案與成績單，查看自己是否已滿足畢業(yè)條件，提醒學生及時補充未修課程以達到畢業(yè)條件；學院管理員可調整培養(yǎng)方案，在系統(tǒng)審核預畢業(yè)生畢業(yè)條件和能否獲得學位資格；系統(tǒng)管理員可以管理畢業(yè)生，標記畢業(yè)結論及打證。

3.1 ?系統(tǒng)用戶分析

學生端：學生可以登錄系統(tǒng)、下載成績單、核對畢業(yè)審核數據、申請成績替代。

教師端：教師可以錄入成績、管理課程。

學院管理端：學院管理員可以核對培養(yǎng)方案、畢業(yè)資格審查、學位審查、培養(yǎng)方案管理、課程替代管理。

系統(tǒng)管理員：系統(tǒng)管理員有以下功能：畢業(yè)屆別管理、畢業(yè)專業(yè)管理、畢業(yè)條件管理、畢業(yè)結論管理、降級管理、零散辦證管理、打證管理、生成畢業(yè)生數據對接學信網。

3.2 ? 畢業(yè)審核系統(tǒng)業(yè)務流程

畢業(yè)審核系統(tǒng)業(yè)務流程主要包括學生登錄系統(tǒng)核對成績單、教師錄入成績、學院管理員管理畢業(yè)生及畢業(yè)審核，將畢業(yè)審核數據上報、系統(tǒng)管理員可以合理設置畢業(yè)學位審核時間[7]，管理畢業(yè)生及畢業(yè)審核結論，處理打證數據。主要業(yè)務流程圖如圖3所示。

畢業(yè)審核系統(tǒng)主要業(yè)務分析如下：

1）學生可以登錄畢業(yè)審核系統(tǒng)核查看是否修夠學分，還缺哪些條件才能達到畢業(yè)，讓學生能做到自主管理學習，以達到畢業(yè)，獲取學位等。若發(fā)現成績單有誤，可以申請課程替代，修正成績單。若發(fā)現課程無學分，申請修滿學分，錄入成績。

2）教師可以給已修未獲得學分的課程錄入成績，查看課程學分等。

3）各學院教學秘書可以管理畢業(yè)生信息，對班級有誤的學生申請調整；核對培養(yǎng)方案，對培養(yǎng)方案有誤的課程進行微調；管理已修未在計劃的課程，依據申請、審核、送審課程替換；提醒學生查閱計劃中未修課程，并依據培養(yǎng)方案修夠學分；統(tǒng)計預畢業(yè)生學分完成情況、畢業(yè)論文、其他限定選修課、畢業(yè)考級情況等，審查畢業(yè)資格、學位資格。

4）系統(tǒng)管理員可設置畢業(yè)屆別、專業(yè)，審核課程替代，查閱畢業(yè)審核、學位審核結果，標記畢業(yè)結論并打證，將不滿足畢業(yè)條件的學生降級處理、將結業(yè)學生轉入零散辦證程序，生成畢業(yè)生數據對接學信網等。

4 ?系統(tǒng)設計與實現

4.1 ?系統(tǒng)技術分析

本系統(tǒng)使用Spring Boot開發(fā)框架，通過Spring Cloud微服務架構理念[8]，將畢業(yè)審核系統(tǒng)分為多個功能模塊進行開發(fā)，每個功能模塊獨立服務，通過接口來調用連接。本系統(tǒng)采用Easy Excel數據處理框架，可以將表格靈活處理打印，包含強大的學生信息數據報表、畢業(yè)審核結論統(tǒng)計表、畢業(yè)打證數據表、培養(yǎng)方案統(tǒng)計表、預畢業(yè)生成績統(tǒng)計表、培養(yǎng)方案與成績單分析統(tǒng)計表等，為工作人員統(tǒng)計數據帶來極大便利，提高畢業(yè)審核效率。為保障系統(tǒng)運行安全，系統(tǒng)使用對外提供加密和解密接口，為需要在網絡中傳輸及本地存儲的數據提供加密解密支撐。

4.2 ?系統(tǒng)安全設計

每個系統(tǒng)都必須具備安全保障，畢業(yè)審核系統(tǒng)包含了學生個人信息、打證數據、學生成績等重要數據，做好系統(tǒng)安全設計尤為關鍵。用戶在登錄系統(tǒng)時需要做好數據加密處理和安全驗證，通過驗證方可登錄系統(tǒng)操作?；谖⒎占軜嫷漠厴I(yè)審核系統(tǒng)獨立設計安全驗證服務，用戶登錄時，調用戶安全認證接口，鎖定用戶角色及權限，通過用戶角色和權限進入相關權限的操作界面。

Spring Security在安全框架中具備強大的功能[9]，與OAuth 2.0相結合形成系統(tǒng)的安全性[10]身份驗證方法。身份驗證可以查驗用戶信息是否存在，確定用戶是否能進入系統(tǒng)；用戶選擇相應的角色，系統(tǒng)可授權用戶進入相應權限操作。在守約條件下，第三方平臺可被授權操作特定的功能權限[5]，也可以給它發(fā)放令牌登錄系統(tǒng)執(zhí)行特定操作，保障基于微服務架構的畢業(yè)審核系統(tǒng)的用戶安全，也提高系統(tǒng)的驗證速度。OAuth 2.0授權流程如圖4所示。

4.3 ?系統(tǒng)功能分析設計

基于微服務架構的畢業(yè)審核系統(tǒng)包含用戶功能模塊、教師功能模塊、學院功能模塊、系統(tǒng)功能模塊，其功能構架圖如圖5所示。

基于微服務架構的畢業(yè)審核系統(tǒng)主要功能模塊分析如下：

1）用戶功能模塊。學生擁有核對成績、成績替代、用戶中心功能，可以查詢成績單、核對學分、申請成績替換、查看課程替換結果、撤銷課程替換申請，還可以查看個人學籍信息、查看消息提醒。

2）教師功能模塊。教師含有成績錄入功能、查看課程學分、查看課程成績等功能。

3）學院功能模塊。學院包含成績替代功能、培養(yǎng)方案管理、畢業(yè)資格審核管理功能、畢業(yè)生管理功能，可以審核成績替代、查看課程替代記錄、核對培養(yǎng)方案、微調培養(yǎng)方案、提醒學生查看未獲得學分情況，畢業(yè)審查統(tǒng)計、畢業(yè)資格審查、學位資格審查、打印審查結果，管理畢業(yè)生信息、打印畢業(yè)生數據。

4）系統(tǒng)功能模塊。系統(tǒng)管理員可執(zhí)行最終的成績管理、查看課程替代記錄，增刪改畢業(yè)屆別、設置專業(yè)、打印專業(yè)數據，新增畢業(yè)學分要求、設置畢業(yè)審核條件、畢業(yè)專業(yè)統(tǒng)計、設置學位審核統(tǒng)計，畢業(yè)審查統(tǒng)計、畢業(yè)資格審核、學位資格審核、畢業(yè)結論標記、證書打印標記，降級異動處理，結業(yè)換畢業(yè)證、提前畢業(yè)辦證等操作。

4.4 ?系統(tǒng)實現

4.4.1 ?學生用戶模塊功能實現

學生用戶含登錄功能模塊，學生輸入統(tǒng)一門戶賬號、密碼、驗證碼通過用戶驗證后，以學生角色進入畢業(yè)審核系統(tǒng)首頁。認證了手機號，可以收到系統(tǒng)提醒，核查本人畢業(yè)完成情況，為順利畢業(yè)提供便利。學生核對畢業(yè)情況審核報告如圖6所示。

4.4.2 ?教師模塊實現

教師可以通過統(tǒng)一門戶網站登錄系統(tǒng)，錄入成績。

4.4.3 ?學院模塊功能實現

學院教學秘書可以通過系統(tǒng)后臺用戶名、密碼、驗證碼通過驗證后登錄畢業(yè)審核系統(tǒng)首頁，進行畢業(yè)審核、學位審核、管理并提醒畢業(yè)生按時完成學業(yè)。

4.4.4 ?系統(tǒng)管理員模塊功能實現

系統(tǒng)管理員登錄系統(tǒng)，可以設置、查詢、統(tǒng)計畢業(yè)審核數據，管理打證數據等，畢業(yè)審核統(tǒng)計查詢界面如圖7所示。

5 ?結 ?論

目前，主流的微服務架構主要應用在服務器后臺上面，并以網絡形式為前臺服務。本系統(tǒng)使用微服務架構，解決了畢業(yè)審核人數多、系統(tǒng)更新換代快，技術人員不受開發(fā)限制，能及時更新系統(tǒng)等問題，學生能隨時查看是否滿足畢業(yè)條件，管理員能隨時設置培養(yǎng)方案與畢業(yè)審核條件，進行畢業(yè)審核和學位審核，統(tǒng)計畢業(yè)審核數據等。通過多次畢業(yè)審核測試，本系統(tǒng)能有效提高畢業(yè)審核效率，具有良好的運用前景。

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作者簡介：潘秋霞（1989—），女，漢族，廣西賀州人，科員，研究生，研究方向：機器學習、大數據、計算機應用；林中明（1988—），男，漢族，廣西賀州人，助理研究員，研究生，研究方向：大數據、物流信息化；潘金蘭（1991—），女，漢族，廣西賀州人，專任教師，研究生，研究方向：優(yōu)化建模、自然災害風險分析。