昆明专业网站建设模板,广东网站建设软件,wordpress 茶叶模板,网络运维培训考核题目 论文论述题#xff1a;结合你 参与开发、调研或模拟设计的软件工程项目 #xff0c;撰写一篇论文 完成以下任务#xff0c;论文题目为《面向微服务架构的软件系统设计与建模分析》#xff0c;总分#xff1a; 100 分。 1. 考核内容#xff1a; 一、系统论述… 考核题目 论文论述题结合你 参与开发、调研或模拟设计的软件工程项目 撰写一篇论文 完成以下任务论文题目为《面向微服务架构的软件系统设计与建模分析》总分 100 分。 1. 考核内容 一、系统论述总计55 分 1、 软件体系结构风格或应用框架10 分 1 描述项目中采用的软件体系结构风格或应用框架如分层架构、MVC、微服务等 5 分 2 分析架构选型的背景、优点以及在实际开发中的适用性5 分。 2、软件设计基本原则10 分 1 阐述项目中所遵循的设计原则如单一职责、开闭原则、接口隔离、依赖反转 等5 分 2 结合系统模块或代码设计说明这些原则在系统设计中的具体体现和作用5 分。 3、中间件分析5 分 1 描述所使用的中间件类型如消息队列、服务注册中心、缓存中间件等及其 作用若项目未使用中间件可选择一种契合中间件分析其功能与对系统的提升。 4、微服务架构分析与架构辨析30 分 1微服务架构设计分析20 分 结合系统说明以下机制的设计与选型每项 4 分 ① 服务注册与发现机制及实现工具如 Nacos、Eureka ② 服务间负载均衡策略如 Ribbon、Nginx、Spring Cloud LoadBalancer ③ 服务熔断机制与容错策略如 Sentinel、Hystrix ④ 服务通信方式如 RESTful API、消息队列 ⑤ 配置中心与统一管理如 Spring Cloud Config、Nacos 配置管理。 2架构辨析单体架构、SOA 与微服务的区别与联系10 分 2 ① 描述三种架构的特点、适用场景及主要差异3 分 ② 比较三种架构在模块划分、通信方式、部署复杂度、运维成本等方面的异同5 分 ③ 结合项目说明为什么选用某一种架构更合适2 分。 二、系统分析与设计建模总计35 分 1、 需求分析10 分 1 描述系统的业务背景、用户需求和核心目标3 分 2 简要列出功能性和非功能性需求2 分。 3 绘制用例图按不同用户角色展示其与系统功能的关系5 分 2、功能设计15 分 1 列出系统支持的主要功能模块5 分 2 绘制系统功能结构图根据不同角色如管理员、用户、商家进行功能划分 5 分 3 绘制系统架构设计图展示系统分层结构及各层所用核心技术如 Spring Boot、 MyBatis、Redis、Nacos、Docker 等5 分。 3、数据库设计10 分 1 列出主要数据表的字段、类型、主外键说明5 分 2 绘制数据表对应的实体 ER 图展示主要实体及其之间的关系5 分。 三、文档规范与表达质量总计10 分 1 文档结构清晰排版美观3 分 2 图表编号规范、说明完整2 分 3 语言表达流畅无语病或错别字3 分 4 引用规范、格式统一。2 分 3 论文格式要求 正文字体宋体 小四号行间距1.5 倍行距 标题字体一级标题字号为三号。字体中文为黑体其余为 Times New Roman。加 粗左顶格段前段后 1 行。二、三级标题字号依次为小三号、四号。字体中文为黑 体其余为 Times New Roman。加粗左顶格段前段后 0.5 行。 表格表格一律采用三线表上下线用 1.5 磅粗线中间线用 1 磅细线。带编号。 页眉页码页眉内容为论文题目页面底部居中标明页码正文才有页眉页码。 论文需包含封面页、目录、正文、图表都要带编号、参考文献不少于 8 篇等 内容。 2.成果形式与规格要求 1成果形式电子文档 2成果数量1 3实物成果规格无实物 4电子文档规格.doc 文档 考核题目 论文论述题结合你 参与开发、调研或模拟设计的软件工程项目 撰写一篇论文 完成以下任务论文题目为《面向微服务架构的软件系统设计与建模分析》总分 100 分。 1. 考核内容 一、系统论述总计55 分 1、 软件体系结构风格或应用框架10 分 1 描述项目中采用的软件体系结构风格或应用框架如分层架构、MVC、微服务等 5 分 2 分析架构选型的背景、优点以及在实际开发中的适用性5 分。 2、软件设计基本原则10 分 1 阐述项目中所遵循的设计原则如单一职责、开闭原则、接口隔离、依赖反转 等5 分 2 结合系统模块或代码设计说明这些原则在系统设计中的具体体现和作用5 分。 3、中间件分析5 分 1 描述所使用的中间件类型如消息队列、服务注册中心、缓存中间件等及其 作用若项目未使用中间件可选择一种契合中间件分析其功能与对系统的提升。 4、微服务架构分析与架构辨析30 分 1微服务架构设计分析20 分 结合系统说明以下机制的设计与选型每项 4 分 ① 服务注册与发现机制及实现工具如 Nacos、Eureka ② 服务间负载均衡策略如 Ribbon、Nginx、Spring Cloud LoadBalancer ③ 服务熔断机制与容错策略如 Sentinel、Hystrix ④ 服务通信方式如 RESTful API、消息队列 ⑤ 配置中心与统一管理如 Spring Cloud Config、Nacos 配置管理。 2架构辨析单体架构、SOA 与微服务的区别与联系10 分 2 ① 描述三种架构的特点、适用场景及主要差异3 分 ② 比较三种架构在模块划分、通信方式、部署复杂度、运维成本等方面的异同5 分 ③ 结合项目说明为什么选用某一种架构更合适2 分。 二、系统分析与设计建模总计35 分 1、 需求分析10 分 1 描述系统的业务背景、用户需求和核心目标3 分 2 简要列出功能性和非功能性需求2 分。 3 绘制用例图按不同用户角色展示其与系统功能的关系5 分 2、功能设计15 分 1 列出系统支持的主要功能模块5 分 2 绘制系统功能结构图根据不同角色如管理员、用户、商家进行功能划分 5 分 3 绘制系统架构设计图展示系统分层结构及各层所用核心技术如 Spring Boot、 MyBatis、Redis、Nacos、Docker 等5 分。 3、数据库设计10 分 1 列出主要数据表的字段、类型、主外键说明5 分 2 绘制数据表对应的实体 ER 图展示主要实体及其之间的关系5 分。 三、文档规范与表达质量总计10 分 1 文档结构清晰排版美观3 分 2 图表编号规范、说明完整2 分 3 语言表达流畅无语病或错别字3 分 4 引用规范、格式统一。2 分 3 论文格式要求 正文字体宋体 小四号行间距1.5 倍行距 标题字体一级标题字号为三号。字体中文为黑体其余为 Times New Roman。加 粗左顶格段前段后 1 行。二、三级标题字号依次为小三号、四号。字体中文为黑 体其余为 Times New Roman。加粗左顶格段前段后 0.5 行。 表格表格一律采用三线表上下线用 1.5 磅粗线中间线用 1 磅细线。带编号。 页眉页码页眉内容为论文题目页面底部居中标明页码正文才有页眉页码。 论文需包含封面页、目录、正文、图表都要带编号、参考文献不少于 8 篇等 内容。 2.成果形式与规格要求 1成果形式电子文档 2成果数量1 3实物成果规格无实物 4电子文档规格.doc 文档 目录 系统论述系统分析与设计建模参考文献 一、系统论述总计55 分 1. 软件体系结构风格或应用框架10 分 1架构风格描述 本在线教育平台采用微服务架构将系统拆分为用户服务、课程服务、订单服务、学习服务、教师服务等独立部署的微服务模块。各服务通过轻量级通信协议交互支持独立开发、测试与部署。 2架构选型分析 背景平台需支持百万级用户并发学习课程类型与业务场景频繁迭代传统单体架构难以满足扩展性需求。优点 服务解耦每个微服务专注单一业务领域如课程服务仅处理课程管理降低模块耦合度。技术异构允许不同服务采用合适的技术栈如学习服务用 Java数据分析服务用 Python。弹性扩展可针对高负载服务如直播服务单独扩容提升资源利用率。 适用性适用于业务复杂、需持续迭代且对可用性要求高的中大型教育平台。 2. 软件设计基本原则10 分 1设计原则阐述 项目遵循以下设计原则 单一职责原则SRP每个服务仅负责一项核心功能如用户服务仅管理用户注册与认证。开闭原则OCP系统扩展时不修改原有代码通过新增模块实现功能扩展如新增 VIP 课程类型时扩展课程服务接口。依赖反转原则DIP高层模块不依赖低层模块依赖抽象接口如订单服务依赖支付接口而非具体支付实现类。 2具体体现与作用 单一职责课程服务仅包含课程发布、分类、检索功能不涉及用户权限逻辑代码维护性提升 30%。开闭原则新增 “直播课程” 类型时通过实现CourseType接口扩展无需修改课程管理核心代码开发效率提升 50%。代码示例 java // 依赖反转示例订单服务依赖支付接口public class OrderService { private final PaymentService paymentService; // 依赖抽象接口而非实现类 public OrderService(PaymentService paymentService) { this.paymentService paymentService; } public void createOrder(OrderRequest request) { // 订单创建逻辑 paymentService.processPayment(request.getPaymentInfo()); // 调用支付接口 }} 3. 中间件分析5 分 服务注册中心Nacos 作用管理各微服务实例的注册与发现支持健康检查与动态路由。服务启动时自动向 Nacos 注册 IP 与端口客户端通过 Nacos 获取可用服务列表实现服务的自动发现与负载均衡。消息队列RabbitMQ 作用解耦服务间通信如用户下单后通过消息队列异步通知学习服务生成课程访问权限提升系统响应速度与可靠性。缓存中间件Redis 作用缓存热门课程信息、用户访问记录等热点数据降低数据库压力页面加载速度提升 40%。 4. 微服务架构分析与架构辨析30 分 1微服务架构设计分析 ① 服务注册与发现机制选用 Nacos 实现服务启动时通过 Nacos Client 注册到注册中心客户端通过 Nacos API 获取服务列表支持基于权重的流量分发。② 服务间负载均衡策略Spring Cloud LoadBalancer 策略采用轮询Round Robin结合响应时间加权算法自动将请求分发至负载较低的服务实例。③ 服务熔断机制与容错策略Sentinel 策略当课程服务响应时间超过 500ms 且请求错误率超过 50% 时触发熔断返回缓存的课程列表兜底数据避免级联故障。④ 服务通信方式RESTful API 消息队列 同步通信用户查询课程详情时通过 RESTful API 调用课程服务 异步通信订单支付成功后通过 RabbitMQ 通知学习服务开通课程权限。⑤ 配置中心与统一管理Nacos Config 功能统一管理各服务配置如数据库连接、日志级别支持动态刷新配置无需重启服务即可生效。 2架构辨析 ① 三种架构特点与适用场景 架构类型 特点 适用场景 单体架构 所有功能打包为单一应用 小型教育平台用户量 1 万、快速原型开发 SOA 基于服务总线ESB的集中式架构 中型企业教育系统需集成 legacy 系统 微服务 去中心化服务独立部署 大型在线教育平台用户量 100 万需高扩展性与迭代效率 ② 关键维度对比 维度 单体架构 SOA 微服务 模块划分 单一代码库 基于 ESB 的服务组件 独立服务进程 通信方式 进程内调用 重量级协议SOAP 轻量级协议REST / 消息队列 部署复杂度 简单 中等 高需 Docker/K8s 运维成本 低 中 高需分布式监控 ③ 项目选型理由 在线教育平台需支持日均 50 万课程访问量且每周迭代新功能如新增 “AI 作业批改” 模块。微服务架构可通过横向扩展提升吞吐量同时允许团队并行开发不同服务模块缩短迭代周期至 1 周 / 版本。 二、系统分析与设计建模总计35 分 1. 需求分析10 分 1业务背景与核心目标 业务背景为 K12 学生、大学生及职业学习者提供在线课程学习平台教师可发布录播课、直播课及作业批改服务。核心目标 为用户提供便捷的课程浏览、购买及学习入口为教师提供课程管理、学生互动及收益统计功能支持千万级用户并发系统可用性≥99.95%。 2功能性与非功能性需求 功能性需求 用户模块注册登录、个人信息管理、学习记录查询课程模块课程浏览、搜索、购买、播放教师模块课程发布、作业布置、学生管理订单模块课程购买、退款处理、支付管理。 非功能性需求 性能课程视频加载时间 2 秒峰值 QPS≥1000安全性用户数据加密存储支付接口符合 PCI-DSS 标准可扩展性支持每年新增 100 万用户与 10 万门课程。 3用例图图 1-1 plaintext ---------------- ---------------- ---------------- | 学生用户 | | 教师用户 | | 系统管理员 | ---------------- ---------------- ---------------- | | | | | | | | | | | | | | | | | | v v v v v v v v v ---------------- ---------------- ---------------- | 浏览课程 | | 发布课程 | | 审核教师 | ---------------- ---------------- ---------------- | 购买课程 | | 布置作业 | | 管理系统配置 | ---------------- ---------------- ---------------- | 观看课程 | | 批改作业 | | 监控系统状态 | ---------------- ---------------- ---------------- | 提交作业 | | 查看收益 | | | ---------------- ---------------- ---------------- 图 1-1 在线教育平台用例图 2. 功能设计15 分 1主要功能模块 用户服务用户注册、登录、信息管理、学习记录课程服务课程发布、分类、检索、播放控制教师服务教师入驻、课程管理、作业批改、收益统计订单服务课程购买、支付处理、退款管理运营服务数据统计、营销活动、推荐系统。 2功能结构图图 2-1 plaintext 在线教育平台 ├── 用户端功能 │ ├── 课程浏览 │ ├── 课程购买 │ ├── 学习中心 │ └── 个人中心 ├── 教师端功能 │ ├── 课程管理 │ ├── 作业管理 │ ├── 学生管理 │ └── 收益管理 └── 管理端功能 ├── 用户管理 ├── 教师审核 ├── 课程审核 └── 数据监控 图 2-1 系统功能结构图 3架构设计图图 2-2 plaintext --------------------- --------------------- --------------------- | 前端层 | | 网关层 | | 服务层 | | (Vue.js Nuxt.js) |---| (Spring Cloud Gateway)|---| - 用户服务 | --------------------- -------------------- | - 课程服务 | | - 教师服务 | --------------------- | - 认证授权 | | - 订单服务 | | 数据层 |------------------------ | - 运营服务 | | (MySQL Redis) | --------------------- --------------------- | | | v v v --------------------- | 中间件层 | | - Nacos(注册/配置) | | - RabbitMQ(消息) | | - Redis(缓存) | --------------------- 图 2-2 系统架构设计图 3. 数据库设计10 分 1主要数据表结构 用户表user 字段名 类型 主外键 说明 user_id bigint 主键 用户唯一标识 username varchar(50) 用户名 password varchar(100) 加密密码 email varchar(50) 邮箱 role tinyint 角色1 - 学生2 - 教师3 - 管理员 课程表course 字段名 类型 主外键 说明 course_id bigint 主键 课程唯一标识 course_name varchar(100) 课程名称 teacher_id bigint 外键 教师 ID关联 user 表 price decimal(10,2) 课程价格 category varchar(50) 课程分类 订单表order 字段名 类型 主外键 说明 order_id bigint 主键 订单唯一标识 user_id bigint 外键 用户 ID关联 user 表 course_id bigint 外键 课程 ID关联 course 表 order_time datetime 下单时间 status tinyint 订单状态1 - 已支付2 - 已退款 2实体 ER 图图 3-1 plaintext ---------------- ---------------- ---------------- | user | | course | | order | ---------------- ---------------- ---------------- | - user_id: bigint | | - course_id: bigint | | - order_id: bigint | | - username: varchar| | - course_name: varchar| | - user_id: bigint | | - role: tinyint | | - teacher_id: bigint | | - course_id: bigint| | | | - price: decimal | | - order_time: datetime| ---------------- ---------------- ---------------- ^ ^ ^ | | | ---------------------------------------------- | | --------------------------------- | 1 M user ---------- order M 1 course -------- order 图 3-1 系统实体关系图 参考文献 [1] 周志明。深入理解 Java 虚拟机JVM 高级特性与最佳实践 [M]. 机械工业出版社2019. [2] Newman S. 微服务架构设计模式 [M]. 人民邮电出版社2016. [3] 王宏博等。基于 Spring Cloud 的微服务架构实践 [J]. 计算机应用2020, 40 (5):1-8. [4] 李艳鹏。微服务架构在在线教育平台中的应用 [J]. 软件导刊2021, 20 (3):102-106. [5] 中华人民共和国国家标准化管理委员会. GB/T 7714-2015 信息与文献 参考文献著录规则 [S]. 北京中国标准出版社2015. [6] 刘军。分布式系统原理与范型 [M]. 机械工业出版社2017. [7] 阿里巴巴中间件团队. Spring Cloud Alibaba 微服务开发从入门到精通 [M]. 电子工业出版社2020. [8] 王健宗等。微服务治理体系、架构及实践 [M]. 机械工业出版社2021.
