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学生成绩管理系统 (Student Grade Management System)

一个基于 Spring Boot 和微服务架构构建的学生成绩管理系统，集成了 AI 辅助功能，为学生提供学业咨询，为教师提供教学分析。

📋 项目概述

本项目是一个采用微服务架构的学生成绩管理系统，具有以下特点：

  • 微服务架构: 基于 Spring Cloud Alibaba 构建，包含多个独立的服务模块
  • 前后端分离架构: 使用 Spring Boot 作为后端框架
  • 服务注册与发现: 使用 Nacos 作为服务注册中心
  • API 网关: 使用 Spring Cloud Gateway 统一管理 API 路由
  • 集成 JWT 无状态认证机制
  • 使用 MyBatis-Plus 作为持久层框架
  • 集成 LangChain4j 与阿里云通义千问大模型，提供 AI 智能咨询功能
  • 支持多维度成绩管理（平时、期中、实验、期末）
  • 提供可视化数据统计和分析功能

🛠 技术栈

后端技术

  • 核心框架: Spring Boot 3.2.1
  • 微服务框架: Spring Cloud 2023.0.0
  • 服务注册发现: Nacos 2.2+
  • API 网关: Spring Cloud Gateway
  • Web 框架: Spring MVC
  • 持久层: MyBatis-Plus 3.5.7
  • 安全框架: Spring Security
  • 认证机制: JWT (JSON Web Token)
  • AI 集成: LangChain4j + 阿里云通义千问 (Qwen-Max)
  • 数据库: MySQL 8.0
  • 构建工具: Maven
  • 数据序列化: JSON

前端技术

  • 基础技术: HTML5, CSS3, JavaScript (原生)
  • 前端框架: 无 (使用原生 JavaScript)
  • 数据可视化: Chart.js
  • Markdown 解析: Marked.js
  • HTTP 客户端: Fetch API

依赖版本

  • JDK: 21
  • MySQL: 8.0+
  • Nacos: 2.2+
  • Maven: 3.6+

🏗️ 微服务架构

服务模块

本项目采用微服务架构，包含以下服务模块：

  1. gateway (端口 8080): API 网关服务，统一管理所有请求路由
  2. auth-service (端口 8081): 认证服务，处理用户认证和授权
  3. core-service (端口 8082): 核心服务，提供基础功能和静态资源
  4. student-service (端口 8083): 学生服务，处理学生相关业务逻辑
  5. teacher-service (端口 8084): 教师服务，处理教师相关业务逻辑
  6. course-service (端口 8085): 课程服务，管理课程信息
  7. score-service (端口 8086): 成绩服务，处理成绩相关业务
  8. admin-service (端口 8087): 管理员服务，处理管理员功能
  9. ai-service (端口 8088): AI 服务，提供智能咨询服务

公共模块

  • libs/common: 公共实体类、DTO、VO 等共享组件
  • libs/security-common: 公共安全配置和工具类

✨ 核心功能

👨‍🎓 学生端功能

  1. 成绩查询:

    • 查看个人各科成绩明细、平均分、绩点等统计信息
    • 支持成绩可视化图表展示（柱状图、雷达图、环形图）
    • 提供成绩等级分布分析

  2. 课程管理:

    • 查看已选课程列表
    • 支持按学期查询可选课程
    • 支持选课和退课操作（基于教学班状态）
    • 实时显示课程容量和选课状态

  3. AI 学业顾问:

    • 基于个人成绩数据的 AI 智能咨询
    • 提供个性化学习建议和知识点诊断
    • 支持流式响应，实现打字机效果
    • 结合具体课程知识点（如Java、数据结构、数据库等）进行分析

  4. 个人信息管理:

    • 查看和修改个人联系方式
    • 支持邮箱和电话信息更新

👩‍🏫 教师端功能

  1. 教学管理:

    • 查看所教授的班级列表及选课人数
    • 支持修改教学班状态（未开课/已开课/已结课）
    • 提供班级详情查看功能

  2. 成绩管理:

    • 在线录入和修改学生成绩
    • 支持平时成绩、期中成绩、实验成绩、期末成绩等多维度评分
    • 批量保存成绩功能
    • 实时计算总分和绩点
    • 支持单行保存和批量保存

  3. 教学分析:

    • 查看班级成绩统计（平均分、及格率、优秀率等）
    • 提供成绩可视化图表（柱状图、雷达图、环形图）
    • 支持成绩分布分析

  4. AI 教学助手:

    • 针对特定班级的成绩分布进行 AI 智能分析
    • 提供教学改进建议和知识点诊断
    • 支持流式响应，实现打字机效果
    • 提供具体章节和知识点的教学建议

  5. 个人信息管理:

    • 查看和修改个人联系方式
    • 支持邮箱和电话信息更新

🛡️ 管理员端功能

  1. 学生管理:

    • 创建新学生账号和档案信息
    • 支持批量添加学生记录
    • 管理学生基本信息（学号、姓名、性别、专业、班级、年级、入学年份等）

  2. 教师管理:

    • 创建新教师账号和档案信息
    • 支持批量添加教师记录
    • 管理教师基本信息（教工号、姓名、性别、职称、院系等）

  3. 课程管理:

    • 创建和管理课程信息
    • 支持设置课程编号、名称、学分、学时等
    • 管理课程类型和描述信息

  4. 教学班管理:

    • 为课程分配授课教师
    • 设置教学班编号、学期、容量等
    • 管理教学班状态（未开课/已开课/已结课）
    • 设置教室和上课时间

🚀 快速开始

环境准备

  1. 安装 JDK 21
  2. 安装 MySQL 8.0+
  3. 安装 Nacos 2.2+ (作为服务注册中心)
  4. 安装 Maven 3.6+
  5. 获取阿里云通义千问 API Key（可选，用于 AI 功能）

数据库配置

  1. 创建数据库

    CREATE DATABASE stu_grade_sys CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_unicode_ci;

  2. 初始化表结构

    -- 请根据 mapper 文件中的 SQL 语句创建表结构
-- 或运行项目时让 MyBatis 自动创建表结构

  3. 修改数据库连接配置 在 application.yaml 中修改数据库连接信息：

    spring:
  datasource:
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/stu_grade_sys?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&useSSL=false&serverTimezone=Asia/Shanghai
    username: your_username
    password: your_password

Nacos 配置

启动 Nacos 服务：

# 使用 Docker 启动 Nacos
docker run --name nacos-standalone -e MODE=standalone -p 8848:8848 -d nacos/nacos-server

AI 功能配置

本项目集成了阿里云通义千问大模型。请在各服务的 application.yml 中配置 API Key：

langchain4j:
  dashscope:
    chat-model:
      api-key: your_dashscope_api_key_here
      model-name: qwen-max

或者设置环境变量 DASHSCOPE_API_KEY。

启动项目

  1. 克隆项目

    git clone <repository-url>
cd Exp_Final

  2. 构建项目

    mvn clean install

  3. 启动微服务（按顺序）

    # 启动顺序很重要
# 1. 启动基础服务
cd services/auth-service && mvn spring-boot:run &
cd services/course-service && mvn spring-boot:run &
cd services/score-service && mvn spring-boot:run &

# 2. 启动业务服务
cd services/student-service && mvn spring-boot:run &
cd services/teacher-service && mvn spring-boot:run &
cd services/admin-service && mvn spring-boot:run &
cd services/core-service && mvn spring-boot:run &
cd services/ai-service && mvn spring-boot:run &

# 3. 启动网关服务（最后启动）
cd services/gateway && mvn spring-boot:run &

  4. 访问系统

    • 前端页面: http://localhost:8080
    • Nacos 控制台: http://localhost:8848/nacos (用户名/密码: nacos/nacos)

👥 默认测试账号

  • 学生账号:

    • 用户名: 2021001
    • 密码: 123456

  • 教师账号:

    • 用户名: T1001
    • 密码: 123456

  • 管理员账号:

    • 用户名: nissoncx
    • 密码: 12345678 (在 application.yaml 中配置 app.super-admin 属性)

🔐 安全特性

  • JWT 无状态认证，支持 Token 自动刷新
  • Spring Security 提供全面的安全保护
  • 密码使用 BCrypt 加密存储
  • 防止常见的安全漏洞
  • 基于角色的访问控制（学生/教师/管理员）
  • 服务间通信安全

🤖 AI 功能说明

本系统集成了 AI 功能，包括：

  • 学生 AI 顾问: 基于学生个人成绩数据提供学习建议和分析，支持流式响应
  • 教师 AI 助手: 分析班级整体成绩分布，提供教学改进建议，支持流式响应

AI 功能基于阿里云通义千问大模型，能够理解复杂的教育数据并提供有价值的洞察。

AI 功能实现原理

  1. 数据获取: 从数据库获取相关业务数据（学生成绩、班级统计等）
  2. 上下文构建: 将业务数据转化为自然语言描述作为提示词上下文
  3. AI 处理: 调用大语言模型进行智能分析
  4. 结果返回: 以结构化格式返回 AI 分析结果

📁 项目结构

.
├── libs/                       # 公共库模块
│   ├── common/                 # 公共实体类、DTO、VO
│   └── security-common/        # 公共安全配置
├── services/                   # 微服务模块
│   ├── admin-service/          # 管理员服务
│   ├── ai-service/             # AI服务
│   ├── auth-service/           # 认证服务
│   ├── core-service/           # 核心服务
│   ├── course-service/         # 课程服务
│   ├── gateway/                # API网关
│   ├── score-service/          # 成绩服务
│   ├── student-service/        # 学生服务
│   └── teacher-service/        # 教师服务
├── src/                        # 旧版单体应用（保留兼容性）
├── pom.xml                     # 父项目配置
├── 必看！项目启动顺序.md        # 微服务启动指南
└── check-services.sh           # 服务状态检查脚本

🧪 测试

运行单元测试：

mvn test

运行集成测试：

mvn verify

🚧 项目限制与注意事项

  • 本项目使用微服务架构，需要启动多个服务模块
  • 需要 Nacos 作为服务注册中心
  • AI 功能需要有效的 API Key 才能正常工作
  • 前端使用原生 JavaScript，未使用现代前端框架
  • 数据库连接需要配置正确的时区（Asia/Shanghai）
  • 成绩计算使用 BigDecimal 以避免浮点数精度问题
  • 服务启动顺序很重要，必须按照文档说明启动

📞 联系方式

如需技术支持或有任何问题，请联系项目维护者。