一、項目概述

1.1 項目背景與目標

? ?隨著教育數字化轉型加速，傳統教育模式逐漸向線上遷移，教育機構急需一個支持多終端訪問、實時互動及高并發場景穩定運行的在線教育平臺。本項目旨在構建學生、教師、管理員三位一體的協作教學環境，實現 50-200 人并發下的視頻直播、作業提交與考試測評功能，并提供可擴展的 API 接口，支持未來功能模塊化擴展。

1.2 核心功能需求

• 用戶角色：學生（課程學習、作業提交、考試參加）、教師（課程創建、作業批改、考試發布）、管理員（用戶管理、系統監控、數據安全）。
• 功能模塊：課程管理、作業與考試系統、實時互動討論、多終端適配（Web/APP/ 桌面客戶端）、高并發視頻流處理。

二、項目管理與團隊分工

2.1 團隊組織結構

2.2 工作分解結構（WBS）

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?項目工作分解結構 (WBS) 示意圖

三、系統架構設計

3.1 分層微服務架構

采用前后端分離設計，分為接入層、業務服務層、數據服務層、支撐層四層架構：

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 系統分層架構示意圖

3.2 關鍵技術選型

• 前端：Vue.js + Electron（多端適配）
• 后端：Spring Boot + Spring Cloud（微服務）
• 視頻處理：FFmpeg + CDN（動態碼率切換）
• 數據存儲：MySQL（結構化數據）+ MongoDB（非結構化數據）+ Redis（緩存）

四、核心功能實現

4.1 課程學習功能

4.1.1 視頻播放模塊（Java 后端接口）

/*** 視頻流服務接口*/
@RestController
@RequestMapping("/video")
public class VideoController {@Autowiredprivate VideoService videoService;/*** 獲取動態碼率視頻流* @param courseId 課程ID* @param quality 清晰度（720P/1080P）* @return 視頻流響應*/@GetMapping("/stream")public ResponseEntity<InputStreamResource> getVideoStream(@RequestParam String courseId,@RequestParam String quality) throws IOException {// 根據網絡狀態動態切換碼率String streamUrl = videoService.generateStreamUrl(courseId, quality);URL url = new URL(streamUrl);HttpURLConnection connection = (HttpURLConnection) url.openConnection();InputStream inputStream = connection.getInputStream();return ResponseEntity.ok().contentType(MediaType.parseMediaType("video/mp4")).body(new InputStreamResource(inputStream));}
}

4.2 作業與考試系統

4.2.1 作業提交功能（前端 Vue 組件）

<template><div class="homework-submit"><input type="file" accept=".pdf,.zip" @change="handleFileUpload" /><button @click="submitHomework">提交作業</button></div>
</template><script>
export default {methods: {handleFileUpload(e) {const file = e.target.files[0];this.uploadFile(file);},async uploadFile(file) {const formData = new FormData();formData.append('file', file);// 分片上傳至MinIOawait axios.post('/homework/upload', formData, {headers: { 'Content-Type': 'multipart/form-data' }});alert('作業提交成功');}}
};
</script>

4.3 實時互動討論

4.3.1 WebSocket 通信實現（Spring Boot）

/*** 討論區WebSocket服務*/
@ServerEndpoint("/discussion")
public class DiscussionWebSocket {private static final Set<Session> sessions = Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());@OnOpenpublic void onOpen(Session session) {sessions.add(session);}@OnMessagepublic void onMessage(String message, Session session) {// 廣播消息至所有客戶端sessions.forEach(s -> s.getAsyncRemote().sendText(message));}@OnClosepublic void onClose(Session session) {sessions.remove(session);}
}

五、項目度量與風險管理

5.1 工作量估算（功能點法）

/*** 功能點估算工具類*/
public class FunctionPointCalculator {private static final int[] WEIGHTS = {3, 4, 6}; // 簡單/中等/復雜功能點權重public static int calculateFunctionPoints(int simple, int medium, int complex) {return simple * WEIGHTS[0] + medium * WEIGHTS[1] + complex * WEIGHTS[2];}public static void main(String[] args) {int totalFP = calculateFunctionPoints(10, 8, 5); // 簡單功能點10個，中等8個，復雜5個System.out.println("總功能點數：" + totalFP); // 輸出：10*3+8*4+5*6=30+32+30=92}
}

5.2 風險矩陣分析

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?項目風險矩陣示意圖

六、測試與部署

6.1 性能測試（JMeter 模擬高并發）

# 模擬500用戶并發請求課程接口
jmeter -n -t course_test.jmx -l result.jtl -e -o report

6.2 部署架構圖

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 系統部署架構示意圖

七、總結與展望

? ? ?本項目通過分層微服務架構實現了在線教育平臺的核心功能，結合敏捷開發流程與量化管理手段，確保了項目的高效推進。未來可進一步擴展 AI 學情分析、第三方服務集成等功能，持續優化用戶體驗與系統性能。

- 項目周期：45天
- 團隊規模：5人
- 技術亮點：高并發視頻流處理、多端自適應設計、自動化測試覆蓋率85%