АРХИТЕКТУРА ЭЛЕКТРОННОГО МОДУЛЬНОГО ЖУРНАЛА: ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ПРИНЦИПЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОМПОНЕНТОВ

АННОТАЦИЯ

В статье представлено проектирование архитектуры электронного модульного журнала, реализованной на основе клиент-серверной модели. Рассматриваются основные структурные компоненты системы, а также принципы их взаимодействия. Полученные результаты могут быть использованы при разработке гибких и устойчивых информационных решений в сфере образования.

Ключевые слова: электронный журнал, клиент-серверная архитектура, REST API, информационная система, безопасность, масштабирование, хранение данных.

В условиях цифровой трансформации образования всё большую актуальность приобретает разработка современных информационных систем, способных автоматизировать процессы ведения учёта, анализа и контроля учебных достижений студентов. Одним из таких решений является электронный модульный журнал — инструмент, позволяющий участникам образовательного процесса эффективно взаимодействовать с учебной информацией в цифровой форме.

Общая структура системы

Для построения надёжной, гибкой и масштабируемой системы была выбрана клиент-серверная архитектура. Она обеспечивает централизованное управление данными, чёткое разделение логики и упрощённую интеграцию с другими сервисами. Архитектура включает три ключевых компонента:

• клиент — пользовательский интерфейс, реализованный в виде веб- приложения;
• сервер — логическая часть, обрабатывающая бизнес-процессы и взаимодействие с базой данных;
• база данных — хранилище учебной и административной информации.

Такой подход позволяет обеспечить независимость компонентов, упрощённое масштабирование и возможность гибкой модификации.

Протокол взаимодействия

В качестве протокола обмена данными между клиентом и сервером используется REST (Representational State Transfer) — архитектурный стиль, построенный на принципах использования стандартных HTTP-методов (GET, POST, PUT, DELETE).

REST обладает рядом преимуществ:

• простота реализации и высокая читаемость API;
• отсутствие необходимости в поддержке состояния на сервере (stateless);
• кроссплатформенность и совместимость с любыми устройствами;
• упрощённая отладка и тестирование запросов.

REST API обеспечивает стандартизированное взаимодействие всех компонентов системы, что критически важно при разработке надёжного и расширяемого решения.

Клиентская часть

Клиент — это интерфейс, с которым непосредственно взаимодействует пользователь.

Основные задачи клиента:

• отображение данных в интерактивном и наглядном виде;
• передача запросов к серверу;
• обработка ответов и обновление интерфейса в реальном времени.

База данных

Основой системы является реляционная база данных, организованная в виде взаимосвязанных таблиц. Такая модель обеспечивает:

• строгую структуру данных;
• целостность и надёжность;
• возможность выполнения сложных аналитических запросов.

В базе данных представлены ключевые сущности:

• пользователи (User), их роли и права;
• студенты (Student) и привязка к группам;
• группы (Group), предметы (Subject), семестры (Semester) и их взаимосвязи (Relation);
• оценки (Mark), экзамены и курсовые работы;
• уведомления (Notification) и прочие служебные данные.

Эта система организована таким образом, что каждый объект имеет чёткую привязку к другим сущностям через ключи:

• Student связан с Group через GroupId, что позволяет привязывать студентов к их группам.
• Group, Subject и Semester связаны через Relation, указывая, какие предметы и в каком семестре изучаются в каждой группе.
• Mark привязана к Student и Relation, отображая оценки студентов по конкретным предметам, включая экзамены и курсовые работы.
• User имеет доступ к определённым Relation (связям между группами, предметами и семестрами) через таблицу UserRelation. В этой таблице хранится информация о том, какой пользователь может работать с какой Relation. Это позволяет контролировать доступ пользователей к различным группам, предметам и семестрам в системе.

Вся структура проектируется с учётом нормализации, использования внешних ключей и индексов для ускорения выборок.

Безопасность

В архитектуре электронного модульного журнала особое внимание уделяется вопросам безопасности и защиты пользовательских данных. Основу системы аутентификации и авторизации составляет механизм JWT (JSON Web Token). При успешной авторизации пользователю выдается токен, содержащий зашифрованную информацию о его личности и роли в системе. Этот токен используется для идентификации пользователя при последующих запросах, обеспечивая stateless-взаимодействие с сервером и снижая нагрузку на инфраструктуру.

JWT-токены передаются в заголовках HTTP-запросов, что позволяет избежать хранения пользовательских сессий на сервере. Каждый токен имеет ограниченный срок действия, а в случае выхода из системы или истечения времени действия становится недействительным, что повышает уровень безопасности.

Доступ к функционалу и данным в системе строго ограничивается в зависимости от роли пользователя. Это реализуется как на уровне интерфейса клиента, так и через серверную валидацию прав доступа, предотвращающую выполнение несанкционированных операций.

Для защиты передаваемой информации используется HTTPS, обеспечивающий шифрование всех сетевых взаимодействий между клиентом и сервером. Пароли пользователей хранятся в базе данных в виде зашифрованных хешей с использованием современных алгоритмов, что исключает возможность их восстановления в случае компрометации базы.

Заключение

Предложенная архитектура электронного модульного журнала позволяет создать надёжную, гибкую и масштабируемую систему для управления образовательной информацией. Использование клиент-серверной модели и REST API обеспечивает универсальность и простоту интеграции, позволяя системе адаптироваться к различным требованиям и устройствам. Такой подход гарантирует удобство взаимодействия с системой для пользователей и лёгкость масштабирования при увеличении нагрузки. Система может быть успешно применена в образовательных учреждениях различных уровней и легко расширена для удовлетворения растущих потребностей.

Список литературы:

1. Эффективность клиент-серверной архитектуры: ключевые принципы и преимущества / [Электронный ресурс] // ServerSphere : [сайт]. — URL: https://bambk.ru/servernaja-razrabotka/klient-servernoj-razrabotki/.
2. What is REST? / [Электронный ресурс] // Backend Fundamentals : [сайт]. — URL: https://backend-fundamentals.hidalgofdz.vercel.app/docs/what-is-rest.