Módulo de Gestión de Estudiantes

Sistema de gestión académica desarrollado en Java 17 con Maven, aplicando principios SOLID, POO, herencia, polimorfismo, colecciones genéricas, enumeraciones y excepciones personalizadas.

Tabla de Contenidos

Características
Estructura del Proyecto
Requisitos
Instalación y Ejecución
Uso
Arquitectura y Patrones
Modelo de Dominio
Enumeraciones
Excepciones Personalizadas
Capa de Repositorio
Capa de Servicios
Principios SOLID Aplicados
Tests
Datos de Prueba
Posibles Mejoras

Características

Gestión completa de estudiantes: CRUD, búsqueda por matrícula/DNI/nombre, filtrado por nivel y estado
Gestión de asignaturas: CRUD, prerrequisitos, tipos (obligatoria/optativa), cursos y cuatrimestres
Matrículas: Inscripción con validación de prerrequisitos, límite de créditos (máx 90), tipos de matrícula
Notas y calificaciones: Registro con validación (0-10), cálculo de media ponderada por créditos
Reportes y consultas: Por nivel, estado, tipo, curso, profesor, estudiantes con pendientes, graduables
Estadísticas globales: Conteo por categorías, media global, avance hacia graduación
CLI interactivo: Menús navegables con validación de entrada
Datos de prueba: 3 estudiantes, 8 asignaturas, matrículas y notas precargadas

Estructura del Proyecto

ModuloEstudiantes/
├── pom.xml
├── README.md
├── src/
│   ├── main/
│   │   └── java/
│   │       └── com/
│   │           └── example/
│   │               ├── App.java                           # Entry point + CLI
│   │               ├── domain/                            # Entidades de dominio
│   │               │   ├── Persona.java                   # Clase base abstracta
│   │               │   ├── Estudiante.java                # Estudiante (extends Persona)
│   │               │   ├── Asignatura.java                # Asignatura/Materia
│   │               │   ├── AsignaturaMatriculada.java     # Composición: estudiante + asignatura + metadata
│   │               │   └── Profesor.java                  # Profesor (extends Persona)
│   │               ├── enums/                             # Enumeraciones
│   │               │   ├── NivelCurso.java                # PRIMARIA, SECUNDARIA, BACHILLERATO, FP, UNIVERSIDAD, MASTER, DOCTORADO
│   │               │   ├── EstadoEstudiante.java          # ACTIVO, INACTIVO, GRADUADO, RETIRADO, SUSPENDIDO, EN_PROCESO
│   │               │   ├── TipoAsignatura.java            # OBLIGATORIA, OPTATIVA, LIBRE_CONFIGURACION, PRACTICUM, TFG, TFM
│   │               │   └── TipoMatricula.java             # NORMAL, REPETICION, RECONOCIMIENTO, CONVALIDACION, MOVILIDAD, EXTRAORDINARIA, ESPECIAL
│   │               ├── exceptions/                        # Excepciones personalizadas (8)
│   │               │   ├── NotaInvalidaException
│   │               │   ├── EstudianteNoEncontradoException
│   │               │   ├── AsignaturaNoEncontradaException
│   │               │   ├── MatriculaException
│   │               │   ├── NumeroExpedienteInvalidoException
│   │               │   ├── AsignaturaYaMatriculadaException
│   │               │   ├── PrerrequisitosNoCumplidosException
│   │               │   └── CreditosInsuficientesException
│   │               ├── repository/                        # Capa de acceso a datos (in-memory)
│   │               │   ├── EstudianteRepository.java      # Interface
│   │               │   ├── EstudianteRepositoryImpl.java  # Implementación ConcurrentHashMap
│   │               │   ├── AsignaturaRepository.java      # Interface
│   │               │   └── AsignaturaRepositoryImpl.java  # Implementación ConcurrentHashMap
│   │               └── service/                           # Capa de lógica de negocio
│   │                   ├── EstudianteService.java         # Interface
│   │                   ├── EstudianteServiceImpl.java
│   │                   ├── AsignaturaService.java         # Interface
│   │                   ├── AsignaturaServiceImpl.java
│   │                   ├── MatriculaService.java          # Interface
│   │                   └── MatriculaServiceImpl.java
│   └── test/
│       └── java/
│           └── com/
│               └── example/
│                   └── AppTest.java                       # Test básico JUnit 5

Requisitos

Java 17+ (configurado en maven.compiler.release=17)
Maven 3.8+
Sin dependencias externas de runtime (solo JUnit 5 para tests)

Instalación y Ejecución

Compilar

mvn compile

Ejecutar tests

mvn test

Ejecutar la aplicación (CLI interactivo)

mvn exec:java -Dexec.mainClass="com.example.App"

Generar JAR ejecutable

mvn package
java -jar target/ModuloEstudiantes-1.0-SNAPSHOT.jar

Nota: Para JAR ejecutable añadir en pom.xml dentro de <build><plugins>:

<plugin>
    <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
    <artifactId>maven-jar-plugin</artifactId>
    <configuration>
        <archive>
            <manifest>
                <mainClass>com.example.App</mainClass>
            </manifest>
        </archive>
    </configuration>
</plugin>

Uso

Al ejecutar la aplicación aparece el menú principal:

╔══════════════════════════════════════════════════════════════╗
║          SISTEMA DE GESTIÓN DE ESTUDIANTES                  ║
╠══════════════════════════════════════════════════════════════╣
║  1. Gestión de Estudiantes                                  ║
║  2. Gestión de Asignaturas                                  ║
║  3. Gestión de Matrículas                                   ║
║  4. Gestión de Notas                                        ║
║  5. Consultas y Reportes                                    ║
║  6. Estadísticas                                            ║
║  0. Salir                                                   ║
╚══════════════════════════════════════════════════════════════╝

Flujo típico

Crear asignaturas (opción 2 → 1) con código, nombre, créditos, tipo, curso, cuatrimestre, profesor y prerrequisitos
Crear estudiantes (opción 1 → 1) con datos personales, NIF, email, fecha nacimiento, número de expediente, nivel y fecha matrícula
Matricular estudiantes (opción 3 → 1) seleccionando estudiante, asignatura, grupo, profesor, aula, horario y tipo de matrícula
Registrar notas (opción 4 → 1) con calificación (0-10) y fecha de examen
Consultar reportes (opción 5) o ver estadísticas (opción 6)

Datos precargados (al iniciar)

Estudiante	Expediente	Nivel	Asignaturas matriculadas
Juan Pérez García	EST001	UNIVERSIDAD	MAT101, FIS101, INF101
María López Martín	EST002	UNIVERSIDAD	MAT101, FIS101, INF101
Carlos Ruiz Sánchez	EST003	UNIVERSIDAD	MAT102, FIS102, INF102

Asignaturas: 8 (6 obligatorias 1º curso + 2 optativas 2º curso) con prerrequisitos configurados.

Arquitectura y Patrones

Patrones aplicados

Patrón	Dónde se aplica
Repository Pattern	`EstudianteRepository`, `AsignaturaRepository` - abstracción de persistencia
Service Layer	`Service` / `ServiceImpl` - lógica de negocio, validaciones, transacciones
Dependency Injection	Constructores de servicios aceptan interfaces de repositorio
Factory Method	`crearEstudiante()`, `crearAsignatura()` en servicios
Template Method	`Persona.calcularEdad()`, `Estudiante.recalcularNotaMedia()`
Strategy	`TipoMatricula` define comportamiento de matrícula

Separación de responsabilidades

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                        App.java (CLI)                       │
└──────────────────────────┬──────────────────────────────────┘
                           │ usa
        ┌──────────────────┼──────────────────┐
        ▼                  ▼                  ▼
┌───────────────┐  ┌───────────────┐  ┌───────────────┐
│Estudiante     │  │Asignatura     │  │Matricula      │
│Service        │  │Service        │  │Service        │
└───────┬───────┘  └───────┬───────┘  └───────┬───────┘
        │                  │                  │
        ▼                  ▼                  ▼
┌───────────────┐  ┌───────────────┐  ┌───────────────┐
│Estudiante     │  │Asignatura     │  │(usa ambos      │
│Repository     │  │Repository     │  │ repositorios)  │
└───────────────┘  └───────────────┘  └───────────────┘

Modelo de Dominio

Persona (abstracta)

- nombre, apellidos, dni, email, telefono, fechaNacimiento
+ getNombreCompleto()
+ calcularEdad()

Estudiante extends Persona

- numeroExpediente, nivelCurso, estado, fechaMatricula
- asignaturasMatriculadas: Map<String, AsignaturaMatriculada>
- calificaciones: Map<String, Double>
- fechasExamen: Map<String, LocalDate>
- asignaturasAprobadas: Set<String>
- tiposMatricula: Map<String, TipoMatricula>
- notaMedia, creditosSuperados, creditosMatriculados
- beca, observaciones

+ matricularAsignatura(AsignaturaMatriculada, TipoMatricula)
+ anularMatricula(String codigo)
+ registrarCalificacion(String, double, LocalDate)
+ getNotaMedia(), getCreditosSuperados(), getCreditosPendientes()
+ getPorcentajeAvance()  // % hacia 240 créditos
+ puedeGraduarse()       // 240 créditos + media >= 5.0

Asignatura

- codigo, nombre, descripcion, creditos, tipo, curso, cuatrimestre, profesor
- prerrequisitos: Set<String>
- equivalencias: Set<String>

+ cumplePrerrequisitos(Set<String> aprobadas)
+ agregarPrerrequisito(String)

AsignaturaMatriculada (composición)

- asignatura: Asignatura (final)
- grupo, profesor, fechaMatricula, aula, horario
- tipoMatricula: TipoMatricula

Profesor extends Persona

- codigoProfesor, departamento, especialidad, nivelMaximoImpartir
- asignaturasImpartidas: Set<String>
- gruposAsignados: Map<String, List<String>>
- fechaContratacion, activo
+ getAntiguedad()

Enumeraciones

NivelCurso (7)

Valor	Descripción
PRIMARIA	Primaria
SECUNDARIA	Secundaria
BACHILLERATO	Bachillerato
FORMACION_PROFESIONAL	Formación Profesional
UNIVERSIDAD	Universidad
MASTER	Máster
DOCTORADO	Doctorado

EstadoEstudiante (6)

Valor	Descripción
ACTIVO	Activo
INACTIVO	Inactivo
GRADUADO	Graduado
RETIRADO	Retirado
SUSPENDIDO	Suspendido
EN_PROCESO	En Proceso

TipoAsignatura (6)

Valor	Descripción
OBLIGATORIA	Obligatoria
OPTATIVA	Optativa
LIBRE_CONFIGURACION	Libre Configuración
PRACTICUM	Prácticum
TRABAJO_FIN_GRADO	Trabajo Fin de Grado
TRABAJO_FIN_MASTER	Trabajo Fin de Máster

TipoMatricula (7)

Valor	Descripción
NORMAL	Normal
REPETICION	Repetición
RECONOCIMIENTO	Reconocimiento de créditos
CONVALIDACION	Convalidación
MOVILIDAD	Movilidad/Erasmus
EXTRAORDINARIA	Extraordinaria
ESPECIAL	Especial

Excepciones Personalizadas

Excepción	Cuándo se lanza
`NotaInvalidaException`	Nota fuera de rango 0-10
`EstudianteNoEncontradoException`	Buscar/operar con expediente inexistente
`AsignaturaNoEncontradaException`	Buscar/operar con código inexistente
`MatriculaException`	Error genérico de matrícula
`NumeroExpedienteInvalidoException`	Expediente vacío/duplicado al crear
`AsignaturaYaMatriculadaException`	Intentar matricular duplicado
`PrerrequisitosNoCumplidosException`	No tiene asignaturas base aprobadas
`CreditosInsuficientesException`	Supera límite 90 créditos matriculados

Todas extienden Exception (checked) para forzar manejo explícito.

Capa de Repositorio

Interfaces

// EstudianteRepository
void guardar(Estudiante)
Optional<Estudiante> buscarPorNumeroExpediente(String)
Optional<Estudiante> buscarPorDni(String)
List<Estudiante> buscarTodos()
List<Estudiante> buscarPorNivel(NivelCurso)
List<Estudiante> buscarPorEstado(EstadoEstudiante)
List<Estudiante> buscarPorNombre(String)
void eliminar(String)
boolean existe(String)
long contar()

// AsignaturaRepository
void guardar(Asignatura)
Optional<Asignatura> buscarPorCodigo(String)
List<Asignatura> buscarTodos()
List<Asignatura> buscarPorNombre(String)
List<Asignatura> buscarPorCurso(int)
List<Asignatura> buscarPorTipo(TipoAsignatura)
List<Asignatura> buscarPorCuatrimestre(int)
List<Asignatura> buscarPorProfesor(String)
void actualizar(Asignatura)
void eliminar(String)
boolean existe(String)
long contar()
long contarPorTipo(TipoAsignatura)
Set<String> obtenerTodosCodigos()

Implementaciones (In-Memory)

Thread-safe: ConcurrentHashMap
Índices duales: Por expediente y por DNI (estudiantes)
Streams API: Filtros funcionales para consultas
Inmutabilidad: Devuelven copias/unmodifiable views

Capa de Servicios

EstudianteService

crearEstudiante(...) - Valida duplicados, crea y persiste
buscarPorNumeroExpediente/ DNI / nombre
listarTodos() / porNivel() / porEstado()
cambiarEstado() / cambiarNivel()
eliminarEstudiante()
contarEstudiantes() / porNivel() / porEstado()

AsignaturaService

crearAsignatura() - Valida código único
buscarPorCodigo/ Nombre/ Tipo/ Curso/ Cuatrimestre/ Profesor
actualizarAsignatura() / eliminarAsignatura()
contar() / contarPorTipo() / obtenerTodosCodigos()

MatriculaService

matricularEstudiante() - Valida: existe estudiante/asignatura, no duplicado, prerrequisitos, límite créditos
anularMatricula() - Recalcula créditos
registrarNota() - Valida matriculado, rango nota, actualiza media y créditos superados
obtenerAsignaturasMatriculadas()
cambiarTipoMatricula()
obtenerCreditosMatriculados() / Superados()

Principios SOLID Aplicados

Principio	Implementación
SRP (Single Responsibility)	Cada clase tiene una razón para cambiar: `Estudiante` (datos + reglas), `EstudianteRepository` (persistencia), `EstudianteService` (orquestación)
OCP (Open/Closed)	Nuevos `TipoAsignaturas via enum` TipoAsignatura`; nuevos estados via` EstadoEstudiante`; nuevos repositorios implementando interfaces sin tocar servicios
LSP (Liskov Substitution)	`EstudianteRepositoryImpl` sustituible por `JpaEstudianteRepository` futuro; lo mismo para servicios
ISP (Interface Segregation)	3 interfaces de servicio separadas (`EstudianteService`, `AsignaturaService`, `MatriculaService`) en lugar de una monolítica
DIP (Dependency Inversion)	Servicios dependen de interfaces `Repository`, no de implementaciones. Inyección por constructor en `*ServiceImpl`

Tests

mvn test

Ejecuta AppTest.java (1 test básico). Para ampliar:

// src/test/java/com/example/EstudianteServiceTest.java
@ExtendWith(MockitoExtension.class)
class EstudianteServiceTest {
    @Mock EstudianteRepository repo;
    @InjectMocks EstudianteServiceImpl service;
    
    @Test void crearEstudiante_validaDuplicado() { ... }
    @Test void matricular_verificaPrerrequisitos() { ... }
}

Dependencias de test en pom.xml: JUnit Jupiter 5.11, Mockito (añadir si se desea).

Datos de Prueba

Al iniciar App.inicializarDatosPrueba() se crean:

Asignaturas (8)

Código	Nombre	Créditos	Tipo	Curso	Cuatri	Profesor	Prerreq
MAT101	Matemáticas I	6	OBLIGATORIA	1	1	Dr. García	-
FIS101	Física I	6	OBLIGATORIA	1	1	Dr. López	-
INF101	Programación I	6	OBLIGATORIA	1	1	Dra. Martín	-
MAT102	Matemáticas II	6	OBLIGATORIA	1	2	Dr. García	MAT101
FIS102	Física II	6	OBLIGATORIA	1	2	Dr. López	FIS101
INF102	Programación II	6	OBLIGATORIA	1	2	Dra. Martín	INF101
OPT201	Inteligencia Artificial	6	OPTATIVA	2	1	Dr. Ruiz	-
OPT202	Bases de Datos	6	OPTATIVA	2	1	Dra. Sánchez	-

Estudiantes (3)

Expediente	Nombre	DNI	Nivel	Fecha Matrícula
EST001	Juan Pérez García	12345678A	UNIVERSIDAD	2023-09-01
EST002	María López Martín	87654321B	UNIVERSIDAD	2023-09-01
EST003	Carlos Ruiz Sánchez	11223344C	UNIVERSIDAD	2022-09-01

Matrículas y Notas

EST001: MAT101(8.5), FIS101(7.0), INF101(9.0) → Media ~8.17, 18 créditos
EST002: MAT101(6.5), FIS101(5.5), INF101(7.5) → Media ~6.5, 18 créditos
EST003: MAT102(8.0), FIS102(7.5), INF102(9.5) → Media ~8.33, 18 créditos

Posibles Mejoras

Persistencia

JPA/Hibernate + PostgreSQL/H2
Migración Flyway/Liquibase
Repositorios JPA implementando interfaces actuales

API REST

Spring Boot / Quarkus / Micronaut
DTOs + MapStruct
OpenAPI/Swagger
Validación Bean Validation (@Valid)

Seguridad

Spring Security / JWT
Roles: ADMIN, SECRETARIA, PROFESOR, ESTUDIANTE
Auditoría (createdBy, updatedAt)

Funcionalidad

Actas de examen
Expediente académico PDF
Prerrequisitos complejos (OR/AND)
Planes de estudios por titulación
Movilidad/Convalidaciones automáticas
Notificaciones email
Importación/Exportación CSV/Excel

Testing

Tests unitarios (Mockito) >80% cobertura
Tests de integración (Testcontainers)
Tests de contrato (Pact)
Mutation testing (Pitest)

UI

Web: Thymeleaf / Vaadin / React
Desktop: JavaFX
Mobile: Capacitor/Ionic

DevOps

Dockerfile + docker-compose
CI/CD GitHub Actions / GitLab CI
SonarQube quality gate
Observabilidad: Micrometer + Prometheus + Grafana

Licencia

Proyecto educativo - Libre uso y modificación.

Autor

Desarrollado como ejemplo de arquitectura Java empresarial aplicando principios SOLID, clean architecture y patrones de diseño clásicos.

Name		Name	Last commit message	Last commit date
Latest commit History 12 Commits
.mvn		.mvn
.settings		.settings
src		src
.classpath		.classpath
.gitignore		.gitignore
.project		.project
LICENSE		LICENSE
README.md		README.md
pom.xml		pom.xml

Folders and files

Latest commit

History

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Módulo de Gestión de Estudiantes

Tabla de Contenidos

Características

Estructura del Proyecto

Requisitos

Instalación y Ejecución

Compilar

Ejecutar tests

Ejecutar la aplicación (CLI interactivo)

Generar JAR ejecutable

Uso

Flujo típico

Datos precargados (al iniciar)

Arquitectura y Patrones

Patrones aplicados

Separación de responsabilidades

Modelo de Dominio

Persona (abstracta)

Estudiante extends Persona

Asignatura

AsignaturaMatriculada (composición)

Profesor extends Persona

Enumeraciones

NivelCurso (7)

EstadoEstudiante (6)

TipoAsignatura (6)

TipoMatricula (7)

Excepciones Personalizadas

Capa de Repositorio

Interfaces

Implementaciones (In-Memory)

Capa de Servicios

EstudianteService

AsignaturaService

MatriculaService

Principios SOLID Aplicados

Tests

Datos de Prueba

Asignaturas (8)

Estudiantes (3)

Matrículas y Notas

Posibles Mejoras

Persistencia

API REST

Seguridad

Funcionalidad

Testing

UI

DevOps

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