基于推荐算法的图书馆管理系统的设计与实现 计算机科学和技术专业.docx
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1、基于推荐算法的图书馆管理系统的设计与实现随着互联网技术的快速发展,对于图书馆管理系统的需求也在进一步提升。由于图书的种类越来越多,其相应的业务数据都不断提升,使得图书馆中的图书数据信息量己经远远超出了人工管理的水平。为了进一步给广大读者提供更为便捷的服务,可以按照读者的实际需求提供个性化定制,而当下的大多数图书馆系统中还不能满足用户的个性化定制服务。目前大部分高校蕴藏着大量的图书借阅信息,如何利用这些信息、方便读者的借阅过程且预测读者的借阅需求,进而推荐满足读者需求的图书信息是值得研究的问题。因此,本论文的主要工作是在河北金融学院信息工程与计算机学院处设计一个图书管理与推荐系统。本系统使用Ja
2、Va为开发语言,选择JSP为开发框架,SSM为系统架构、MySQL作为系统数据库,同时,为了使用户能够有更加个性化的体验,本系统采用了KFeanS算法将用户归类,并为用户提供了不同的图书推荐。以达到图书管系统千人千面的效果。本课题研究的系统对目前图书馆所遇到的实际问题提出了解决方案,帮助校园更加方便地对图书馆进行管理,其利用空间较大,结合大数据技术的图书管理系统,可根据每位用户的借阅习惯,提供个性化服务,既能提高用户的阅读积极性和知识面,也能增加了用户对系统的粘度,再利用相关算法对其后台所积累的数据进行挖掘分析,提高管理者的管理效率和资源使用率。关键词:大数据;图书管理;个性化推荐;JaVa;
3、JSP;SSM;MySQL;K-meansABSTRACTWiththerapiddevelopmentofInternettechnology,thedemandforlibrarymanagementsystemsisfurtherincreasing.Astherearemoreandmoretypesofbooks,theircorrespondingbusinessdataareconstantlyimproving,makingtheamountofbookdatainformationinthelibraryfarbeyondthelevelofmanualmanagement.
4、Inordertofurtherprovidemoreconvenientservicestoreaders,personalizedcustomizationcanbeprovidedaccordingtotheactualneedsofreaders.However,mostofthecurrentlibrarysystemscannotmeetthepersonalizedcustomizedservicesofusers.Atpresent,mostcollegesanduniversitiescontainalargeamountofbookborrowinginformation.
5、Howtousethisinformationtofacilitatetheborrowingprocessofreadersandpredicttheborrowingneedsofreaders,andthenrecommendthebookinformationthatmeetstheneedsofreadersisaproblemworthyofresearch.Therefore,themainworkofthisthesisistodesignalibrarymanagementandrecommendationsystemattheSchoolofInformationEngin
6、eeringandComputer,HebeiUniversityofFinance.ThissystemusesJavaasthedevelopmentlanguage,JSPasthedevelopmentframework,SSMasthesystemarchitecture,andMySQLasthesystemdatabase.Atthesametime,inordertoenableuserstohaveamorepersonalizedexperience,thesystemusestheK-meansalgorithmtoclassifyusers.Andprovideuser
7、swithdifferentbookrecommendations.Inordertoachievetheeffectofthousandsofpeopleinthelibrarymanagementsystem.Thesystemresearchedinthissubjectproposessolutionstothepracticalproblemsencounteredbythelibraryatpresent,andhelpsthecampustomanagethelibrarymoreconveniently,anditsutilizationspaceislarger.Theboo
8、kmanagementsystemcombinedwithbigdatatechnologycanprovidepersonalizedservicesaccordingtotheborrowinghabitsofeachuser,whichcannotonlyimprovetheuser,sreadingenthusiasmandknowledge,butalsoincreasetheuser,sviscositytothesystem,andthenuserelatedalgorithmstodealwithit.Thedataaccumulatedinthebackgroundismin
9、edandanalyzedtoimprovethemanagementefficiencyandresourceutilizationrateofmanagers.Keywords:Bigdata;bookmanagement;personalizedrecommendation;Java;JSP;SSM;MySQL;K-means目录第1章雌61.1 研究背景及意义61.2 相关技术简介6第2章系统需求分析92.1 功能需求分析92.2 非功能性需求112.3 系统的可行性分析11第3章系统设计133.1 系统概要设计133.2 数据库设计133.3 功能模块设计14第4章系统实现164.1
10、 数据库实现164.2 功能模块实现18第5章系统功能测试325.1 测试目的325.2 测试结果325.3 推荐模块测试34第6章总结与展望36弁考文献37第1章绪论现代信息技术的突飞猛进的发展为各行各业提出了更多的机遇与挑战,数据库技术的不断成熟使得各种管理信息系统的数据库中沉积了大量的数据,如何利用这些数据为组织服务,信息管理系统应运而生。1.1 研究背景及意义随着互联网技术的迅猛发展,传统的图书馆管理模式也得到了进一步的升级,随着数据的进一步增长,对于信息化处理的需求也在随之提升。越来越多的学者也开始研究高校图书馆信息系统,在当下的日常生活之中,的各个步骤都逐渐采用数字化管理方法来代替
11、传统的人工管理,从而积累了大量的数据,并积累了一定数量的有价值的图书馆不仅是学子们获取知识的主要场所,也是学术的信息化中心。随着互联网技术的快速发展,对于图书馆管理系统的需求也在进一步提升。由于图书的种类越来越多,其相应的业务数据都不断提升,使得图书馆中的图书数据信息量已经远远超出了人工管理的水平。为了进一步给广大读者提供更为便捷的服务,可以按照读者的实际需求提供个性化定制,而当下的大多数图书馆系统中还不能满足用户的个性化定制服务。1.2 相关技术简介1.2.1 JSP简介除了提高软件互操作性,JaVaSCriPt语言是一款主要用于事件驱动的脚本语言。其可以在移动终端的浏览器页面中嵌入并按照实
12、际需求执行相应的HTML代码。JaVaSCriPt使Web开发人员能够更有效地控制页面。与JaVa语言相同,JaVaSCriPt编程语言也可以实现跨平台编程。其可以独立于任何的操作系统从而最终实现项目的集成。JaVaSCriPt还同时拥有占用少量系统和网络资源的优势。因此,嵌入式JaVaSeriPt在JSP页面中实现了一些检测功能,这将使网页更具交互性,响应速度更快,效率更高最开始HTML用Servlet输出的过程非常麻烦,而JSP是一种Java和HTML共同存在的架构,如用JSP来代替输出HTML,整个过程就会简单很多。JSP架构中由前端创建表单,之后发送给后端实现前后通信。在进行软件的开发
13、过程中,选取合适的开发语言是成功的关键。而开发方法也无外乎两种,一种是面向对象的程序设计开发,多常见使用JaVa语言、C+语言等。另外,一种是面向过程的开发,常见的开发语言如C语言等,为了丰富并完善系统的使用特性,有时也会将这二者进行混合。通过分析可知,JSP页面是由Java、HTML这两类代码构成的,当客户端收到请求后,服务器会对JaVa代码进行处理,处理完毕后,会有HTML页面形成,并且将具体情况向客户端反馈。经分析可知,JavaSerVlet是JSP技术能够发挥作用的前提,要想开发大规模Web程序,就必须得此技术和JavaServlet和充分配合。通过分析发现,Java技术的各项功能,J
14、SP都具备,同时它的可靠性以及安全性也极高。1.2.2 MySQL简介MySQL为传统关系性数据库,具有很好的开放式架构,因为数据库稳定性和可靠性能够得到很好的保证,并且对于个人使用是完全免费开放的,因此得到了广泛的应用。MySQL的语言是非结构化的,用户可以处理数据。MySQL被广泛使用,因为它的语言和结构相对简单,但是它的功能和存储信息非常强大。特别是当不需要事务处理时,MySQL是管理内容的最佳选择。其源代码是公开的,这使得该数据库可以按照自身的实际需求进行定向化修改,从而满足后续的开发要求。在实际使用过程中,其适应能力强的特性在跨平台应用上显得格外突出,不仅语句的杳询过程很快,对于数据
15、的基本增删改查等操作也是非常迅速。安装过程也相对简易。在编写SQL语句时使用也是方便的,不需要像其他语言那样需要编写更多的语句。上世纪九十年代末期,首版MySQL数据库问世,此数据库能够进行多线操作模式的提供,还能够进行各类编程语言编程接口的提供,同时它还可以对诸多字段类型提供支持,利用运算符来对查询中的两类操作提供支持,这两类操作首先是WHERE操作;其次是SELECT操作。作为开源数据库,不论是谁,都可以利用公共许可证来下载MySQL,同时还能够按照自身实际需求来修改它。通过分析发现,由于MySQL具备许多优点,比如适应性很强,十分可靠等,所以受到许多人的青睐,它并不用在大型仓库里保存数据
16、,只需要利用单独标来保存数据,如此不但更加灵活,而且速度也很高。最开始设计这一数据库,是准备在对大规模数据库进行处理时来对其进行运用,和当前已有数据库相比,其处理效率要高得多,同时即使在较为严格的生产环境里也能够使用很长时间,虽然当前这一数据库还没有完全开发出来,然而其当前的功能集已经足够丰富,由于其具备许多优点,比如十分安全、效率很高等,所以在Intemet上的数据库中极具适用性。1.2.3 CSS简介CSS英文全称CascadingStyleSheets又叫层叠样式表,是一种用来表现HTML或XML等文件样式的计算机语言。CSS不仅可以静态地修饰网页,还可以配合各种脚本语言动态地对网页各元
17、素进行格式化。CSS能够对网页中元素位置的排版进行像素级精确控制,支持几乎所有的字体字号样式,拥有对网页对象和模型样式编辑的能力。1.2.4 Tomcat简介Tomcat既是一种应用服务器,也是一种容器,Tomcat是作用于Servlet的容器,可以发布JSP服务和JavaWeb服务。1.2.5 SSM简介SSM是由SPringMVC、SpringMyBatiS组成的架构,这三个架构中处于不同的位置,各司其职。在用JaVa开发互联网应用时,SSM框架(Spring+SpringMVC+MyBatis)成为了越来越主流的选择。它们的共同特点是用尽可能少的代码实现更多的功能,降低了系统的耦合性。技
18、术框架的熟练使用有利于提高编程的效率,为日后的技术工作打下坚实的基础。系统进行安装的过程中,开发环境和配置可以按照软件的提供商的要求执行,实际使用中,可以用SSm工具并结合mysql数据库完成基本的操作环节,包括对于数据的导入和导出、数据的实时交互。按照实际的要求对系统进行定向维护,使其便利软件开发者的日常开发,以提供实现设备所必须的稳定性。在轻量级的开发中,JavaWeb系统架构往往由四层组成:表示层PresentationLayer业务层BusZnessLayer持久层Pen/7sistenceLayer数据库层Eatabase图17Web系统架构1 .表示层:表示处理HTTP请求,将JS
19、on参数转化为对象,并对请求进行身份验证并将其传输到业务层,这一层包括视图、还有前端部分。2 .业务层:业务层负是调配和处理业务上了逻辑的一个单元模块。3 .持久层:能够使业务层和存储层互相转化。4 .数据库层:包含对数据库的操作命令。1.2.6K-means简介K-means是一种无监督的聚类算法,从不同角度来分析通过对数据的进一步分析来实现数据聚类。其原理在于通过将数据按照相似性程度的高低,来分成不同的簇,并且在实际分析环节中,簇内部具有较强的相似度,而簇之间相似度很低。对聚类进行定义,通俗的说就是把具有相似度或类似性的对象划分到一个类属下,专业的说就是把数据对象根据条件设定不同划分为多个
20、不同的类或簇,通常被用于数据挖掘场景。一般而言这些类或簇内都会因此而具备高度类似性,反过来,类与类或簇与簇之间却会呈现出类似性较低的特性,这一划分和分类过程就是所谓的聚类分析。通常该类型算法具备多种不同实现途径,如划分分析法或分层分析法,或基于不同性质和属性如密度、模型等进行归类和划分的方法等。目前聚类算法中在最多场景得到应用的是K-means算法,该算法另一个名字叫K-均值,其实质是一种划分法,基于需要确定K值,之后将数据对象基于该值进行划分最终实现聚类,呈现K个簇状态,这些簇,簇与簇之间不存在较高性状类似度,单个簇内部情况却刚好相反,具有较高性状类似度。对K-MeanS算法进行观察和分析,
21、发现其是基于距离而构建,换言之距离是其进行划分的性状类似度度量指标,这意味着两个数据对象距离表现较近时,它们间的性状类似度也就较高,通常会把这些数据对象划分到同一簇之下。得到簇之间具有相对独立性簇内部却又紧凑相关的一系列簇就是该类型算法的最大目的。第2章系统需求分析2.1 功能需求分析2.1.1 前端图书小程序功能需求分析在科技飞速发展的今天,很多图书馆的基础设施支持仍然不足。改善图书馆的数字化服务,为读者提供高效的数据库检索,借阅服务迫在眉睫。在数字图书馆中,原本的纸质书本将会变成数据,读者在进行检索以及移动端阅读时更加便利,然而很多地区的公共图书馆并没有科学地整合两种形式的图书资料,使得数
22、字图书馆和纸质图书之间出现脱节。基础性设施支撑不够也会影响读者在使用数字图书馆时的阅读体验。通过调查用户对图书馆借阅,主要可以分为以下的几点:1 .用户模块:主要负责用户的详细个人信息等。2 .图书模块:主要负责用户的详细图书信息等。3 .借阅模块:主要负责用户的详细借阅信息等。4 .管理员模块:负责管理管理员相关信息。5 .个性化推荐模块:负责为读者提供千人千面的推荐服务。分析每一个功能模块后,可以将功能模块进行拆分,在图书管理系统中,使用系统的主要分为两类用户:管理员和普通用户。管理员需要的功能有,馆藏信息页面,管理员可以在此页面内查看图书信息,编辑以及删除信息,读者管理页面可以供管理员编
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