题目：在线学习与推荐系统设计与实现
 
摘  要
现代经济快节奏发展以及不断完善升级的信息化技术，让传统数据信息的管理升级为软件存储，归纳，集中处理数据信息的管理方式。本在线学习与推荐系统就是在这样的大环境下诞生，其可以帮助管理者在短时间内处理完毕庞大的数据信息，使用这种软件工具可以帮助管理人员提高事务处理效率，达到事半功倍的效果。此在线学习与推荐系统利用当下成熟完善的Python技术，以及最受欢迎的RDBMS应用软件之一的Mysql数据库进行程序开发。在线学习与推荐系统有管理员，教师，学生。管理员功能有个人中心，科目管理，教师管理，学生管理，学习资源管理，学习记录管理，资源评价管理，系统管理。教师发布学习资源，审核学生学习记录，学生查看学习资源，提交资源评价，提交学习记录。在线学习与推荐系统的开发根据操作人员需要设计的界面简洁美观，在功能模块布局上跟同类型网站保持一致，程序在实现基本要求功能时，也为数据信息面临的安全问题提供了一些实用的解决方案。可以说该程序在帮助管理者高效率地处理工作事务的同时，也实现了数据信息的整体化，规范化与自动化。

关键词：在线学习与推荐系统；Python技术；Mysql；自动化

 
Abstract
With the rapid development of modern economy and the continuous improvement and upgrading of information technology, the management of traditional data information is upgraded to the management mode of software storage, induction and centralized processing of data information. This online learning and recommendation system was born in such an environment. It can help managers deal with huge data information in a short time. Using this software tool can help managers improve transaction processing efficiency and achieve twice the result with half the effort. This online learning and recommendation system uses the current mature Python technology and MySQL database, one of the most popular RDBMS applications, for program development. Online learning and recommendation system has administrators, teachers and students. Administrator functions include personal center, subject management, teacher management, student management, learning resource management, learning record management, resource evaluation management and system management. Teachers release learning resources, review students' learning records, students view learning resources, submit resource evaluation and submit learning records. The development of online learning and recommendation system is designed according to the needs of operators. The interface is simple and beautiful, and the layout of functional modules is consistent with that of similar websites. When the program realizes the basic required functions, it also provides some practical solutions for the security problems faced by data information. It can be said that the program not only helps managers deal with work affairs efficiently, but also realizes the integration, standardization and automation of data information.
Key Words：Online learning and recommendation system; Python technology; Mysql； automation
 
目 录
目 录
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 目的和意义
1.3 论文结构安排
2 相关技术
2.1 B/S结构介绍
2.2 MYSQL数据库介绍
2.3 PYTHON语言
3 系统分析
3.1 系统可行性分析
3.1.1 技术可行性分析
3.1.2 经济可行性分析
3.1.3 运行可行性分析
3.2 系统性能分析
3.2.1 易用性指标
3.2.2 可扩展性指标
3.2.3 健壮性指标
3.2.4 安全性指标
3.3 系统流程分析
3.3.1 操作流程分析
3.3.2 登录流程分析
3.3.3 信息添加流程分析
3.3.4 信息删除流程分析
4 系统设计
4.1 系统概要设计
4.2 系统功能结构设计
4.3 数据库设计
4.3.1 数据库E-R图设计
4.3.2 数据库表结构设计
5 系统实现
5.1 学生信息管理
5.2 科目
5.3 教师管理
5.4 公告信息管理
5.5 学习资源管理
5.6 学习记录管理
6 系统测试
6.1 系统测试的特点 
6.2 测试结果分析
结  论
致  谢
参考文献
 
1 绪论
1.1 研究背景
当前社会各行业领域竞争压力非常大，随着当前时代的信息化，科学化发展，让社会各行业领域都争相使用新的信息技术，对行业内的各种相关数据进行科学化，规范化管理。这样的大环境让那些止步不前，不接受信息改革带来的信息技术的企业随时面临被淘汰，被取代的风险。所以当今，各个行业领域，不管是传统的教育行业，餐饮行业，还是旅游行业，医疗行业等领域都将使用新的信息技术进行信息革命，改变传统的纸质化，需要人手工处理工作事务的办公环境。软件信息技术能够覆盖社会各行业领域是时代的发展要求，各种数据以及文件真正实现电子化是信息社会发展的不可逆转的必然趋势。本在线学习与推荐系统也是紧跟科学技术的发展，运用当今一流的软件技术实现软件系统的开发，让家具销售库存管理信息完全通过管理系统实现科学化，规范化，程序化管理。从而帮助信息管理者节省事务处理的时间，降低数据处理的错误率，对于基础数据的管理水平可以起到促进作用，也从一定程度上对随意的业务管理工作进行了避免，同时，在线学习与推荐系统的数据库里面存储的各种动态信息，也为上层管理人员作出重大决策提供了大量的事实依据。总之，在线学习与推荐系统是一款可以真正提升管理者的办公效率的软件系统。
1.2 目的和意义
信息数据的处理完全依赖人工进行操作，会耗费大量的人工成本，特别是面对大量的数据信息时，传统人工操作不仅不能对数据的出错率进行保证，还容易出现各种信息资源的低利用率与低安全性问题。更有甚者，耽误大量的宝贵时间，尤其是对信息的更新，归纳与统计更是耗财耗力的过程。所以电子化信息管理的出现就能缓解以及改变传统人工方式面临的处境，一方面可以确保信息数据在短时间被高效处理，还能节省人力成本，另一方面可以确保信息数据的安全性，可靠性，并可以实现信息数据的快速检索与修改操作，这些优点是之前的旧操作模式无法比拟的。因此在线学习与推荐系统为数据信息的管理模式的升级与改革提供了重要的窗口。
1.3 论文结构安排
为了帮助用户更好的了解和理解程序的开发流程与相关内容，本文将通过六个章节进行内容阐述。
第一章：描述了程序的开发背景，程序运用于现实生活的目的与意义，以及程序文档的结构安排信息；
第二章：描述了程序的开发环境，包括程序开发涉及到的技术，程序开发使用的数据存储工具等信息；
第三章：描述了程序着手进行开发时，会面临的可行性问题，并对程序功能以及性能要求进行描述；
第四章：描述了程序大功能模块下的功能细分信息，以及存储程序数据的数据库表文件结构的设计信息等；
第五章：描述了程序的功能实现界面的内容，也对程序操作人员操作的部分功能进行了描述；
第六章：描述了程序功能的测试内容，并介绍了系统测试的概念与方法。
 
2 相关技术
2.1 B/S结构介绍  
在早期，一些使用HTML语言编写的文件，再集合一些其它资源文件就可以组成一个最简单的Web程序，了解了Web程序也需要了解Web站点，它们之间的关系就是一个或者多个Web程序可以放在Internet上的一个Web站点（Web服务器）中进行使用。可以说Web应用程序的开发也带动了B/S这种网络结构模式的兴起。B是Brower（浏览器）的首字母，S是Server（服务器）的首字母，两个首字母进行组合就成了网络结构模式的简称B/S。由于这种结构模式通过安装在客户端的浏览器进行服务器的访问，可以把程序的核心功能安排在服务器中进行处理，给程序的开发，后期使用和维护省去了许多工作。图2.2展示的就是使用这种架构开发的程序的工作原理。
 
图2.2 B/S架构的工作原理图
2.2 Mysql数据库介绍
开发的程序面向用户的只是程序的功能界面，让用户操作程序界面的各个功能，那么很多人就会问，用户使用程序功能生成的数据信息放在哪里的？这个就需要涉及到数据库的知识了，一般来说，程序开发通常就会对常用数据存储工具的特点进行分析比对，比如Mysql数据库的特点与优势，Access数据库的特点与优势，Sqlserver数据库的特点与优势等，最终看哪个数据库与需要开发的程序比较匹配，也符合程序功能运行需要的数据存储要求，比如，需要开发商业级别的程序，存储的数据对数据库要求较高，可以选用Oracle，如果只是比较简单的程序，对数据存储没有过多要求，可以选用微软旗下的Access，当开发程序要求数据库占用空间小，并能满足程序数据存储要求时，就可以考虑Oracle公司从瑞典MySQL AB公司在很早之前就收购过一个关系型数据库，它是现在的Mysql数据库。在数据库工具里面它是最受认可的其中一个应用软件。需要说明的信息就是，本程序的开发就运用到了此数据库。它将程序数据通过使用不同的数据表格进行保存，在增加了程序数据的存储速度的时候，也提高了数据库的灵活性。 图2.3展示的就是MySQL的架构图。
 
图2.3 MySQL数据库架构图
2.3 Python语言
Python是一个高层次的结合了解释性、编译性、互动性和面向对象的脚本语言。
Python的设计具有很强的可读性，相比其他语言经常使用英文关键字，其他语言的一些标点符号，它具有比其他语言更有特色语法结构。
Python是一种解释型语言：这意味着开发过程中没有了编译这个环节。类似于PHP和Perl语言。
Python是交互式语言：这意味着，您可以在一个Python提示符>>>后直接执行代码。
Python是面向对象语言:这意味着Python支持面向对象的风格或代码封装在对象的编程技术。
Python是初学者的语言：Python对初级程序员而言，是一种伟大的语言，它支持广泛的应用程序开发，从简单的文字处理到WWW浏览器再到游戏。

 
3 系统分析
当用户确定开发一款程序时，是需要遵循下面的顺序进行工作，概括为：系统分析-->系统设计-->系统开发-->系统测试，无论这个过程是否有变更或者迭代，都是按照这样的顺序开展工作的。系统分析就是分析系统需要做什么的问题，主要目的就是确定系统的功能，这也为接下来的工作做了一个好的开端。
3.1 系统可行性分析
开发一款程序软件不仅需要时间，也需要人力，物力资源。而进行可行性分析这个环节就是解决用户这方面的疑问，看看程序在当前的条件下是否可以进行开发。
3.1.1 技术可行性分析
此程序选用的开发语言是Python，这种编程语言有着丰富的数据类型，在指令控制语句上也比较完善，更重要的就是对类与对象的大力支持，这些优点为程序开发者提供了技术保障，尤其是现在代码都逐渐模块化，有关系统功能开发的源码在网络上都公开展示了，所以让具备一定计算机开发基础的开发人员独立开发系统在技术上也逐渐容易。
3.1.2 经济可行性分析
开发此程序最关键的设备就是一台电脑，无论是学校计算机室配备的电脑，还是自己入学以来购置的笔记本，都是可以符合开发要求的设备，另外在网络上，学校本已完全覆盖了校园网，所以在设备以及网络上无须考虑经济问题。
3.1.3 运行可行性分析
随着电脑软件以及配套硬件的完善升级，当下的计算机环境是一片大好，尤其是计算机已经广泛普及到家家户户，所以计算机设备现在是随处可见，由于本次开发的程序占有的资源耗费较小，在一般的电脑或笔记本上都能轻松运转起来。
通过上面的可行性描述，可以从经济，技术，运行方面解决程序开发是否可行的问题。因此可以认为该程序软件是可以进行开发的。
3.2 系统性能分析
系统性能分析也是比较重要的内容，进行系统性能分析就是为了确保系统的功能要能够在生活中运行使用时，达到规定的指标，因此一个完整的系统软件，是需要进行系统的性能分析这个步骤的。本次进行性能分析主要从易用性指标，可扩展性指标，系统健壮性指标，系统安全性指标这几个方面进行分析。
3.2.1 易用性指标
本次程序软件的开发的目的就是让使用者可以通过使用该软件提高信息数据的管理效率，同时该程序软件也需要针对不同的操作用户设置对应的功能，因此，此程序的操作流程应该尽量与用户日常操作软件的行为习惯相贴合，另外，程序软件的设计与开发也应考虑非计算机专业用户的计算机操作水平，要让大部分使用者都可以轻松操作程序提供的各个功能。
3.2.2 可扩展性指标
当前需要开发的程序软件是根据当下的用户需求进行设计开发的，但是随着时间的推移，社会大环境的改变，开发出的程序也是需要与时俱进的，需要根据用户不断变换的需求进行相应的功能内容的扩展，需要注意的就是，当对成型的程序进行功能模块新增时，仍然需要保证程序原有架构以及功能不能受到影响，新增的功能模块在系统中也能够运行正常，该指标达标也就可以保证此程序是可以在满足信息管理要求下，从容应对市场环境的变化。
3.2.3 健壮性指标
程序软件的开发就是为了投入使用时，可以一直稳定的处理各种数据信息，程序软件一旦不稳定，也会给使用者带来干扰。因此从性能分析的角度，就要要求程序软件在应对使用者的误操作，或者是使用者因为各种原因，填写有误的数据等情况时，程序要一直保持稳定，并能够正常让使用者进行使用。当程序的某个功能模块出现异常时，程序的其它功能模块也要能够确保正常使用。程序的健壮性指标达标可以让使用者产生良好的用户体验。
3.2.4 安全性指标
程序软件的安全问题是首要问题，毕竟程序对应数据库里面存放的数据信息是庞大的，里面也包括了许多重要的个人信息，这就对程序要具备一个完善的安全机制提出了要求。因此程序必须要设置登录功能用以进行用户身份的检查，以及身份和权限的匹配，通过对不同用户身份进行功能约束，绝不容忍用户越权操作程序。另外，也需要时刻防范计算机病毒，还有黑客，通过采取针对性的办法进行安全应对，确保程序时刻处于安全的环境，让使用者放心使用。
3.3 系统流程分析
3.3.1 操作流程分析
程序上交给用户进行使用时，需要提供程序的操作流程图（如图3.1所示），这样便于用户容易理解程序的具体工作步骤，现如今程序的操作流程都有一个大致的标准，即先通过登录页面提交登录数据，通过程序验证正确之后，用户才能在程序功能操作区页面操作对应的功能。
 
图3.1 程序操作流程图
3.3.2 登录流程分析
在这个部分，需要对程序的登录功能模块的运行流程（如图3.2所示），进行单独说明。程序设置登录模块也是为了安全起见，让用户使用放心，登录模块主要就是让用户提交登录信息，程序进行数据验证，验证通过的用户才能够成功登录程序。
 
图3.2 程序登录流程图
3.3.3 信息添加流程分析
程序的添加功能就是提供给操作者录入信息的功能，不管是涉及到用户信息添加，还是其它功能模块涉及到的信息添加，程序的信息添加流程（如图3.3所示）都是一致的。程序都是先对操作者录入的数据进行判定，这个判定规则是一段提前编写完成的程序代码，当程序判定数据符合要求时，才会把操作者录入的数据登记在数据表里面，比如添加的用户信息，就会把新添加的用户信息写入用户信息的数据表文件里面。
 
图3.3 信息添加流程图
3.3.4 信息删除流程分析
当从程序里面删除某种无效数据时，遵循程序的信息删除流程（如图3.4所示），先要选中操作者需要删除的数据，程序为了预防操作者误删信息，也会进行提示，当操作者真正确定要删选中的信息时，该信息就会从数据库中被永久删除。
 
图3.4 信息删除流程图