《基于python的图书馆信息系统设计与实现》7400字

绪论1.1课题背景从1946年开始，就预示着计算机会成为以后人类不可或缺的工具，20世纪中后期，计算机网络也出现了，这进一步为计算机在人们心中的地位提高，在人们心中的重要性和必要性也体现出来。因为它实现了每台电脑里的信息，只要你想分享给别人，就都可以。数据也不再是用纸和笔来记录，现在的数据，都可以用二进制码存在在电脑里，也减少纸的使用，以后肯定还会有更高级的技术。有计算机和网络是我的图书馆001的基础，他还需要编程语言和很多程序的参与。图书馆001可以降低图书馆成本，提高图书馆工作人员效率以及解决及麻烦又费力的图书借还工作问题的优点。这可以减少图书馆工作人员的许多常见任务。图书馆工作人员无需像以前那样亲自下达通知。他们所需要做的就是在图书馆001中发布通知，借阅和还书通知就可以在该系统中实现。目前国内很多学校不仅仅是大学也正在慢慢地研发使用图书馆管理系统，因此开发图书馆001，对于所有的图书馆都具有重要的实际意义。

1.2课题研究现状网络信息时代下，信息化已经是各行各业都在进行的变革，这不仅仅是一种潮流趋势，更是人类文明进步的必经之路。作为人类文明的聚宝盆，图书馆的信息化对于人类文明的进步更是具有巨大的推动作用。目前，我国大部分高校图书馆都实现了一定程度上的数字信息化，大部分图书馆的管理系统处于刚刚起步阶段，仅仅能实现借阅登记基本信息等简单的功能。在技术飞速发展的当今社会，我们的技术已经能够支持我们对图书管理系统进行进一步的升级完善。1.3课题结构内容本篇论文共有七大章节，第一篇章主要是对图书管理系统的现状发展、开发意义进行了简单的分析。第二篇章是图书001系统相关的技术介绍。第三篇章是系统的主要分析，分成了图书馆001是不是可行、图书馆001的功能可以满足人们什么需求、数据的流程分析以及图书馆001需要什么样的环境来使用它等。第四篇章是图书馆001是怎么设计的，主要说了图书馆001有什么功能、图书馆001的数据库是怎么设计的等。第五篇章为图书馆001是怎么在我的电脑上运行的，主要写了图书馆001的很详细的实现操作步骤。第六篇章写的是图书馆001的调试与测试，对图书馆001进行了测试、调试和不合适的地方进行修改。第七篇章是我的总结和对图书馆001以后的展望也就是图书馆001的功能以及下一步它的发展的方向。

2系统开发环境介绍2.1Python简介Python在使用的过程中相比起其他的语言，它节省了很多的步骤，比如编译。它也可以在提示符之后直接跑我们自己写的图书馆001的代码，它有类还有对象但是是在没有再多加很多以前语言里没有的、不包括的语法还有语义。Python语言的设计非常的简单且容易读懂，容易被人们所理解。2.2B/S结构浏览器(Browser）和服务器（Server）（B/S）结构用浏览器(Browser）和服务器（Server）相结合的一种很常见构架方式，是以网页（web）的网络结构为基础的模式，浏览器(Browser）和服务器（Server）结构的前身是客户机/服务器（C/S）结构[1]。在浏览器(Browser）和服务器（Server）框架中，用户的桌面是网页浏览器，前端的实现主要是用户界面的显示，服务器完成某些事物逻辑结构的分配，这就是三层的3-tier的结构。在3-tier结构下，在某些程度上，将系统的安全系数提高了，减少了系统的升级和提前预备防止被破坏的工作和时间，减小了使用此结构的压力，从而使用户使用系统的成本降低。像这样一个可以在前端实现又可以比较容易上手操作的架构，就仅仅只需要在有网络的条件下实现，这种方式的架构不会仅仅局限于某些场所，某些时间段，某些人员可以进入，不管用什么样的接入方式进入，都可以对数据库进行访问。服务器对数据库的安全性很高，数据库的安全完全不用担心。在浏览器(Browser）和服务器（Server）这个结构面世以来，像Python这样的面向对象的编程语言似乎变得快速，高效且易于学习。由于浏览器(Browser）和服务器（Server）框架的出现，网页文档已成为大众广泛使用的对象，网页文档能够满足当今人们所追求的简单易懂，容易操作的要求。浏览器/服务器结构有很多以前架构未出现的特点，也可以称其为它的优点，其中最能感觉的到特点就是：用户可以直接通过浏览器浏览图片、声音、动画、文档、视频，不需要跳转到其他的app上面。用户可以在网页端下载所需要的app到自己电脑上安装使用，网页服务器在这下载的时候会把数据等信息传给数据库和服务器来执行，处理后还会返回给网页端。2.3数据库简介数据库(Database)：就是在电脑上存信息的一个工具，他可以和我们的图书馆001连接起来，图书馆001里的信息都存在这个里面。数据库管理系统（DBMS)：是指管理我们图书馆001里的数据库的一个程序，它管着我们数据库怎么从无到有，图书馆001数据库的怎么使用和图书馆001的数据库怎么进行维护。数据库系统与文件系统对比有以下优点：

3系统分析3.1系统可行性分析3.1.1经济可行性以我们学校来说，图书馆001可以减少图书馆一楼借书的地方的老师和同学这种人工的使用，还减少了一些需要进行花钱的网站等其他的成本，图书馆001开发的主要目的就是方便图书馆的管理，减少一些不必要的成本，提高借阅图书的工作效率，减少图书借阅登记的时间，方便读者。由于图书馆001主要就是用来做我的毕业设计，不会对外面销售或者是做任何与赚钱有关的行为，图书馆001开发中所用到的软件都是可以从Internet上免费下载安装，不需要任何额外花费。3.1.2技术可行性本系统采用的是当前流行的python语言，Python语言最大的优点是它与Windows，UNIX和Macintosh系统兼容，不用考虑不兼容的问题，且可以跨平台使用，不同平台之间都可以用python语言进行脚本编辑，并与各数据库可以建立连接，方便数据共享，可以快速的提供信息，非常的便捷，所以此系统技术的可行性是非常高的。3.1.3操作可行性图书馆001系统用户界面和管理员界面都是使用windows系统下的浏览器，Windows是目前全球计算机操作系统中最普遍应用的一个系统，一般来说只要会操作电脑都会使用windows操作系统，只要是具有一般电脑操作能力的用户都可以使用，整个系统界面设计的非常的友好，无论是图书管理人员还是学生用户都能够阅读系统说明后，完全掌握该系统的功能。并且使用图书馆管理系统的用户一般来说是图书馆的管理员或者是学生图书馆的管理员都具备一般的计算机操作技能，学生大部分也都会使用计算机即使不会，学生也有很强的学习能力，因此系统可以正常的工作。3.2系统功能需求概述在了解了学生和图书管理人员对图书馆管理系统的需求之后，我们对图书馆001设计了如下功能：该研究主题需要建立图书馆管理系统。该系统主要分为两种类型的用户，即学生读者用户和图书馆管理人员。读者需求分析图如图3-1所示。图3-1读者需求分析图管理员需求分析图3-2所示。图3-2管理员需求用例图（1）用户管理分析表，如下图3-3所示。图3-3用户管理分析（2）图书管理分析表，如下图3-4所示。图3-4图书管理分析（3）借阅管理分析表，如下图3-5所示。图3-5借阅管理分析3.3数据流程分析3.3.1系统操作流程图3-6系统操作流程图3.3.2数据增加流程添加信息时，在这里我们称我们的用户叫做小万同学，图书馆001将自动创建数字字段，并且没有办法改变它。小万同学输入其他信息，图书馆001对该信息进行合法评估。如果是合法，则将其写入并存储在数据库中。如果不符合数据库输入规则，则重新输入数据。数据添加流程图如下图3-7所示：图3-7数据添加流程图3.3.3数据修改流程如果小万同学要对系统里的信息进行修改，那么系统需要小万同学先选择要进行修改的信息，比如说手机号，然后直接输入小万同学真实手机号，来建立一个在图书馆001中合法的信息。如果它们是合法的信息，小万同学的手机号将会被保存到图书馆001数据库中；如果图书馆001显示是不合法，则需要小万同学重新检查并输入正确的手机号。数据修改流程图如下图3-8所示。图3-8数据修改流程图3.3.4数据删除流程如果小万同学需要进行删除信息操作，那么需要小万同学在图书馆001中找到自己的想要删除的信息，并单击蓝色“删除”按钮，随后图书馆001会出现提示，提示小万同学是否确定要删除信息，以防对信息的误删操作。在进行信息删除处理之后，在图书馆001数据库中就找不到这个信息了。数据删除流程图如图3-9所示。图3-9数据删除流程图3.4运行环境需求图书馆001系统是一个可以在网页上被实际应用的系统，需要在服务器上使用MySQL5.5.60以上版本的数据库，操作系统就是我们最熟悉的Windows7及以上版本，图书馆管理人员和学生读者用户都可以通过网页对该系统进行操作。4系统设计4.1系统设计主要功能通过对查阅资料和对图书馆管理人员、学生读者用户的需求分析，我们对图书馆001所要实现的功能有了进一步确认。图书馆001是用Python脚本语言的图书馆信息系统，图书馆001的使用者主要分为两种类型，就是小万同学和管理员老师。管理员老师可以对我们学校新购入的图书进行类别的判断，然后将图书的信息输入到图书馆001中，当小万同学提交借书的申请请求的时候，管理员老师可以从后台，看的到小万同学的申请，然后同意其申请，管理员老师还可以在图书馆001中对新来学校的同学添加他们的个人信息，也可以删掉已经毕业了的同学的信息，还可以通过系统向借书超期了的同学发送短信或者系统提示。小万同学可以在系统里看到自己的借书情况，借书时间，借书超过了规定的结束时间的书籍信息，还可以对自己的信息进行修改，也可以修改自己的密码，还可以在图书馆001中反馈自己对系统或者是对图书馆的意见。图书馆001的功能结构图如下图4-1所示：图4-1系统功能结构图4.2数据库设计通过数据库对图书信息进行处理是图书馆进行图书管理最高效的技术。数据库技术是管理信息资源的最有效方法。数据库设计是为了为我们的程序和系统建立一个最直观最有效的模型，建立一个数据库，可以存储大量不同用户和书籍有效的信息，并恶意处理信息。设计数据库，应该满足不同用户的实际需求，这样可以保证系统里所具有的用户信息最完善，最准确，在设计的初期阶段，应该根据系统的要求，创立每一个对象的模型，方便了解它应该具备哪些具体的要素，并使用E-R图进行描述。4.2.1数据库E-R图关系型数据库，目前来说，是我们在设计系统和储存数据中用到的最多的数据库。数据库是面向对象的，主要的关键字就是读者、管理员、图书、最主要的关系就是借阅，数据库把所有对象的关系映射到了二维表中，我们通过了建模工具实现了各个因素之间的关系。数据库的概念属性E-R图如下图所示：图4-2管理员信息实体图图4-3读者信息实体图图4-4图书信息实体图图4-5借阅信息实体图4.2.2数据表字段设计本系统采用MySQL数据库储存图书馆内的图书信息和用户数据，系统中使用到的主要数据表有auth_group表、apply表、auth_group_permissions表、auth_permission表等。具体展示部分如下所示。图4-1auth_group表图4-2apply表图4-3auth_group_permissions表图4-4auth_permission表

5系统实现5.1数据库连接设计实现数据库采用jdbc进行数据库连接配置。实现代码如下：5.2登录设计实现登录界面是对图书馆001系统安全的一种保障，无论是管理员登录还是读者登录，都需要使用正确有效的用户名和密码。实现了多用户登录的需求的同时，也防止了无关人员对图书馆001系统的错误操作。系统登录界面的设计如图5-1所示。图5-1系统登录界面所有使用本系统的用户都有自己的用户名和密码，由于图书馆不能对外开放借阅功能，因此每一个读者用户的用户名都有其特殊含义，比如：学生读者用户是以学号作为其用户名，学号信息具有唯一性也有对学生身份的标识意义。系统登录流程设计如下图5-2所示。图5-2系统登录流程图5.3类别管理模块实现类别管理模块的主要使用者是图书馆管理员，图书馆管理员根据图书的类别对书籍进行分类，以满足不同专业的学生对图书的多样化需求。图书管理员还可以根据本图书馆书籍的现实情况，对系统的中的书籍信息进行更新。对新购入的书籍的信息进行输入操作，对已经不能使用的书籍的信息进行删除操作，以保证系统中的图书状态与图书馆中的图书状态一致，确保系统对每一本书都能进行有效管理。下图是类别管理模块操作界面的截图，如图5-3所示。图5-3类别管理模块实现界面添加类别信息流程如图5-4所示。图5-4添加类别流程图5.4图书管理模块实现在图书管理模块图书馆管理人员可以讲每一本新入图书和已有图书的信息的录入到图书馆001系统中，已方便后续对图书的管理工作。图书信息添加界面如下图5-5所示。图5-5图书信息添加界面图书信息添加流程如图5-6所示。图5-6图书信息添加流程5.5图书借阅模块实现图书借阅模块主要是对学生读者用户进行开放，学生读者用户可以在搜素框中查询需要的图书信息，找到自己需要的图书并进行借阅登记操作，实现图书借阅功能。图书借阅实现界面如下图5-7所示。ab图5-7图书借阅实现界面5.6借阅管理模块实现学生读者用户登录系统后，在此模块可以查看到自己的借阅信息，以防忘记或遗漏归还图书，造成图书馆的图书损失。在归还图书时，学生读者用户还可以在此模块进行一键还书操作。借阅管理实现界面如图5-9所示。图5-9借阅管理实现界面6系统测试6.1测试目的对于图书馆001系统来说，如果在交付给用户之后出现大的故障问题，小则耽误学生使用该系统使用图书查询，影响用户使用感受。如果出现大的问题则有可能会丢失部分书籍，对学校的图书馆造成经济损失。对开发者信用造成不可逆转的危害。因此，在将系统交付给图书管理人员使用之前，我们要对系统进行全面测试。在测试过程中，我们对系统进行0件、1件和N件测试。0件测试，就是在数据库表中的数据为空时运行该程序，这种测试确保了代码的完整性。1件测试，就是往数据库中插入一条数据，然后运行此程序，1条数据的成功能够确保系统的基本判断条件没有错误。N件测试，就是往数据库中插入多条数据，运行代码，查看系统结果是否为理想状态。N件测试是对代码循环问题的测试，在疏通完N件之后，还需要对系统进行整体测试，即多模块综合测试。任何系统在交付给用户之前都需要进行多次测试以确保用户的使用体验。6.2测试用例对图书馆001系统的主要测试方式如下所示：（1）系统登录功能测试用户在使用图书馆001系统时，首先看到的时一个登录界面。在进行系统测试时，我们也应该首先对系统的登录界面进行测试。如果测试成功就会显示系统登录正常。如果出现系统登录不正常的界面，我们就要对异常处理进行分析。第一情况可能是用户输入的用户名和密码有误。这种情况下，就不是系统本身的问题，系统会自动弹出提示页面，提醒用户输入正确的用户名和密码。如果是登录系统的问题，则需要对代码中关于系统登录的部分进行查看和修改，找到问题部分，解决异常处理。图6-1登录功能测试（2）用户管理功能测试图6-2用户管理功能测试（3）图书管理功能测试图6-3图书管理功能测试（4）类别管理功能测试图6-4类别管理功能测试（5）借阅管理功能测试图6-5借阅管理功能测试

结论我的图书馆001是用Python语言开发的，性能比较好，可以满足我们对这样一个系统的期望，而且图书馆001还可以进行更深一步层次的修改，来完成对不同的图书馆具体要求的体现，以及在安全上我们也是有很大的保障的，图书馆001中有两种用户，管理员和小万同学，我还对图书馆001大体进行了的需求的分析，大体的描述了一下我的图书馆001的功能是怎样实现，怎么来操作。该项目图书馆001完成实施操作，根据我对他大体期望进行了页面的设计，还有数据库的设计，每个不同功能的设计，不同角色板块的设计和代码分析，完成了图书馆001的基本功能。因为我所知道和掌握的知识不多，因此对图书馆001设计还没有达到最理想的状态，也有很多功能实现存在小瑕疵。在我今后的学习过程中，我会继续对图书馆001进行完善，也希望有更多的开发研究人员能够对此系统进行指导补充。

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