基于大數(shù)據(jù)的智能圖書管理系統(tǒng)的研究與設計

楊江海，婁德涵，鄧海生

（西京學院，陜西西安，710123）

1 緒論

■1.1 研究背景

在互聯(lián)網(wǎng)時代，各種信息正在急劇地增加，這就是大數(shù)據(jù)時代到來的信號。圖書管理系統(tǒng)作為向讀者提供服務的平臺，具有龐大的數(shù)據(jù)規(guī)模，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法已不能滿足現(xiàn)今的需求，通過挖掘用戶所產生的大量數(shù)據(jù)，可以為用戶提供更良好的服務。現(xiàn)中小學圖書館存在著更新速度慢、借閱系統(tǒng)不完善、工作效率低等一系列問題，已對用戶的體驗產生了影響。為了能給用戶提供更優(yōu)質的服務，更方便地從圖書館獲取到更多的知識，管理員對圖書館及借書用戶的管理更便捷，因此，設計了適合用戶和管理員使用的智能圖書管理系統(tǒng)。

■1.2 研究目標

針對現(xiàn)今中小學圖書館管理系統(tǒng)所出現(xiàn)的功能不完善的問題，提出了一個基于大數(shù)據(jù)與前后端相結合的智能圖書管理系統(tǒng)。移動端利用微信小程序作為圖書小程序，后臺使用MySQL數(shù)據(jù)庫以及Tomcat服務器，利用大數(shù)據(jù)技術通過圖書資料按照其名稱以拼音首字母或是比劃的排列順序進行系統(tǒng)分類，并因而形成一個龐大而有序的數(shù)據(jù)資料庫，使得資料檢索變得更加方便快捷，從而大大提高了數(shù)據(jù)的查詢效率[1]。數(shù)據(jù)庫與服務器間通過c3p0連接池進行連接，再將數(shù)據(jù)挖掘算法中的關聯(lián)規(guī)則算法和聚類算法應用于圖書館大數(shù)據(jù)個性化推送服務，再與此同時，數(shù)據(jù)的輸入也使得圖書資料的貯存效率有了很大的提升[1]。在圖書館相關管理層面，充分利用大數(shù)據(jù)技術中的數(shù)據(jù)情報收集技術，從而達到對用戶的業(yè)務需求與相關行為進行掌握與了解[1]。

2 管理系統(tǒng)的需求分析

■2.1 功能需求分析

智能圖書管理系統(tǒng)分為移動端圖書小程序和后臺圖書管理系統(tǒng)。

2.1.1 移動端圖書小程序功能需求分析

移動端的便捷性優(yōu)勢，讓用戶可隨時隨地對圖書進行相關操作。圖書小程序通過用戶的借書類型，利用后臺規(guī)制關聯(lián)規(guī)則算法和聚類算法，發(fā)現(xiàn)其規(guī)律的相關性來推送相關圖書，以此減少用戶的搜索時間，提高使用效率，并可在歸還圖書后再次推送類似圖書，以達到個性化推薦效果。圖書列表頁面可預定借閱圖書，在個人信息頁面查看個人信息、已借閱的圖書、已預約的圖書以及預約圖書的剩余時間。用戶用例圖如圖1所示。

圖1 用戶用例圖

2.1.2 后臺圖書管理系統(tǒng)功能需求分析管理運營者更多考慮到的是圖書館藏利用率問題，由于存在大量的書籍信息，需要通過引進預計受歡迎的新書、淘汰借閱率和興趣度低的舊書優(yōu)化圖書館藏結構[2]。后臺圖書管理系統(tǒng)使用樸素貝葉斯分類器，以用戶所產生的數(shù)據(jù)作為訓練集，再結合貝葉斯定理，進而得到圖書的分類器，來預測圖書類的受歡迎程度，這樣能減少人工管理的時間成本。管理員的權限是對學生用戶信息、庫存圖書信息、借出等信息進行管理，以及管理員權限的指定、刪除用戶信息等。庫存圖書信息可以根據(jù)實際情況來完成相應的改動。其用例圖如圖2所示。

圖2 管理員用例圖

■2.2 系統(tǒng)的可行性分析

2.2.1 使用技術可行性

該系統(tǒng)在技術方面主要是使用HTML+CSS、Java、JavaScript等編程技術開發(fā)。后臺數(shù)據(jù)庫使用了MySQL進行數(shù)據(jù)存儲。系統(tǒng)為了縮小Servlet中的代碼量，在Service層中封裝一些數(shù)據(jù)處理操作的代碼，而Servlet就只負責接收和轉發(fā)數(shù)據(jù)的功能。經(jīng)以上分析，本小程序的開發(fā)在技術上是可行的。

2.2.2 系統(tǒng)操作可行性

讀者無需安裝特定的應用程序，也不需要到圖書館，在微信小程序即可查詢圖書館內圖書存量狀況和圖書的預約，同樣功能和頁面升級后，也無需更新升級軟件，很大程度上提高了用戶的體驗，讓系統(tǒng)使用起來更方便、更流暢。

■2.3 系統(tǒng)性能分析

2.3.1 準確性

在錄入圖書借出、歸還信息的時候，一定要注意數(shù)據(jù)的正確性，確保管理員在查詢的時候，數(shù)據(jù)都是正確的。

2.3.2 易擴展性

當需要新的功能模塊，小程序可以快速地將其整合到系統(tǒng)中。方便小程序的拓展。

2.3.3 易維護性

采用B/S模式設計的智能圖書管理系統(tǒng)，相比傳統(tǒng)C/S模式的圖書管理系統(tǒng)使用面窄，其優(yōu)勢是通過微信小程序來實現(xiàn)，只要后臺開發(fā)的功能和頁面有所變動，小程序頁面能實現(xiàn)同步更新。并且系統(tǒng)采用MVC的模式，其視圖、模型、 控制器各部分相對獨立，對本文設計的網(wǎng)站進行維護和擴展也更加快捷。系統(tǒng)開發(fā)流程的簡化，使得開發(fā)人員更加方便地對系統(tǒng)進行后期的維護。

3 管理系統(tǒng)的概要設計

本系統(tǒng)為兩個大模塊構成，包括移動端圖書小程序模塊和后端管理系統(tǒng)模塊，其中每個模塊又包含許多個功能模塊。前臺模塊包括：讀者登錄、注冊、圖書瀏覽、查找和預約申請和個人信息查看，個人信息包含讀者的基本信息、借閱未歸還圖書的記錄、預約借閱圖書的記錄。已成功預約圖書的取消申請以及歸還圖書申請。后臺模塊包括：用戶信息的管理、庫存圖書信息的管理以及借出或歸還記錄信息的管理。庫存圖書信息的管理又包括：圖書數(shù)量信息的修改、圖書類別信息的修改、被借出圖書信息的修改以及歸還的圖書信息的修改。

■3.1 系統(tǒng)概要功能圖

該智能圖書管理系統(tǒng)的功能結構圖，如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)概要功能圖

■3.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計

3.2.1 數(shù)據(jù)庫E-R圖

圖書管理系統(tǒng)共分為學生、借閱、圖書、類別和管理員五個實體。各實體間的聯(lián)系也各不相同。管理員對應管理借閱、圖書、類別和學生四個實體，而學生實體與借閱、圖書存在著關系。被借出的圖書分別記錄在了借閱信息表中，對應的圖書分類則單獨存放在類別表中。

該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫總體E-R圖如圖4所示。

圖4 數(shù)據(jù)庫總體E—R圖

3.2.2 數(shù)據(jù)庫表設計

本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫包含5個表，分別是學生用戶信息表(user_info)、圖書信息表(book_info）、管理員信息表(admin_info）、圖書類別信息表(book_classinfo)、借閱圖書信息表(borrow_bookinfo)。下面是數(shù)據(jù)庫表的詳細介紹。

學生用戶信息表，存放用戶的基本信息。具體結構如表1所示。

表1 學生用戶信息表

圖書信息表，保存圖書的基本信息和內容。具體結構如表2所示。

表2 圖書信息表

字段名 類型 約束 注釋isShow int(1) 無，默認 是否展示狀態(tài)標識

管理員信息表，保存管理員的基本信息。具體結構如表3所示。

表3 管理員信息表

圖書類別信息表，存放圖書分類的具體信息，圖書信息表的子表。圖書類別信息表的具體結構如表4所示。

表4 圖書類別信息表

借出圖書信息表，里面存放的是已借出圖書的詳細信息。借出圖書信息表的具體結構如表5所示。

表5 借閱圖書信息表

star_time datetime 不為空 借書開始時間end_time datetime 不為空 圖書歸還時間statue int (2) 不為空,默認為0 是否歸還標志

4 結論

本課題研究的系統(tǒng)對目前中小學圖書館所遇到的實際問題提出了解決方案，以幫助校園更加方便地對圖書館進行管理，其利用空間較大。結合大數(shù)據(jù)技術的圖書管理系統(tǒng)，可根據(jù)每位用戶的借閱習慣，提供個性化服務，既能提高用戶的閱讀積極性和知識面，也能增加了用戶對系統(tǒng)的粘度，再利用相關算法對其后臺所積累的數(shù)據(jù)進行挖掘分析，提高管理者的管理效率和資源使用率。