大学生科研项目查新系统数据库建设、算法设计与应用

简国明 ，王桂迎 ，彭建高 ，黄乐华 ，陈渊末 ，张惠烽

（1.韶关学院数学与统计学院，广东韶关512005；2.韶关学院信息科学与工程学院，广东韶关512005；3.韶关学院韶州师范分院，广东韶关512009；4.韶关学院物理与机电工程学院，广东韶关512005）

近年来，大学生创新创业训练计划项目、攀登计划项目等科研活动的开展极大地推动了大学生科研创新能力、实践应用能力的提高。高校每年的大学生科研项目申报、评审、立项、研究、结项等成为大学生的一项重要工作。为解决重复立项研究，避免成果造假和资源浪费问题，同时解决用社会上项目查新成本大的问题，笔者应用MySQL关系结构［1-2］建立了大学生科研项目和论文的数据库，对拟立项项目进行查新，通过MVC模型结构［1］，利用Web网页前端开发技术以及.Net后台开发技术，应用系统功能模块，给出了大学生科研项目查新系统的算法设计，并利用Web前端开发技术进行网页端以及.Net后台的开发，设计大学生科研项目查新系统。此项目查新系统与韶关学院校园网嫁接，不断增加韶关学院及兄弟高校大学生科研项目及其它科研项目和论文数据，通过文本比对、相似性判别与数据甄别以及线上运行，得出每个查新报告。

1 查新系统的数据库建立

MySQL是一种开放源代码的关系型数据库管理系统（RDBMS），使用最常用的数据库管理语言——结构化查询语言（SQL）进行数据库管理。有体积小、速度快、总体拥有成本低，开放源码等优点。本文采用2015年正式发布的5.7版本的MySQL［2］。本数据库是面向大学生科研项目查新系统，考虑设计的数据库表数量较大，使用的数据库管理系统为phpMyAdmin［2］，可以通过Web处理MySQL的管理任务。根据大学生科研项目查新系统的功能，设计了数据库表，建立的数据库表如表1所示。

表1 数据库所用表的设计

数据库中实体-联系图如图1所示。

图1 数据库中实体-联系图

管理员用户表的设计如表2所示。

表2 管理员用户表的设计

2 查新系统的算法设计

2.1 系统需求分析

大学生科研项目查新系统用于科研项目立项评审工作，需要实现下面三个功能［3-4］：

（1）大学生科研项目查新。通过导入项目申报书，能够根据需要对比数据库中往年所有已立项的大学生科研项目的项目申报书，生成一份可供下载参考的查新报告。

（2）项目数据库管理。管理员能够在系统平台上进行科研项目数据库的增、删、查、改，无需掌握相应的数据库知识即可使用，也便于每年新增大学生科研项目的录入，数据增库。

（3）用户信息管理。管理员能够对管理员的账号及密码进行修改。

系统的开发注重安全性和交互性，系统数据库中的所有项目材料都是需要安全保护以及保密的，系统的界面对使用者友好，实际人工操作的次数越少越好。

2.2 基础功能模块设计

分析了系统的各个需求，我们把系统主要分成基础功能模块和核心功能模块两大功能模块，其中核心功能模块细分为查新功能模块和数据库功能模块［5］，如图2所示。

图2 系统功能结构图

系统的基础功能模块包括用户登录、退出模块、用户信息模块、文本处理模块、数据安全模块、数据访问模块，逻辑架构图如图3所示。

图3 基础功能模块逻辑架构图

用户登录模块：系统中的用户属性只有管理员，管理员在登录页面进行登录操作，系统验证后即可登录系统进行操作。

用户信息模块：验证原登录密码成功后可修改用户的登录密码，以此管理用户信息。

用户退出模块：可以退出系统，这样可以保证系统的安全，下次使用需要重新登录。

文本处理模块：在用户进行查新时，通过对文本进行对比处理，获得相似度信息。

数据安全模块：数据存储会全部进行加密处理，使用时才进行相应的解密处理。

数据访问模块：对数据库进行增、删、查、改这四种操作。

2.3 核心功能模块设计

核心功能模块细分为查新功能模块和数据库功能模块。查新功能模块包括上传项目查新资料、查看查新情况、查看查新报告、查看历史查新情况等四个功能［6］如图4所示。数据库功能模块包括上传已立项的项目、搜索查新项目、对数据库中收录的项目进行增、删、查、改的操作。在数据库中可以查看到历史的查新情况，如图5所示。

图4 查新功能模块架构图

图5 数据库功能模块架构图

2.4 MVC框架

MVC 全名是Model View Controller，是模型（model）－视图（view）－控制器（controller）的缩写，它将业务逻辑聚集到一个部件里面，在改进和个性化定制界面及用户交互的同时，不需要重新编写业务逻辑。我们使用PHP语言的Laravel框架进行后台开发。

3 查新系统的应用

通过完成上述系统功能模块，应用文本比较算法，最终实现查新系统的查新功能［7］。

3.1 线上运行与查新功能模块的实现

管理员上传被查新的项目申报书PDF后即可在后台进行文本对比，生成查新报告，管理员可以查看查新报告、下载查新报告。流程如图6所示。

图6 查新功能模块流程图

3.2 查新系统结果的实现

使用PHP语言开发后台，使用Packagist中的Laravel-String-Similarities，即基于Laraval框架的字符串相似度对比来作为查新系统的文本相似度算法。它的功能是比较两个字符串。结果是获得两个字符串比较厚的相似度百分比［8］。通过使用Ajax数据接口来进行对比结果的调用最终生成查新报告，最终效果截取部分如图7所示。

图7 科研项目查新报告图（部分）

4 结语

根据大学生科研项目查新系统的需求，构建了MySQL数据库，使用phpMyAdmin进行数据库的管理。使用MVC接口进行数据的增、删、查、改，保证了高重用性和可适用性［2］。利用php的公共包Laravel-String-Similarities进行文本相似度对比，最终得到实用、美观、可供参考的项目查新报告书。建立校内大学生科研查新系统，避免了重复立项研究、成果造假和资源浪费等问题，节约了成本，提高了大学生科研项目的管理水平和工作效率，大大地推动了大学生科研活动的开展以及大学生创新创业能力和综合素质的提高。