基于大数据的智能图书管理系统的研究与设计

杨江海，娄德涵，邓海生

（西京学院，陕西西安，710123）

1 绪论

■1.1 研究背景

在互联网时代，各种信息正在急剧地增加，这就是大数据时代到来的信号。图书管理系统作为向读者提供服务的平台，具有庞大的数据规模，传统的数据处理方法已不能满足现今的需求，通过挖掘用户所产生的大量数据，可以为用户提供更良好的服务。现中小学图书馆存在着更新速度慢、借阅系统不完善、工作效率低等一系列问题，已对用户的体验产生了影响。为了能给用户提供更优质的服务，更方便地从图书馆获取到更多的知识，管理员对图书馆及借书用户的管理更便捷，因此，设计了适合用户和管理员使用的智能图书管理系统。

■1.2 研究目标

针对现今中小学图书馆管理系统所出现的功能不完善的问题，提出了一个基于大数据与前后端相结合的智能图书管理系统。移动端利用微信小程序作为图书小程序，后台使用MySQL数据库以及Tomcat服务器，利用大数据技术通过图书资料按照其名称以拼音首字母或是比划的排列顺序进行系统分类，并因而形成一个庞大而有序的数据资料库，使得资料检索变得更加方便快捷，从而大大提高了数据的查询效率[1]。数据库与服务器间通过c3p0连接池进行连接，再将数据挖掘算法中的关联规则算法和聚类算法应用于图书馆大数据个性化推送服务，再与此同时，数据的输入也使得图书资料的贮存效率有了很大的提升[1]。在图书馆相关管理层面，充分利用大数据技术中的数据情报收集技术，从而达到对用户的业务需求与相关行为进行掌握与了解[1]。

2 管理系统的需求分析

■2.1 功能需求分析

智能图书管理系统分为移动端图书小程序和后台图书管理系统。

2.1.1 移动端图书小程序功能需求分析

移动端的便捷性优势，让用户可随时随地对图书进行相关操作。图书小程序通过用户的借书类型，利用后台规制关联规则算法和聚类算法，发现其规律的相关性来推送相关图书，以此减少用户的搜索时间，提高使用效率，并可在归还图书后再次推送类似图书，以达到个性化推荐效果。图书列表页面可预定借阅图书，在个人信息页面查看个人信息、已借阅的图书、已预约的图书以及预约图书的剩余时间。用户用例图如图1所示。

图1 用户用例图

2.1.2 后台图书管理系统功能需求分析管理运营者更多考虑到的是图书馆藏利用率问题，由于存在大量的书籍信息，需要通过引进预计受欢迎的新书、淘汰借阅率和兴趣度低的旧书优化图书馆藏结构[2]。后台图书管理系统使用朴素贝叶斯分类器，以用户所产生的数据作为训练集，再结合贝叶斯定理，进而得到图书的分类器，来预测图书类的受欢迎程度，这样能减少人工管理的时间成本。管理员的权限是对学生用户信息、库存图书信息、借出等信息进行管理，以及管理员权限的指定、删除用户信息等。库存图书信息可以根据实际情况来完成相应的改动。其用例图如图2所示。

图2 管理员用例图

■2.2 系统的可行性分析

2.2.1 使用技术可行性

该系统在技术方面主要是使用HTML+CSS、Java、JavaScript等编程技术开发。后台数据库使用了MySQL进行数据存储。系统为了缩小Servlet中的代码量，在Service层中封装一些数据处理操作的代码，而Servlet就只负责接收和转发数据的功能。经以上分析，本小程序的开发在技术上是可行的。

2.2.2 系统操作可行性

读者无需安装特定的应用程序，也不需要到图书馆，在微信小程序即可查询图书馆内图书存量状况和图书的预约，同样功能和页面升级后，也无需更新升级软件，很大程度上提高了用户的体验，让系统使用起来更方便、更流畅。

■2.3 系统性能分析

2.3.1 准确性

在录入图书借出、归还信息的时候，一定要注意数据的正确性，确保管理员在查询的时候，数据都是正确的。

2.3.2 易扩展性

当需要新的功能模块，小程序可以快速地将其整合到系统中。方便小程序的拓展。

2.3.3 易维护性

采用B/S模式设计的智能图书管理系统，相比传统C/S模式的图书管理系统使用面窄，其优势是通过微信小程序来实现，只要后台开发的功能和页面有所变动，小程序页面能实现同步更新。并且系统采用MVC的模式，其视图、模型、 控制器各部分相对独立，对本文设计的网站进行维护和扩展也更加快捷。系统开发流程的简化，使得开发人员更加方便地对系统进行后期的维护。

3 管理系统的概要设计

本系统为两个大模块构成，包括移动端图书小程序模块和后端管理系统模块，其中每个模块又包含许多个功能模块。前台模块包括：读者登录、注册、图书浏览、查找和预约申请和个人信息查看，个人信息包含读者的基本信息、借阅未归还图书的记录、预约借阅图书的记录。已成功预约图书的取消申请以及归还图书申请。后台模块包括：用户信息的管理、库存图书信息的管理以及借出或归还记录信息的管理。库存图书信息的管理又包括：图书数量信息的修改、图书类别信息的修改、被借出图书信息的修改以及归还的图书信息的修改。

■3.1 系统概要功能图

该智能图书管理系统的功能结构图，如图3所示。

图3 系统概要功能图

■3.2 系统数据库设计

3.2.1 数据库E-R图

图书管理系统共分为学生、借阅、图书、类别和管理员五个实体。各实体间的联系也各不相同。管理员对应管理借阅、图书、类别和学生四个实体，而学生实体与借阅、图书存在着关系。被借出的图书分别记录在了借阅信息表中，对应的图书分类则单独存放在类别表中。

该系统的数据库总体E-R图如图4所示。

图4 数据库总体E—R图

3.2.2 数据库表设计

本系统的数据库包含5个表，分别是学生用户信息表(user_info)、图书信息表(book_info）、管理员信息表(admin_info）、图书类别信息表(book_classinfo)、借阅图书信息表(borrow_bookinfo)。下面是数据库表的详细介绍。

学生用户信息表，存放用户的基本信息。具体结构如表1所示。

表1 学生用户信息表

图书信息表，保存图书的基本信息和内容。具体结构如表2所示。

表2 图书信息表

字段名 类型 约束 注释isShow int(1) 无，默认 是否展示状态标识

管理员信息表，保存管理员的基本信息。具体结构如表3所示。

表3 管理员信息表

图书类别信息表，存放图书分类的具体信息，图书信息表的子表。图书类别信息表的具体结构如表4所示。

表4 图书类别信息表

借出图书信息表，里面存放的是已借出图书的详细信息。借出图书信息表的具体结构如表5所示。

表5 借阅图书信息表

star_time datetime 不为空 借书开始时间end_time datetime 不为空 图书归还时间statue int (2) 不为空,默认为0 是否归还标志

4 结论

本课题研究的系统对目前中小学图书馆所遇到的实际问题提出了解决方案，以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。