《基于Python的网络爬虫设计》是一门针对山东建筑大学计算机网络课程的实践项目，旨在深化学生对计算机网络基础知识的理解，提升网络管理、配置及编程技能，并锻炼技术文档的撰写能力。课程设计的核心任务是构建一个网络爬虫，用于从互联网上自动抓取并存储特定类型的数据。
网络爬虫是一种自动化程序，它按照一定的规则遍历互联网，抓取网页内容。在这个项目中，爬虫的主要目标是从百度百科开始，采用广度优先策略，收集相关词条的标题和简介。设计过程涉及以下几个关键模块：
1. **爬虫控制器**：作为整个系统的大脑，它负责启动、停止爬虫，监控其运行状态，并协调其他模块的工作。它从预设的初始网页开始，将URL添加到管理器，并根据管理器的反馈决定下一步动作。
2. **管理器**：管理待抓取和已抓取的URL，防止重复和循环抓取。管理器通常使用数据结构如集合或数据库来存储URL，本设计中选择了内存存储，分别维护待爬取和已爬取的集合。
3. **网页下载器**：负责从网络下载网页内容。常用工具有Python的`requests`库，它能够发送HTTP请求并接收响应。下载的网页以字符串形式保存，供后续的网页解析器处理。
4. **网页解析器**：解析下载的网页，提取所需信息（如标题和简介），同时识别出其他链接以扩展爬虫的抓取范围。解析器可以使用如`BeautifulSoup`等HTML解析库来实现。
5. **数据输出器**：存储爬取到的数据，通常以文本文件形式输出，包含每个条目的标题和简介。
在运行流程中，爬虫控制器首先从初始URL开始，将其添加到管理器，然后不断从管理器获取待爬取的URL，通过网页下载器下载网页，由网页解析器提取数据，最后数据输出器保存结果。此过程中，解析出的新链接会被再次加入管理器，形成一个持续抓取的过程，直至满足停止条件。
在实际设计和实现过程中，还需要考虑问题调试、性能优化以及如何进行有效测试。测试数据的收集和结果显示对于验证爬虫的正确性和效率至关重要。此外，编写详细的设计报告和使用文档，能够反映出学生的技术理解能力和书面表达能力。
网络爬虫是计算机网络领域的重要应用，它在数据挖掘、市场分析、搜索引擎优化等多个方面发挥着重要作用。通过本次课程设计，学生不仅能够深入理解网络爬虫的工作原理，还能掌握实际开发过程中的问题解决技巧，为将来从事相关工作打下坚实基础。
