基于协同过滤推荐算法的图书管理系统.zip

# LibrarySystem 科学技术学院 SCIENCE & TECHNOLOGY COLLEGE OF NANCHANG UNIVERSITY 《工程训练实验与设计》报告 REPORT ON INTEGRATED EXPERIMENT AND DESIGN 题 目 基于传统协同过滤推荐算法图书借阅管理系统 学科部、系： 信息学科部计算机系 专业班级： 计算机科学与技术215班 学 号：7020821259、7020821233、7020821257 学生姓名： 张振、魏志新、聂建鑫 指导教师：刘敏 起讫日期： 2023-12-25 ~ 2024-1-5 目 录 第一章 基于传统协同过滤推荐算法图书借阅管理系统的概述 1 1.1问题的提出和研究背景 1 第二章 系统需求分析 1 2.1 功能需求分析 1 2.2 系统用例分析 1 第三章 系统概要设计 1 3.1 系统业务流程 1 3.2 数据库设计 1 第四章 系统实现 1 4.1 系统运行界面 1 4.2 项目文件截图 1 参考文献 1 第一章 基于传统协同过滤推荐算法图书借阅管理系统的概述 1.1问题的提出和研究背景 互联网时代，图书无论是在种类上还是在数量上都呈现激增状态，高校学生在日常的学习过程中离不开图书馆的书本借阅，而传统的借阅形式很难在数百万册的图书中快速准 确的找到目标种类，查找类似题材时更是需要耗费大量时间 成本。传统的检索形式时间成本高、检索效率低，已经完全落后于时代。相较于传统形式，智能化书目推荐系统可以通过学生偏好、兴趣度等数据进行统计分析，从而有针对性的为读者推荐相应书目，既节省时间又更为准确。为了实现高校图书馆借阅系统中的个性化推荐，以图书归还时用户的评分，作为兴趣度分量，利用传统协同过滤推荐算法，实现了用户模块中推荐模块中的推荐书籍的功能。经过20名读者，10本书的实际借阅数据验证，选择单用户推荐，每个可以推荐书籍在3到5本，而选择多用户推荐时设置的最小相似度阈值在0.6到0.9才有图书可以推荐，而低于0.6时，一般不会有图书可以推荐。而推荐给用户的图书数量会增加到4到7本。为高校图书管理提供了智能化推荐手段。 第二章 系统需求分析 2.1 功能需求分析（需要绘制功能组织结构图，并加以论述）  首先基于传统协同过滤推荐算法图书借阅管理系统的登录形式分为管理员登录和读者登录。 一、管理员登陆 登录管理员界面后有5大主要功能： 1.主页。进入主页首先显示的是已借阅的表（借阅管理），在借阅管理中点击表中的一项即可显示表内的信息。 在归还管理中点击表中的一项既显示表中的信息，也会判断用户归还后的书的数目是否为0（为0代表读者已还清这本书），若为0，则弹出信息是否删除这条记录。 2.管理图书。管理图书中具有添加图书，下架图书，修改图书，查询图书等功能，其中添加图书中ISBN为根据书名自动生成ISBN。下架图书和修改图书均是根据书的ID（界面中会显示图书信息，若不知道ID是什么，管理员会先使用查询图书的功能）进行操作。查询图书是根据书名进行模糊查询。 3.管理用户。管理用户中具有修改用户权限、查询用户、删除用户的功能。其中修改用户权限可以修改是否冻结或解冻用户账号。查询用户可根据用户账号、姓名、电话、住址进行模糊查询。 4.处理反馈。查看读者发送给管理员的消息，并可以删除该消息。 5.退出系统。 二、读者登录 登录读者界面后有5大主要功能： 1.主页。进入主页首先会显示全部图书。主页中可选择推荐图书、全部图书、查找书籍。推荐图书是根据传统协同过滤推荐算法向读者推荐读者可能喜欢的图书（关于传统协同过滤推荐算法的解释在下文中）。查找书籍功能是根据书名或出版社模糊查询。 2.我的图书。显示该读者已借阅的书籍，并可进行给书籍评分或还书数量等还书操作。 3.读者信息。显示读者个人信息，并可进行修改部分信息。 4.联系管理员。向管理员发送消息。 5.退出系统。 三、协同过滤推荐需求分析： 1.定义目标： 推荐系统的目标是基于用户的借阅后对书籍的打分推荐的。 2.收集数据： 归还书籍时，会在数据库的RecommendTable中加一条评分记录，分别有评分ID，图书ID，用户ID和评分。如果同一用户归还了同一本书，评分将取该用户的历史最高保存数据库中。 3.确定推荐算法类型： 使用基于用户的协同过滤算法，在计算相似度时用的是皮尔逊相关系数，该系统有两种基于用户的协同过滤算法的使用，一个是单用户的推荐，一个是加上最小相似度阈值的多用户的推荐。 4.数据处理： 确定对用户图书评分矩阵稀疏化，即用户没有借过的图书评分为0。 2.2 系统用例分析（需要绘制用例模型图，并加以论述） 管理员用例模型图：  管理员登录系统后可在主页、管理图书、管理用户、处理反馈、退出登录,5个模块内进行操作，在主页可以进行借阅管理和归还管理两个操作。 在管理图书模块可以对图书进行添加、下架、修改、查询操作。在管理用户模块可以对用户进行修改用户权限、查询用户、删除用户等操作。 在处理反馈模块可对读者发送的消息进行操作。 用户用例模型图：  读者登录系统后可在主页、我的图书、读者信息、联系管理员、退出登录，5个模块内进行操作，在主页可以进行查看全部图书、查看推荐图书、查找图书等操作。 读者在我的图书模块可以查看读者已借阅的书籍和进行归还图书等操作。 读者在读者信息模块可以查看读者的个人信息并修改部分读者信息。 读者在联系管理员模块可以向管理员发送信息。 第三章 系统概要设计 3.1 系统业务流程（需要分别以2-3个核心功能，绘制业务流程图，并加以论述） 系统流程图：  进入系统用户首先登录，输入账号密码并选择管理员登录或读者登录。系统对其身份进行验证，若账号或密码错误则重新登录；若账号和密码正确则进入相应模块进行操作。操作完成后退出系统。 管理员流程图（读者流程图类似）  管理员登录，账号和密码输入正确后，进入管理员操作界面，管理员可在主页、管理图书、管理用户、处理反馈、退出登录,5个模块内进行操作，在主页可以进行借阅管理和归还管理两个操作。 在管理图书模块可以对图书进行添加、下架、修改、查询操作。在管理用户模块可以对用户进行修改用户权限、查询用户、删除用户等操作。 在处理反馈模块可对读者发送的消息进行操作。 最后退出系统。 传统协同过滤推荐算法流程图：  协同过滤推荐算法设计： 用户-物�