基于Java的图书借阅平台设计与实现开题报告

1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写不少于1500字左右的文献综述：

一、选题背景和目的

随着信息化时代的发展，国民生活水平大幅度提高，在物质生活的基础上，对精神生活需求越来越大。而当前形势下资料信息都呈现了快速增长的趋势，各式各样的书籍也在不断出版与更新。正常的图书馆内信息庞大，书籍资料众多，包含大量的数据管理的相关信息。据统计，不少图书馆的借阅管理还是基于文本、表格等纸质的人工处理方式，数据繁多，容易丢失，不容易查找。大多数的图书馆样本书库还是以藏书为主，重藏轻用，这大大地抑制了文献的利用率。读者想要借阅图书时，自己不仅要亲身到图书馆去，而且要在图书馆大量的图书中寻找自己想要的图书，这是非常不方便的。

与传统的处理方式相比，先进的信息技术更能够高效地处理问题。对于管理者而言，能够利用计算机进行信息控制，不仅保证了数据的完整性，而且方便了管理人员的管理工作，提高了工作效率。对读者而言，仅仅需要一台能够联网的计算机，输入关键字便能快捷查找到自己想要的图书，能随时随地的对图书进行借阅，通过快递的方式收取图书；这不仅缩短了借阅所耗费的时间，也避免了自己亲身去图书馆的情况。总体来说，就是缩短读者借阅图书所花费的时间与精力。此时便需要一个图书借阅平台，使用计算机处理实现图书借阅方面的信息化、网络化，使工作流程更加方便快捷，以便解决传统借阅过程中所不便的问题，使读者的进行更好的借阅。

二、文献综述

目前，国际上大多数发达国家的图书馆基本上实现了电脑信息化管理，尤其是那些较大型的图书馆还采用了大型数据库开发的软件，部分大型图书馆也使用Foxpro、SQL Server等。中小型图书馆大部分是基于Access数据库[1]。自从上个世纪90年代初美国科学家首次提出数字图书馆（Digital Library）这一概念以来，全球开展数字图书借阅研究与实践已二十个年头左右。根据文献资料中所说的，我国图书情报界、IT业界自1995年左右开始对这一领域跟踪研究，1998年开始全面升温，迄今无论是在对数字图书馆的认识，还是理论研究、关键技术准备方面，都取得了很大的进展。
现如今的图书馆管理信息系统已经不能仅仅满足于其基本功能得到满足，而是要走出一条能让图书馆更上一层楼的道路[2]。
    然而，现如今的图书馆管理信息系统还不够健全，管理信息系统结构本身不够完善，系统不易维护，系统的辅助决策功能不够完善、管理人员的计算机应用水平还有待提高。这些都是将来图书馆及其管理信息系统的开发需要解决的问题。

由于我国计算机技术发展相对落后，图书信息管理的发展比外国要落后很多，在图书信息管理工作中所采用的模式和技术都还相对不成熟，2000年之前，图书信息管理的工作大部分都还采用人工管理的模式下[3]。对于一些信息量比较小的图书馆，人工管理勉强还能使用，但是随着图书馆规模的不断扩大，图书馆储存的信息量以及图书数量变得越来越大,这时人工管理的效率就远远跟不上实际需求。随着时间的推移，许多之前的信息可能会无法完好地保存下来，一旦人工出现操作失误，很可能损坏一-些重要的信息，这些人为的失误都可能造成巨大损失。

这些年，我国的计算机技术飞速发展，图书借阅的信息管理的网络化水平也不断提高，与人工管理相比，计算机管理的效率有了极大提高，广大师生和管理人员可以迅速获取公共信息以及各种图书信息，这也不断推动着图书馆的现代化水平。图书馆相关决策者必领重视图书馆的信息管理，大力推动计算机技术在图书馆信息管理中的应用，从而更好管理图书馆的海量信息[4]。
   据相关资料显示，我国数字图书馆的研究始于1995年，至1998年已经全面升温，迄今业内对数字图书馆的认识，理论研究和关键技术，已经取得了巨大的突破[5]。
  吉林大学的周宗强在《图书信息管理系统的设计与实现》一书中从系统管理。图书信息采集、图书信息检索，借书管理以及还书管理五个方面对信息管理系统进行设计。在设计图书馆信息管理系统之前需要对图书馆的情况进行实地调研，作者对学校图书馆工作人员进行了访问，同时还询间了有阅读和借书需求的学生相关问题，最后还对图书资料组织管理基本数据进行调研[6]。首先必领明确图书馆的信息管理系统要实现什么样的管理目标，其次要深入研究如何设计系统才能实现这个目标[7]。目前主流主要采用J2EE平台和浏览器/服务器的三层架构模式，它保留了之前信息管理的一些优点，通过不断实践，最终得到了一个应用性和扩展性都比较好的图书馆信息管理系统[8]。
  厦门大学的陈捷在《图书信息管理系统的设计与实现》一书中从系统管理、图书信息管理，读者管理，图书借阅管理以及查询/报表五个方面对信息管理系统进行设计”。该系统以VB.NET语言为基础，采用了B/S访问模式，同时还应用到了图形技术、图像技术以及XML技术.B/S访问模式具有很多优点，其中最重要的就是管理人员可以直接在浏览器上访问管理系统，因此大大提高了图书馆的信息管理效率。由于采用了结构化大力设计方法，所以该系统可以随时扩展通过，从而提高了该系统都会管理范围[9]。

由此可见, 为了跟上信息化时代的步伐, 就必须建立一个信息化图书借阅系统, 借助信息技术的力量, 提高借阅系统信息化建设的水平。我坚信, 经过一番不懈的努力和彻底的改善之后, 图书借阅系统一定发生质的改变, 一定会为广大读者带来更优质、更加高质量的服务。

Java作为跨平台的语言，可以运行在Windows和Unix/Linux下面，长期成为用户的首选[10]。自JDK6.0以来，整体性能得到了极大的提高，市场使用率超过20%。关于平台开发工具，主要有：（1）Jrun：是开发实施服务器端JAVA的引擎，可在Web应用中添加服务器端JAVA功能[11]。（2）NetBeansNetBeans：是开放源码的Java集成开发环境(IDE)，适用于各种客户机和Web应用。适于创建和部署2层Java Web应用和n层J2EE应用的企业开发人员使用。（3）Eclipse(Eclipse Enterprise Workbench)：应用开发平台是J2EE集成开发环境，包括了完备的编码、调试、测试和发布功能，完整支持HTML, Struts, JSF, CSS, Javascript, SQL, Hibernate。本系统功能比较全面，涉及完备的编码、调试、测试等内容，因此选择Eclipse作为开发平台[12]。

对于常用的服务器软件主要有：（1）Tomcat：其特点是为开源Web服务器，可扩展性强，技术先进、性能稳定，而且免费，因而深受Java 爱好者的喜爱并得到了部分软件开发商的认可，成为目前比较流行的Web 应用服务器[13]。（2）Apache：源于NCSAhttpd服务器，由于其兼容多平台、安全性和可移植性强被广泛使用，并且拥有简单、速度快、性能稳定的特点[14]。（3）Nginx 不仅是一个小巧且高效的HTTP服务器，也可以做一个高效的负载均衡反向代理，通过它接受用户的请求并分发到多个Mongrel进程可以极大提高Rails应用的并发能力。本系统，综合考虑到兼容性，选择较为适合的Tomcat服务器[15]。

目前主流的数据库有MySQL、SQLServer、Oracle。（1）Oracle：功能强大，性能稳定，具有完善的灾难备份机制，但是价格昂贵。（2）SQLServer:易用性、适合分布式组织的可伸缩性，与许多其他服务器软件紧密关联的集成性等，但只能运行在微软的Windows平台，没有丝毫的开放性可言。（3）MySQL：是开源的，轻量级，部署方便，开源，免费，除此之外，MySQL几乎拥有了Oracle提供的大部分功能，能够承载绝大多数的应用，最关键的是MySQL可以根据不同应用定制自己的数据库，因为MySQL的存储引擎是插件式的。本平台属于较小系统,而MySQL被广泛地应用在Internet上的中小型网站中。由于其体积小、速度快、总体拥有成本低，尤其是开放源码这一特点，许多中小型网站为了降低网站总体拥有成本而选择了MySQL作为网站数据库，并且可以定制与具体内容相关的数据库，因此本系统选择MySQL数据库进行数据存储[16]。

MVC设计模式将软件程序分为3个部分, 模型 (Model) 、视图 (View) 和控制器 (Controller) 。模型表示企业数据和业务规则, 负责在数据库中存取数据, 为多个视图提供数据。视图是用户与系统交互的界面, 负责与用户交互, 从模型中获取数据向用户展示, 同时, 将用户请求传递给控制器进行处理, 将模型层的数据渲染成客户端可见的界面, 通常是Html和Jsp。控制器获取用户请求后, 调用相应模型和视图完成响应结果。控制器收到用户与界面交互时传递的数据, 根据数据业务逻辑执行服务调用, 更新业务模型的数据和状态[17]。MVC设计模式处理过程: (1) 控制器接收用户请求, 调用相应模型处理业务; (2) 模型通过业务逻辑处理用户请求并返回数据; (3) 控制器用相应的视图格式化模型返回的数据, 通过表示层呈现给用户[18]。

综上所述，本系统主要采用Eclipse开发，使用Java语言，采用JavaScrip、MySQL、Html、Css、Jquery、EasyUI等搭建Web服务器等方面，从而开发出一个方便、合格、高质量的图书很借阅平台。采用MVC设计模式，使用Jsp+Servlet+Jdbc技术作为整体架构的技术支持使系统开发更加简洁，有条理便于维护。功能强大且操作简单的MySQL作为数据库，能够满足系统开发要求。系统在开发成本上，所使用的技术和工具也基本上都是免费的，整体开发成本较低。

三、参考文献

[1] 苏宁馨,章华,张帆,金建.基于MVC架构的在线图书借阅及管理系统的设计[J].绥化学院学报,2019,39(05):135-138.

[2] 谢辉,毛志成.公共图书馆图书自助借阅系统设计[J].现代电子技术,2018,41(22):151-153+158.

[3] 张静.图书管理系统中的借阅行为分析[J].黑龙江科学,2018,9(17):4-5+9.

[4] 计明明.浅谈信息化图书借阅系统的设计与实现[J].黑龙江科技信息,2017(04):177.

[5] 宁昭铱,陈静,张立斌.一个图书借阅系统平台的设计[J].科技经济导刊,2017(01):32+25.

[6]高文.浅议信息化背景下图书借阅系统的构建[J].民营科技,2016(11):89.

[7]张丽娜. 在线图书借阅管理系统的设计与实现[D].东北大学,2016.

[8]熊艳秋,严碧波.基于jsoup爬取图书网页信息的网络爬虫技术[J].电脑与信息技术,2019,27(04):61-63.

[9]张静,廖逸文.图书共享web网站平台设计[J].兰州文理学院学报(自然科学版),2018,32(06):48-52.

[10]周永宏,肖国政.基于Servlet的在线图书管理系统设计[J].科技风,2019(21):15.

[11]赵晓丹.网页开发中的JSP技术分析[J].南方农机,2019,50(20):247-248.

[12]蔡占军.计算机软件开发关键技术研究[J].数字通信世界,2019(11):69.

[13]张明亮.JSP技术在互联网软件中的应用优势研究[J].软件工程,2019,22(10):19-21+6.

[14]沈冲. 基于JDBC数据缓存管理的研究与应用[D].北方工业大学,2019.

[15]欧阳宏基,葛萌.Java EE数据初始化应用中的设计模式解决方案[J].计算机系统应用,2019,28(04):188-193.

[16]. Patents; Patent Application Titled "System and Method for Data Transfer from Jdbc to a Data Warehouse Layer in a Massively Parallel Or Distributed Database Environment" Published Online (USPTO 20160092524)[J]. Computers, Networks & Communications,2016.

[17]. Jsp Corporation; Patent Application Titled "Polyethylene-Based Resin Foam Sheet" Published Online (USPTO 20160288464)[J]. Chemicals & Chemistry,2016.

[18]Mohammadpour Touraj,Bidgoli Amir Massoud,Enayatifar Rasul,Javadi Hamid Haj Seyyed. Efficient clustering in collaborative filtering recommender system: Hybrid method based on genetic algorithm and gravitational emulation local search algorithm.[J]. Genomics,2019.

2．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：

一、本课题研究目标

该系统功能主要由管理员和读者两部分组成。包括登录注册模块、读者信息模块、图书推荐模块、图书借阅模块、图书归还模块、账户管理模块、读者诚信管理模块、读者互动模块、管理员模块、图书模块。读者通过该平台能够方便的进行借阅，管理员能够利用该平台对图书以及读者进行管理。

（1）登录注册模块

用户注册：用户进行注册时，账号格式要有限制，不能注册重复名字的账号名。最后需要通过验证来完成注册。

用户登录：用户可分为读者跟管理员，通过输入账号密码及验证码进行登录。登录后，用户可以根据需要进行操作或退出登录。

验证码：保障网站安全性、通过算法自动生成。

（2）读者信息模块

个人信息：读者登录后可在个人中心可以查看个人用户信息。

密码修改：读者登录后，可以对自己信息进行密码修改，修改密码时需要进行验证。

用户认证：读者通过上传身份证照片实现认证，认证后可以进行图书借阅及其他操作。

地址管理：读者可以在个人中心编辑自己的收货地址，可以通过省市县联动的方式进行地址编辑。

消息通知：包括图书归还提醒、惩罚通知、其他读者对自己的评价等，方便读者进行消息的接收以及查看。

（3）图书推荐模块

图书推荐：经过算法分析将图书显示在用户的推荐模块中。

数据统计：以柱状图的形式将图书的借阅情况呈现出来。

（4）图书借阅模块

图书查询：读者可以通过模糊查询、级联查询、分类等方式查找想要的图书。

图书借阅：选定图书，选择借阅时长、图书数量等内容，进行借阅，借阅后系统将会自动扣除相应的押金，若押金不足，则会跳转到账户押金充值的界面进行操作。读者对平台借阅的图书通过快递的方式进行交易。

借阅状态：能够读者当前正在借阅的图书以及相关信息，可以及时查看将要归还的图书。

借阅历史：可以通过分类查询等方式查看借阅历史，可以明确清楚自己看过哪些书。

图书收藏：查看图书过程中，可以对图书进行收藏操作，收藏自己喜欢的图书。

（5）图书归还模块

图书归还：在限定日期内按一定要求把图书归还到指定地址，并在网上提出申归还请。

归还历史：可以按时间段查看自己对于书籍的归还历史。

书籍所有者评分：读者借阅归还后对该图书所有者进行评分。

（6）账户管理模块

账户充值：用户通过第三方接口对账户押金进行充值。

押金扣除：在读者归还书籍后，系统将会根据书籍定位借阅天数、丢失损坏等情况扣除相应的押金。

押金退还：在读者归还书籍，系统扣除相应的押金，将余额返还到读者账户中。

（7）读者诚信管理模块

用户名单展示：可以按诚信用户以及黑名单用户展示出来，避免读者损失。

用户查找：可以根据模糊查询等方式查找诚信用户或者黑名单用户。

（8）读者互动模块

图书展示：读者可以将自己的图书按一定要求将图书信息上传到平台，供其他读者进行借阅。

读者留言：其他读者可以在相应图书下面进行留言评价。

线下交流：读者与读者之间的交易方式以及产生的各种物流费用由读者双方自行约定。

（9）管理员模块

读者管理：可以对读者用户信息进行所有操作。

借阅管理：查询当前所有图书跟读者的借阅状态跟借阅历史，并且根据实际情况可以调整图书或者读者的借阅状态。

图书管理：对图书进行更新，包括平台图书以及读者图书的具体信息、总体类别、数量等相关信息；并且审核读者对于图书的评价。

数据统计：调整时段，可以通过柱状图的形式将图书的借阅情况以及读者行为等呈现出来。

（10）图书模块

图书分类：管理员可以将图书进行分类，不同图书归于相应类别下。

图书列表显示：将图书进行排列显示，并且可以以不同标准进行排序。

图书详细信息显示：点击指定图书，将会显示该图书具体信息。包括书名、作者、出版商、用户对该图书的评价等。

二、关键技术和难点

智能举荐：系统会根据用户实际情况在首页进行图书推荐，通过一些算法计算当前热门图书，通过读者已借阅的书籍来推荐个人比较喜欢的图书类别，将相关信息显示在用户的推荐模块中。

模糊查询：在搜索或查询相关信息时，支持模糊查询。可以用于搜索关键字的同义词,提高搜索的精确性。当摸索目标不是很明确的时候,可以输入与目标有关系的关键字即可。

图片智能识别：调用网上开放的api接口及一些算法，由系统自动识别上传图片的身份证信息，同时判断该图片是否为身份证图片，并且根据身份证号及相关信息判断该身份证信息的真实、合法性。

算法加密：在支付过程中采用一些加密算法，保障支付安全。当输入为明文时，经过这些变换，输出就为密文。这是加密交换的过程，此时密码算法称为加密算法。输入两个不同的明文不会得到相同的输出值。

三、现有的研究基础

本课题的设计与实现，需要掌握一定的需求分析、程序设计与代码实现的相关能力。而在本次设计毕业设计之前，我已经学习过并且熟悉使用Java的开发语言，并且能够熟练使用Eclipse等Java开发平台，并且熟悉MySQL数据库的使用以及Html、Css、JavaScript等知识综合应用，熟悉使用MVC等主流开发模式和框架，并且之前也参与过一些小系统的实践，并且对于各种相关算法都有过较深的学习与理解。因此我相信能够实现本系统功能所需的功能的代码编写与调试。

四、实施方案

1、本平台系统共分为三层结构：表示层、业务逻辑层、数据访问层。其中再则是表示层，其可以看做平台的表现层面，主要是对使用者的交互提供接口，显示使用者能得到的信息，对请求进行接收和数据的返回。而业务逻辑层需要根据系统的实际业务需求进行逻辑代码的编写，有些业务逻辑需要通过与数据库交互的，则业务逻辑层需要调用数据访问层的相关方法实现与数据库的交互，对于一些不需要与数据库进行交互的，则直接编写业务代码，将执行结果反馈给控制层即可。数据访问层从数据库中访问数据，能对非原始数据进行操作，也能从业务逻辑层取得数据和存储数据，从而对上两层提数据服务，其中数据库中能存储平台的用户轨迹信息，平台图书信息等具体数据。层与层之间的关系是向下的，表示层可以从业务逻辑层调用数据达到功能的实现，业务逻辑层又可以从数据访问层调用处理过的数据，而原始数据则由数据访问层从数据库中获取。具体如下图所示：

图1 系统总体结构图

2、系统主要功能模块包括：登录注册模块、读者信息模块、图书推荐模块、图书借阅模块、图书归还模块、账户管理模块、读者诚信管理模块、读者互动模块、管理员模块、图书模块。如下图：

图2 系统功能模块图

3、登录注册模块

进入系统时，可以进行登录或者注册。当进行注册时，读者根据提示的要求，输入自己的账号，输入结束后判断所输入的账号是否符合规格，合格后输入密码以及验证码，进行注册，若用户名已存在，则提示注册失败并重新进行输入注册。当进行登录时，可以选择管理员登陆或者读者登录，登录时输入用户名以及密码，根据生成的验证码生成对应的验证码，进行登录，若验证码不正确，则提示重新输入，若用户密码不一致或者用户不存在，则登录失败，重新返回进行登录。具体如下图：

图3 登录注册模块流程图

4、读者信息模块

登入系统后，读者进入个人中心，在此读者可以进行查询个人相关信息、密码修改、用户认证、地址管理跟查看消息通知。可以查看多读者自己的个各种相关信息；进行密码修改时，按要求在指定地方输入两次一样的新密码，同时输入旧密码，修改时进行相关匹配，两次密码是否一致，旧密码是否正确，验证成功时，密码修改成功。进行认真时，按要求输入相关信息，并且上传个人身份证信息，验证时首先验证该图片是否为身份证图片，然后进行图片信息识别，将识别信息进行相应匹配，判断其是否是否正确，最终认证成功。地址管理是为了填写修改收货地址，读者进行相应的信息填写，并填写详细地址信息。消息通知可以时读者用户进行查看相关的消息，包括系统消息或者用户消息。具体如下图：

图4 读者信息模块流程图

5、图书借阅模块

图书查询中读者可以通过模糊查询、级联查询、分类等方式查找想要的图书。选定图书，选择借阅时长、图书数量等内容，进行借阅，借阅后系统将会自动扣除相应的押金，若押金不足，则会跳转到账户押金充值的界面进行操作。并且能够读者当前正在借阅的图书以及相关信息，可以及时查看将要归还的图书。可以通过分类查询等方式查看借阅历史，可以明确清楚自己看过哪些书。查看图书过程中，可以对图书进行收藏操作，收藏自己喜欢的图书，并且对收藏图书进行借阅。具体如下图：

图5 图书借阅模块流程图

6、管理员-读者管理模块

管理员登录系统可以对读者进行相应的管理。根据账号查找到相应的用户，管理员可以查看该用户信息，并且对该用户信息进行删除操作。找到该用户后可以对该用户进行修改操作。若某用户不存在，则管理员可以进行添加操作，添加过程中输入用户账号及密码，同时会对账号进行验证是否正确合理，成功后则进行添加操作。在数据统计页面，可以查看相应的统计信息。具体如下图：

图6 读者管理模块流程图

7、图书归还模块

在读者借阅图书之后，登录系统可以进行续借或退还操作。查看借阅状态，选定目标图书，若进行续借，则填写续借时间，并提出申请，等待系统判断押金是否充足，充足则续借成功。若将图书进行退还，则提出申请，图书是否丢失，图书是否损坏，并填写相关信息。并祈求填写对图书的评价，确认退还，等待系统回复。归还成功后，系统会自动退还剩余押金，读者可以对该书所有者进行评价跟评分，并且提交评价。具体如下图：

图7 图书归还模块流程图

五、可行性分析

（1）主观上：

对于项目开发，个人自身已经有着一定的经验，并且之前做过类似的项目，因此对于此次的项目可以运用上一些过往的经验，经过咨询老师同学和根据相关资料上的一些指导，以及自己对于项目的理解，我相信能够成功完成此项目。而对于操作中的一些无法解决的问题也可以在相关书籍或者老师的帮助下解决掉。

（2）客观上：

从经济层面上讲，该图书借阅平台，硬件设备只需一台能够连接到互联网的计算机即可。技术上，本平台采用三层架构的形式，尽量减少数据与代码之间、代码与代码之间耦合度，提高彼此间的内聚度，尽力保证各个子程序之间能够独立运行互补的干扰。因此，在技术选择上是可行的。

由此可得，将图书借阅平台的设计与实现作为本次毕业设计的内容，并且能够完成此课题是可行的。