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摘要

近些年来，随着科技的飞速发展，互联网的普及逐渐延伸到各行各业中，给人们生活带来了十分的便利，商家利用计算机网络实现信息化管理，使整个豆瓣电影数据分析可视化管理的发展和服务水平有显著提升。
本文拟采用Python技术和Django 搭建系统框架，后台使用MySQL数据库进行信息管理，设计开发基于python的豆瓣电影数据分析可视化系统。通过调研和分析，系统拥有管理员和用户两个角色，主要具备个人中心、电影管理、用户管理、系统管理等功能模块。将纸质管理有效实现为在线管理，极大提高工作效率。

第二章 开发工具及技术介绍

此次管理系统的关键技术和架构由B/S结构、Python技术和MySQL数据库，是本系统的关键开发技术，对系统的整体、数据库、功能模块、系统页面以及系统程序等设计进行了详细的研究与规划。

2.1 Python语言

Python不仅可以取代NCL，还可以实现NCL不具备的许多功能，极大地改善了用户体验，这已成为未来的趋势。与Highcharts和eCharts等Web前端可视化工具相比，Python在气象数据可视化领域更为专业。
Python目前支持使用第三方库，如netCDF4、Numpy、Matplotlib、Canopy和Xarry，以解析和可视化NetCDF格式的数据，从而使Pythone易于处理天气数据。对这些主要的第三方库进行了介绍如下表：

2.2 MySQL数据库

Mysql是一个多用户、多线程的服务器，采用SQL的数据库，数据库管理系统是基于SQL的用户以及服务器模式的关系，它的优点有强大的功能、操作简单、管理方便、可靠安全、运行较快、多线程、跨平台性、完全网络化、稳定性等，非常适合Web站点或者其他应用软件，在数据库后端的开发。此外，利用许多语言，会员可以编写和访问Mysql数据库的程序。Mysql数据库也是开放源代码的，开发者越来越喜欢使用Mysql关系数据库，应用范围也被推而广之。这是由于速度快和易用性， Web站点或应用软件的数据库后端的开发也都在使用它。
mysql 数据库它有很多的优点，例如它在操作上能够让人通俗易懂、功能强大、信息储存量高等优点。所以被人们广泛应用，对于mysql数据库来说它一般主要是对数据进行编码和查询，而且在很多的设计当中都应用到了该数据库，在此过程当中我们可以对常规的数据进行查询和组合，所以我们在进行使用mysql数据库的时候只要对编写一小段的数据就能实现相应的功能。数据库，就是数据存储的储藏室，只不过数据是存储在计算机上的，而不是现实中的储藏室，数据的存放是按固定格式，而不是无序的，则定义就是 ：长期有固定格式，可以共享的存储在计算机存储器上。数据库管理主要包括数据表的建立，数据存储、修改和增加数据，为了使数据库系统能够正常运行，相关人员进行的管理工作。数据表的建立，可以对数据表中的数据进行调整，数据的重新组合及重新构造，保证数据的安全性。

2.3 Django框架

Django被官方称之为“完美主义者框架”，只需要很少的代码就能更快的完成一个优秀的Web应用[4]。Django采用了MTV框架模式，此模式根据MVC进行改进形成了更适于Django的设计模式。M为模型（Model）、T为模板（Template）、V为视图（View）。下面介绍部分Django的核心与优点：
（1）对象关系映射（ORM，Object-Relation-Mapping）：ORM的方法论有着三个核心原则：
① 简单：以最基本的形式构建数据。
② 传达性：数据库结构被任何人都能理解的语言文档化。
③ 精确性：基于数据模型创建正确标准化的结构。
用于Python之中即是以Python类形式定义数据模型，类中的每一个属性对应着数据库中的一列。引入ORM后，无需编写原生SQL语句，使用基于面向对象的思想去编写类、对象、调用方法等，ORM会将其映射成SQL语句通过pymysql执行。
（2）路由配置（URLConf）：Django的URL设置更加灵活优雅，看似复杂难懂，但使用的都是简单的正则表达式，你可以随心所欲的创造优美的、简洁的、专业
（3）的地址。
（4）模板（Template）：模板可以理解为承载数据的工具，为了将数据从视图中分离出来，通过各种各样的标签来进行数据的传输。Django的模板融入了面向对象中继承的思想，提高了复用减少冗余代码。
（5）视图（View）：视图就是views.py中的函数，也就是逻辑代码，为了将URL和视图关联起来，用到了上述的URLConfs，URLConfs将URL模式映射到视图中，每个视图有两件事是必须要做的：返回一个包含被请求页面的HttpResponse对象，或者抛出一个异常。
（6）后台管理系统（Django-Admin）：Django提供的一个基于Web的管理工具。
Django-Admin来自django.contrib也就是Django的标准库，默认被配置好，只需要激活启用即可，它的优势在于可以快速对数据库的各个表进行增删改查，一行代码即可管理一张数据库表，相比于手动后台1个模型一般需要4个urls，4个视图函数和4个模板，可以说Django完成了一个程序编写的大部分重复工作，并且对于图书管理这种以管理工作为重系统来说，极度契合。
（7）应用（Application）：当项目规模过大时，难免会产生目录过长，文件过多的问题，Django理念中的App可以将项目相对独立的进行开发，插拔的工作方式和独立性让开发者废弃的App即使删除也不会影响整体，是一种不可多得的理念。
因为本次使用的Python版本为3.6.4，低版本的Django不支持Python3，故此次使用的Django版本为3.2.12。

2.4 B/S架构

B/S结构就是指系统客户端与服务器分离，客户端通过浏览器访问服务端进行操作[10]。
B/S结构目前广泛应用于绝大部分系统搭建中，这种结构摒弃C/S结构客户端服务端不分离的缺点，具有更多的优势：
（1）跨平台性：B/S的标准由标准化组织确立，适用于绝大多数的系统搭建，通用于应用之间[12]。
（2）低维护成本：客户端和服务器端分离，减轻了两端的压力，尤其是客户端，对客户端设备，硬件、软件要求都比较低，并且系统需要升级或维护时，只需要在服务器端升级或维护就可以，使相应的费用减少[13]。

第三章 系统分析

3.1功能需求分析

需求分析的首要任务是要分析用户的需求，知道用户存在的一些情况，并且要明确用户的使用状况，然后设计规划解决的问题。其中在使用定性的分析以及定量的分析，从这两个方面获取用户的需求。一方面定性的分析获得的应该是用户的基本需求，能够发现现在人们的习惯要求。所以定性的需要主要是为了多与用户交流，从而更为深刻的了解一些存在的需求问题；定量的分析则是发现一些潜在的用户，并且获得不一样的反馈内容。所以定量的需求要让用户来阐述一些情况，一定让使用者清晰的进行客观的描述，这样才能够比较全面的获得用户的需求所在。

3.3 系统功能分析

系统主要有管理员和用户两个功能模块。以下将对这两个功能的作用进行详细的剖析。
管理员模块：管理员是系统中的核心用户，管理员登录后，可以对后台系统进行管理。主要包括有个人中心、电影管理、用户管理、系统管理等功能。管理员用例如图3-1所示。

用户：用户登录进入系统可以实现对电影、电影资讯、后台管理等进行操作。用户用例如图3-2所示。

3.4流程图设计

流程图是用具体的图形符号和相应的线条来表示系统执行的整个过程。因为这种图可以很容易地描述系统的一系列过程，所以它的所有图形符号都是比较关键的，基本上一个图形符号可以表示一个过程的一个步骤。流程图不仅提供了一个比较完整、全面的实施过程，而且可以发现整个团队协同设计过程中可能存在的缺陷和不足，便于在后续过程中及时对系统进行修正和改进。
通过流程图可以对系统的需求和相关流程进行分析，可以详细细分为各个部分的设计。对于设计人员来说在开发过程中要能够以流程图为基础，能够快速的提高自己的逻辑思维，并且也能够指导后续的操作在系统设计中最重要的部分就是程序的设计，然后具体的编写程序，流程图是设计过程中的重要工具，下面是流程图的部分设计。
3.4.1 登录流程图
登录流程是该系统的第一个流程，登录的第一步是输入账号、密码登录，系统会验证账号与密码是否正确，正确时系统会判断账号类型再进入不同的后台；不正确时，会返回到登录的第一步，输入用户重新执行登录流程。该流程如图3-3所示。

3.4.2 添加新用户流程图
添加新用户的流程是先查询新用户名是否已存在，如已有该用户名，需重拟用户名并同时输入新用户的其它信息，添加新用户到数据库时会先验证数据是否完整，信息都正确且完整时，返回并刷新用户列表；信息不正确时，会返回输入信息的那一步。该流程如图3-4所示。

第四章 系统概要设计

4.1系统设计原理

设计原理，是指一个系统的设计由来，其将需求合理拆解成功能，抽象的描述系统的模块。功能模块化后，变成可组合、可拆解的单元，在设计时，会将所有信息分解存储在各个表中，界面不会显示所有定义的字段。在设计时，会有几大要求，抽象、模块化、信息隐藏、耦合低、内聚等特性，本系统的设计也符合以上几大特性。制作和显示流程都属于程序员需要分析研究的一部分[13]。每个模块都是相对独立的，系统前台不显示账号操作权限范围外的信息。

4.2功能模块设计

该章节的功能模块设计，只是大概描述了系统的所有功能模块，将功能按权限来讲解。系统总体功能如图4-1所示。

4.3 数据库设计

第五章 系统功能实现

5.1系统功能实现

当人们打开系统的网址后，首先看到的就是首页界面。在这里，人们能够看到系统的导航条，通过导航条导航进入各功能展示页面进行操作。系统首页界面如图5-1所示：

系统注册：在系统注册页面的输入栏中输入用户注册信息进行注册操作，系统注册页面如图5-2所示：
后台管理，用户注册登录进入系统首页，点击后台管理可以对密码和个人信息进行修改操作；如图5-3所示：

个人中心：在个人中心页面通过填写个人详细信息进行更新信息操作，还可以对我的收藏进行详细操作；如图5-4所示：

5.2管理员模块实现

管理员登录，在登录页面正确输入用户名和密码后，点击登录进入操作系统进行操作；如图5-5所示。

管理员进入主页面，主要功能包括对个人中心、电影管理、用户管理、系统管理等进行操作。管理员主页面如图5-6所示：

管理员点击电影管理。在电影页面输入导演、主演和电影名称进行查询、爬取数据、新增或删除电影列表，并根据需要对电影详情信息进行详情、修改或删除操作；如图5-7所示：

管理员点击用户管理。在用户页面输入用户账号和用户姓名进行查询、新增或删除用户列表，并根据需要对用户详情信息进行详情、修改或删除操作；如图5-8所示：
管理员点击系统管理。在电影资讯页面输入标题进行查询、新增或删除电影资讯列表，并根据需要对电影资讯详情信息进行详情、修改或删除操作；还可以对轮播图管理和系统简介进行详细操作；如图5-9所示：

第六章 系统测试

6.1系统测试的目的

测试是为了发现问题，而不是证明程序没有问题。测试是可编写测试用例来描述测试的步骤、预想的界面或效果与实际的差距，来验证程序是否正确。测试的原则有几条，测试需要输入条件和输出结果，制定测试用例来规范测试的步骤，也会适当的推进测试的进度。正常的测试流程是从项目立项开始，就可按需求先写测试用例，与程序开发同步进行，等程序开发完成，测试用例也可同时完成，等程序开发交接到测试时，可直接展开测试工作。
6.2软件测试过程
软件测试是软件设计的最后一个阶段，它贯穿于整个设计过程，是一项巨大的任务。软件测试需要测试程序的所有部分。每个部分的测试是不同的，在测试之前需要分为以下几个阶段:
一、单元测试，即模块测试；这是检查软件程序代码的测试。用于软件的最小单位部分。单元测试分为手动测试和动态测试。为了保证程序算法的正确性，静态检测应标准化程序的逻辑、标准化和正确性。该步骤是检测尽可能多的错误。动态检测通过将实际结果与预期结果进行比较来检测错误。
二、集成测试：该测试基于单元测试，用于测试系统的各个功能模块。任何软件设计都会有一个集成阶段，因此在软件测试过程中，集成测试是必不可少的一部分。在集成测试过程中，由于测试是在模块之间进行的，因此在测试过程中可能不会发现问题，但在整个测试过程中会暴露出来。同时，在集成测试过程中，注意模块连接过程中是否有数据丢失。还应注意的是，尽管单个模块的误差可能很少且没有影响，但拼接可能对系统产生很大影响。
三、系统测试：系统测试遵循集成测试。系统测试将通过集成测试的部分作为整个系统的一部分。它与电子设备的所有软硬件一起，可以通过实际操作检测模拟的实际环境中是否存在错误。系统测试需要与计划中的理想情况进行比较，以找出与预期的差异。在分析设计器后确定如何修改。在软件的实际操作过程中，会出现许多意外错误，测试人员可能无法在第一时间解决问题。因此，系统测试应尽可能在实际运行情况下进行，以达到更好的测试目的。
四、验收测试：验收测试是在设计完成和发布之前对系统的最终测试。它需要了解用户和合作伙伴的需求。我们将与他们一起完成测试，并根据他们的需求进行有针对性的修改，成为能够更好地同时满足两者需求的软件。