畢業設計|基于Python的課程智能問答系統

4系統設計

4.1功能模塊設計

對本系統進行全面的系統功能的分析，可以得出基于Python《Python程序設計》課程智能問答系統的功能模塊圖，如圖4-1所示。

圖4-1 系統功能模塊圖

4.2數據庫設計

4.2.1數據庫設計原則

學習程序設計時，若想要深入理解數據庫管理系統或根據特定需求開發系統接口，首先需要構建一個數據庫管理系統模型以用于數據存儲。這一步驟至關重要，因為它能在應用編程過程中避免頻繁地將信息加載到操作系統頁面，從而提升整體系統的工作效率。數據庫管理系統作為管理信息系統的核心與基礎，存儲著大量數據。它不僅為管理信息系統的構建提供了諸如添加、刪除、修改和搜索等關鍵操作功能，還使得系統能夠快速定位并查詢所需數據，而無需直接深入程序代碼進行搜索。通過采用特定的方法將信息表的各個組成部分整合起來，數據庫管理系統能夠精確地組織、分類并構建出一個完善的信息管理體系。下面中各個實體關系的E-R圖：

用戶信息E-R如圖4-2所示：

圖4-2 用戶信息E-R圖

試題E-R如圖4-3所示：

圖4-3 試題E-R圖

考試記錄E-R如圖4-4所示：

圖4-4考試記錄E-R圖

交流論壇E-R如圖4-5所示：

圖4-5 交流論壇E-R圖

系統總體E-R圖如下圖4-6所

圖4-6系統總體E-R圖

4.2.3數據庫表設計

《Python程序設計》課程智能問答系統的數據是以數據表的形式存儲在MySQL數據庫中的，這些數據表是系統調取數據的基礎。在系統數據庫搭建過程中，我們會根據已經設計好的數據表進行優化構建。本系統選用了MySQL數據庫，并對各個數據表進行了詳盡的說明，具體如下：

表4-1：交流論壇

字段名稱	類型	長度	字段說明	主鍵	默認值
id	bigint		主鍵	主鍵
addtime	timestamp		創建時間		CURRENT_TIMESTAMP
title	varchar	200	帖子標題
content	longtext	4294967295	帖子內容
parentid	bigint		父節點id
userid	bigint		用戶id
username	varchar	200	用戶名
avatarurl	longtext	4294967295	頭像
isdone	varchar	200	狀態
istop	int		是否置頂		0
toptime	datetime		置頂時間
typename	varchar	200	分類名稱
cover	longtext	4294967295	封面
isanon	int		是否匿名(1:是,0:否)		0
delflag	int		是否刪除(1:是,0:否)		0

表4-2：知識類型

字段名稱	類型	長度	字段說明	主鍵	默認值
id	bigint		主鍵	主鍵
addtime	timestamp		創建時間		CURRENT_TIMESTAMP
zhishileixing	varchar	200	知識類型

表4-3：考試記錄表

字段名稱	類型	長度	字段說明	主鍵	默認值
id	bigint		主鍵	主鍵
addtime	timestamp		創建時間		CURRENT_TIMESTAMP
userid	bigint		用戶id
username	varchar	200	用戶名
paperid	bigint		在線測試id（外鍵）
papername	varchar	200	在線測試名稱
questionid	bigint		試題id（外鍵）
questionname	varchar	200	試題名稱
options	longtext	4294967295	選項，json字符串
score	bigint		分值		0
answer	varchar	200	正確答案
analysis	longtext	4294967295	答案解析
ismark	bigint		是否批卷		0
type	bigint		試題類型，0：單選題 1：多選題 2：判斷題 3：填空題（暫不考慮多項填空） 4:主觀題		0
myscore	bigint		試題得分		0
myanswer	varchar	200	考生答案

表4-4：用戶

字段名稱	類型	長度	字段說明	主鍵	默認值
id	bigint		主鍵	主鍵
addtime	timestamp		創建時間		CURRENT_TIMESTAMP
zhanghao	varchar	200	賬號
mima	varchar	200	密碼
xingming	varchar	200	姓名
xingbie	varchar	200	性別
shoujihao	varchar	200	手機號
touxiang	longtext	4294967295	頭像
pquestion	varchar	200	密保問題
panswer	varchar	200	密保答案

表4-5：試題庫表

字段名稱	類型	長度	字段說明	主鍵	默認值
id	bigint		主鍵	主鍵
addtime	timestamp		創建時間		CURRENT_TIMESTAMP
questionname	varchar	200	試題名稱
options	longtext	4294967295	選項，json字符串
score	bigint		分值		0
answer	varchar	200	正確答案
analysis	longtext	4294967295	答案解析
type	bigint		試題類型，0：單選題 1：多選題 2：判斷題 3：填空題（暫不考慮多項填空） 4:主觀題		0
sequence	bigint		試題排序，值越大排越前面		100

表4-6：學習資料

字段名稱	類型	長度	字段說明	主鍵	默認值
id	bigint		主鍵	主鍵
addtime	timestamp		創建時間		CURRENT_TIMESTAMP
ziliaomingcheng	varchar	200	資料名稱
fengmian	longtext	4294967295	封面
zhishileixing	varchar	200	知識類型
jiaoxueshipin	longtext	4294967295	教學視頻
ziliaowenjian	longtext	4294967295	資料文件
xiangqingneirong	longtext	4294967295	詳情內容
faburiqi	datetime		發布日期
thumbsupnum	int		贊		0
crazilynum	int		踩		0
clicktime	datetime		最近點擊時間
clicknum	int		點擊次數		0
discussnum	int		評論數		0
totalscore	double		評分		0
storeupnum	int		收藏數		0

表4-7：試題表

字段名稱	類型	長度	字段說明	主鍵	默認值
id	bigint		主鍵	主鍵
addtime	timestamp		創建時間		CURRENT_TIMESTAMP
paperid	bigint		所屬在線測試id（外鍵）
papername	varchar	200	在線測試名稱
questionname	varchar	200	試題名稱
options	longtext	4294967295	選項，json字符串
score	bigint		分值		0
answer	varchar	200	正確答案
analysis	longtext	4294967295	答案解析
type	bigint		試題類型，0：單選題 1：多選題 2：判斷題 3：填空題（暫不考慮多項填空）4:主觀題		0
sequence	bigint		試題排序，值越大排越前面		100

表4-8：管理員表

字段名稱	類型	長度	字段說明	主鍵	默認值
id	bigint		主鍵	主鍵
username	varchar	100	用戶名
password	varchar	100	密碼
image	varchar	200	頭像
role	varchar	100	角色		管理員
addtime	timestamp		新增時間		CURRENT_TIMESTAMP

表4-9：在線測試表

字段名稱	類型	長度	字段說明	主鍵	默認值
id	bigint		主鍵	主鍵
addtime	timestamp		創建時間		CURRENT_TIMESTAMP
name	varchar	200	在線測試名稱
time	int		考試時長(分鐘)
status	int		在線測試狀態		0

表4-10：系統簡介

字段名稱	類型	長度	字段說明	主鍵	默認值
id	bigint		主鍵	主鍵
addtime	timestamp		創建時間		CURRENT_TIMESTAMP
title	varchar	200	標題
subtitle	varchar	200	副標題
content	longtext	4294967295	內容
picture1	longtext	4294967295	圖片1
picture2	longtext	4294967295	圖片2
picture3	longtext	4294967295	圖片3

表4-11：學習資料評論表

字段名稱	類型	長度	字段說明	主鍵	默認值
id	bigint		主鍵	主鍵
addtime	timestamp		創建時間		CURRENT_TIMESTAMP
refid	bigint		關聯表id
userid	bigint		用戶id
avatarurl	longtext	4294967295	頭像
nickname	varchar	200	用戶名
content	longtext	4294967295	評論內容
score	double		評分
reply	longtext	4294967295	回復內容
thumbsupnum	int		贊		0
crazilynum	int		踩		0
istop	int		置頂(1:置頂,0:非置頂)		0
tuserids	longtext	4294967295	贊用戶ids
cuserids	longtext	4294967295	踩用戶ids

表4-12：收藏表

字段名稱	類型	長度	字段說明	主鍵	默認值
id	bigint		主鍵	主鍵
addtime	timestamp		創建時間		CURRENT_TIMESTAMP
userid	bigint		用戶id
refid	bigint		商品id
tablename	varchar	200	表名
name	varchar	200	名稱
picture	longtext	4294967295	圖片
type	varchar	200	類型		1
inteltype	varchar	200	推薦類型
remark	varchar	200	備注

表4-13：課程信息評論表

字段名稱	類型	長度	字段說明	主鍵	默認值
id	bigint		主鍵	主鍵
addtime	timestamp		創建時間		CURRENT_TIMESTAMP
refid	bigint		關聯表id
userid	bigint		用戶id
avatarurl	longtext	4294967295	頭像
nickname	varchar	200	用戶名
content	longtext	4294967295	評論內容
reply	longtext	4294967295	回復內容
thumbsupnum	int		贊		0
crazilynum	int		踩		0
istop	int		置頂(1:置頂,0:非置頂)		0
tuserids	longtext	4294967295	贊用戶ids
cuserids	longtext	4294967295	踩用戶ids

表4-14：公告資訊分類

字段名稱	類型	長度	字段說明	主鍵	默認值
id	bigint		主鍵	主鍵
addtime	timestamp		創建時間		CURRENT_TIMESTAMP
typename	varchar	200	分類名稱

表4-15：配置文件

字段名稱	類型	長度	字段說明	主鍵
id	bigint		主鍵	主鍵
name	varchar	100	配置參數名稱
value	varchar	100	配置參數值
url	varchar	500	url

表4-16：公告資訊

字段名稱	類型	長度	字段說明	主鍵	默認值
id	bigint		主鍵	主鍵
addtime	timestamp		創建時間		CURRENT_TIMESTAMP
title	varchar	200	標題
introduction	longtext	4294967295	簡介
typename	varchar	200	分類名稱
name	varchar	200	發布人
headportrait	longtext	4294967295	頭像
clicknum	int		點擊次數		0
clicktime	datetime		最近點擊時間
thumbsupnum	int		贊		0
crazilynum	int		踩		0
storeupnum	int		收藏數		0
picture	longtext	4294967295	圖片
content	longtext	4294967295	內容

表4-17：課程信息

字段名稱	類型	長度	字段說明	主鍵	默認值
id	bigint		主鍵	主鍵
addtime	timestamp		創建時間		CURRENT_TIMESTAMP
kechengmingcheng	varchar	200	課程名稱
fengmian	longtext	4294967295	封面
kaikeshijian	datetime		開課時間
shangkedidian	varchar	200	上課地點
kechengneirong	longtext	4294967295	課程內容
thumbsupnum	int		贊		0
crazilynum	int		踩		0
clicktime	datetime		最近點擊時間
clicknum	int		點擊次數		0
discussnum	int		評論數		0
storeupnum	int		收藏數		0

表4-18：智能問答

字段名稱	類型	長度	字段說明	主鍵	默認值
id	bigint		主鍵	主鍵
addtime	timestamp		創建時間		CURRENT_TIMESTAMP
userid	bigint		用戶id
adminid	bigint		管理員id
ask	longtext	4294967295	提問
reply	longtext	4294967295	回復
isreply	int		是否回復
isread	int		已讀/未讀(1:已讀,0:未讀)		0
uname	varchar	200	用戶頭像
uimage	longtext	4294967295	用戶名
type	int		內容類型(1:文本,2:圖片,3:視頻,4:文件,5:表情)		1

表4-19：交流論壇類型

字段名稱	類型	長度	字段說明	主鍵	默認值
id	bigint		主鍵	主鍵
addtime	timestamp		創建時間		CURRENT_TIMESTAMP
typename	varchar	200	分類名稱

表4-20：參課信息

字段名稱	類型	長度	字段說明	主鍵	默認值
id	bigint		主鍵	主鍵
addtime	timestamp		創建時間		CURRENT_TIMESTAMP
baomingbianhao	varchar	200	報名編號
kechengmingcheng	varchar	200	課程名稱
fengmian	longtext	4294967295	封面
kaikeshijian	varchar	200	開課時間
shangkedidian	varchar	200	上課地點
baomingshijian	datetime		報名時間
zhanghao	varchar	200	賬號
xingming	varchar	200	姓名
sfsh	varchar	200	是否審核		待審核
shhf	longtext	4294967295	審核回復

表4-21：交流論壇舉報

字段名稱	類型	長度	字段說明	主鍵	默認值
id	bigint		主鍵	主鍵
addtime	timestamp		創建時間		CURRENT_TIMESTAMP
forumid	bigint		論壇id
title	varchar	200	帖子標題
userid	bigint		舉報用戶id
username	varchar	200	舉報用戶名
reporteduserid	bigint		被舉報用戶id
reportedusername	varchar	200	被舉報用戶名
reason	longtext	4294967295	舉報原因
picture	longtext	4294967295	圖片補充
handleadvise	longtext	4294967295	處理建議
status	varchar	200	狀態		處理中
reporttype	varchar	200	舉報類型		主題帖舉報

表4-22：關于我們

字段名稱	類型	長度	字段說明	主鍵	默認值
id	bigint		主鍵	主鍵
addtime	timestamp		創建時間		CURRENT_TIMESTAMP
title	varchar	200	標題
subtitle	varchar	200	副標題
content	longtext	4294967295	內容
picture1	longtext	4294967295	圖片1
picture2	longtext	4294967295	圖片2
picture3	longtext	4294967295	圖片3

5系統實現

《Python程序設計》課程智能問答系統的開發流程中，在系統分析和系統設計等關鍵階段完成后，隨即進入系統實施階段。此階段的核心任務是實現管理員和用戶的功能需求，并通過實踐過程不斷對代碼和邏輯進行優化與調整。由于該模塊是直接面向用戶的，因此，它不僅要確保功能的全面與完善，還需注重頁面設計的美觀性，以提供良好的用戶體驗。

5.1　前臺用戶功能模塊

當訪客瀏覽至系統的網址時，首先映入眼簾的便是首頁界面。在這個頁面上，訪客可以清晰地看到《Python程序設計》課程智能問答系統的導航欄，其中包括首頁、學習資料、交流論壇、在線測試、公告資訊、智能問答、個人中心等多個板塊。系統首頁界面如圖5-1所示：

圖5-1系統首頁界面

在注冊流程中，用戶在Vue前端填寫必要信息（如用戶名、密碼等）并提交。前端將這些信息通過HTTP請求發送到Python后端。后端處理這些信息，檢查用戶名是否唯一，并將新用戶數據存入MySQL數據庫。完成后，后端向前端發送注冊成功的確認，前端隨后通知用戶完成注冊。這個過程實現了新用戶的數據收集、驗證和存儲。如圖5-2所示。

圖5-2用戶注冊界面圖

在登錄流程中，用戶首先在Vue前端界面輸入用戶名和密碼。這些信息通過HTTP請求發送到Python后端。后端接收請求，通過與MySQL數據庫交互驗證用戶憑證。如果認證成功，后端會返回給前端，允許用戶訪問系統。這個過程涵蓋了從用戶輸入到系統驗證和響應的全過程。如圖5-3所示。

圖5-3用戶登錄界面圖

用戶點擊以學習資料頁面，隨后在該頁面的搜索框中輸入資料名稱等關鍵詞進行查詢，查詢結果展示后，用戶可以查看學習資料的詳細信息，包括資料名稱、封面、知識類型、教學視頻、資料文件、發布日期等；如圖5-4所示。

圖5-4學習資料界面圖

用戶點擊公告資訊；在公告資訊頁面的搜索欄輸入標題等信息，進行查詢，然后還可以查看公告等信息；如圖5-5所示。

圖5-5公告資訊界面圖

用戶點擊個人中心，在個人中心頁面填寫詳細信息，進行更新信息操作，還可以對修改密碼、我的發布、考試記錄、錯題本、我的收藏等進行詳情操作，如圖5-6所示。

圖5-6個人中心界面圖

5.2 后臺管理員功能模塊

管理員需通過登錄頁面，輸入其賬號和密碼等認證信息，以完成登錄操作，如圖5-7所示。

圖5-7管理員登錄界面圖

管理員成功登錄《Python程序設計》課程智能問答系統后，可以訪問首頁、用戶、知識類型、學習資料、交流論壇、試題庫管理、試題管理、在線測試管理、論壇分類、系統管理、考試管理、個人中心等多個功能模塊進行細致的操作與管理，如圖5-8所示。

圖5-8管理員功能界面圖

用戶信息管理功能實現是在Django后端部分，您需要創建一個新的應用，然后在該應用下創建一個模型（models.py）來定義用戶信息的數據結構，使用Django的ORM來處理與MySQL數據庫的交互，包括用戶信息的增刪改查等操作。接著，在views.py中編寫視圖邏輯來處理前端請求，使用Django的URL路由（urls.py）將請求映射到相應的視圖函數。對于數據的驗證和序列化，可以使用Django的表單或序列化器來實現。在前端Vue.js部分，將創建相應的Vue組件，在這些組件中使用axios或其他HTTP庫與Django后端的API進行交互，實現用戶信息的展示、添加用戶、編輯用戶信息和刪除用戶等功能。狀態管理可以通過Vuex來維護，比如在store目錄下定義用戶模塊的狀態、突變、動作和獲取器。如圖5-10所示。

圖5-10用戶管理界面圖

管理員選擇進入知識類型管理頁面后，可以執行對知識類型信息的查詢、新增知識類型以及刪除現有知識類型等操作，以便對知識類型進行高效管理；如圖5-11所示。

圖5-11知識類型管理界面圖

學習資料管理功能實現是在Django后端部分，您需要創建一個新的應用，然后在該應用下創建一個模型（models.py）來定義學習資料管理的數據結構，使用Django的ORM來處理與MySQL數據庫的交互，包括學習資料管理的增刪改查等操作。接著，在views.py中編寫視圖邏輯來處理前端請求，使用Django的URL路由（urls.py）將請求映射到相應的視圖函數。對于數據的驗證和序列化，可以使用Django的表單或序列化器來實現。在前端Vue.js部分，將創建相應的Vue組件，在這些組件中使用axios或其他HTTP庫與Django后端的API進行交互，實現學習資料的展示、添加學習資料、編輯學習資料管理和刪除學習資料管理等功能。狀態管理可以通過Vuex來維護，比如在store目錄下定義學習資料管理的狀態、突變、動作和獲取器。如圖5-12所示。