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基于爬虫的图书数据爬取和可视化分析系统
摘 要
在这个互联网时代，电子化的产品已经深入到生活的方方面面，各种纸质的图书也同时被各种格式的电子书所取代。只需下载到手机或者其他移动终端里，即可进行阅读。但是在众多的图书之中如何进行选择，如何大规模获取图书资源，一个图书爬虫就显得非常重要。这个系统的设计主要包括系统页面的设计和方便用户互动的后端数据库，而前端软件的开发则需要良好的数据处理能力、友好的界面和易用的功能。数据要被工作人员通过界面操作传输至数据库中。通过研究，以Mysql为后端数据库，以Python为前端技术，以Idea为开发平台，采用Django架构，建立一个提供系统首页、个人中心、用户管理、小说信息管理、图书借阅管理、系统管理等必要功能的、稳定的图书数据推荐数据分析与可视化。
关键词：图书数据推荐信息；Django框架；Mysql数据库

Abstract
In this Internet era, electronic products have penetrated into all aspects of life, and various paper-based books have been replaced by e-books in various formats. Simply download to your phone or other mobile device to read. But how to choose among numerous books and how to obtain book resources on a large scale, a book crawler becomes very important. The design of this system mainly includes the design of system pages and a backend database that facilitates user interaction, while the development of front-end software requires good data processing capabilities, user-friendly interfaces, and easy-to-use features. The data needs to be transmitted to the database through interface operations by the staff. Through research, using MySQL as the backend database, Python as the frontend technology, Idea as the development platform, and Django architecture, we aim to establish a stable book data recommendation data analysis and visualization system that provides necessary functions such as system homepage, personal center, user management, novel information management, book borrowing management, and system management.n.

Key words: library bibliographic recommendation information; Django framework; Mysql database

目 录
基于爬虫的图书数据爬取和可视化分析系统 I
摘 要 I
Abstract II
1 绪 论 1
1.1研究背景 1
1.2 研究目的和意义 1
1.3 国内外研究现状和发展趋势综述 2
1.3开发设计的意义及研究方向 3
2 系统开发技术 4
2.1 网络爬虫相关技术和策略 4
2.1.1 网络爬虫体系结构 4
2.1.2 爬取策略 4
2.2 Scrapy 框架 4
2.2.1 Scrapy 的组成 5
2.2.2 Scrapy 数据处理流程 5
2.3 Python可视化技术 5
2.4 Django框架 6
2.5 IDEA介绍 6
2.6 B/S架构 6
2.7 MySQL数据库介绍 7
3系统分析 9
3.1整体分析 9
3.2 爬虫的需求分析综述 9
3.2.1 产品特点分析 9
3.2.2 用户特征分析 10
3.3 系统非功能性需求 10
3.4功能需求分析 10
3.5 系统可行性分析 11
3.5.1技术可行性 11
3.5.2经济可行性 12
3.5.3操作可行性 12
3.6系统流程分析 12
3.6.1操作流程 12
3.6.2添加信息流程 13
3.6.3删除信息流程 14
4 系统设计 15
4.1 系统体系结构 15
4.2 系统总功能结构设计 16
4.3 数据库设计 16
4.4 数据表 18
5 系统详细设计 25
5.1系统登录注册实现 25
5.2管理员模块实现 26
5.3用户模块实现 28
6 系统测试 31
6.1 运行环境 31
6.1.1软件平台 31
6.1.2 硬件平台 31
6.2 测试过程 31
6.2.1 界面测试 31
6.2.2 功能测试 32
6.2.3系统的测试环境 32
结 论 34
参考文献 35
致 谢 37

1 绪 论
本节主要介绍数据库，建议分析和开发背景开发研究和相关性研究、全球现状研究、软件设计系统理念诊断、物质和特定物质研究。
1.1研究背景
数字时代伊始，电子书市场呈现出一种发展机制。大量基于计算机的信息不仅包含丰富的文本内容，还包含读者和市场压力等重要信息。然而，这些信息往往分布在不同的平台和渠道上，没有可用的系统收集和分析。传统的数据处理方法无法应对如此庞大复杂的数据集，也无法充分挖掘其潜在价值。因此，开发能够有效收集、执行和分析电子书信息的系统对于满足出版商、作者、研究人员和其他人的各种需求变得尤为重要。

1.2 研究目的和意义
开发该系统的目的是建立一个庞大的数据库和筛查诊断平台。使用强大的Python数据库功能和丰富的第三方库，该系统将实现许多电子书平台的自动数据库收集，包括但不限于基本预订信息，如图书馆、读者评论等。收集的数据将被清理、组织和存储，为进一步分析提供依据。该系统还将混合各种分析工具和算法，进行多语言统计和基础数据处理，如销售压力分析、可读性分析和物质常识分析。最后，用户可以通过使用中的视觉和决策支持轻松理解数据分析的复杂结果。发展这一系统具有经济和教育意义。从真实的角度来看，它为出版集团提供了强大的数据库，可以帮助出版商实现更精确的市场压力，优化出版政策，提高公司的业绩。对于作者来说，该系统可以提供对读者信息和市场活动的准确分析，有助于改进创意政策和风格。从科学的角度来看，该系统为图书馆、社会科学和市场营销等领域的研究人员提供了足够的数据和分析方法，有助于在深度计算机阅读期间调查各种疾病。此外，该系统的开发和使用还将促进大数据分析技术在支持行业统计转型的文化群体中的进一步使用。
1.3 国内外研究现状和发展趋势综述
在线情绪分析是中国图书馆情绪分析的一个应用程序。随着媒体网络的兴起和数据技术的发展，它越来越受到国内外教育工作者的关注，相关研究也层出不穷。这些研究还涉及手机、电影院、旅游酒店、投资、书籍和汽车等许多领域，并取得了良好的效果。在当前的感官分析研究中，重点主要集中在三个方面：文本的主客观分类、文本极性和文本敏感性。治疗性骨髓瘤集中在三个阶段：预先存在、预先存在和预先存在。通过分析书店图书销售分析的效果，他们收集了关于图书名称、价格、分析次数、分类、星级分析的数据，并使用模型分析了各种因素对图书销售的影响；2007年，评估了在线评论对药品销售的影响，并将评论总数、用户定义、性别和年龄定义为三个适应症：大小、价值和分布。通过分析买家在四个方面的特征，得出积极用户的百分比对重新购买计划的影响最大的结论。
在情绪疗法的研究中，通过将样本与PMI-IR算法相结合来分析情绪疗法；为使用情绪分类技术对包含正面和负面评估的药品进行审查建立分类培训；分析教育模式表明，谈话集中的倾向与感受包含谈话集中的句子的倾向是一致的。除了对句子的环境分析外，还对文本的情感进行了定义；使用聚苯乙烯确定审查的聚苯乙烯，并使用一致性分析计算聚苯乙烯强度；通过分析中文文本，使用最大剂量医生来确定短语阶段的情绪集中程度。在主页上，句子的敏感性在多不必要的CRF分析图像中分为五类；通过将语料库词典的构建与机器学习相结合，提取句子、等级和否定词，并计算其属性。对于正类和负类，都使用了加权计算频率和SVM类两种方法；将机器学习与特定的组合程序相结合，构建情感词典以获得积极和消极短语的方法在磁盘阶段药品信息的政策分析中取得了良好的效果将句子的感受分为四类，并使用非跟随学习方法来确定句子的长度；以网络图书信息为研究对象，运用情感分析和统计相结合的方法，从文本放大的角度对影响网络信息有用性的因素进行了研究。
使用人力资源来建议和管理图书数据的标准纸质文件或办公设备存在许多不完善之处，例如活动性低、保密性低以及搜索、更新和维护困难。由于这些条件，管理者很难控制使用指令，这对他们的任务产生了严重影响。在这种情况下，使用计算机指令访问书签建议信息的当前管理或快速搜索所需信息是非常舒适和安全的。这些好处可以显著提高改进簿记建议的有效性。只有这样，我们才能从市场经济发展过程中的竞争中受益，真正走向科学化、标准化和更新化。进行了技术和商定的管理，防止了非统计人员造成的错误，节省了大量用户时间，提高了管理人员的素质。
1.3开发设计的意义及研究方向
随着图书馆规模的扩大，簿记咨询信息的多元化和复杂化趋势给用户管理簿记咨询信息带来了许多新问题。随着用户数量的增加，推荐簿记的管理人员可以获得越来越多的信息，但传统的工作方法更容易获得，难以搜索，准确性很低，难以满足高层次的就业要求。开发该系统的主要目的是为用户提供更舒适、更有效的会计信息获取途径，并利用现代技术更科学、更有效地管理会计建议。
使用传统的人为控制方法存在许多缺点，例如活动性低、保密性低、随着时间的推移会产生大量数据，以及在询问、更新和纠正时感到不适。我们可以使用计算来更改标准管理图像，并获得对簿记建议信息的当前控制。只有这样，我们才能从会计过程中的竞争中受益，真正走向科学、规范和更新。实现了科学一致的管理，防止了人为错误，提高了工作质量。
提高会计咨询管理的有效性；充分利用现有资源；减少不必要的劳动、新陈代谢和财务计算，实现管理人员对会计信息的实质性管理；开发和设计一个特殊的系统，对簿记建议和显示信息进行分析，以管理更接近快速检索和舒适搜索的簿记信息；以及信息、变更和销毁；还有一份工作，比如要求新用户书签。

2 系统开发技术
2.1 网络爬虫相关技术和策略
2.1.1 网络爬虫体系结构
网络爬虫是搜索引擎重要的组成部分，主要负责为搜索引擎从互联网等信息源上采集网页信息，为检索提供数据的来源。一般网站通常从主页开始，以获取页面上超链接的信息。一方面一方面下载网页，另一方面，它会不断从网站中提取新的URL，并将其放置在要收集的网址集中。它运行此过程，直到满足请求页系统停止的条件。其中各个模块的主要功能如下：
1.种子 URL:主要用于存储密码，用于启动网络应用程序；
2.URL队列:主要负责维护尚未收集的路径列表，用于存储通过路径模块获得的链接，并为网站收集模块提供下一个路径以进行滚动；
3.网页下载模块:主要负责与网络的通信和网站信息的收集；
4.网页分析模块:主要负责分析和处理收集的网站，输出遵循网站要求的链接，并将其放置在收集的路径顺序中：
5.URL 去重模块:主要负责过滤双页面和无效的路径链接；
6.页面库:主要负责存储收集的网站信息
2.1.2 爬取策略
页面的爬取策略大致可分为深度优先、广度优先以及最佳优先爬取策略，还有启发式爬取策略、自动分类爬取策略等。许多页面索引策略的演变和研究的关键是页面索引策略会影响垂直索引的结果，主要解决URL访问优先级的问题以及如何提高垂直索引的页面覆盖率。

2.2 Scrapy 框架
Scrapy是一个用Python开发的快速、高级的屏幕抓取和网站抓取框架，用于抓取网站并从网站中提取结构化数据。Scrapy的吸引力在于，它是一个每个人都可以根据自己的需求轻松修改的框架。
2.2.1 Scrapy 的组成
Scrapy主要包括以下组件：引擎，调度器，下载器，爬虫，流水线，下载器中间件，爬虫中间件。引擎用于处理整个系统的数据流，触发事务：一个时间表，用于接受引擎发送的请求，将其推入队列，并在引擎再次请求时返回：下载器用于下载web内容并将其返回给爬虫。爬虫，负责爬虫并使用它为特定域名或网站制定解析规则；Pipeline负责处理爬虫网站从网站中提取的项目，其主要任务是解释、验证和存储数据！16.爬虫解析页面后，它将被发送到流水线，并按几个特定的订单进行处理。中心下载密钥是放置在Scrapy引擎和下载器之间的钩子框架，主要用于处理Scrapy发动机和下载器间的请求和响应。爬虫中间件，Scrapy引擎之间的钩子框架，主要负责处理输入和输出请求
2.2.2 Scrapy 数据处理流程
首先，当引擎打开域名时，它会对其进行处理并检索第一个搜索到的URL。引擎从搜索中检索第一个要搜索的URL，并将其作为请求安排在计划中。然后，引擎从调度器中下载要搜索的页面。该计划将下一个搜索到的URL返回给引擎，引擎通过下载器软件将其发送给下载器。当网页被下载器下载完成以后，响应内容通过下载器中间件被发送到引擎。

2.3 Python可视化技术
Python不仅可以取代NCL，还可以实现NCL不具备的许多功能，大大改善用户体验，这已成为未来的趋势。与Highcharts和eCharts等前端可视化工具相比，Python在数据可视化方面更专业。Python现在支持使用第三方库，如netCDF4、Numpy、Matplotlib、Canopy和Xarry，以NetCDF格式分析和可视化数据，使Python更容易处理天气数据。其他公司的主要图书馆如下表所示：
表 第三方库
库名 功能介绍
netcdf4 可能方便快捷地读取和修改netcdf格式数据
numpy 可以处理和存储大型矩阵，主要用于科学计算
matplotlib 用于绘制常见2D图表
cartopy 主要用于图表绘制，为matp lotlib提供了接口，可一起协作将数据绘制到图上
xarry 可读取netcdf数据，并封装了matplotlib的部分绘图函数，可直接进行绘图

表2.1 主要python库
2.4 Django框架
Django是一个先进的Python网络框架，可以快速开发安全和可维护的网站。Django由经验丰富的开发人员构建，负责处理网站创建的麻烦部分，可以专注于编写应用程序而无需重新构建。它是免费和开源的，拥有活跃和繁荣的社区，丰富的文档以及许多免费和付费解决方案。2019年12月2日，Django 3.0发布。Django是一个开源的Web应用程序框架，由来自开源社区的高级编程语言Python控制。通过这种架构，开发人员可以轻松快速地创建高质量，易于维护的基于数据库的应用程序。这也是Horizon OpenStack组件使用此架构设计的主要原因。此外，Django框架还包含许多强大的第三方插件，使Django非常可扩展。Django项目源自一个信息网站，并于2005年作为开源发布。

2.5 IDEA介绍
全称是IntelliJ IDEA，它是一个集成的Java编程环境。IDEA被广泛认为是业界最好的Java开发工具之一，特别是在智能代码助手、自动代码升级、重构、J2EE、Ant、JUnit、CVS集成、代码审查、创新GUI设计等领域。它的特点可以说是非同寻常的。
好的Java开发工具
集成环境：一种集成了代码编写、编译、启动、调试等多种功能的开发工具。
2.6 B/S架构
B/S（浏览器/服务器）模型，也称为B/S架构，是在web源代码之后出现的一种网络结构。Web怀疑是主要的客户端应用程序。该模型将客户和服务器上的系统中央操作部分结合在一起，简化了系统的开发、维护和使用。客户端只需要安装一个疑点，服务器上需要安装SQL服务器、Oracle、MySql和另一个数据库；浏览器通过web服务器将数据库连接到ð数据交换。浏览器是指在未来进行少量合同理论，但在在中间进行主要合同理论的网络浏览器。B/S架构系统不需要特定的设置，只需要足够的组织怀疑。现在我们在未来只做了几件事，大部分规则都在后面应用。
B/S架构：
与只有两层的C/S架构不同，B/S架构有三层，即：
第一层表现层：主要介绍用户到端的交互和问题的输出功能。
第二层逻辑层：主要使用服务器来完成客户端的编程规则。
第三层数据层：主要负责在收到客户请求后独立执行多项操作
如图2.2所示:

图2.2 三层结构架构工作原理
2.7 MySQL数据库介绍
MySQL是由MySQL AB在瑞典开发的链接数据库系统。MySQL是最流行的关系数据库系统之一，在Web应用程序方面，MySQL是最好的RDBMS（关系数据库管理系统）应用程序之一。MySQL是一个关系数据库系统，将数据存储在不同的表中，而不是将所有数据存储在一个大型数据库中，从而提高速度和灵活性。MySQL使用的SQL语言是访问数据库的最常用的标准语言。MySQL软件包含双重许可政策，分为社区版和经济版。由于其体积小，速度快，总拥有成本低，特别是开源功能，MySQL通常被选为开发小型和大型网站的网站数据库。MySQL是一个关系数据库管理系统（RDBMS），最初由MySQL公司在瑞典开发，现在由Oracle公司拥有。MySQL是目前最常用的连接数据库系统， 特别是在Web应用程序. MySQL是最流行的RDBMS应用程序之一. 作为一个连接的数据库系统，MySQL的想法是将数据分类为不同的表， 主和外部键放置在每个表中， 将所有表连接在一起.MySQL不能管理所有数据，这节省了大量的查询时间，并在操作过程中提高了查询效率。目前，MySQL所使用的SQL语言已成为访问数据库的最常用的标准语言。MySQL具有体积小，查询速度快，开放和自由的优点。由于MySQL是开放和免费的，因此MySQL已成为中小型网站的首选数据库。
MYSQL数据库具有以下特点：
1.使用C和C++进行测试，以确保源游戏集合的生产力和灵活性。
2.控制操作系统的数量，包括AIX、FreeBSD、HP-UX、Linux和Mac OS，以及Novell的Netware、OpenBSD、OS/2软件包、Solaris、Windows等。
3.为不同的应用程序提供API。C、C++、Python和Java、Perl、PHP[UNK]埃菲尔铁塔、Ruby和Tcl等应用程序。
4.以及那些习惯于支持多学科的雇主。
5.算法优化查询SQL，有效提高搜索速度。
6.客户和互联网服务器可用于独立于软件环境进行编程，，用于支持多种语言，可以插入数据表中，以访问可用程序，可用作名称。
7.TCP/IP、ODBC和JDBC数据库，并提供与其他数据库的链接。
8.一家管理公司，负责管理、管理和优化数据处理活动。
9.数以百万计的文件可以存储在一个大型数据库中。

3系统分析
3.1整体分析
系统分析主要分为两类：一类是需求分析，旨在快速组织和分析系统的架构和逻辑；二是功能分析，其目的是分析整个系统细节的更快处理。
根据文献综述分析，图书数据推荐的分析和可视化主要用于内部，为用户提供可视化的图书数据推荐信息，以支持服务。该管理系统的设计和实现主要是为了解决图书数据推荐管理的复杂问题，实现有效和规范的管理。该系统的设计和实现不仅要满足当前的需求，还要具有良好的可扩展性，以满足未来的发展需求。
该系统采用模块化设计，实现系统主页、个人中心、用户管理、新信息管理、图书借阅管理、系统管理等功能的集成管理。此外，该系统属于B/S结构，简单易用。只需几次体验，用户就可以高效地使用各种功能。

3.2 爬虫的需求分析综述
首先，你需要明确产品特征和用户特征，然后才能进行进一步的需求分析，在此基础上总结产品特征，分析产品性能的需求，然后改进设计。这样，你就可以做出一个优秀的产品，如果需求分析不清楚，一切都是空的。
3.2.1 产品特点分析
（1） 缓存
独立搜索系统使用读写速度较慢的共享URL来缓存队列。因此，图书搜索系统必须支持具有高读写速度的缓存共享URL队列，以提高整体搜索性能。
（2） 存储
独立搜索系统存储您在本地搜索的信息，因此您将来应该逐项手动搜索此信息。此外，传统内存只能存储在一个设备上，这成为搜索大量信息的瓶颈。数据存储问题也是图书搜索系统必须考虑的一个方面。
3.2.2 用户特征分析
图书爬虫系统的主要用户是网络环境监控人员，他们与开发人员有明显的差异。这类用户的特点如下：
（1） 操作简单
用户使用该系统的主要目的是浏览网络图书的网页，监控下载的图书文件、照片和图书的详细信息。因此，在操作方面，用户希望通过最简单的操作获得正确的内容。
（2） 配置简单
用户希望系统的安装和配置相对简单，不需要安装额外的插件。随着系统的扩展，还可以轻松添加新设备，使用户能够以最短的时间和成本完成设置。
3.3 系统非功能性需求
功能要求分析完成后，应进行非功能分析，以满足以下要求。可靠性 系统越复杂，对可靠性的要求就越高，并且越来越难以满足。这种履带系统必须能够在特定的时间内完成所需的工作。
正确性，正确性要求能够正确填写系统要求的元素名称函数。重复使用是指实现重复使用系统的能力，可以通过修改解析模块来重新使用，从而使新网页能够重新索引。
鲁棒性，意味着系统在发生故障时仍然可以正常工作，因为下载所有电子文档是一个相对较长的过程，可能需要数天。履带系统可以长时间正常运行，坚固性意味着履带系统对故障容忍性有非常高的要求

3.4功能需求分析
图书推荐信息是当今社会信息交流的重要组成部分。本文分析了图书推荐管理的需求和现状，使该系统的设计和实现具有实用价值。开发能够满足用户需求的图书推荐数据的实用分析和可视化，使图书推荐更加方便高效。图书数据推荐数据分析和可视化的设计和开发主要是为了简化图书推荐信息的管理，使管理员能够更好地开展工作，实现工作中高效快速的管理。