摘要

随着信息技术的飞速发展，人工智能和机器学习技术在教育领域的应用日益广泛。特别是在数学教育中，如何有效地帮助学生理解和掌握数学知识点，一直是教育工作者和技术人员关注的焦点。传统的数学教学方式往往依赖于教材和教师的讲解，但这种方式往往缺乏个性化和智能化，难以满足学生多样化的学习需求。

利用Django框架实现初中数学知识点的自动标注。这项工作旨在提高教育资源的智能化利用，使教育者更有效地评估学生的学习进展。通过引入自动标注系统，我们希望简化教师在评估学生数学作业时的工作流程，减轻其负担，同时提供更准确和一致的反馈。本文将详细讨论系统设计、实施方法以及初中数学知识点的有效标注策略。

Django作为一个强大的Web开发框架，具有高度的可扩展性和灵活性，非常适合用于开发数学知识点自动标注系统。通过Django，我们可以构建一个用户友好的Web平台，实现数学教材的自动解析、知识点的提取和标注、以及个性化学习资源的推荐等功能。

关键词：Web；Django技术；初中数学知识点自动标注

Automatic annotation of middle school mathematics knowledge points in django

ABSTRACT

With the rapid development of information technology, the application of artificial intelligence and machine learning technology in the field of education is becoming increasingly widespread. Especially in mathematics education, how to effectively help students understand and master mathematical knowledge points has always been a focus of attention for educators and technicians. Traditional mathematics teaching methods often rely on textbooks and teacher explanations, but this approach often lacks personalization and intelligence, making it difficult to meet the diverse learning needs of students.

Using the Django framework to achieve automatic annotation of middle school mathematics knowledge points. This work aims to improve the intelligent utilization of educational resources, enabling educators to more effectively evaluate student learning progress. By introducing an automatic annotation system, we aim to simplify the workflow for teachers in evaluating student math assignments, reduce their burden, and provide more accurate and consistent feedback. This article will discuss in detail the system design, implementation methods, and effective labeling strategies for middle school mathematics knowledge points.

Django, as a powerful web development framework with high scalability and flexibility, is very suitable for developing automatic annotation systems for mathematical knowledge points. Through Django, we can build a user-friendly web platform that can automatically parse mathematical textbooks, extract and annotate knowledge points, and recommend personalized learning resources.

Keywords:Web; Django technology; Automatic annotation of middle school mathematics knowledge points

目  录

1 绪论

1.1开发背景与意义

1.2国内外研究现状

1.3论文组成结构

2开发工具及相关技术介绍

2.1开发技术说明

2.2开发工具

2.3开发技术

2.3.1MVVM模式介绍

2.3.2Django框架

2.3.3Vue.js 主要功能

3系统分析

3.1 系统可行性分析

3.1.1技术可行性

3.2.2经济可行性

3.2.2操作可行性

3.2 系统功能分析

3.3系统用例分析

3.5系统流程分析

3.5.1操作流程

3.5.2添加信息流程

3.5.3删除信息流程

4系统设计

4.1系统设计的原理

4.2系统功能设计

4.3数据库设计

4.3.1概念模型设计

4.3.2逻辑结构设计

5系统实现

5.1普通用户功能模块实现

5.1.1登录模块

5.1.2注册账户模块

5.1.3密码修改模块

5.1.4新闻资讯模块

5.1.5知识标注模块

5.2管理员功能模块实现

5.2.1管理员登录模块

5.2.2系统用户管理模块

5.2.3知识标注管理模块

5.2.4标注分类管理模块

5.2.5轮播图管理模块

6系统测试

6.1测试目的

6.2系统测试用例

6.3 系统测试结果

7结论

参考文献

致　谢

1 绪论

1.1开发背景与意义

随着信息技术的快速发展和教育信息化的推进，传统的数学教学方式已难以满足学生多样化的学习需求。初中数学知识点繁多且复杂，学生难以系统地掌握和记忆，而教师也面临着教学负担重、难以个性化指导的挑战。因此，开发初中数学知识点自动标注系统具有迫切的现实需求。该系统自动提取和标注数学教材中的知识点，为学生提供个性化的学习建议和资源，帮助学生更加高效地学习和掌握数学知识点。同时，该系统还能辅助教师进行教学设计和评估，提高教学效果。因此，开发初中数学知识点自动标注系统不仅有助于推动数学教育的创新和发展，还能为学生和教师带来实实在在的好处，具有重要的现实意义和长远价值。

1.2国内外研究现状

国内研究现状：

在国内，随着教育信息化的加速推进，初中数学知识点自动标注的研究逐渐受到关注。近年来，国内学者和研究机构开始尝试利用自然语言处理（NLP）和机器学习等技术，对初中数学教材进行自动解析和标注。这些研究主要集中在知识点的提取、语义标注以及个性化学习资源的推荐等方面。虽然取得了一定的研究成果，但仍然存在一些挑战，如知识点标注的准确性、系统的稳定性和可扩展性等问题。

国外研究现状：

在国外，数学知识点自动标注的研究起步较早，并取得了一定的研究成果。一些研究机构和团队利用先进的NLP技术和大规模的语料库，实现了对数学教材的自动解析和标注。这些系统能够准确地识别数学知识点、提取关键信息，并为学生提供个性化的学习建议和资源。此外，国外的研究还注重将数学知识点自动标注与智能教学系统相结合，以实现更加智能化的教学辅助。

综上所述，国内外在数学知识点自动标注的研究方面均取得了一定的进展。然而，由于数学领域的特殊性和复杂性，仍然存在许多挑战和问题需要解决。因此，未来需要进一步深入研究和探索新的技术和方法，以提高数学知识点自动标注的准确性和效率，为数学教育的创新和发展提供更好的支持。

1.3论文组成结构

第一章是绪论，本文章的开头部分，对本题目的研究背景和研究意义等一些做文字性的描述。

第二章研究了初中数学知识点自动标注的所采用的开发技术和开发工具。

第三章是系统分析部分，包括系统总体需求描述、功能性角度分析系统需求、非功能性等各个方面分析系统是否可以实现。

第四章是系统设计部分，本文章的重要部分，提供了系统架构的详细设计和一些主要功能模块的设计说明。

第五章是系统的具体实现，介绍系统的各个模块的具体实现。

第六章在前几章的基础上对系统进行测试和运行。

最后对系统进行了认真的总结，以此对未来有一个新的展望。

2开发工具及相关技术介绍

2.1开发技术说明

本系统前端部分基于MVVM模式进行开发，采用B/S模式，后端部分基于python的Django框架进行开发。

前端部分：前端框架采用了比较流行的渐进式JavaScript框架Vue.js。使用Vue-Router和Vuex实现动态路由和全局状态管理,Ajax实现前后端通信，Element UI组件库使页面快速成型，项目前端通过栅格布局实现响应式，可适应PC端、平板端、手机端等不同屏幕大小尺寸的完美布局展示。

后端部分：采用Django作为开发框架，同时集成Redis等相关技术。

2.2操作系统

Windows10和Windows以后的版本关于Windows10，微软宣布它将以比以前更快的节奏更新Windows，将不会有官方的“Windows11”；相反，WindowsUpdate（或另一个服务模型）会将现有的Windows10更新为新版本。在编写此书时，已经有两个这样的更新发生在2015年11月（也称为版本1511，指服务年和月份）和2016年7月（版本1607，也因为周年更新的营销名称所知）[5]。

Windows10和“一个内核”多年来，几种不同类型的Windows已经发展起来。除了在PC上运行的主流Windows之外，还有Xbox360游戏控制台，它运行一个分叉Windows2000。WindowsPhone7基于WindowsCE（微软的实时操作系统）运行的一个变体[6]。维护和扩展所有这些代码库显然是困难的。因此，微软决定将内核和基础平台支持的二进制文件聚合为一个。这开始于Windows8和Windows电话8，其中共享内核（Windows8.1和Windows电话8.1具有聚合的Windows运行时API）。使用Windows10，融合就完成了,这个共享平台被称为Onecore，它运行在PC、电话、XboxOne游戏控制台、全息屏和物联网（IoT）设备（如树莓Pi2）上[7]。

2.2开发工具

PyCharm是一种Python IDE，带有一整套可以帮助用户在使用Python语言开发时提高其效率的工具，比如调试、语法高亮、Project管理、代码跳转、智能提示、自动完成、单元测试、版本控制。此外，该IDE提供了一些高级功能，以用于支持Django框架下的专业Web开发。

MySQL是一个关系型数据库管理系统，它的范围包括了膝上型计算机、台式机、超市服务器。20世纪，最初的MySQL是由Sybase专门为UNIX系统开发的，后来微软将它移植到了WindowsNT系统上。从1994年开始，微软发布独立于Sybase开发的MySQL版本，而Sybase在20世纪90年代后期，就已经停止使用MySQL这个名称。

MySQL提供MySQL多个拷贝之间以及其他数据库系统的复制服务。其中的分析服务是属于系统的一个完整部分，包括了：联机分析处理（OLAP）和数据挖掘工具。MySQL提供了一个大的图形化工具集和向导，引导数据库管理员执行各种任务，例如建立定期备份、在服务器之间复制数据，以及调整数据库性能[10]。

2.3开发技术

2.3.1MVVM模式介绍

MVVM是Model-View-ViewModel的简写。它本质上就是MVC 的改进版。MVVM 就是将其中的View 的状态和行为抽象化，让我们将视图 UI 和业务逻辑分开。当然这些事 ViewModel 已经帮我们做了，它可以取出 Model 的数据同时帮忙处理 View 中由于需要展示内容而涉及的业务逻辑。微软的WPF带来了新的技术体验，如Silverlight、音频、视频、3D、动画……，这导致了软件UI层更加细节化、可定制化。同时，在技术层面，WPF也带来了 诸如Binding、Dependency Property、Routed Events、Command、DataTemplate、ControlTemplate等新特性。MVVM（Model-View-ViewModel）框架的由来便是MVP（Model-View-Presenter）模式与WPF结合的应用方式时发展演变过来的一种新型架构框架。它立足于原有MVP框架并且把WPF的新特性糅合进去，以应对客户日益复杂的需求变化。

2.3.2Django框架

Django是一个由Python编写的具有完整架站能力的开源Web框架。使用Django，只要很少的代码，Python的程序开发人员就可以轻松地完成一个正式网站所需要的大部分内容，并进一步开发出全功能的Web服务[10]。

Django本身基于MVC模型，即Model（模型）+View（视图）+ Controller（控制器）设计模式，因此天然具有MVC的出色基因：开发快捷、部署方便、可重用性高、维护成本低等。Python加Django是快速开发、设计、部署网站的最佳组合[11]。

Django具有以下特点：

能完善、要素齐全：该有的、可以没有的都有，常用的、不常用的工具都用。Django提供了大量的特性和工具，无须你自己定义、组合、增删及修改[12]。

完善的文档：经过十多年的发展和完善，Django有广泛的实践经验和完善的在线文档（可惜大多数为英文）。开发者遇到问题时可以搜索在线文档寻求解决方案[13]。

强大的数据库访问组件：Django的Model层自带数据库ORM组件，使得开发者无须学习其他数据库访问技术（SQL、pymysql、SQLALchemy等）。

灵活的URL映射：Django使用正则表达式管理URL映射，灵活性高。

丰富的Template模板语言：类似jinjia模板语言，不但原生功能丰富，还可以自定义模板标签[14]。

2.3.3Vue.js 主要功能

Vue.js是一套构建用户界面的渐进式框架。与其他重量级框架不同的是，Vue采用自底向上增量开发的设计。Vue 的核心库只关注视图层，并且非常容易学习，非常容易与其它库或已有项目整合。另一方面，Vue 完全有能力驱动采用单文件组件和Vue生态系统支持的库开发的复杂单页应用。

Vue.js 的目标是通过尽可能简单的 API 实现响应的数据绑定和组合的视图组件。

Vue.js 自身不是一个全能框架——它只聚焦于视图层。因此它非常容易学习，非常容易与其它库或已有项目整合。另一方面，在与相关工具和支持库一起使用时，Vue.js 也能驱动复杂的单页应用。

3系统分析

3.1 系统可行性分析

3.1.1技术可行性

基于Django框架开发初中数学知识点自动标注系统具有显著的技术可行性。Django作为成熟、稳定的Web开发框架，提供了丰富的功能和灵活的扩展性，能够支撑复杂的数据处理、算法实现和用户交互需求。可以有效解析数学教材，提取并标注关键知识点。此外，Django的社区支持广泛，拥有丰富的资源和文档，为系统的开发和维护提供了有力保障。因此，从技术角度来看，利用Django实现初中数学知识点自动标注是完全可行的。

3.2.2经济可行性

在初中数学知识点自动标注开发之前所做的市场调研及其他的相关的系统，都是没有任何费用的，都是通过开发者自己的努力，所有的工作的都是自己亲力亲为，在碰到自己比较难以解决的问题，大多是通过同学和指导老师的帮助进行相关信息的解决，所以对于初中数学知识点自动标注的开发在经济上是完全可行的，没有任何费用支出的。

使用比较成熟的技术，系统是基于django的开发，采用Mysql数据库。所以系统在开发人力、财力要求不高，具有经济可行性。

3.2.2操作可行性 

可操作性主要是对初中数学知识点自动标注设计完成后，用户的使用体验度，以及管理员可以通过系统随时管理相关的数据信息，并且对于管理员、普通用户两个用户角色，都可以简单明了的进入到自己的系统界面，通过界面导航菜单可以简单明了地操作功能模块，方便用户信息的操作需求和管理员管理数据信息，对于系统的操作，不需要专业人员都可以直接进行功能模块的操作管理，所以在系统的可操作性是完全可以的。本系统的操作使用的也是界面窗口进行登录，所以操作人员只要会简单的电脑操作就完全可以的。

3.2 系统功能分析

初中数学知识点自动标注中采用了Python的Django框架进行开发，在数据库上选择MYSQL，在功能上初中数学知识点自动标注划分为了用户管理模块和管理员模块这两大部分。

普通用户管理模块：

注册登录：允许用户注册账号并提供必要信息，以及通过账号密码登录系统，确保用户身份的合法性和安全性。

首页：展示系统概况、最新的新闻资讯和通知公告等内容，方便用户获取系统相关信息。

交流论坛：提供用户之间交流和讨论的平台，可以分享经验、提问问题等，促进学习和交流。

新闻资讯：提供数学教育领域的最新新闻和资讯，帮助用户了解行业动态和相关信息。

通知公告：提供系统发布的重要通知和公告信息，确保用户及时获取系统消息。

我的账户：允许用户管理自己的账户信息，包括个人资料、安全设置等。

个人首页：展示用户个人信息和相关记录。

知识标注：提供数学知识点的标注功能，用户可以查看已标注的知识点并进行学习和复习。

收藏：允许用户收藏感兴趣的内容，方便下次快速查看和使用。

管理员管理模块：

登录：提供安全的管理员登录功能，确保只有授权的管理员可以访问系统。

系统用户：管理系统用户，包括添加新用户、编辑用户信息、删除用户等操作，以确保系统安全性。

知识标注管理：管理数学知识点的标注信息，包括添加、编辑、删除知识点标注等操作，确保标注的准确性和完整性。

标注分类管理：管理知识点标注的分类信息，包括添加、编辑、删除分类等操作，方便用户查找和使用。

系统管理（轮播图）：管理系统首页轮播图，包括添加、编辑、删除轮播图图片和相关链接，提升系统的视觉效果。

通知公告管理：管理系统发布的通知公告信息，包括添加新公告、编辑公告内容、设置发布时间等操作，确保信息及时传达。

资源管理（新闻资讯）：管理数学教育领域的新闻资讯内容，包括添加、编辑、删除资讯等操作，确保信息的更新和丰富性。

资源管理（新闻分类）：管理新闻资讯的分类信息，包括添加、编辑、删除分类等操作，方便用户查找和浏览。

交流管理（交流论坛）：管理交流论坛的帖子和评论，包括审核、删除帖子、回复评论等操作，确保交流平台的秩序和质量。

3.3系统用例分析

系统的用例展示的是系统功能与用户之间的关系，通过用例的方式能够直观的展示出来，本初中数学知识点自动标注的完整UML用例图分别是图3-1、图3-2。

图3-1 初中数学知识点自动标普通用户角色用例图

图3-2 初中数学知识点自动标注后台管理员角色用

3.5系统流程分析

3.5.1操作流程

系统登录流程图，如图所示：

图3-3登录流程图

3.5.2添加信息流程

添加信息流程图，如图所示：

图3-4添加信息流程图

3.5.3删除信息流程

删除信息流程图，如图所示：

图3-5删除信息流程图

4系统设计

4.1系统设计的原理

系统设计原理包括：

1. 模块化。模块化就是把整个程序划分为多个模块，每个模块有自己的名字并可以被独立访问。所有模块的功能集合起来就可以满足用户需求。
2. 抽象。抽象是暂时忽略软件的细节，集中精力将软件的本质特征提取出来。
3. 逐步求精。总体设计需要先解决主要问题，再将问题一步步细化。
4. 局部化和信息隐藏。不同模块之间，信息相互不能访问，是不能访问的；并且应该在相近的物理地址上放置关系较密切的软件元素。
5. 模块独立。模块之间应该遵循高内聚，低耦合的原则。

4.2系统功能设计

初中数学知识点自动标注从实际应用角度来说可以分成用户管理模块、普通用户两大模块。

1.系统用户管理模块系统用户管理模块可以分成用户管理、个人信息管理和权限管理模块。用户管理是对用户的相关信息进行查阅、修改，删除等操作。个人信息管理可以对个人信息的情况进行添加、修改信息删除、个人信息修改和个人信息查询。

2.主要功能管理模块包括系统用户、知识标注管理、标注分类管理、系统管理（轮播图）、通知公告管理、资源管理(新闻资讯、新闻分类）、交流管理（交流论坛、论坛分类）。

3.系统管理模块系统管理模块分为数据备份。

系统的功能模块图如下图所示。

图4-1系统功能结构图

4.3数据库设计

数据库设计(DatabaseDesign)是指对一个给定的环境，构造良好的数据库模式，建立数据库系统，使之能够最有效地存储数据，满足各类用户的需求即处理要求和信息要求。在数据库应用范围内，经常把使用数据库的系统称为数据库的应用系统。

4.3.1概念模型设计

E-R设计方法是一种通过E-R图来描述现实世界信息结构的DB设计方法。E-R图由实体、属性、联系三部分组成。它有两个优点，即接近于人的思维，容易理解；与计算机无关，用户容易接受。

系统的主要实体间关系E-R图如下图所示：

图4-2系统E-R图

实体间可建立某种联系，大致可分为三种：（1）实体间一对一联系，这种关系可以独立也可与其他合并；（2）实体间是一对多联系，实体与另一个n端实体发生联系；（3）实体间为多对多联系，两个实体间存在某种关系。每个实体上码所具有的属性就是关系属性，实体码的组合就是关系码。

4.3.2逻辑结构设计

根据E-R模型，初中数学知识点自动标注建立了以下逻辑数据结构，下面是各数据表的详细说明。

表access_token (登陆访问时长)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	token_id	int	10	0	N	Y		临时访问牌ID
2	token	varchar	64	0	Y	N		临时访问牌
3	info	text	65535	0	Y	N
4	maxage	int	10	0	N	N	2	最大寿命：默认2小时
5	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
6	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：
7	user_id	int	10	0	N	N	0	用户编号:

表annotation_classification (标注分类)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	annotation_classification_id	int	10	0	N	Y		标注分类ID
2	annotation_classification	varchar	64	0	Y	N		标注分类
3	create_time	datetime	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间
4	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间

表article (文章：用于内容管理系统的文章)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	article_id	mediumint	8	0	N	Y		文章id：[0,8388607]
2	title	varchar	125	0	N	Y		标题：[0,125]用于文章和html的title标签中
3	type	varchar	64	0	N	N	0	文章分类：[0,1000]用来搜索指定类型的文章
4	hits	int	10	0	N	N	0	点击数：[0,1000000000]访问这篇文章的人次
5	praise_len	int	10	0	N	N	0	点赞数
6	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
7	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：
8	source	varchar	255	0	Y	N		来源：[0,255]文章的出处
9	url	varchar	255	0	Y	N		来源地址：[0,255]用于跳转到发布该文章的网站
10	tag	varchar	255	0	Y	N		标签：[0,255]用于标注文章所属相关内容，多个标签用空格隔开
11	content	longtext	2147483647	0	Y	N		正文：文章的主体内容
12	img	varchar	255	0	Y	N		封面图
13	description	text	65535	0	Y	N		文章描述

表article_type (文章分类)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	type_id	smallint	5	0	N	Y		分类ID：[0,10000]
2	display	smallint	5	0	N	N	100	显示顺序：[0,1000]决定分类显示的先后顺序
3	name	varchar	16	0	N	N		分类名称：[2,16]
4	father_id	smallint	5	0	N	N	0	上级分类ID：[0,32767]
5	description	varchar	255	0	Y	N		描述：[0,255]描述该分类的作用
6	icon	text	65535	0	Y	N		分类图标：
7	url	varchar	255	0	Y	N		外链地址：[0,255]如果该分类是跳转到其他网站的情况下，就在该URL上设置
8	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
9	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：

表auth (用户权限管理)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	auth_id	int	10	0	N	Y		授权ID：
2	user_group	varchar	64	0	Y	N		用户组：
3	mod_name	varchar	64	0	Y	N		模块名：
4	table_name	varchar	64	0	Y	N		表名：
5	page_title	varchar	255	0	Y	N		页面标题：
6	path	varchar	255	0	Y	N		路由路径：
7	position	varchar	32	0	Y	N		位置：
8	mode	varchar	32	0	N	N	_blank	跳转方式：
9	add	tinyint	3	0	N	N	1	是否可增加：
10	del	tinyint	3	0	N	N	1	是否可删除：
11	set	tinyint	3	0	N	N	1	是否可修改：
12	get	tinyint	3	0	N	N	1	是否可查看：
13	field_add	text	65535	0	Y	N		添加字段：
14	field_set	text	65535	0	Y	N		修改字段：
15	field_get	text	65535	0	Y	N		查询字段：
16	table_nav_name	varchar	500	0	Y	N		跨表导航名称：
17	table_nav	varchar	500	0	Y	N		跨表导航：
18	option	text	65535	0	Y	N		配置：
19	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
20	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：

表collect (收藏)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	collect_id	int	10	0	N	Y		收藏ID：
2	user_id	int	10	0	N	N	0	收藏人ID：
3	source_table	varchar	255	0	Y	N		来源表：
4	source_field	varchar	255	0	Y	N		来源字段：
5	source_id	int	10	0	N	N	0	来源ID：
6	title	varchar	255	0	Y	N		标题：
7	img	varchar	255	0	Y	N		封面：
8	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
9	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：

表comment (评论)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	comment_id	int	10	0	N	Y		评论ID：
2	user_id	int	10	0	N	N	0	评论人ID：
3	reply_to_id	int	10	0	N	N	0	回复评论ID：空为0
4	content	longtext	2147483647	0	Y	N		内容：
5	nickname	varchar	255	0	Y	N		昵称：
6	avatar	varchar	255	0	Y	N		头像地址：[0,255]
7	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
8	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：
9	source_table	varchar	255	0	Y	N		来源表：
10	source_field	varchar	255	0	Y	N		来源字段：
11	source_id	int	10	0	N	N	0	来源ID：

表forum (论坛)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	forum_id	mediumint	8	0	N	Y		论坛id
2	display	smallint	5	0	N	N	100	排序
3	user_id	mediumint	8	0	N	N	0	用户ID
4	nickname	varchar	16	0	Y	N		昵称：[0,16]
5	praise_len	int	10	0	Y	N	0	点赞数
6	hits	int	10	0	N	N	0	访问数
7	title	varchar	125	0	N	N		标题
8	keywords	varchar	125	0	Y	N		关键词
9	description	varchar	255	0	Y	N		描述
10	url	varchar	255	0	Y	N		来源地址
11	tag	varchar	255	0	Y	N		标签
12	img	text	65535	0	Y	N		封面图
13	content	longtext	2147483647	0	Y	N		正文
14	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
15	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：
16	avatar	varchar	255	0	Y	N		发帖人头像：
17	type	varchar	64	0	N	N	0	论坛分类：[0,1000]用来搜索指定类型的论坛帖

表forum_type (论坛分类)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	type_id	smallint	5	0	N	Y		分类ID：[0,10000]
2	name	varchar	16	0	N	N		分类名称：[2,16]
3	description	varchar	255	0	Y	N		描述：[0,255]描述该分类的作用
4	url	varchar	255	0	Y	N		外链地址：[0,255]如果该分类是跳转到其他网站的情况下，就在该URL上设置
5	father_id	smallint	5	0	N	N	0	上级分类ID：[0,32767]
6	icon	varchar	255	0	Y	N		分类图标：
7	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
8	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：

表hits (用户点击)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	hits_id	int	10	0	N	Y		点赞ID：
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3	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
4	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：
5	source_table	varchar	255	0	Y	N		来源表：
6	source_field	varchar	255	0	Y	N		来源字段：
7	source_id	int	10	0	N	N	0	来源ID：

表knowledge_annotation (知识标注)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	knowledge_annotation_id	int	10	0	N	Y		知识标注ID
2	upload_title	varchar	64	0	Y	N		上传标题
3	user_information	int	10	0	Y	N	0	用户信息
4	user_name	varchar	64	0	Y	N		用户姓名
5	knowledge_picture	varchar	255	0	Y	N		知识图片
6	upload_notes	text	65535	0	Y	N		上传备注
7	annotation_classification	varchar	64	0	Y	N		标注分类
8	annotate_content	text	65535	0	Y	N		标注内容
9	create_time	datetime	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间
10	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间

表notice (公告)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	notice_id	mediumint	8	0	N	Y		公告id：
2	title	varchar	125	0	N	N		标题：
3	content	longtext	2147483647	0	Y	N		正文：
4	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
5	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：

表praise (点赞)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	praise_id	int	10	0	N	Y		点赞ID：
2	user_id	int	10	0	N	N	0	点赞人：
3	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
4	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：
5	source_table	varchar	255	0	Y	N		来源表：
6	source_field	varchar	255	0	Y	N		来源字段：
7	source_id	int	10	0	N	N	0	来源ID：
8	status	bit	1	0	N	N	1	点赞状态:1为点赞，0已取消

表regular_users (普通用户)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	regular_users_id	int	10	0	N	Y		普通用户ID
2	user_name	varchar	64	0	Y	N		用户姓名
3	user_gender	varchar	64	0	Y	N		用户性别
4	contact_phone_number	varchar	16	0	Y	N		联系电话
5	examine_state	varchar	16	0	N	N	已通过	审核状态
6	user_id	int	10	0	N	N	0	用户ID
7	create_time	datetime	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间
8	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间

表slides (轮播图)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	slides_id	int	10	0	N	Y		轮播图ID：
2	title	varchar	64	0	Y	N		标题：
3	content	varchar	255	0	Y	N		内容：
4	url	varchar	255	0	Y	N		链接：
5	img	varchar	255	0	Y	N		轮播图：
6	hits	int	10	0	N	N	0	点击量：
7	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
8	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：

表upload (文件上传)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	upload_id	int	10	0	N	Y		上传ID
2	name	varchar	64	0	Y	N		文件名
3	path	varchar	255	0	Y	N		访问路径
4	file	varchar	255	0	Y	N		文件路径
5	display	varchar	255	0	Y	N		显示顺序
6	father_id	int	10	0	Y	N	0	父级ID
7	dir	varchar	255	0	Y	N		文件夹
8	type	varchar	32	0	Y	N		文件类型

表user (用户账户：用于保存用户登录信息)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	user_id	mediumint	8	0	N	Y		用户ID：[0,8388607]用户获取其他与用户相关的数据
2	state	smallint	5	0	N	N	1	账户状态：[0,10](1可用|2异常|3已冻结|4已注销)
3	user_group	varchar	32	0	Y	N		所在用户组：[0,32767]决定用户身份和权限
4	login_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	上次登录时间：
5	phone	varchar	11	0	Y	N		手机号码：[0,11]用户的手机号码，用于找回密码时或登录时
6	phone_state	smallint	5	0	N	N	0	手机认证：[0,1](0未认证|1审核中|2已认证)
7	username	varchar	16	0	N	N		用户名：[0,16]用户登录时所用的账户名称
8	nickname	varchar	16	0	Y	N		昵称：[0,16]
9	password	varchar	64	0	N	N		密码：[0,32]用户登录所需的密码，由6-16位数字或英文组成
10	email	varchar	64	0	Y	N		邮箱：[0,64]用户的邮箱，用于找回密码时或登录时
11	email_state	smallint	5	0	N	N	0	邮箱认证：[0,1](0未认证|1审核中|2已认证)
12	avatar	varchar	255	0	Y	N		头像地址：[0,255]
13	open_id	varchar	255	0	Y	N		针对获取用户信息字段
14	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
15	vip_level	varchar	255	0	Y	N		会员等级
16	vip_discount	double	11	2	Y	N	0.00	会员折扣

表user_group (用户组：用于用户前端身份和鉴权)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	group_id	mediumint	8	0	N	Y		用户组ID：[0,8388607]
2	display	smallint	5	0	N	N	100	显示顺序：[0,1000]
3	name	varchar	16	0	N	N		名称：[0,16]
4	description	varchar	255	0	Y	N		描述：[0,255]描述该用户组的特点或权限范围
5	source_table	varchar	255	0	Y	N		来源表：
6	source_field	varchar	255	0	Y	N		来源字段：
7	source_id	int	10	0	N	N	0	来源ID：
8	register	smallint	5	0	Y	N	0	注册位置:
9	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
10	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：

5系统实现

5.1普通用户功能模块实现

5.1.1登录模块

登录模块，用户、管理员可以通过登录进入该系统，如果输入正确用户名和密码，则可以进入该系统，显示的结果如下。

用户登录界面如下图所示。

图5-1登录模块界面图

 登录关键代码如下：

def Login(self, ctx):

        print("===================登录=====================")

        ret = {

            "error": {

                "code": 70000,

                "message": "账户不存在",

            }

        }

        body = ctx.body

        password = md5hash(body["password"]) or ""

        obj = service_select("user").Get_obj(

            {"username": body["username"]}, {"like": False}

        )

        if obj:

            user_group = service_select("user_group").Get_obj({'name': obj['user_group']}, {"like": False})

            if user_group and user_group['source_table'] != '':

                user_obj = service_select(user_group['source_table']).Get_obj({"user_id": obj['user_id']},                                                                       {"like": False})

                if user_obj['examine_state'] == '未通过':

                    ret = {

                        "error": {

                            "code": 70000,

                            "message": "账户未通过审核",

                        }

                    }

                    return ret

                if user_obj['examine_state'] == '未审核':

                    ret = {

                        "error": {

                            "code": 70000,

                            "message": "账户未审核",

                        }

                    }

                    return ret

            if obj["state"] == 1:

                if obj["password"] == password:

                    timeout = timezone.now()

                    timestamp = int(time.mktime(timeout.timetuple())) * 1000

                    token = md5hash(str(obj["user_id"]) + "_" + str(timestamp))

                    ctx.request.session[token] = obj["user_id"]

                    service_select("access_token").Add(

                        {"token": token, "user_id": obj["user_id"]}

                    )

                    obj["token"] = token

                    ret = {

                        "result": {"obj": obj}

                    }

                else:

                    ret = {

                        "error": {

                            "code": 70000,

                            "message": "密码错误",

                        }

                    }

            else:

                ret = {

                    "error": {

                        "code": 70000,

                        "message": "用户账户不可用，请联系管理员",

                    }

                }

        return ctx.response(json.dumps(ret, ensure_ascii=False))

5.1.2注册账户模块

如果某个人员进入该系统，则注册该用户的信息，如果注册成功，就可以进入该系统，显示的结果如下。注册用户界面如下图所示。

图5-2注册用户界面图

注册关键代码如下：

    def Register(self, ctx):

        print("===================注册=====================")

        userService = service_select("user")

        body = ctx.body

        if "username" not in body and body["username"] == '':

            return ctx.response(json.dumps({

                "error": {

                    "code": 70000,

                    "message": "用户名不能为空",

                }

            }, ensure_ascii=False))

        if "user_group" not in body and body["user_group"] == '':

            return ctx.response(json.dumps({

                "error": {

                    "code": 70000,

                    "message": "用户组不能为空",

                }

            }, ensure_ascii=False))

        if "password" not in body and body["password"] == '':

            return ctx.response(json.dumps({

                "error": {

                    "code": 70000,

                    "message": "密码不能为空",

                }

            }, ensure_ascii=False))

        post_param = body

        post_param['nickname'] = body["nickname"] or ""

        post_param['password'] = md5hash(body["password"])

        obj = userService.Get_obj({"username": post_param['username']}, {"like": False})

        if obj:

            return ctx.response(json.dumps({

                "error": {

                    "code": 70000,

                    "message": "用户名已存在",

                }

            }, ensure_ascii=False))

        ret = {

            "error": {

                "code": 70000,

                "message": "注册失败",

            }

        }

        bl = userService.Add(post_param)

        if bl:

            ret = {

                "result": {

                    "bl": True,

                    "message": "注册成功"

                }

            }

        return ctx.response(json.dumps(ret, ensure_ascii=False))

5.1.3密码修改模块

用户使用该系统注册完成后，用户对登录密码有修改需求时，系统也可以提供用户修改密码权限。系统中所有的操作者能够变更自己的密码信息，执行该功能首先必须要登入系统，然后选择密码变更选项以后在给定的文本框中填写初始密码和新密码来完成修改密码的操作。在填写的时候，假如两次密码填写存在差异，那么此次密码变更操作失败。密码修改界面如下图所示。

图5-3密码修改界面图

5.1.4新闻资讯模块

当用户点击“新闻资讯”这一菜单按钮，会显示管理员在后台发布的所有的新闻信息，支持通过关键词对资讯进行搜索，选择需要的资讯信息点击可以进入到资讯信息详细的介绍界面，同时可以进行点赞、收藏等操作，新闻资讯界面如下图所示。

图5-4新闻资讯页面图

5.1.5知识标注模块

用户点击“知识标注”，这个界面是提供数学知识点的标注功能，用户可以查看已标注的知识点并进行学习和复习。如下图所示。

图5-5知识标注页面图

5.2管理员功能模块实现

5.2.1管理员登录模块

  管理员输入账号、密码、验证码点击“登录”按钮就会跳转到登录界面。如下图所示。

图5-6管理员登录页面图

找回密码关健代码如下：

 def Forget_password(self, ctx):

        print("===================修改密码=====================")

        ret = {

            "error": {

                "code": 70000,

                "message": "用户信息不能没有"

            }

        }

        body = ctx.body

        if not body["code"]:

            return {

                "error": {

                    "code": 70000,

                    "message": "验证码不存在或者错误"

                }

            }

        obj = service_select("user").Get_obj(

            {"username": body["username"]}, {"like": False}

        )

        if not obj:

            return {

                "error": {

                    "code": 70000,

                    "message": "用户名不存在或者错误"

                }

            }

        password = md5hash(body["password"])

        if not password:

            return {

                "error": {

                    "code": 70000,

                    "message": "密码不存在或者错误"

                }

            }

        bl = service_select("user").Set({"user_id": obj["user_id"]}, {"password": password})

        if bl:

            ret = {"result": {"bl": True, "message": "修改成功"}}

        else:

            ret = {

                "error": {

                    "code": 70000,

                    "message": "修改失败",

                }

            }

        return ctx.response(json.dumps(ret, ensure_ascii=False))

修改密码代码如下：

 def Change_password(self, ctx):

        print("===================修改密码=====================")

        ret = {

            "error": {

                "code": 70000,

                "message": "账号未登录",

            }

        }

        request = ctx.request

        headers = request.headers

        if ("x-auth-token" in headers) and headers["x-auth-token"]:

            token = headers["x-auth-token"]

            user_id = tokenGetUserId(token, request)

            userService = service_select("user")

            body = ctx.body

            password = md5hash(body["o_password"])

            obj = userService.Get_obj({"user_id": user_id, "password": password}, {"like": False})

            if obj:

                password = md5hash(body["password"])

                bl = userService.Set({"user_id": user_id}, {"password": password})

                if bl:

                    ret = {"result": {"bl": True, "message": "修改成功"}}

                else:

                    ret = {

                        "error": {

                            "code": 70000,

                            "message": "修改失败",

                        }

                    }

            else:

                ret = {

                    "error": {

                        "code": 70000,

                        "message": "密码错误",

                    }

                }

        else:

            ret = {

                "error": {

                    "code": 70000,

                    "message": "账户未登录",

                }

            }

        return ctx.response(json.dumps(ret, ensure_ascii=False))

5.2.2系统用户管理模块

管理员可以对系统中所有的用户角色进行管控，包含了管理员、用户这两种角色，如果需要添加新的用户，点击页面中的“添加”按钮根据提示输入上用户信息，点击“提交”以后在对应的用户界面就可以查看到了，可以点击用户后面的“删除”按钮直接删除某一用户。如下图所示。

图5-7系统用户页面图

增删查改关键代码如下：

增

def Add(self, ctx):

body = ctx.body

unique = self.config.get("unique")

obj = None

if unique:

qy = {}

for i in range(len(unique)):

key = unique[i]

qy[key] = body.get(key)

obj = self.service.Get_obj(qy)

if not obj:

error = self.Add_before(ctx)

if error["code"]:

return {"error": error}

error = self.Events("add_before", ctx, None)

if error["code"]:

return {"error": error}

result = self.service.Add(body, self.config)

if self.service.error:

return {"error": self.service.error}

res = self.Add_after(ctx, result)

if res:

result = res

res = self.Events("add_after", ctx, result)

if res:

result = res

return {"result": result}

else:

return {"error": {"code": 10000, "message": "已存在"}}

删

def Del(self, ctx):

if len(ctx.query) == 0:

errorMsg = {"code": 30000, "message": "删除条件不能为空！"}

return errorMsg

result = self.service.Del(ctx.query, self.config)

if self.service.error:

return {"error": self.service.error}

return {"result": result}

改

def Set(self, ctx):

error = self.Set_before(ctx)

if error["code"]:

return {"error": error}

error = self.Events("set_before", ctx, None)

if error["code"]:

return {"error": error}

query = ctx.query

if 'page' in query.keys():

del ctx.query['page']

if 'size' in query.keys():

del ctx.query['size']

if 'orderby' in query.keys():

del ctx.query['orderby']

result = self.service.Set(ctx.query, ctx.body, self.config)

if self.service.error:

return {"error": self.service.error}

res = self.Set_after(ctx, result)

if res:

result = res

res = self.Events("set_after", ctx, result)

if res:

result = res

return {"result": result}

查多条数据：

def Get_list(self, ctx):

query = dict(ctx.query)

config_plus = {}

if "field" in query:

field = query.pop("field")

config_plus["field"] = field

if "page" in query:

config_plus["page"] = query.pop("page")

if "size" in query:

config_plus["size"] = query.pop("size")

if "orderby" in query:

config_plus["orderby"] = query.pop("orderby")

if "like" in query:

config_plus["like"] = query.pop("like")

if "groupby" in query:

config_plus["groupby"] = query.pop("groupby")

count = self.service.Count(query)

lst = []

if self.service.error:

return {"error": self.service.error}

elif count:

lst = self.service.Get_list(query,

obj_update(self.config, config_plus))

if self.service.error:

return {"error": self.service.error}

self.interact_list(ctx, lst)

return {"result": {"list": lst, "count": count}}

查一条数据：

def Get_obj(self, ctx):

query = dict(ctx.query)

config_plus = {}

if "field" in query:

field = query.pop("field")

config_plus["field"] = field

obj = self.service.Get_obj(query, obj_update(self.config, config_plus))

if self.service.error:

return {"error": self.service.error}

if obj:

self.interact_obj(ctx, obj)

return {"result": {"obj": obj}}

5.2.3知识标注管理模块

管理员点击“知识标注管理”会显示出知识标注列表和知识标注添加，支持输入标上传标题、标注分类进行查询、重置、删除的操作，如果想要添加新的知识标注，点击“添加”按钮，同时可以选择某一条知识标注，点击“删除”进行删除。知识标注列表和知识标注添加界面如下图所示。

图5-8知识标注列表页面图

图5-9知识标注添加页面图

5.2.4标注分类管理模块

管理员点击“标注分类管理”会显示出标注分类列表和标注分类添加，支持输入标注分类进行查询、重置、删除的操作，如果想要添加新的标注分类，点击“添加”按钮，同时可以选择某一条标注分类，点击“删除”进行删除。标注分类列表和标注分类添加加界面如下图所示。

图5-10标注分类列表页面图

图5-11标注分类添加页面图

5.2.5轮播图管理模块

点击“轮播图”管理员可以插入轮播图图片、填写标题进行提交。如下图所示。

图5-12轮播图管理页面图

6系统测试

6.1测试目的

测试存在于软件开发进程中的最后一个阶段，它可以保证一个软件的开发质量是否符合设计者的初衷，也为程序的正式上线做了最后一道质量检测的工序。软件测试主要是控制各种条件、包括软件输出方式，使用模式和运行环境等，来评估一个系统或应用是否符合设计标准。在软件测试过程中，我们一般刻意的去制造错误和极端条件，不能仅依照正常模式允许，而是多去尝试那些意外的情况。

6.2系统测试用例

系统测试包括：用户登录功能测试、知识标注查看测试、发布标注分类、交流论坛搜索、密码修改功能测试，如表6-1、6-2、6-3、6-4、6-5所示：

用户登录功能测试：

表6-1 用户登录功能测试表

用例名称	用户登录系统
目的	测试用户通过正确的用户名和密码可否登录功能
前提	未登录的情况下
测试流程	1) 进入登录页面 2) 输入正确的用户名和密码
预期结果	用户名和密码正确的时候，跳转到登录成功界面，反之则显示错误信息，提示重新输入
实际结果	实际结果与预期结果一致

知识标注查看功能测试：

表6-2 知识标注查看功能测试表

用例名称	知识标注查看
目的	测试知识标注查看功能
前提	用户登录
测试流程	点击知识标注列表
预期结果	可以查看到所有知识标注
实际结果	实际结果与预期结果一致

管理员发布标注分类界面测试：

表6-3 管理员发布标注分类界面测试表

用例名称	标注分类发布测试用例
目的	测试标注分类发布功能
前提	用户正常登录情况下
测试流程	1）点击标注分类管理，然后点击发布添加后并填写信息。 2）点击进行提交。
预期结果	提交以后，页面首页会显示新的标注分类
实际结果	实际结果与预期结果一致

交流论坛搜索功能测试：

表6-4交流论坛搜索功能测试表

用例名称	交流论坛搜索测试
目的	测试交流论坛搜索功能
前提	无
测试流程	1）在搜索框填入搜索关键字。 2）点击搜索按钮。
预期结果	页面显示包含有搜索关键字的交流论坛
实际结果	实际结果与预期结果一致

密码修改功能测试：

表6-5 密码修改功能测试表

用例名称	密码修改测试用例
目的	测试管理员密码修改功能
前提	管理员用户正常登录情况下
测试流程	1）管理员密码修改并完成填写。 2）点击进行提交。
预期结果	使用新的密码可以登录
实际结果	实际结果与预期结果一致

6.3 系统测试结果

经过对初中数学知识点自动标注的测试，我们已经完成了5大模块的检测，包括用户登录功能测试、知识标注查看测试、发布标注分类、交流论坛搜索、密码修改功能测试，这些功能为后续的推广运营提供了强有力的技术支持。

7结论

通过初中数学知识点自动标注的开发，本人巩固了之前学过的知识，如今将平时所学到的知识融合在设计中，在设计过程中，做了很多的准备，首先，在数据库系统的设计过程中，尤其是在数据库的工作原理、工作特点，对其深刻的讨论，与此同时，对于小型站点来说，最好服务器的选择，其次，利用所学的知识点分析所做的系统，并在此基础上设计。

目前本系统已经上线，正在试运行阶段，用户反馈良好，基本完成用户所需，试运行过程中没有出现阻断性问题，有一些不足和小问题也及时予以修正，系统上线后，为了保证数据的安全性，对系统进行了备份操作，系统备份是每两个月备份一次，数据库备份为每周备份一次，系统部署在云平台服务器中。

本次系统上线成功后，得到了用户的高度认可，但是在功能上和性能上还需做进一步的研究处理，使其有更高的性能和更好的用户体验。

系统在以后的升级过程中，需要解决一系列用户所提出的问题，例如打印过程中如何避免浏览器的兼容性问题，大量用户访问时，如何保持较高的响应速度，在系统今后的升级过程中将着重解决这些安全性问题。