摘要
随着中国城市现代化的发展进程越来越快，网络信息无论是数量还是传播速度早已超过纸质传媒，图书推荐系统是否能提供高效和优质的服务己成为图书阅读的重要环节。因此，需要构建一套基于Java编程语言的图书推荐系统。本系统使用Java语言和SpringBoot框架进行搭建和编写，Vue作为前端技术，MySQL作为数据库，Navicat作为数据库工具，开发工具选择IDEA，服务器建设以Tomcat为基础。本文旨在对基于Java的图书推荐系统进行需求分析，从系统开发环境、系统功能模块设计、系统实现等多个方面进行全面的系统开发。本系统完成的主要功能有：用户管理、热门图书推荐、图书类型管理、热门图书管理、图书评分管理、权限申请管理、交流论坛、管理员信息管理和系统管理等功能。用户使用本系统能够查看热门图书推荐，并对图书进行收藏、点赞、评分和评论等操作。通过对系统功能的检测，检测结果验证了本系统界面友好，功能完备，潜在用户群体较大，应用前景较为广泛。
关键词：图书推荐；MySQL数据库；Java语言；SpringBoot框架
 
ABSTRACT
With the rapid development of China's urban modernization, Internet information has long surpassed paper media in both quantity and transmission speed. Whether the book recommendation system can provide efficient and high-quality services has become an important link in book reading. Therefore, it is necessary to build a book recommendation system based on Java programming language. This system uses Java language and SpringBoot framework to build and compile, Vue as front-end technology, MySQL as database, Navicat as database tool, IDEA as development tool, and Tomcat as the basis for server construction. This paper aims to analyze the requirements of the book recommendation system based on Java, and develop the system comprehensively from the aspects of system development environment, system function module design, system implementation and so on. The main functions of this system are: user management, popular book recommendation, book type management, popular book management, book score management, permission application management, exchange forum, administrator information management and system management. Users can use this system to view the popular book recommendation, and book collection, like, score and comment operations. Through the testing of the system functions, the testing results verify that the system has a friendly interface, complete functions, a large potential user group, and a wide application prospect. 
Key words: Book recommendation;MySQL database; Java language; SpringBoot framework
 
目　　录
第1章 绪论
1.1 背景分析
1.2 研究目的和意义
1.3 国内外研究现状
1.4 研究内容
1.5 论文组织架构
第2章 相关理论和技术
2.1 Java简介
2.2 MySQL特点
2.3 SpringBoot介绍
第3章 系统分析
3.1 可行性分析
3.1.1 技术可行性
3.1.2 经济可行性
3.1.3 操作可行性
3.2 需求分析
3.2.1 功能需求分析
3.2.2 非功能需求分析
3.3 数据流程分析
第4章 系统设计
4.1 功能模块设计
4.2 数据库设计
4.2.1 数据库概念结构设计
4.2.2 数据库逻辑结构设计
第5章 系统实现
5.1 实现环境
5.2 登录注册
5.3 热门图书推荐
5.4 交流论坛
5.5 用户管理
5.6 图书类型管理
5.7 热门图书管理
5.8 图书评分管理
5.9 权限申请管理
5.10 管理员信息管理
5.11 系统管理
第6章 系统测试
6.1 测试步骤
6.2 测试用例
6.2.1 登录测试用例
6.2.2 用户管理测试用例
6.2.3 图书评分管理测试用例
6.2.4 图书类型管理测试用例
6.2.5 通知公告管理测试用例
6.3测试结论
结论及展望
参考文献
致谢
 
第1章 绪论 
1.1 背景分析
随着教育大数据的蓬勃发展，各大高等学府纷纷兴建起数字化图书馆，以满足日益增长的数字化需求。本文在研究国内外相关文献的基础上，提出了一种新的图书推荐算法。数字图书馆为读者提供了随时随地查阅书籍的便利，相较于传统的纸质图书借阅方式，更受欢迎。因此，许多人选择利用数字图书馆来查找资料或者阅读相关文献。现今数字图书馆中的图书推荐功能，旨在帮助读者更快地找到自己钟爱的电子书籍或期刊，但其效果并不尽如人意。这是因为目前大部分的推荐算法不能根据不同用户提供的阅读偏好来进行个性化选择。为此，需要建设图书推荐系统来实现向读者进行个性化推荐。
1.2 研究目的和意义
随着中国城市现代化进程的不断加速，网络信息的数量和传播速度已经超越了传统的纸质传媒，成为了获取信息最为迅速的渠道之一。图书推荐系统的高效和优质服务已成为图书阅读不可或缺的重要组成部分，若能采用一套先进的图书推荐系统，必将为人们的图书阅读服务带来革命性的飞跃。图书是一种特殊的商品，具有其特殊性，在图书馆中开展图书推荐工作对于提高读者借阅效率以及提升馆藏质量有着至关重要的作用。随着现代社会的发展，图书推荐已成为不可或缺的需求之一，然而当前的图书推荐存在着规范性不足等问题，这些问题极大地制约了图书推荐和人民阅读的进一步发展。本文在总结前人研究成果基础上，提出基于数据挖掘技术的图书馆个性化图书推荐系统。通过对图书推荐系统的需求分析，结合现代管理的新理念，对现有图书推荐现状进行了深入研究，并进行了系统的设计和实现。在设计过程中，充分考虑到用户的个性化需要，以提高图书馆的服务水平为目的。本系统的实施将有助于人们养成良好的阅读习惯，提高效益，轻松实现多方共赢的目标。
1.3 国内外研究现状
 相较于国外发展，在个性化推荐方面，国内起步较晚，2012年才由京东引入推荐系统，且使用算法非常基础；直到2015年个性化推荐才获得了巨大的发展机遇。随着移动互联网技术的飞速发展和智能手机用户数量的迅猛增长，人们对阅读体验提出更高的要求。虽然国内的一些图书馆已经有自己的个性化图书推荐平台和应用，但是这些平台主要还是集中在高校、科研机构等大型单位。目前，个性化推荐系统在成熟领域的应用仍有待加强，推荐方式单一，缺乏针对性。因此，国内的很多学者开始研究和开发基于用户偏好的个性化推荐系统，并取得了较高的成果。
2020年蒲晔芬在《基于动态关联计算的图书馆个性推荐系统研究》文章中提出了基于目标跟踪算法的图书馆个性化推荐系统，通过对用户操作的日志信息及操作数据的分析计算，得到用户的兴趣度，通过改进用户相似度的计算来提高图书推荐的准确度[3]。运用算法优化技术，更好更直观的了解用户的需求，使推荐的数据更精确，更容易满足用户的需求，更好的推动了图书推荐系统的发展。
国外推出的个性化推荐系统起步较早，开发较早，相对来说技术上已经非常成熟。在上世纪90年代，Resnick等人首次提出了推荐系统的研究概念，这标志着该领域的探索开始了。随着网络技术和信息技术的不断发展，互联网已经逐渐普及到千家万户中，在这样的背景下，人们对于个性化推荐系统的需求越来越迫切，这就促使了推荐系统的出现和应用。随着时间的推移，推荐系统的概念逐渐被研究人员所采用，并逐渐演变为算法研究领域中不可或缺的重要组成部分。
2023年，Srinath R.,Ravindran Gunnapudi Sai Siddharth,Kokkalla Laxmi Narasimha等人在《Book Recommendation Based on Emotion in the Online Library Using CNN》文章中通过运用关联规则和协同过滤挖掘算法对图书馆图书借阅记录进行信息挖掘，得到了读者之间借阅爱好的关联性以及图书之间的关联性[22]。为了解决图书馆图书推荐效率低下的问题，研究了一种基于数据分析的图书推荐系统，并对图书馆以往的阅读数据进行了统计、数据分析和预测。
1.4 研究内容 
本文基于需求分析，对图书推荐系统进行了设计和实现。主要内容包括系统界面设计、数据结构和数据流程设计、系统实现以及系统测试。针对系统功能模块，详细介绍了其设计思路和实现方法，并对系统的关键技术和部分源代码进行了解释和说明。
本系统的主要功能有：用户注册，用户登录，热门图书推荐，图书类型管理，热门图书管理，图书评分管理，管理员信息管理，交流论坛，权限申请管理，用户管理等功能。
1.5 论文组织架构 
本文的结构安排如下： 
第1章：绪论。介绍了背景分析，研究目的及意义，国内外研究现状，研究内容以及论文结构安排。
第2章：相关理论和技术。介绍了程序的开发环境和使用的技术工具。 
第3章：系统分析。分析了图书推荐系统的可行性，需求分析以及数据流程。
第4章：系统设计。对图书推荐系统作相应设计，包括功能模块设计和数据库设计
第5章：系统实现。对图书推荐系统的各个功能模块进行实现。 
第6章：系统测试。对图书推荐系统中各主要功能模块进行了测试并显示出测试结果。
第2章 相关理论和技术
2.1 Java简介
1995年5月，Sun Microsystems公司推出了一款高度专业化的编程语言——Java编程语言，为行业注入了新的技术活力。随着互联网技术和移动设备技术的蓬勃发展，越来越多的学者开始对个性化推荐技术产生浓厚兴趣，并取得了许多研究成果。Java平台与Java程序设计相互融合，形成了一个高度综合的Java语言体系。它为各种应用程序代码提供了统一的规范，同时也使得软件开发人员能够更加快速地设计出高质量的应用程序。Java的跨平台性、动态性和可移植性等特性，使其逐渐获得广大编程爱好者的认可，Java技术的不断创新是其稳定的关键所在，而这种创新不断推动着Java技术的发展。
Java作为一门卓越的编程语言，已经在互联网上获得广泛应用，成为了现代社会中不可或缺的重要组成部分。Java语言的广泛应用为未来的软件维护带来了极大的便利，这也是选择Java语言的主要原因之一。此外，它还具有很好的扩展性，可以根据实际情况来修改程序，使得其更加符合企业需求。总的来说，采用Java进行系统开发是向用户提供有效可靠服务的优秀选择。
2.2 MySQL特点
1、功能强大
MySQL为数据库存储提供各种引擎，每种引擎具有各自特有的优点，适合各种应用场景，使用者可根据需要选择最合适的引擎来处理日访问量在几亿次以上高强度Web站点搜索任务。在这些数据库中使用各种数据查询语句来进行访问是一个有效且快速的方法。Mysql提供了多种功能，包括事务、视图、存储过程和触发器等。
2、支持跨平台
MySQL支持至少20种以上的开发平台，包括Linux、Windows、FreeBSD、IBMAIX、AIX、FreeBSD等。在这些数据库中使用各种数据查询语句来进行访问是一个有效且快速的方法。程序的可移植性使得无论在哪个平台上编写的程序都能够无缝迁移，无需进行任何修改。
3、运行速度快
MySQL高速的性能就是它最突出的特征。它通过使用有效的B树磁盘表压缩技术（MyISAM）及索引压缩技术，使得数据传输速度得到了极大的提升；同时采用基于用户请求模式的数据存储方式以及支持多种数据类型的查询机制等技术。通过运用高度优化的类库和SQL函数，成功实现了惊人的运算速度。
4、安全性高
高度灵活和安全的权限和密码，支持对基本主机进行验证。通过在客户端使用口令认证来防止非法用户访问服务器。在连接到服务器时，密码的传输均采用了加密技术，以确保密码的机密性和完整性。
5、成本低
MySQL数据库完全免费，用户可以在网络上下载。
6、支持各种开发语言
MySQL为各种流行的程序设计语言提供了全方位的支持，包括但不限于PHP、ASP.NET、Java、Eiffel、Python、Ruby、Tcl、C、C++、Perl语言等多种API函数，为用户提供了丰富的编程体验。
7、数据库存储容量大
MySQL数据库的最大有效表尺寸通常由操作系统对文件大小的限制所决定，而非MySQL内部的限制所决定。因此，在进行数据查询时，需要根据用户的需求和实际情况来确定是否要把这些信息写入到自己所需存储量较大的表或者文件中去，这就要求我们必须具有一定的存储能力。InnoDB存储引擎将InnoDB表存储于一个可容纳多个文件的表空间中，该表空间的最大容量为64TB，足以轻松处理数以百万计的大型数据库记录。
2.3 SpringBoot介绍
SpingBoot框架继承了Spring框架的卓越性能，并通过简化配置简化了Spring应用的构建和开发，从而提升了其整体性能。它还提供了基于组件的集成接口，使开发者能够灵活定制应用程序，以满足不同用户需求。SpringBoot将多项卓越的框架技术融合，对第三方技术进行持续的简化，同时运用启动器有效地解决了工程中的依赖包冲突和失稳等问题，从而提升了系统开发效率，简化了系统开发操作。
Spring框架作为一种开源应用框架，在Java平台上提供了一种具备反转控制特性的容器，以满足用户对数据的需求，从而为用户提供了一种高效的数据管理方式。这种基于反映像操作和反向编译技术的设计思路是通过一个新的机制来解决传统编程方式存在的问题。通过这种架构，开发人员可以将更多的精力集中在程序代码本身上，而非专注于如何更加高效地执行这些代码。同时由于它允许程序员从一个源程序出发直接创建新应用程序，从而避免了复杂的编译过程，这也为开发者带来很多便利。

 
第3章 系统分析
3.1 可行性分析  
3.1.1 技术可行性 
技术可行性就是指在系统开发中将采用哪些技术，以何种平台为基础，会套用何种框架和会采用何种设计模式，本系统以Java语言为基础，在Java语言的开发过程中，SpringBoot框架占据主导地位，Vue作为前端技术，MySQL作为数据库，Navicat作为数据库工具，而IDEA则是开发工具的选择，服务器建设以Tomcat为基础，而大部分与此相关的开发工具均为免费。
3.1.2 经济可行性 
所谓经济可行性就是我国的发展进程与我国以往的发展预算相一致，发展全过程中的费用支出得到了清晰的记载，满足了发展进程的需要。在系统开发完成后，由于考虑到图书推荐系统的前景广阔，其经济价值较高，确定了本图书推荐系统设计开发在经济上具有可行性。
3.1.3 操作可行性 
在将系统移交给使用人员之后，必须确保其具备易操作性和易用性，并且大多数功能已经通过精心设计的图形界面得以实现，同时数据输入也必须具有高度的灵活性和完整性，以确保不会产生任何歧义，从而方便管理员检查自身信息。所以说要想开发出一个成功的图书推荐系统，首先需要对整个开发项目进行充分的调查和研究，然后再制定详细的开发计划，这样才可以保证整个软件开发过程中的科学性。为了确保系统的简洁性和高效性，需要在使用过程中对不同等级的用户进行权限管理。另外在系统中还要对数据库进行备份和恢复处理，防止因为数据库出现故障而影响到系统正常工作。考虑到多方面的因素，我认为本次开发的操作是可行的。
3.2 需求分析
对系统进行功能需求分析，可以进一步认识下一步软件功能需求实现时，要实现哪些功能以及没有实现哪些功能。通过建立需求分析，可以有效避免或及早发现错误，从而提升软件生产效率，降低开发成本，改善软件品质。
3.2.1 功能需求分析 
在基于Java的图书推荐系统当中，用户注册登录进入系统后，可以进入首页，查看热门图书信息，了解通知公告，查看个人中心和交流论坛。用户管理、图书类型管理、热门图书管理、图书评分管理、权限申请管理、交流论坛、管理员信息管理和系统管理，均由管理员在后台进行有效的管理。
1 用户用例
用户登录系统后可以查看首页、热门图书、通知公告、交流论坛、个人中心等。如图3.1所示：
 
图3.1 用户用例图
2 管理员用例
管理员在后台能够实现用户管理、图书类型管理、热门图书管理、图书评分管理、权限申请管理、交流论坛、管理员信息管理和系统管理。如图3.2所示：
 
图3.2 管理员用例图
3.2.2 非功能需求分析 
在图书推荐系统的开发过程中，除了对业务工作本身进行关注外，还必须确保其性能得到充分保障。其中，对系统非功能性需求是非常重要的一个部分。对于图书推荐系统的非功能性需求，我们需要从可靠性、稳定性、可扩展性和易于维护性四个方面进行深入分析:
（1）为确保系统的安全、正常、可靠运行，用户数据在录入、存储、传输和处理过程中必须始终保持完整性和一致性，以保障身份访问控制的可靠性。
（2）为确保系统的稳定运行，必须全面考虑数据的可靠性要求，以确保系统在运行过程中始终保持高效、可靠的状态。在实际应用中，我们需要不断地对现有技术进行改进，并将先进的信息技术融入其中。在追求前沿技术的同时，也不能忽视系统的稳健性，但也不能过于强调系统的稳健性，而忽视了其运行和安全方面的问题。
（3）在系统设计的过程中，必须充分考虑到业务的动态变化，以便在平台上实现灵活的功能扩展，以适应当前的需求。
（4）系统的管理和维护应当具备高度的易用性和易操作性，以便在出现故障、智能合约升级或程序维护等情况下，能够及时处理系统的各项关键参数，从而确保系统的高效稳定运行。
3.3 数据流程分析
在注册登录账号之前，对于新用户，需要进行账号注册，而对于老用户，则直接进行登录。注册和登录流程图如图3.3、3.4所示：
1.注册流程图
 
图3.3 注册流程图
2.登录流程图
     
图3.4 登录流程图