基于Python和Django框架的琴房管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

魏曉玲,劉紅英

(廣州工商學(xué)院 工學(xué)院,廣東 廣州 510850)

0 引言

近年來,全國各地掀起了一股學(xué)鋼琴熱潮,全國各地的琴房也如雨后春筍般出現(xiàn)了。由于琴房建設(shè)成本普遍較高,而預(yù)約學(xué)習(xí)練琴的用戶普遍較多,人工操作的管理方式經(jīng)常會造成琴房使用率低的問題[1]。在這種背景下,一些較大型的琴房便著手建設(shè)自己的琴房管理系統(tǒng),以期能夠通過信息化手段,優(yōu)化琴房管理,改善人工管理耗時耗力的現(xiàn)狀。同時,用戶通過手機(jī)端即可完成預(yù)約,極大地方便了用戶[2]。本文在已有研究基礎(chǔ)上,前往多地對琴房進(jìn)行實際走訪調(diào)研,總結(jié)客戶需求,選用相關(guān)技術(shù)工具,設(shè)計開發(fā)一款更優(yōu)化的琴房管理系統(tǒng)。

1 相關(guān)技術(shù)

該琴房管理系統(tǒng)的開發(fā)語言為Python,系統(tǒng)的整體框架設(shè)計使用了Python的Web開發(fā)框架Django,前端頁面采用Bootstrap框架,數(shù)據(jù)存儲使用Django框架中內(nèi)置數(shù)據(jù)庫SQLite。

1.1 Python語言

近幾年P(guān)ython語言發(fā)展迅速,因其語法簡潔、功能強(qiáng)大且類庫豐富,在Web開發(fā)領(lǐng)域得到了很大發(fā)展,并由此產(chǎn)生了支持Web開發(fā)的框架,如Flask框架、Django框架等,如今已有很多知名網(wǎng)站都將Python作為開發(fā)語言,如世界上最大的視頻網(wǎng)站YouTube、豆瓣公司幾乎所有的業(yè)務(wù)均是使用Python開發(fā)的[3]。

1.2 Django框架

Django框架是基于Python語言編寫的專門用于Web開發(fā)的框架,其總體設(shè)計模式為:模型-視圖-控制器(Model-View-Controller,MVC),內(nèi)含多種插件和工具包,能夠為開發(fā)者提供諸多便利[4]。該框架的發(fā)展日趨成熟,使用較為便捷,能使用簡潔的代碼實現(xiàn)復(fù)雜系統(tǒng)的開發(fā)和維護(hù)工作,極大地提高了系統(tǒng)的開發(fā)效率。

1.3 Bootstrap框架

Bootstrap是Twitter發(fā)布并開源的基于HTML+CSS+JavaScript技術(shù)的前端框架。該框架在前端開發(fā)方面有很大的優(yōu)勢:有良好的代碼規(guī)范;基于Less打造,在開發(fā)過程中對CSS的處理更加簡單;響應(yīng)式開發(fā);含豐富的組件和插件[5]。

1.4 SQLite數(shù)據(jù)庫

SQLite是一個輕量級嵌入式數(shù)據(jù)庫,此數(shù)據(jù)庫相當(dāng)于一個文件,實現(xiàn)了自給自足、無服務(wù)器、零配置的、事務(wù)性的SQL數(shù)據(jù)庫引擎。

2 系統(tǒng)分析

本琴房管理系統(tǒng)主要供相關(guān)藝術(shù)類培訓(xùn)機(jī)構(gòu)作為琴房管理工具使用,面向?qū)ο蟀ń處煛⑶俜繉W(xué)員或家長,系統(tǒng)操作者為管理員。

根據(jù)前期的用戶調(diào)查和需求分析,確定本系統(tǒng)的主要角色包括:教師、學(xué)員、管理員。這3種角色間存在著密切的聯(lián)系,但具有不同的操作權(quán)限。

學(xué)員的操作權(quán)限包括:錄入和修改個人信息、查看琴房信息、琴房預(yù)約、查看與管理預(yù)約、發(fā)表評論、站內(nèi)信。

教師用戶的操作權(quán)限包括:查看學(xué)員信息、查看琴房預(yù)約情況、查看學(xué)員練琴記錄、發(fā)布公告通知、上課信息登記、站內(nèi)信等。

管理員的管理權(quán)限包括:琴房信息管理、學(xué)員信息管理、預(yù)約信息管理、公告通知管理、上課登記信息管理、評論管理、系統(tǒng)管理等。

3 系統(tǒng)設(shè)計

3.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

數(shù)據(jù)庫是琴房管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)。本文首先對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行需求分析,分析整理出系統(tǒng)所有對象的信息內(nèi)容和處理需求,簡要描述如下。

(1)管理員角色數(shù)據(jù)管理:包括身份信息、登錄用戶名和密碼、不同管理員的權(quán)限標(biāo)識。

(2)各類用戶數(shù)據(jù)管理:包括教師、學(xué)員2種用戶,數(shù)據(jù)庫表中記錄與用戶相關(guān)的屬性,如學(xué)號、姓名、登錄的用戶名和密碼、預(yù)約的琴房id號、預(yù)約時間段等。

(3)琴房數(shù)據(jù)管理:記錄琴房id號、琴房類型標(biāo)識、可用狀態(tài)等。

(4)課表數(shù)據(jù)管理:包括琴房、時間及教師的指派信息,這些信息放在單獨的表中以方便進(jìn)行集中管理和使用。

(5)日志數(shù)據(jù)管理:對學(xué)員上下課行為、管理員操作、教師上課登記等行為進(jìn)行日志記錄,由于日志數(shù)據(jù)會隨著系統(tǒng)的使用而不斷累加,進(jìn)而影響數(shù)據(jù)庫的性能,所以應(yīng)該定期將日志數(shù)據(jù)導(dǎo)出備份。

其次,本文在數(shù)據(jù)庫需求分析的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了數(shù)據(jù)庫的概念模型設(shè)計,并繪制了ER圖。最后進(jìn)行了數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計和物理設(shè)計,創(chuàng)建出數(shù)據(jù)庫和相應(yīng)的表。

3.2 系統(tǒng)功能架構(gòu)設(shè)計

根據(jù)校外藝術(shù)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)琴房的實際使用情況和需求,將該系統(tǒng)分為學(xué)員功能模塊、教師功能模塊、管理員模塊。琴房管理系統(tǒng)的功能模塊設(shè)計如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)功能模塊

3.2.1 學(xué)員功能模塊

學(xué)員功能模塊包括錄入與修改個人信息、查看琴房信息、預(yù)約琴房、查看與管理預(yù)約、查看預(yù)約歷史記錄、查看公告通知、發(fā)表評論、站內(nèi)信等功能。其中,琴房類型包括專用琴房、普通琴房。專用琴房的使用者為指定的部分指導(dǎo)老師和部分學(xué)生,學(xué)員需要提前綁定才允許預(yù)約該專用琴房;普通琴房的使用者為全體學(xué)員和指導(dǎo)老師。預(yù)約琴房功能允許學(xué)員從系統(tǒng)頁面上展示的各類琴房中進(jìn)行預(yù)約,學(xué)員可根據(jù)需要選擇琴房類型,系統(tǒng)頁面上會出現(xiàn)所有可預(yù)約的該類型琴房,單擊進(jìn)入后可打開詳情頁面,查看該琴房的圖片、簡介、評語等。

3.2.2 教師功能模塊

教師功能模塊包括錄入與修改個人信息、查看并確認(rèn)學(xué)員預(yù)約信息、查看琴房預(yù)約情況、查看學(xué)員練琴記錄、上課登記、下課登記、發(fā)布公告通知、站內(nèi)信等功能。其中,查看并確認(rèn)學(xué)員預(yù)約信息是指教師登錄系統(tǒng)后可以查看到對應(yīng)學(xué)員的預(yù)約信息,比如該學(xué)員預(yù)約練琴的時間段和具體琴房,教師點擊確認(rèn)預(yù)約后,該預(yù)約方能生效。上課登記是指導(dǎo)老師每次對學(xué)生進(jìn)行練琴指導(dǎo)時需在系統(tǒng)進(jìn)行登記。

3.2.3 管理員功能模塊

管理員功能模塊主要包括琴房信息管理、學(xué)員信息管理、預(yù)約信息管理、公告通知管理、上課登記信息管理、評論管理、系統(tǒng)管理、后臺統(tǒng)計數(shù)據(jù)管理等功能。其中,琴房信息管理功能指管理員可以在后臺查看現(xiàn)有琴房、錄入新增的琴房、修改現(xiàn)有琴房的基本信息、刪除已有琴房等。預(yù)約信息管理指管理員可以查看學(xué)員的預(yù)約信息,并對這些預(yù)約信息進(jìn)行修改和刪除等操作。后臺統(tǒng)計數(shù)據(jù)管理功能指管理員將系統(tǒng)在后臺統(tǒng)計的相關(guān)數(shù)據(jù)導(dǎo)出備份。系統(tǒng)不僅可以導(dǎo)出原始數(shù)據(jù),還可以利用Pyhton數(shù)據(jù)可視化相關(guān)的庫pycharts對數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化展示,對學(xué)員學(xué)習(xí)情況的評估更加客觀和有效。

4 系統(tǒng)實現(xiàn)

本琴房管理系統(tǒng)在考慮客戶需求、統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析和可視化展示需求以及跟相關(guān)智能設(shè)備或平臺兼容性的基礎(chǔ)上,采用了Python語言和Django框架進(jìn)行軟件開發(fā),采用SQLite實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫管理,使得系統(tǒng)具有良好的性能和可擴(kuò)展性。本文的琴房管理系統(tǒng)按照移動端開發(fā)布局模式進(jìn)行實現(xiàn),前端使用了Bootstrap響應(yīng)式布局。在不同屏幕下,通過媒體查詢來改變布局容器的大小,再改變里面子元素的排列方式和大小,從而實現(xiàn)不同屏幕下,可以看到不同的頁面布局和樣式變化。學(xué)員登錄后主界面如圖2所示。

圖2 學(xué)員端系統(tǒng)界面

5 結(jié)語

本文利用Pyhton和Django框架設(shè)計了一款琴房管理系統(tǒng),實現(xiàn)了琴房的預(yù)約使用、監(jiān)控管理、上下課打卡記錄等功能,有效提高了琴房使用率,提升了管理人員的工作效率,達(dá)到了預(yù)期效果。后續(xù)研究將在本系統(tǒng)的基礎(chǔ)上與智能設(shè)備綁定,實現(xiàn)琴房的智慧化管理。在琴房增設(shè)智慧琴房寶、智慧門鎖、智慧語音系統(tǒng),通過與系統(tǒng)連接,實現(xiàn)機(jī)房全智能化管理,進(jìn)一步提升琴房的智能化,提升琴房的信息化建設(shè)水平。