图书管理系统技术文档
一、项目概述
随着图书馆规模的不断扩大以及读者借阅需求的日益增长，传统的人工管理图书方式效率低下，易出错。为提高图书管理效率，优化读者借阅体验，特开发此图书管理系统。本系统旨在实现图书信息的高效录入、存储、查询、借阅归还管理以及读者信息的维护等功能，适用于各类图书馆、学校资料室等场景。
二、需求分析
- 功能需求：
-
- 图书管理：包括图书信息录入（书名、作者、出版社、出版日期、ISBN 码、分类、库存数量等）、图书查询（按书名、作者、分类等多条件查询）、图书修改（库存调整、信息纠错等）、图书删除（报废处理等情况）。
-
- 读者管理：读者信息登记（姓名、性别、年龄、联系方式、借阅证号、办证日期等）、读者信息查询（按借阅证号、姓名等查询）、读者信息修改（联系方式变更等）。
-
- 借阅归还管理：借阅登记（记录借阅图书、读者、借阅时间）、归还登记（计算逾期天数、更新图书库存、记录归还时间）、借阅查询（查询某读者借阅历史、某图书借阅情况）。
-
- 系统管理：用户权限设置（管理员、普通工作人员权限区分）、数据备份与恢复。
- 性能需求：
-
- 系统响应时间：在正常网络环境下，用户操作后系统应在 3 秒内给出响应，确保操作流畅性。
-
- 数据准确性：系统需保证图书及读者信息存储、运算的准确性，避免数据错误导致管理混乱。
-
- 可扩展性：能够方便地增加新功能模块，如引入电子图书管理、与其他校园系统对接等，以适应未来发展需求。
三、系统架构设计
- 整体架构：采用三层架构模式，即表现层、业务逻辑层和数据访问层。表现层负责与用户交互，接收用户输入并展示系统输出；业务逻辑层处理系统核心业务，如借阅规则判断、图书库存管理等；数据访问层负责与数据库进行交互，实现数据的增删改查操作。
- 模块划分：
-
- 图书管理模块：实现图书相关的所有功能，与数据访问层交互获取图书数据，在业务逻辑层处理业务，反馈结果至表现层。
-
- 读者管理模块：类似图书管理模块，专注于读者信息及相关业务处理。
-
- 借阅归还模块：协调图书管理模块和读者管理模块，依据借阅归还业务规则，在业务逻辑层实现借阅归还流程管控，涉及数据更新同步反馈至各相关模块。
-
- 系统管理模块：负责权限管理、数据备份恢复等全局系统功能，跨越各层协调资源。
- 接口关系：各模块间通过接口进行通信，如借阅归还模块调用图书管理模块的查询图书库存接口、读者管理模块的查询读者信息接口；业务逻辑层接口向表现层提供可供调用的业务方法，数据访问层接口则提供操作数据库的基础方法供业务逻辑层调用。
四、数据库设计
- 概念模型：确定实体有图书、读者、借阅记录、管理员、权限等。图书与借阅记录是一对多关系，一本图书可被多次借阅；读者与借阅记录同样是一对多关系，一位读者可借阅多本图书；管理员与权限是多对一关系，多个管理员共享一套权限体系。
- 逻辑模型：
-
- 图书表（Book）：包含 BookID（主键）、BookName、Author、Publisher、PublishDate、ISBN、Category、StockQuantity 等字段。
-
- 读者表（Reader）：ReaderID（主键）、ReaderName、Gender、Age、ContactInfo、BorrowCardID、RegistrationDate 等字段。
-
- 借阅记录表（BorrowRecord）：RecordID（主键）、BookID、ReaderID、BorrowDate、ReturnDate、OverdueDays 等字段。
-
- 管理员表（Admin）：AdminID（主键）、AdminName、Password、PermissionID 等字段。
-
- 权限表（Permission）：PermissionID（主键）、PermissionName、Description 等字段。
- 物理模型：选用 MySQL 数据库，根据上述逻辑模型，为各字段选择合适的数据类型，如 BookID 设为 INT 型并设为主键自增，BookName 设为 VARCHAR 型等，同时设置合理的索引，如在 BookName、Author 字段上建立联合索引以提升查询效率。
五、功能模块详细设计
- 图书管理模块：
-
- 业务逻辑：在录入图书时，先校验数据完整性，确保必填项非空，再检查 ISBN 码唯一性，防止重复录入；查询图书时，依据用户输入的查询条件（如书名模糊查询）在业务逻辑层构建查询语句，调用数据访问层方法获取结果；修改图书时，验证权限，只有管理员有权限，按修改需求更新数据库对应字段；删除图书需二次确认，同样权限验证后执行删除操作。
-
- 算法设计：例如查询算法采用模糊查询结合索引优化，利用 LIKE 关键字与通配符实现书名模糊查询，通过索引快速定位符合条件图书，提升查询效率。
-
- 界面设计：主界面提供图书录入、查询、修改、删除按钮，点击录入弹出详细信息录入表单，查询界面设置多条件查询下拉框、文本框供用户输入，修改和删除界面依据查询结果显示对应图书信息待编辑或确认删除。
- 读者管理模块：
-
- 业务逻辑：与图书管理模块类似，信息登记校验必填项，查询依据借阅证号精准查询或姓名模糊查询，修改同样权限验证后更新信息，新增挂失解挂功能，挂失时锁定读者借阅权限，解挂恢复。
-
- 算法设计：查询算法可类比图书查询，利用索引优化按借阅证号查询速度，挂失解挂操作通过更新读者表中权限相关字段实现。
-
- 界面设计：有读者登记、查询、修改、挂失解挂按钮，登记界面涵盖所有登记信息录入项，查询界面支持多条件筛选，修改挂失解挂依查询结果操作。
- 借阅归还模块：
-
- 业务逻辑：借阅时先查询读者借阅上限（依据读者类型设定不同上限）、图书库存，均满足条件则记录借阅信息，包括借阅时间戳，同时更新图书库存；归还时根据借阅记录计算逾期天数（与系统当前时间对比），更新图书库存，记录归还时间，若逾期按规则计费并提示读者。
-
- 算法设计：逾期天数计算算法为，用系统当前日期减去借阅日期，得到差值，按日计算逾期天数，库存更新算法为借阅时库存减一，归还时库存加一。
-
- 界面设计：借阅界面显示读者借阅证号输入框、图书查询框用于选书，确认借阅按钮；归还界面通过借阅证号或图书 ISBN 码查询借阅记录，显示逾期信息，有确认归还按钮。
- 系统管理模块：
-
- 业务逻辑：权限设置为管理员可分配普通工作人员权限，如只能操作图书借阅归还业务，不能进行系统数据修改等；数据备份定期执行（如每周一次），将数据库全量或增量备份至指定存储位置，恢复时选择备份文件还原数据。
-
- 算法设计：权限设置通过更新管理员表和权限表关联字段实现，数据备份利用 MySQL 自带备份工具或编写脚本实现全量或增量备份。
-
- 界面设计：权限设置界面为表格形式展示管理员列表、权限下拉框供分配，备份恢复界面有备份按钮、选择备份文件恢复按钮及备份路径显示框。
六、安装部署指南
- 安装环境要求：
-
- 服务器端：操作系统为 Windows Server 2012 及以上版本或 Linux（如 Ubuntu 18.04 及以上），内存 4GB 及以上，硬盘空间 200GB 及以上，需安装 MySQL 数据库（8.0 及以上版本）、JDK 1.8 及以上版本、Tomcat 9.0 及以上版本。
-
- 客户端：Windows 7 及以上版本操作系统，内存 2GB 及以上，硬盘空间 50GB 及以上，安装 Chrome 浏览器（推荐）或 Firefox 浏览器，版本需较新以确保兼容性。
- 安装步骤：
-
- 服务器端：安装 MySQL 数据库，按安装向导配置用户名、密码等参数，创建图书管理系统数据库；安装 JDK，配置环境变量；安装 Tomcat，将项目 war 包部署至 Tomcat 的 webapps 目录下，启动 Tomcat。
-
- 客户端：在浏览器地址栏输入服务器 IP 地址及端口号（如 http:// 服务器 IP:8080 / 图书管理系统），即可访问系统登录界面，初始管理员账号密码可在安装部署文档中注明，后续管理员自行修改。
- 配置文件说明：项目中的配置文件主要有数据库连接配置文件，用于配置 MySQL 数据库的连接 URL、用户名、密码等信息，若需修改数据库地址等信息，只需在该文件中调整对应参数即可；还有 Tomcat 的 server.xml 文件，用于配置端口号等服务器相关参数，修改时需谨慎确保不与其他服务冲突。
七、测试计划与报告
- 测试计划：
-
- 测试目标：全面检测图书管理系统功能完整性、性能达标性、数据准确性以及用户体验友好性，确保系统满足需求分析阶段设定的各项要求。
-
- 测试策略：采用黑盒测试为主，白盒测试为辅。黑盒测试针对系统功能，从用户角度输入各种数据测试功能是否正常实现；白盒测试针对关键业务逻辑代码段进行代码覆盖测试，确保代码质量。分模块测试与集成测试相结合，先对各功能模块单独测试，再进行整体集成测试。
-
- 测试用例：
-
-
- 功能测试用例：如测试图书录入，输入完整图书信息、缺少必填项信息、重复 ISBN 码信息等多种情况，观察系统反馈；测试借阅归还，模拟不同读者借阅上限、图书库存情况进行借阅操作，查看借阅是否成功及归还时逾期计算是否正确等。
-
-
-
- 性能测试用例：在服务器不同负载情况下（如 50%、80%、100% 负载），测试系统响应时间，看是否满足 3 秒内响应要求；测试大量图书数据（如 10 万册）录入、查询时系统表现。
-
-
-
- 用户体验测试用例：邀请不同年龄段、计算机操作水平的用户试用系统，收集反馈意见，如界面布局是否合理、操作是否便捷等。
-
- 测试报告：
-
- 测试过程记录：记录测试时间、测试人员、测试环境等基本信息，详细描述每个测试用例执行过程，包括输入数据、预期结果、实际结果。
-
- 问题与缺陷：汇总测试中发现的问题，如某功能模块点击按钮无响应、数据查询结果错误等，分析产生原因，可能是代码逻辑错误、界面交互问题或数据库连接异常等。
-
- 解决方案：针对每个问题提出解决措施，如代码逻辑错误则修改代码，界面交互问题调整界面设计，数据库连接异常排查连接配置等，跟踪问题解决进度，直至所有问题解决，系统通过测试。
八、用户手册
- 系统登录：用户打开浏览器，输入系统登录地址（如上述安装部署指南中提及的服务器 IP 地址及端口号对应地址），进入登录界面，管理员输入管理员账号密码，普通工作人员输入分配的工作账号密码，点击登录即可进入系统主界面。
- 图书管理功能：
-
- 图书录入：在主界面点击 “图书录入” 按钮，弹出图书信息录入表单，按照表单提示依次填入书名、作者、出版社、出版日期、ISBN 码、分类、库存数量等信息，确保信息准确无误后点击 “提交” 按钮，系统提示录入成功则完成操作。
-
- 图书查询：点击 “图书查询” 按钮，出现查询界面，可通过下拉框选择按书名、作者、分类等条件查询，在对应文本框输入查询内容，点击 “查询” 按钮，系统展示符合条件的图书列表，点击列表中图书可查看详细信息。
-
- 图书修改：先查询到要修改的图书，在查询结果列表中点击对应图书的 “修改” 按钮，弹出修改表单，修改相关信息后点击 “提交” 按钮，系统提示修改成功即可。
-
- 图书删除：同样先查询目标图书，点击 “删除” 按钮，系统弹出确认对话框，再次点击 “确认” 按钮后图书将被删除，此操作不可逆，需谨慎操作。
- 读者管理功能：
-
- 读者登记：点击 “读者登记” 按钮，打开读者信息登记表单，填入姓名、性别、年龄、联系方式、借阅证号、办证日期等必填项，提交后系统返回登记成功信息。
-
- 读者查询：类似图书查询，选择按借阅证号或姓名等条件查询，输入内容后点击 “查询” 按钮，系统列出符合条件的读者信息。
-
- 读者修改：查询到要修改的读者后，点击 “修改” 按钮，更新联系方式等信息后提交。
-
- 读者挂失解挂：查询读者信息，点击 “挂失” 按钮可挂失读者借阅证，使其无法借阅，点击 “解挂” 按钮恢复借阅权限。
- 借阅归还功能：
-
- 借阅：工作人员协助读者借阅时，点击 “借阅” 按钮，在借阅界面输入读者借阅证号，点击查询读者信息，再通过图书查询框查找要借阅的图书，点击 “确认借阅” 按钮，系统提示借阅成功后完成操作。
-
- 归还：读者归还图书时，工作人员点击 “归还” 按钮，输入读者借阅证号或图书 ISBN 码，查询借阅记录，系统显示逾期信息（若有），点击 “确认归还” 按钮，完成归还操作，系统更新库存。
- 系统管理功能：此功能仅管理员可用。
-
- 权限设置：进入系统管理界面，点击 “权限设置” 按钮，在表格中选择要分配权限的管理员，从下拉框中选择相应权限，点击 “确定” 按钮完成权限分配。
-
- 数据备份与恢复：点击 “数据备份” 按钮，系统自动按预设策略进行数据备份，备份完成有提示；恢复数据时，点击 “恢复” 按钮，选择备份文件，点击 “确定” 按钮启动恢复程序。
