Flask去中心化知识图谱系统的设计与实现-计算机毕业设计源码+LW文档

摘  要
随着信息技术的迅猛发展，数据量呈爆发式增长，传统中心化知识管理系统在知识存储、管理和共享方面逐渐暴露出诸多弊端，如数据易被篡改、信息流通不畅、难以实现大规模知识的有效整合等。在此背景下，去中心化知识图谱系统凭借其分布式、安全可靠等特点成为解决这些问题的新方向。
本去中心化知识图谱系统采用B/S开发模式，前端运用Vue框架，打造出交互性强、操作流畅的用户界面，方便用户访问和使用。后端则以Python结合Flask框架，实现系统的业务逻辑处理，同时利用MySQL数据库进行数据的高效存储和管理。系统赋予管理员强大的管理功能，可对用户进行全生命周期管理，包括注册审核、权限设置等；对去中心化知识进行梳理、分类与更新；对试题库和试题进行灵活创建、编辑及删除；对知识测试进行科学规划，如确定测试范围、安排测试时间等。
该系统的出现具有重大意义，它突破了传统知识管理系统的瓶颈，提升了知识管理的安全性和可靠性，促进了知识的自由流通和共享，让用户能够更快速、精准地获取所需知识，为知识的创新和应用提供了有力支持，有助于推动各领域知识体系的完善和发展。
关键词：去中心化知识图谱系统；Flask框架；MySQL数据库；


Abstract
With the rapid development of information technology, the amount of data is growing explosively. Traditional centralized knowledge management systems have gradually exposed many drawbacks in knowledge storage, management, and sharing, such as easy data tampering, poor information flow, and difficulty in achieving effective integration of large-scale knowledge. In this context, decentralized knowledge graph systems have become a new direction for solving these problems due to their distributed, secure, and reliable characteristics.
This decentralized knowledge graph system adopts the B/S development mode and uses the Vue framework in the front-end to create a highly interactive and smooth user interface, making it convenient for users to access and use. The backend uses Python combined with Flask framework to implement the system\'s business logic processing, while utilizing MySQL database for efficient data storage and management. The system endows administrators with powerful management functions, allowing for full lifecycle management of users, including registration review, permission settings, etc; Sort, classify, and update decentralized knowledge; Flexible creation, editing, and deletion of question banks and questions; Scientifically plan knowledge testing, such as determining testing scope, scheduling testing time, etc.
The emergence of this system is of great significance. It breaks through the bottleneck of traditional knowledge management systems, enhances the security and reliability of knowledge management, promotes the free flow and sharing of knowledge, enables users to obtain the required knowledge more quickly and accurately, provides strong support for knowledge innovation and application, and helps to promote the improvement and development of knowledge systems in various fields.
Keywords: decentralized knowledge graph system; Flask framework; MySQL database;

目  录
摘  要 I
Abstract II
1 绪  论 1
1.1课题的背景和意义 1
1.1.1课题的背景 1
1.1.2开发课题的意义及作用 1
1.2论文的结构 2
1.3小结 2
2 相关技术简介及部署环境说明 3
2.1 Flask框架 3
2.2 Python语言介绍 3
2.3 pycharm简介 4
2.4 MySQL数据库简介 4
2.5协同过滤算法 4
3 需求分析 6
3.1去中心化知识图谱系统的可行性分析 6
3.2去中心化知识图谱系统的需求分析 6
3.3系统流程设计 7
3.4小结 7
4 系统总体设计 8
4.1数据库设计原则 8
4.2模型的设计 9
4.3小结 13
5 系统详细设计与实现 14
5.1前台用户功能模块 14
5.2后台管理员功能模块 16
5.3小结 20
6 系统测试 21
6.1软件测试的定义 22
6.2系统测试的目的 23
6.3系统测试方法 25
6.4注册、登录模块测试 26
6.5小结 26
结 论 28
参考文献 29
致  谢 29


1 绪  论
1.1课题的背景和意义
1.1.1 课题的背景
知识管理在当今数字化时代扮演着至关重要的角色，它关乎个人、组织乃至整个社会的知识传承与创新发展。早期，知识管理主要依赖人工记录与简单的文件系统，随着信息爆炸式增长，这种方式效率低下、检索困难等弊端愈发凸显。于是，中心化知识管理系统应运而生，它通过集中存储和管理知识，一定程度上解决了知识无序的问题。但中心化模式存在着诸多固有缺陷[1]。一方面，数据高度集中于中心节点，一旦该节点遭受攻击或出现故障，整个知识体系将面临瘫痪风险，数据安全无法得到充分保障。例如，某些企业的知识管理系统因服务器遭受黑客攻击，导致大量关键业务知识丢失，造成严重经济损失。另一方面，中心化管理在知识更新与共享时存在流程繁琐、效率低下的问题。不同部门或地区的用户想要获取或上传知识，往往需要经过层层审批，知识流通严重受阻。
互联网技术持续革新，人们对知识管理的要求不断提高，期望能够实现更高效、安全且灵活的知识获取与共享。区块链技术的兴起，其去中心化、不可篡改、分布式存储等特性为知识管理带来了新的思路。去中心化知识图谱系统正是在这样的背景下孕育而生，它旨在借助先进技术打破传统知识管理的桎梏，重塑知识管理生态，满足人们日益增长的知识管理需求，推动知识经济时代的进一步发展[2]。
1.1.2开发课题的意义及作用
在数字化信息呈指数级增长的当下，知识管理面临着前所未有的挑战与机遇。开发去中心化知识图谱系统，有着多方面深远的意义与作用。传统中心化模式下，知识更新流程繁琐，往往需经过层层审核，导致信息滞后。而去中心化知识图谱系统，管理员能直接、高效地对去中心化知识进行分类、更新与审核[3]。同时，对试题库、试题的便捷管理，可快速组卷用于知识测试，极大提升知识管理的效率，满足快速变化的知识需求场景。该系统打破了信息孤岛现象。不同用户在统一的知识图谱体系下，能更顺畅地交流知识。管理员通过对用户权限及知识的管理，使得有价值的知识能够精准推送给目标用户群体，促进知识在不同个体与组织间广泛传播，激发创新思维的碰撞，为学术研究、企业创新等提供丰富的知识养分。去中心化架构显著增强了系统的安全性。相比中心化模式易受单点攻击、数据易被篡改，去中心化知识图谱系统将数据分布式存储[4]。即使部分节点遭受攻击，也不影响整体知识体系的完整性与可用性。管理员对用户的严格管理，进一步保障了知识的访问安全，确保只有授权用户才能获取和修改相应知识，为知识资产筑牢安全防线。
综上所述，开发去中心化知识图谱系统，对提升知识管理效率、促进知识传播共享、增强系统安全性有着不可替代的作用，是推动知识管理迈向新高度的关键举措。
1.2 论文的结构
本文的主体结构概述如下：
第一章：本章聚焦于去中心化知识图谱系统的当前背景及其开发的重要意义，进行了深入的探讨。
第二章：本章着重介绍了去中心化知识图谱系统开发所涉及的关键技术，并对软件部署所需的环境条件进行了必要的阐述。
第三章：本章对去中心化知识图谱系统进行了全面的需求分析，并就其可行性进行了详细的论述。
第四章：本章主要通过文字描述结合图表展示的方式，详细说明了去中心化知识图谱系统各模块的整体设计方案。
第五章：本章进一步细化，对每个模块的具体实现进行了详尽的阐述。
第六章：本章介绍了去中心化知识图谱系统的测试方法，并展示了相应的测试结果，以验证系统的性能和功能是否达到预期[5]。
1.3小结
本章内容主要围绕去中心化知识图谱系统的历史背景及其显著优势，深入阐述了开发该系统的必要性和重要性。通过结合实际系统使用体验，本章进一步揭示了开发去中心化知识图谱系统的现实意义。此外，本章还简要概述了本次系统开发的主要流程步骤，并对论文的整体结构进行了合理安排。


需求分析在软件系统的开发过程中占据着举足轻重的地位。遵循软件工程的思想和流程，可以显著提升开发效率，有效缩短软件开发的周期，并确保软件项目的质量。其中，需求分析作为软件工程方法中的一个关键环节，其重要性不言而喻。软件需求工程专门致力于分析和记录软件需求，它深入探究用户和系统所需的功能与特性。简而言之，需求分析就是明确用户和系统的具体需求，这包括问题的识别、需求的列举、优先级的排序等步骤。这一过程需要开发者进行细致入微的思考和广泛深入的调研，以确保需求的准确性和全面性[10]。
鉴于国内已有众多去中心化知识图谱系统提供了丰富且成熟的功能作为参考，本次去中心化知识图谱系统的开发将侧重于轻量化，旨在实现以下核心功能：
（1）系统需具备全面的用户注册与登录功能，同时，用户账号的管理工作将由管理员统一负责。
（2）去中心化知识图谱系统的首页设计应简洁直观，确保用户能够迅速熟悉并上手各项功能，无需教程指导即可直接使用。
（3）为方便用户随时修改个人信息，并轻松查看去中心化知识、知识测试等功能。系统将提供便捷的操作界面。
（4）管理员将通过后台管理系统对所有信息进行全面编辑，包括但不限于信息的新增与删除等操作。
本课题要求实现一套去中心化知识图谱系统，系统主要包括管理员模块和用户模块功能模块。 

当用户打开系统的网址后，首先看到的就是首页界面。在这里，用户能够看到去中心化知识图谱系统的导航条显示首页、去中心化知识、知识测试、个人中心等。系统首页界面如图5-1所示：该模块主要用于用户注册，用户首次使用去中心化知识图谱系统时需要先进行注册。用户可以通过填写相关信息完成在去中心化知识图谱系统中的注册。如图5.2所示。管理员点击登录摁钮页面跳转到去中心化知识图谱系统对主页、用户、知识类型、去中心化知识、试题库管理、试题管理、知识测试管理、系统管理、考试管理、个人中心等功能，进行相应操作。

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