基于UML 的知識(shí)分享系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

顧涵文

（北京語(yǔ)言大學(xué)信息科學(xué)學(xué)院，北京 100083）

1 概述

隨著電子設(shè)備的普及，越來(lái)越多的人開(kāi)始使用在電子設(shè)備上打字的方式替代傳統(tǒng)的手寫(xiě)記筆記方式，使用打字方式記錄下來(lái)的知識(shí)具有易于修改，便于整理的特點(diǎn)，同時(shí)在電子設(shè)備上進(jìn)行知識(shí)的記錄也便于知識(shí)的分享傳播。近年來(lái)NLP 領(lǐng)域迅速發(fā)展，自然語(yǔ)言處理技術(shù)趨于成熟，將文本檢錯(cuò)和文本分類等技術(shù)應(yīng)用于記知識(shí)分享系統(tǒng)中，可以極大提高使用者的知識(shí)記錄效率。本文構(gòu)建一個(gè)基于NLP 技術(shù)的知識(shí)分享系統(tǒng)，讓用戶能快速對(duì)記錄的內(nèi)容進(jìn)行分類，提取關(guān)鍵詞等操作，提高知識(shí)整理的效率。

2 關(guān)鍵技術(shù)簡(jiǎn)介

2.1 Springboot 技術(shù)

Springboot 基于Spring4.0 技術(shù)開(kāi)發(fā)，繼承了Spring 技術(shù)AOP（面向切面編程）、DI（依賴注入）、IOC（控制反轉(zhuǎn)）等優(yōu)秀特性，同時(shí)使用特定方式來(lái)配置，簡(jiǎn)化了Spring 應(yīng)用的開(kāi)發(fā)過(guò)程，同時(shí)，Springboot 也整合大量的框架，有效避免了依賴包的版本沖突，讓開(kāi)發(fā)者能更關(guān)注于業(yè)務(wù)邏輯。

2.2 Mybatis 和Mybatis-plus 技術(shù)

MyBatis 是一款優(yōu)秀的持久層框架，它支持定制化SQL、存儲(chǔ)過(guò)程以及高級(jí)映射。MyBatis 避免了幾乎所有的JDBC 代碼和手動(dòng)設(shè)置參數(shù)以及獲取結(jié)果集。MyBatis 可以使用簡(jiǎn)單的XML 或注解來(lái)配置和映射原生信息，將接口和Java 的POJOs (Plain Ordinary Java Object, 普通的Java 對(duì)象)映射成數(shù)據(jù)庫(kù)中的記錄。Mybatis-Plus 是一個(gè)Mybatis 的增強(qiáng)工具，它在Mybatis 的基礎(chǔ)拓展了需多功能，提高了開(kāi)發(fā)效率。

2.3 Vue 技術(shù)

Vue 是輕量級(jí)的前端漸進(jìn)式框架，采用自底向上增量開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)，使開(kāi)發(fā)者將注意力集中在視圖層，也易于與第三方庫(kù)或已有項(xiàng)目整合。

2.4 ElementUI

ElementUI 是一套為開(kāi)發(fā)者、設(shè)計(jì)師和產(chǎn)品經(jīng)理準(zhǔn)備的基于Vue 2.0 的桌面端組件庫(kù)，由餓了么團(tuán)隊(duì)維護(hù)，是最流行的vue 框架之一。

3 需求分析

本系統(tǒng)主要目標(biāo)用戶為學(xué)生、教師等知識(shí)工作者。以學(xué)生為例，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中需要通過(guò)回顧筆記的方式來(lái)鞏固自己的學(xué)習(xí)成果，在查看筆記的過(guò)程中往往需要?dú)w納重點(diǎn)，并按照知識(shí)內(nèi)容對(duì)文章進(jìn)行分類，通過(guò)NLP 技術(shù)對(duì)文本生成標(biāo)簽，可以快速幫助學(xué)生對(duì)筆記進(jìn)行整理和復(fù)習(xí)，同時(shí)，學(xué)生在記錄筆記的過(guò)程中也會(huì)偶爾出現(xiàn)一些小錯(cuò)誤，如錯(cuò)別字等，利用NLP 技術(shù)可以迅速發(fā)現(xiàn)這些錯(cuò)誤，糾正學(xué)生錯(cuò)誤的用詞習(xí)慣。本系統(tǒng)使用NLP 技術(shù)，可以在用戶記錄筆記后根據(jù)筆記內(nèi)容對(duì)筆記進(jìn)行自動(dòng)分類與自動(dòng)糾錯(cuò)。在筆記記錄之后，學(xué)生之間還存在分享的需求，本系統(tǒng)支持將筆記通過(guò)系統(tǒng)直接分享或者以pdf 或png 格式導(dǎo)出，通過(guò)系統(tǒng)分享之后其他用戶可以在對(duì)應(yīng)筆記的討論區(qū)下進(jìn)行討論，也可以下載筆記，對(duì)筆記進(jìn)行評(píng)分。同時(shí)，學(xué)生還有可能迫切需要某一領(lǐng)域的筆記，針對(duì)這種情況，同學(xué)可以進(jìn)入任務(wù)管理頁(yè)面，發(fā)布任務(wù)并設(shè)置相應(yīng)的回報(bào)，在系統(tǒng)發(fā)布任務(wù)后系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將任務(wù)信息發(fā)送給在相關(guān)標(biāo)簽下有過(guò)良好創(chuàng)作內(nèi)容的用戶，當(dāng)用戶完成學(xué)生提出的任務(wù)，即可獲得相應(yīng)獎(jiǎng)勵(lì)。有時(shí)候?qū)W生會(huì)討論同一課題或者上同一門課程，這個(gè)時(shí)候可以在系統(tǒng)上新建學(xué)習(xí)小組。在學(xué)習(xí)小組中的筆記資料將由小組成員共享。由需求分析產(chǎn)生的用例圖如圖1 所示。

圖1 用例圖

在業(yè)務(wù)背景下進(jìn)行調(diào)研后，抽取出領(lǐng)域模型如圖2 所示。

圖2 領(lǐng)域模型圖

4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1 筆記糾錯(cuò)流程圖

對(duì)比其他筆記分享系統(tǒng)，本系統(tǒng)的特色就是采用了NLP技術(shù)對(duì)用戶記錄的筆記進(jìn)行了文本糾錯(cuò)，便于用戶及時(shí)發(fā)現(xiàn)文本中的錯(cuò)誤并進(jìn)行修改，文本糾錯(cuò)功能使用了自然語(yǔ)言處理領(lǐng)域常用BERT （Bidirectional Encoder Representations from Transformers）。先訓(xùn)練BERT 模型，再將需要糾錯(cuò)的語(yǔ)句傳入已經(jīng)訓(xùn)練好的BERT 模型中，獲取句子中每個(gè)位置上詞語(yǔ)的候選置信度，同時(shí)計(jì)算每個(gè)位置上候選詞與原詞的相似度，然后獲得糾錯(cuò)概率并將詞語(yǔ)按概率重新排序，判斷排名第一位的詞語(yǔ)糾錯(cuò)概率是否超過(guò)閾值，然后再?zèng)Q定是否提示用戶進(jìn)行筆記修改。筆記糾錯(cuò)流程圖如圖3 所示。

圖3 自動(dòng)糾錯(cuò)流程圖

4.2 用例的實(shí)現(xiàn)

4.2.1 記錄筆記順序圖

用戶在記筆記頁(yè)面輸入筆記并點(diǎn)擊提交，應(yīng)用控制在收到筆記內(nèi)容后將會(huì)檢查筆記信息并將筆記內(nèi)容傳遞給核對(duì)控制對(duì)象，核對(duì)控制對(duì)象向筆記目錄對(duì)象獲取筆記目錄信息，再由筆記目錄對(duì)象獲取筆記信息，同時(shí)核對(duì)控制調(diào)用NLP 服務(wù)API 獲取糾錯(cuò)信息及分類信息，最后，當(dāng)筆記信息，筆記目錄信息與糾錯(cuò)信息及分類信息返回，應(yīng)用控制對(duì)象會(huì)將成功提交的消息返回至知識(shí)記錄頁(yè)面，順序圖如圖4 所示。

圖4 記錄筆記順序圖

4.2.2 知識(shí)分享順序圖

用戶在知識(shí)分享頁(yè)面點(diǎn)擊分享筆記，應(yīng)用控制在確認(rèn)消息內(nèi)容后將會(huì)將請(qǐng)求傳遞給核對(duì)控制對(duì)象，核對(duì)控制對(duì)象向分享目錄對(duì)象獲取筆記分享目錄信息，再由分享目錄對(duì)象向分享內(nèi)容對(duì)象獲取分享目錄信息，分享內(nèi)容對(duì)象再向筆記對(duì)象獲取筆記信息，最后，當(dāng)筆記信息，分享內(nèi)容信息與分享目錄信息返回，應(yīng)用控制對(duì)象會(huì)將分享成功的消息返回至知識(shí)分享頁(yè)面，順序圖如圖5 所示。

圖5 知識(shí)分享順序圖

4.2.3 任務(wù)功能

4.2.3.1 發(fā)布任務(wù)順序圖。用戶在任務(wù)發(fā)布頁(yè)面點(diǎn)擊任務(wù)發(fā)布，任務(wù)發(fā)布頁(yè)面向應(yīng)用控制對(duì)象確認(rèn)任務(wù)發(fā)布請(qǐng)求，應(yīng)用控制對(duì)象再調(diào)用核對(duì)控制對(duì)象檢查信息，核對(duì)控制對(duì)象向任務(wù)目錄對(duì)象獲取任務(wù)目錄信息，最后任務(wù)目錄對(duì)象再調(diào)用任務(wù)信息對(duì)象創(chuàng)建任務(wù)，順序圖如圖6 所示。

圖6 發(fā)布任務(wù)順序圖

4.2.3.2 完成任務(wù)順序圖。用戶在任務(wù)完成頁(yè)面點(diǎn)擊完成任務(wù)，頁(yè)面向應(yīng)用控制對(duì)象提交完成，應(yīng)用控制向核對(duì)控制對(duì)象發(fā)送檢查信息，核對(duì)控制對(duì)象向任務(wù)目錄對(duì)象獲取任務(wù)目錄信息，任務(wù)目錄對(duì)象向任務(wù)信息對(duì)象獲取任務(wù)信息，任務(wù)信息對(duì)象再向任務(wù)發(fā)布用戶請(qǐng)求返回任務(wù)是否達(dá)到完成標(biāo)準(zhǔn)信息，順序圖如圖7 所示。

圖7 完成任務(wù)順序圖

4.3 系統(tǒng)架構(gòu)

本系統(tǒng)采用經(jīng)典的三層架構(gòu)模式，由控制層（Controller）進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，服務(wù)層（Service）參負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)邏輯的實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)訪問(wèn)層（Dao）層進(jìn)行數(shù)據(jù)的增刪改查。在具體的業(yè)務(wù)中體現(xiàn)為用戶輸入筆記后由Controller 層將筆記轉(zhuǎn)發(fā)至Service 層，Service 層負(fù)責(zé)調(diào)用API 返回筆記的糾錯(cuò)建議及文章標(biāo)簽與分類建議，并調(diào)用Dao 層進(jìn)行筆記數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖8 所示。

圖8 系統(tǒng)架構(gòu)圖

5 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)了記錄筆記與分享管理等功能。系統(tǒng)主頁(yè)面如圖9 所示，包括我的筆記，分享管理，學(xué)習(xí)小組，任務(wù)管理以及賬戶信息板塊。

圖9 系統(tǒng)主頁(yè)面圖

6 結(jié)論

本文使用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)思想，通過(guò)需求分析，確定了知識(shí)分享系統(tǒng)的用例模型與領(lǐng)域模型，進(jìn)而繪制了順序圖，確定了系統(tǒng)架構(gòu)，最后使用Springboot 等技術(shù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。使用此系統(tǒng)對(duì)筆記進(jìn)行記錄，對(duì)比一般的糾錯(cuò)系統(tǒng)，本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)糾錯(cuò)，知識(shí)分享，小組協(xié)作等功能，提高了工作效率，豐富了用戶體驗(yàn)。