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基于东莞科研管理系统的Python开发实践

本文通过对话形式,介绍在东莞地区开发科研管理系统的具体技术实现与代码示例。

张伟:李明,最近我们公司要开发一个科研管理系统,听说你们团队在东莞有相关经验?

李明:是的,我们之前就在东莞的一家高校做过类似的项目。现在这个系统需要支持科研项目的申请、审批、进度跟踪等功能。

张伟:听起来挺复杂的。那你们是怎么设计的呢?有没有什么特别的技术选型?

李明:我们采用了Python作为主要开发语言,因为Python在后端开发中非常灵活,而且有很多成熟的框架可以使用,比如Django或者Flask。

张伟:那用Django的话,是不是能快速搭建起整个系统?

李明:没错。Django自带了很多功能模块,比如用户认证、数据库操作、表单处理等,非常适合做科研管理系统这种需要快速迭代的项目。

张伟:那具体的数据库结构是怎么设计的?

李明:我们用了MySQL作为数据库,主要的数据表包括:项目信息表、申请人信息表、审批流程表、成果记录表等。

张伟:能给我看看具体的代码吗?我想了解下如何创建这些表。

李明:当然可以。下面是一个简单的模型定义代码,使用的是Django的ORM方式:


from django.db import models

class Project(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=200)
    description = models.TextField()
    start_date = models.DateField()
    end_date = models.DateField()
    status = models.CharField(max_length=50)

class Applicant(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=100)
    email = models.EmailField()
    institution = models.CharField(max_length=200)

class ApprovalProcess(models.Model):
    project = models.ForeignKey(Project, on_delete=models.CASCADE)
    approver = models.ForeignKey(Applicant, on_delete=models.CASCADE)
    status = models.CharField(max_length=50)
    comment = models.TextField(blank=True, null=True)
    created_at = models.DateTimeField(auto_now_add=True)

class ResearchResult(models.Model):
    project = models.ForeignKey(Project, on_delete=models.CASCADE)
    title = models.CharField(max_length=200)
    content = models.TextField()
    upload_date = models.DateTimeField(auto_now_add=True)
    file_path = models.CharField(max_length=255)
    is_public = models.BooleanField(default=False)
    

张伟:这代码看起来很清晰。那前端部分呢?你们是怎么处理的?

李明:前端我们用了Vue.js,因为它轻量且易于集成。后端API则用Django REST Framework来提供接口。

张伟:那你能展示一下API的结构吗?比如获取所有项目的接口。

李明:好的,下面是一个简单的视图代码,用于返回所有项目的信息:


from rest_framework import viewsets
from .models import Project
from .serializers import ProjectSerializer

class ProjectViewSet(viewsets.ModelViewSet):
    queryset = Project.objects.all()
    serializer_class = ProjectSerializer
    

张伟:那序列化器呢?

李明:序列化器的作用是将模型对象转换为JSON格式,方便前端调用。下面是对应的序列化器代码:


from rest_framework import serializers
from .models import Project

class ProjectSerializer(serializers.ModelSerializer):
    class Meta:
        model = Project
        fields = ['id', 'title', 'description', 'start_date', 'end_date', 'status']
        read_only_fields = ['id']
    

张伟:明白了。那权限控制方面是怎么处理的?比如只有管理员才能审批项目。

李明:我们使用了Django的内置权限系统,同时结合REST framework的权限类进行扩展。

张伟:能举个例子吗?

李明:当然。下面是一个简单的权限类,用于限制只有管理员才能修改项目状态:


from rest_framework import permissions

class IsAdminOrReadOnly(permissions.BasePermission):
    def has_permission(self, request, view):
        if request.method in permissions.SAFE_METHODS:
            return True
        return request.user.is_staff

    def has_object_permission(self, request, view, obj):
        if request.method in permissions.SAFE_METHODS:
            return True
        return request.user.is_staff
    

张伟:这个权限类应该应用在哪个地方?

李明:我们在视图中设置permission_classes属性,例如:


from rest_framework import viewsets
from .models import Project
from .serializers import ProjectSerializer
from .permissions import IsAdminOrReadOnly

class ProjectViewSet(viewsets.ModelViewSet):
    queryset = Project.objects.all()
    serializer_class = ProjectSerializer
    permission_classes = [IsAdminOrReadOnly]
    

张伟:这样就能保证只有管理员才能更改项目状态了。

李明:对,这就是我们采用的权限控制策略。

张伟:那系统部署方面呢?你们是用什么方式部署的?

李明:我们一般会使用Docker容器化部署,这样可以提高部署效率和环境一致性。

张伟:能说说Docker的配置文件吗?

李明:好的,下面是一个简单的Dockerfile示例,用于构建我们的项目镜像:


# 使用官方的Python镜像作为基础
FROM python:3.9-slim

# 设置工作目录
WORKDIR /app

# 复制当前目录下的所有文件到容器中
COPY . /app

# 安装依赖
RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txt

# 暴露端口
EXPOSE 8000

# 运行命令
CMD ["python", "manage.py", "runserver", "0.0.0.0:8000"]
    

张伟:那requirements.txt里面都有哪些包?

李明:通常包括Django、Django REST framework、MySQLclient等。例如:


Django==4.2
djangorestframework==3.14.0
mysqlclient==2.1.0
gunicorn==21.2.0
    

张伟:那部署时是否还需要其他工具?比如Nginx或Gunicorn?

李明:是的,生产环境中我们会使用Gunicorn作为WSGI服务器,并搭配Nginx进行反向代理。

张伟:那你能给出一个Nginx的配置示例吗?

李明:当然,下面是一个基本的Nginx配置,用于将请求转发到Gunicorn服务:


server {
    listen 80;
    server_name yourdomain.com;

    location / {
        proxy_pass http://127.0.0.1:8000;
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
        proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
    }

    location /static/ {
        alias /path/to/staticfiles/;
    }
}
    

科研管理系统

张伟:看来你们的部署流程已经很成熟了。

李明:是的,东莞地区的很多科研机构都采用类似的技术栈,因为我们希望系统既稳定又容易维护。

张伟:那如果未来系统需要扩展,比如加入数据分析功能,你们有什么计划吗?

李明:我们可以考虑引入Celery进行异步任务处理,或者使用Elasticsearch来做搜索优化。另外,也可以用Python的Pandas库进行数据预处理。

张伟:听起来很有前景。谢谢你的分享,我学到了很多。

李明:不客气,如果你有具体的需求,我们也可以一起讨论开发方案。

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