隨著電子商務的蓬勃發展，如何從海量商品信息中快速、準確地為用戶推薦其可能感興趣的商品，已成為提升用戶體驗和平臺競爭力的關鍵。協同過濾推薦算法因其不依賴商品內容信息、能夠發現用戶潛在興趣的優點，被廣泛應用于各類推薦場景。本畢業設計旨在設計并實現一個基于Django框架的協同過濾商品推薦系統（源碼編號07266），為計算機系統服務領域的應用實踐提供參考。

一、系統總體設計

本系統采用經典的B/S（瀏覽器/服務器）架構，以Python的Django作為后端Web開發框架，前端結合HTML、CSS、JavaScript及Bootstrap等主流技術進行頁面展示。數據庫選用關系型數據庫MySQL，用于存儲用戶信息、商品信息、用戶行為數據（如評分、點擊、購買記錄）等。系統核心模塊包括用戶管理模塊、商品管理模塊、用戶行為收集模塊、協同過濾推薦算法模塊以及推薦結果展示模塊。

二、協同過濾算法實現

推薦算法是系統的核心。本設計主要實現了基于用戶的協同過濾（UserCF）和基于物品的協同過濾（ItemCF）兩種經典算法。

1. 數據預處理與相似度計算：系統首先收集用戶對商品的歷史評分數據（顯式反饋）或瀏覽、購買等隱式反饋數據（經過量化處理）。對于UserCF，計算用戶之間的相似度，常用方法有余弦相似度或皮爾遜相關系數。對于ItemCF，則計算商品之間的相似度。系統通過矩陣形式存儲用戶-物品評分數據，并利用Python的科學計算庫（如NumPy、SciPy）高效完成相似度計算。

1. 最近鄰篩選與評分預測：為目標用戶（或目標商品）找出最相似的K個鄰居（用戶或商品）。然后，根據鄰居對目標物品的評分（或目標用戶對鄰居物品的評分），進行加權平均，預測目標用戶對未評分商品的喜好程度。

1. Top-N推薦生成：根據預測評分對所有候選商品進行排序，篩選出評分最高的N個商品作為最終推薦列表，呈現給用戶。

為了提高算法在大數據量下的性能，系統可以考慮引入稀疏矩陣存儲技術，并對相似度計算過程進行優化，例如只計算共同評分項超過一定閾值的用戶/物品對。

三、Django系統實現細節

1. 模型層（Models）：利用Django的ORM（對象關系映射）功能，定義核心數據模型，如User、Product、Rating（評分記錄）、UserBehaviorLog（行為日志）等。這簡化了數據庫操作，并確保了數據的一致性。

1. 視圖層（Views）：負責業務邏輯處理。核心視圖包括處理用戶登錄注冊、商品列表展示、用戶評分提交、觸發推薦計算并返回推薦結果等。推薦算法的調用被封裝在視圖或獨立的工具模塊中。

1. 模板層（Templates）：使用Django模板語言動態生成HTML頁面。設計友好的用戶界面，包括主頁、商品詳情頁、個人中心（展示歷史行為和個性化推薦列表）等。

1. URL路由與用戶會話：通過urls.py配置URL與視圖函數的映射。利用Django的會話（Session）和認證系統管理用戶登錄狀態，確保推薦行為與用戶身份綁定。

1. 數據采集與冷啟動處理：系統通過記錄用戶的點擊、停留時長、購買等行為，豐富用戶偏好數據。針對新用戶或新商品（冷啟動問題），系統設計了輔助策略，如結合熱門商品推薦、基于商品基本屬性的內容推薦作為補充，待數據積累后再啟用協同過濾。

四、系統服務與部署

作為計算機系統服務的一部分，本系統注重可用性與可擴展性。開發完成后，可部署在Linux服務器上，使用Nginx作為反向代理服務器，Gunicorn或uWSGI作為WSGI應用服務器與Django應用對接。數據庫、算法模型可以隨業務增長進行分布式擴展考慮。系統提供了管理員后臺，便于管理商品、用戶和查看系統運行數據。

五、與展望

本畢業設計成功實現了一個結構清晰、功能完整的Django協同過濾商品推薦系統原型。它不僅驗證了協同過濾算法在實際Web應用中的可行性，也為計算機系統服務中個性化推薦功能的集成提供了實踐范例。未來工作可圍繞以下方面展開：引入更先進的算法（如矩陣分解、深度學習模型）；實現實時推薦更新；利用Redis等緩存技術提升推薦響應速度；以及進行更全面的A/B測試以評估推薦效果，從而持續優化系統，提升服務質量。