高考知识问答系统

项目概述

高考知识问答系统旨在构建一个基于知识图谱的智能问答平台，专注于高考相关知识的管理、查询与交互。通过整合Neo4j图数据库与先进的自然语言处理技术，实现对高考知识点的结构化存储与动态检索，提升用户获取知识的效率和准确性。该系统不仅支持用户通过自然语言进行智能问答，还提供完善的用户认证和个性化服务，满足考生、教师及教育研究人员的多样化需求。

核心解决的问题包括：

高考知识点的海量异构数据整合与结构化管理。
通过图数据库高效实现知识点间的关系查询与可视化。
利用大语言模型（OpenAI GPT）实现智能、自然语言的问答交互。
用户身份管理与权限控制，保障系统安全与个性化体验。

本系统的目标用户群体主要包括高中学生、辅导教师、教育工作者及相关知识管理人员，助力他们更便捷地获取高考相关知识资源，提升学习与教学效率。

技术架构

整体架构设计

系统采用基于Django的MVC架构，后端服务负责业务逻辑处理、数据管理与接口提供，前端通过Django模板引擎渲染用户界面，实现交互体验。核心知识数据存储于Neo4j图数据库，通过py2neo库进行操作。系统整体架构分为三大层次：

数据层：Neo4j图数据库存储高考知识图谱节点及其关系，关系型数据库存储用户信息与系统配置。
业务逻辑层：Django应用划分为用户认证模块（accounts）、知识图谱及问答模块（myneo4j），负责数据处理、接口逻辑及安全认证。
展示层：基于Django模板（templates）实现前端页面渲染，结合Bootstrap和Material Design Icons提供响应式、美观的用户界面。

主要技术栈

后端框架：Django
数据库：Neo4j图数据库、Django ORM支持的关系型数据库
图数据库操作库：py2neo
自然语言处理：OpenAI GPT接口、jieba中文分词
前端技术：Django模板语言、Bootstrap、Material Design Icons、jQuery
安全认证：Django自带认证系统扩展

模块间关系和交互

accounts模块负责用户身份认证与管理，其他模块通过用户信息实现权限控制和个性化服务。
myneo4j模块作为系统核心，负责知识图谱的数据操作和智能问答功能，调用OpenAI GPT接口处理自然语言请求，依赖accounts模块的用户信息进行问答记录和权限验证。
templates模块提供统一的前端页面模板，承接各模块视图输出，完成用户交互界面展示。
三者相辅相成，形成完整的用户-业务-数据闭环。

功能模块

1. myneo4j模块 — 知识图谱管理与智能问答

知识图谱数据管理：定义节点（MyNode）、问答记录（MyWenda）、类型频次（TypeFrequency）等ORM模型，实现图谱数据的持久化管理。
图数据库操作：封装基于py2neo的图数据访问接口，支持节点及关系的增删查改。
智能问答功能：集成OpenAI GPT接口，实现基于自然语言的问答交互；结合jieba分词优化文本处理。
前端接口支持：提供图谱数据加载、问答请求处理视图，返回JSON格式数据供前端可视化展示。
后台管理：注册问答模型于Django后台，支持问答数据的维护。

2. accounts模块 — 用户管理与认证

用户模型扩展：基于Django AbstractUser自定义UserProfile，支持用户名、密码、手机等字段。
用户注册登录：实现注册、登录、登出及个人信息修改视图，保证用户身份管理。
表单验证：通过Django表单对用户输入进行合法性校验。
后台管理：完善用户信息展示与密码加密存储逻辑。
权限和安全：为系统各业务模块提供身份验证和权限认证基础。

3. templates模块 — 前端展示与用户交互

页面模板设计：包含基础布局（base.html）、主页（index.html）、用户认证相关页面（login.html、register.html、modify.html）、用户信息管理（my_info.html）及智能问答界面（wenda.html）。
模板继承机制：统一页面风格，减少重复代码，提高开发效率。
响应式设计：结合Bootstrap和Material Design Icons实现界面美观、适配多终端。
表单和数据显示：支持用户输入、表单提交及后端数据动态渲染。
安全机制：使用Django模板标签（如csrf_token）防护CSRF攻击。

模块间协作关系

用户通过accounts模块完成身份认证后，访问myneo4j模块提供的知识图谱查询及智能问答功能。
myneo4j模块处理业务逻辑并返回结果，templates模块负责渲染数据，完成用户交互。
后台管理员可通过accounts和myneo4j模块的后台管理界面维护用户及知识数据。
三者紧密协作，确保系统功能完整、用户体验流畅。

项目结构

xy25_neo4j_college/
├── accounts/              # 用户管理模块
│   ├── admin.py           # 后台用户管理配置
│   ├── forms.py           # 用户表单定义
│   ├── models.py          # 用户模型定义
│   ├── urls.py            # 用户模块路由
│   └── views.py           # 用户视图逻辑
├── myneo4j/               # 知识图谱及问答模块
│   ├── admin.py           # 后台问答管理
│   ├── models.py          # 图谱节点与问答模型
│   ├── pyneo_utils.py     # Neo4j操作封装工具
│   ├── urls.py            # 知识图谱模块路由
│   └── views.py           # 图谱与问答视图
├── templates/             # 页面模板目录
│   ├── base.html          # 基础布局模板
│   ├── index.html         # 首页模板
│   ├── login.html         # 登录页面
│   ├── register.html      # 注册页面
│   ├── modify.html        # 密码修改页面
│   ├── my_info.html       # 用户信息页面
│   └── wenda.html         # 智能问答页面
├── static/                # 静态资源（CSS、JS、图片等）
├── datas/                 # 数据导入及处理脚本
├── xy_neo4j/              # Django项目配置
│   ├── settings.py        # 配置文件
│   ├── urls.py            # 全局路由配置
│   └── wsgi.py            # WSGI入口
├── manage.py              # Django管理命令入口
├── requests.txt           # 依赖包列表
└── README.md              # 项目说明文档

关键目录和文件作用总结：