在Django中，中间件和上下文处理器是两个可以用于在请求处理生命周期中的特定阶段注入额外功能的机制。

1. 上下文处理器（Context Processors）:

上下文处理器是返回一个字典的函数，这个字典会自动加入到所有模板的上下文中。你可以创建自定义上下文处理器来为所有模板页面提供全局访问的数据。

例如，下面的代码定义了一个简单的上下文处理器，它将当前的日期和时间添加到所有模板的上下文中：

# 在你的 Django 应用下的 views.py 或其他模块中
def datetime_context_processor(request):
    return {'current_datetime': datetime.datetime.now()}

然后，你需要在 settings.py 中添加这个处理器：

TEMPLATES = [
    {
        'BACKEND': 'django.template.backends.django.DjangoTemplates',
        'DIRS': [],
        'APP_DIRS': True,
        'OPTIONS': {
            'context_processors': [
                'django.template.context_processors.debug',
                'django.template.context_processors.request',
                'django.contrib.auth.context_processors.auth',
                'django.contrib.messages.context_processors.messages',
                # 添加你的上下文处理器
                'your_app_name.views.datetime_context_processor',
            ],
        },
    },
]

在模板中，你可以使用 {{ current_datetime }} 来访问这个变量。

2. 中间件（Middleware）:

中间件是在 Django 请求-响应处理过程中的特定点之前或之后运行的一系列的 hooks。你可以创建自定义的中间件来执行以下操作：

• 执行额外的数据库查询
• 设置请求的会话数据
• 修改请求或响应
• 发送性能分析数据

例如，下面的代码定义了一个简单的中间件，它记录每个请求的路径，并在请求结束后记录响应时间：

# 在你的 Django 项目下的 middleware.py 文件中
class RequestResponseLoggingMiddleware:
    def __init__(self, get_response):
        self.get_response = get_response
 
    def __call__(self, request):
        start_time = time.time()
 
        response = self.get_response(request)
 
        end_time = time.time()
        execution_time = end_time - start_time
 
        print(f'Request path: {request.path} | Execution time: {execution_time}')
 
        return response

然后，你需要在 settings.py 中添加这个中间件：

MIDDLEWARE = [
    'django.middleware.security.SecurityMiddleware',
    'django.contrib.sessions.middleware.SessionMiddleware',
    'django.middleware.common.CommonMiddleware',
    'django.middleware.csrf.CsrfViewMiddleware',
    'django.contrib.auth.middlew

Django中间件是一个轻量级的插件系统，可以介入Django的请求和响应处理过程，修改Django的输入或输出。

以下是一个简单的Django中间件示例，展示了如何创建一个中间件，并在中间件中添加一些逻辑：

# 在你的 Django 应用下的 middleware.py 文件中定义你的中间件
 
from django.utils.deprecation import MiddlewareMixin
 
class SimpleMiddleware(MiddlewareMixin):
    def process_request(self, request):
        # 在所有请求处理之前运行，可以修改request对象
        pass
 
    def process_response(self, request, response):
        # 在所有请求处理之后运行，可以修改response对象
        return response

然后，需要在你的 Django 设置文件 settings.py 中添加这个中间件：

MIDDLEWARE = [
    # ... 其他中间件 ...
    'your_app_name.middleware.SimpleMiddleware',  # 确保这里使用的是完整的路径
]

在这个例子中，process_request 方法会在请求到达视图函数之前被调用，而 process_response 方法会在视图函数处理完请求后被调用。这两个方法都可以用来在请求-响应循环中注入自定义的逻辑。

from django.utils.deprecation import MiddlewareMixin
from django.http import HttpResponse
import re
 
class RobotsMiddleware(MiddlewareMixin):
    def process_request(self, request):
        path = request.META['PATH_INFO']
        if path == '/robots.txt':
            with open('robots.txt', 'r') as f:
                return HttpResponse(f.read(), content_type='text/plain')
 
class ThrottleMiddleware(MiddlewareMixin):
    def process_request(self, request):
        path = request.META['PATH_INFO']
        if path.startswith('/admin') or re.match(r'.*\.(css|js|gif|jpg|png|woff)', path):
            return
        
        # 检查请求者IP是否在限制之内
        # 这里需要实现check_rate函数，该函数需要从请求者IP获取访问频率信息，并与限制进行比较
        if check_rate(request.META['REMOTE_ADDR']):
            return HttpResponse("Too many requests", status=429)
 
# 伪代码函数，实现检查IP访问频率是否超过限制
def check_rate(ip):
    # 这里应该查询数据库或者缓存，并根据实现的策略返回是否超过限制的结果
    # 示例中未实现具体逻辑，仅为说明用途
    return False

这个示例代码提供了两个中间件，一个用于处理robots.txt文件的请求，另一个用于限制IP访问频率。check_rate函数是一个伪代码，实际应用中需要根据实现的限制策略查询数据库或者缓存，并返回是否超出限制的结果。

由于提供的信息不足以精确地回答这个问题，我将提供一个通用的解决方案模板，用于创建一个简单的在线课题设计系统。

首先，确保你已经安装了Django。如果没有，可以通过以下命令安装：

pip install django

接下来，创建一个新的Django项目：

django-admin startproject my_subject_design_system
cd my_subject_design_system

然后，创建一个应用：

python manage.py startapp courses

在models.py中定义你的数据模型：

# courses/models.py
from django.db import models
 
class Course(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=200)
    description = models.TextField()
    estimated_duration = models.DurationField()
    # 其他相关字段...

接下来，定义数据库迁移：

python manage.py makemigrations
python manage.py migrate

创建管理员账号：

python manage.py createsuperuser

运行开发服务器：

python manage.py runserver

这样，一个简单的课题设计系统的后端就搭建好了。前端部分需要使用HTML/CSS/JavaScript和可能的框架（如Bootstrap、Vue.js等）来创建。

注意：这个示例只包含了后端的基础框架。实际的课题设计系统需要更多的功能，如用户认证、权限管理、前后端的API接口设计等。这些将需要更详细的设计和编码实现。

由于原代码较为复杂且涉及到一些敏感信息，我将提供一个简化版本的示例代码，展示如何使用Django框架创建一个简单的数据可视化大屏。

# views.py
from django.http import JsonResponse
import random
 
def get_data(request):
    # 假设的数据，实际应用中应该从数据库或API获取
    data = {
        'temperature': random.uniform(15, 30),  # 温度随机生成
        'humidity': random.uniform(20, 80),     # 湿度随机生成
        'windspeed': random.uniform(0, 10),     # 风速随机生成
        # 其他数据...
    }
    return JsonResponse(data)
 
# urls.py
from django.urls import path
from .views import get_data
 
urlpatterns = [
    path('get_data/', get_data),
]

这个示例展示了如何在Django视图中生成随机数据，并通过JSON响应发送给前端。在实际应用中，你需要替换随机数据生成逻辑，使用实时数据。同时，你需要设计前端页面，并使用JavaScript来处理数据可视化。

请注意，这只是一个非常基础的示例，实际的项目需要更复杂的后端逻辑和前端设计。

由于您的问题包含多个方面，我将逐一解答。

1. Django操作Cookie

在Django中，可以通过HttpRequest.COOKIES字典来访问cookie，并通过HttpResponse.set_cookie和HttpResponse.delete_cookie方法来设置和删除cookie。

# 设置cookie
def set_cookie(request):
    response = HttpResponse('Cookie is set.')
    response.set_cookie('my_cookie', 'cookie_value')
    return response
 
# 获取cookie
def get_cookie(request):
    cookie_value = request.COOKIES.get('my_cookie', 'default_value')
    return HttpResponse(f'The value of my_cookie is: {cookie_value}')
 
# 删除cookie
def delete_cookie(request):
    response = HttpResponse('Cookie is deleted.')
    response.delete_cookie('my_cookie')
    return response

2. Django操作Session

在Django中，可以通过HttpRequest.session字典来访问session，并且可以设置和删除session。

# 设置session
def set_session(request):
    request.session['my_session'] = 'session_value'
    return HttpResponse('Session is set.')
 
# 获取session
def get_session(request):
    session_value = request.session.get('my_session', 'default_value')
    return HttpResponse(f'The value of my_session is: {session_value}')
 
# 删除session
def delete_session(request):
    if 'my_session' in request.session:
        del request.session['my_session']
    return HttpResponse('Session is deleted.')
 
# 清空所有session
def clear_session(request):
    request.session.clear()
    return HttpResponse('All sessions are cleared.')
 
# 删除session并删除cookie
def delete_session_and_cookie(request):
    request.session.flush()  # 删除session并删除session的cookie
    return HttpResponse('Session is deleted and cookie is cleared.')

3. Django中Session的配置

在settings.py文件中，可以配置Session相关的参数，如session存储机制、session保存时间等。

# Session配置示例
SESSION_ENGINE = 'django.contrib.sessions.backends.db'  # 引擎
SESSION_COOKIE_NAME = 'my_sessionid'  # Session的cookie保存在浏览器上时的key
SESSION_COOKIE_PATH = '/'  # Session Cookie的有效路径
SESSION_COOKIE_DOMAIN = None  # Session Cookie的有效域
SESSION_COOKIE_SECURE = False  # 是否仅通过安全的https协议传输Session Cookie
SESSION_COOKIE_HTTPONLY = True  # 是否使Session Cookie只能通过http协议访问
SESSION_COOKIE_AGE = 1209600  # Session Cookie的有效期，单位是秒
SESSION_EXPIRE_AT_BROWSER_CLOSE = False  # 是否在用户关闭浏览器时删除session
SESSION_SAVE_EVERY_REQUEST = False  # 是否在每次请求时保存session

4. CBV添加装饰器

在Django中，可以通过装饰器来给类视图添加额外的功能。

from django.utils.decorators import method_decorator
from django.views import View
from django.contrib.auth.decorators imp

以下是一个简化的示例，展示了如何在Django中使用MySQL数据库连接池pymysql，执行SQL语句，并处理session和cookie。

首先，安装pymysql：

pip install pymysql

然后，在Django项目的settings.py中配置数据库和中间件：

# settings.py
 
# 数据库配置
DATABASES = {
    'default': {
        'ENGINE': 'django.db.backends.mysql',
        'NAME': 'mydatabase',
        'USER': 'mydatabaseuser',
        'PASSWORD': 'mypassword',
        'HOST': 'mydatabasehost',
        'PORT': '3306',
    }
}
 
# 中间件
MIDDLEWARE = [
    # ...
    'django.contrib.sessions.middleware.SessionMiddleware',
    'django.middleware.common.CommonMiddleware',
    # ...
]
 
# Session存储引擎
SESSION_ENGINE = 'django.contrib.sessions.backends.db'

接下来，在views.py中使用ORM操作和自定义中间件：

# views.py
 
from django.http import HttpResponse
from django.shortcuts import render
from django.db import connection
 
def home(request):
    with connection.cursor() as cursor:
        cursor.execute("SELECT VERSION()")
        version = cursor.fetchone()
    return HttpResponse("Hello, MySQL version: {}".format(version[0]))
 
def session_view(request):
    # 设置session
    request.session['key'] = 'value'
    # 获取session
    return HttpResponse(request.session.get('key', 'Default'))

最后，在middleware.py中创建一个简单的中间件，用于连接池的初始化和关闭：

# middleware.py
 
import pymysql
from django.utils.deprecation import MiddlewareMixin
 
class InitDbMiddleware(MiddlewareMixin):
    def __init__(self, args, kwargs):
        super().__init__()
        pymysql.install_as_MySQLdb()
 
    def process_request(self, request):
        pymysql.install_as_MySQLdb()
 
    def process_response(self, request, response):
        pymysql.uninstall_as_MySQLdb()
        return response

以上代码展示了如何在Django中使用pymysql作为MySQL的数据库驱动，如何在视图中执行SQL语句，以及如何在中间件中管理数据库连接的生命周期。这为开发者提供了一个基本框架，用于在Django中处理数据库操作和会话管理。

from django.utils.deprecation import MiddlewareMixin
 
class CustomMiddleware(MiddlewareMixin):
    def process_request(self, request):
        # 在所有视图被调用之前，这里可以进行一些请求级别的处理
        # 例如，可以检查请求的headers中是否包含某个特定的字段
        if 'X-Custom-Header' not in request.META:
            return None  # 如果没有这个字段，不做任何处理，继续处理请求
        # 如果包含这个字段，可以进行一些逻辑处理
        # 例如，修改请求的某些属性或者直接返回一个HttpResponse对象
 
    def process_response(self, request, response):
        # 在所有视图被调用之后，这里可以进行一些响应级别的处理
        # 例如，可以给所有响应添加一个额外的HTTP头部
        response['X-Custom-Response-Header'] = 'CustomValue'
        return response  # 必须返回响应对象

这个示例中，process_request方法用于检查请求是否包含一个自定义的头部，并根据结果决定是否要修改请求或直接返回一个响应。process_response方法则在视图处理完毕后，给所有响应添加了一个自定义的响应头部，并返回了响应对象。这是Django中中间件的一个基本用法，实际项目中可以根据具体需求进行相应的扩展和定制。

由于提供的代码段是一个完整的Django项目，我无法提供一个精确的代码段。但是，我可以提供一个简化的示例，说明如何在Django中创建一个简单的网络爬虫。

import requests
from bs4 import BeautifulSoup
from django.core.management.base import BaseCommand
 
class Command(BaseCommand):
    help = 'Scrape data from a website'
 
    def handle(self, *args, **options):
        url = 'http://example.com'
        response = requests.get(url)
        if response.status_code == 200:
            soup = BeautifulSoup(response.text, 'html.parser')
            # 假设我们要抓取的是页面上的所有段落文本
            paragraphs = soup.find_all('p')
            for p in paragraphs:
                print(p.get_text())
                # 在这里，你可以将文本保存到数据库中
                # 例如，创建一个模型实例并保存
                # MyModel.objects.create(content=p.get_text())
        else:
            print('Failed to retrieve the webpage')

这个简单的命令行工具使用了requests库来获取网页内容，BeautifulSoup来解析HTML，并打印每个段落的文本。在实际应用中，你需要根据目标网站的结构来修改解析代码，并将抓取的数据保存到Django模型中以供后续使用。

民居系统开发涉及的技术栈包括Django和Bootstrap，以下是一个简单的示例，展示如何使用Django创建一个视图，并在前端使用Bootstrap进行样式设计。

首先，确保你的环境中已安装Django和bootstrap。

在Django项目中创建一个新的app，例如residential_system，并在该app的views.py中创建一个视图：

from django.shortcuts import render
 
def residential_system(request):
    return render(request, 'residential_system.html')

在residential_system app的templates目录下创建一个HTML模板文件residential_system.html，并添加Bootstrap样式和内容：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Residential System</title>
    <!-- 引入Bootstrap CSS -->
    <link rel="stylesheet" href="https://stackpath.bootstrapcdn.com/bootstrap/4.3.1/css/bootstrap.min.css">
</head>
<body>
    <div class="container mt-4">
        <h1 class="display-4 text-center">Welcome to Residential System</h1>
        <div class="row">
            <!-- 这里可以添加更多的Bootstrap样式的组件 -->
            <div class="col-md-6">
                <div class="card">
                    <div class="card-body">
                        <h5 class="card-title">Card title</h5>
                        <p class="card-text">Some quick example text to build on the card title and make up the bulk of the card's content.</p>
                        <a href="#" class="btn btn-primary">Go somewhere</a>
                    </div>
                </div>
            </div>
        </div>
    </div>
    <!-- 引入Bootstrap JS -->
    <script src="https://stackpath.bootstrapcdn.com/bootstrap/4.3.1/js/bootstrap.min.js"></script>
</body>
</html>

在Django的urls.py中添加路由：

from django.urls import path
from residential_system.views import residential_system
 
urlpatterns = [
    path('residential/', residential_system, name='residential_system'),
]

这样就可以通过访问对应的URL来查看使用了Bootstrap样式的民居系统页面。