科研管理系統的網絡框架研究

孟 梅，鄧俊嵐

MENG Mei, DENG Jun-lan

（武漢理工大學 科學技術發展院，武漢 430070）

0 引言

科研管理在高校管理中占據重要位置，科研管理的信息化水平直接影響著科研管理的效率、能力和科研工作者的積極性、創造性以及高校的綜合實力。在計算機應用和網絡應用廣泛普及的今天，傳統的大量紙質文件和文件柜，給科研管理人員進行數據統計、檢索和宏觀趨勢觀察都造成很大的困難。目前大部分高校都不同程度的建立了校園網，并且不斷的壯大和完善，合理的利用校園網構建一個安全高效的科研管理系統勢在必行。科研管理系統不同于辦公自動化系統，前者相對規模大于后者，并且和辦公自動化系統有著密切的聯系。

1 科研管理系統是一個校園網應用

校園網承載著大量的應用系統，比如校園信息發布系統（一般是高校的主站）、電子郵件系統、辦公自動化系統、教學管理系統、就業服務系統等。這些系統服務于管理人員、教學人員、科研人員和學生，同時個別服務還作為學校的形象宣傳窗口接入Internet，有著更為龐大的用戶群。科研管理系統是一個綜合性的科研信息管理服務平臺：

首先，它服務于高校決策層。高校決策層在對高校的宏觀規劃中，需要大量的統計報表、數據以預測發展趨勢，為長期發展規劃提供依據。數據的完整性、真實性和可靠性對于高校的規劃有著極為重要的作用，科研管理系統可以做到將微觀的數據信息進行統一規則的統計獲得詳實的數據。

其次，它服務于科研管理過程。在項目管理方面，項目申報、項目初審、項目報批、項目開展、項目結題，這些管理過程都需要在科研管理系統中體現，并對各個步驟進行嚴格把關，數據信息全部貯存于后臺數據庫以備檢索統計。在成果管理方面，成果產生、成果統計、成果推廣、成果轉讓，都需要以日志和文件的形式貯存于數據庫和文件服務器中。同時，成果報獎也將依賴于這些項目的過程，論文、著作等大量的數據也能作為高校的知識資源。成果中的部分有可能以專利的形式體現，專利的管理除了國家專利局的數據統計外，高校也需要知道學校的專利申請情況、專利獲得情況。

再次，它服務于科研工作者。科研工作者是高校的生力軍，科研的發展帶動高校的教學水平的發展和學生素質的提高，同時也提高學校的綜合實力。科研工作者通過科研管理系統及時獲取重要的通知、控制在研項目的進展情況、檢索負責項目情況和參與項目情況、了解科研成果的轉化情況等。

最后，它服務于科研成果的產業化。在高校科研中產生的科研成果只有應用于生產并產生不同程度的效益才能推動整個社會的發展，提高人民的生活水平。科研管理系統可以向互聯網發布最新的科研成果信息，推廣科研成果、提供技術服務，促進科研成果的產業化。

2 基于校園網的科研管理系統網絡設計

校園網絡是一個較為復雜的局域網，科研管理系統是校園網絡的一個應用。網絡結構設計的基本原則遵循以下原則：

1）盡量保護原有的投資，還要考慮到擴展性，以滿足將來計算機系統的發展要求。

2）要考慮網絡操作系統所能支持的用戶最大數。

3）透明的網絡環境及廣泛的資源共享。用戶不需要掌握專業的網絡知識就能方便地共享網絡上的軟、硬件資源和信息資源。

4）網絡具有良好的可擴充性。

5）具有較高的安全性及易維護性。

在科研辦公子網內，科研管理人員使用客戶機通過應用軟件或者瀏覽器向數據庫服務器發出請求，服務器給予相應，并將數據反饋給客戶機，從而完成數據的錄入、修改、查詢、刪除等操作。數據庫系統和應用軟件保證輸入數據的正確性和完整性，并且將用戶的所有操作記錄為操作日志存貯在數據庫中。科研辦公子系統內部建立一個Web服務器，對辦公子網之外的用戶提供科研數據的檢索服務和通知公告等服務。

在校園網內，辦公子網防火墻保證辦公子網的數據安全性，子網之外的用戶不能直接訪問數據庫系統，科研工作者可以通過校園網訪問科研辦公子網的Web服務器獲取信息或提交申請表單以待處理。互聯網用戶能夠通過校園網訪問科研辦公子網的Web服務器，然后獲取科研成果的最新信息。

3 基于C/S體系和B/S體系的最優構架

網絡應用系統的軟件體系結構一般分為兩層結構與三層結構。兩層結構指客戶端與服務器端，客戶端提供用戶界面、運行事務處理邏輯，數據服務器接收客戶端SQL語句并對數據庫進行查詢，然后返回查詢結果。該結構最大的優點在于結構簡單，開發和運行的環境簡單。在系統設計理念上，兩層結構有所謂“胖客戶機”或“胖服務器”結構方式。胖客戶機結構將事務處理邏輯在用戶端處理，胖服務器則將之集成在數據庫中。大量的數據流動為維護和編程帶來了較大的困難。而且，其中包含的事務處理邏輯不能與其它應用共享。

三層結構方案是將數據處理過程分為三部分：第一層是表示層（Presentation），提供用戶對系統的友好訪問；第二層是功能層（Business Logic），專門負責業務邏輯的實現；第三層是和數據層（Data Service），負責數據信息的存儲、訪問及其優化。由于業務邏輯的實現被提取到應用服務器，因大大降低了客戶端負擔，由此也就成為所謂瘦客戶機結構。與傳統的兩層結構相比，它有著更多的優點，如對應用結構任意一層修改時，只對其它層產生較小的影響。三層結構還具有較高的靈活性，三層的功能既可共存于單機之中，也可根據需要相互分開；同時，可在系統中共享事務處理邏輯，從而有效地減少重復代碼，使系統更易于維護。因此，我們傾向于選擇三層結構的網絡應用系統軟件體系結構。

B/S指瀏覽器/服務器（Browser/Server）結構，C/S指客戶機/服務器（Client/Server）結構。系統在科研服務網系統采用B/S體系結構，該體系結構是典型的三層結構。這種結構不僅把客戶機從沉重的負擔和不斷提高其性能的要求中解放出來，也把技術維護人員從繁重的維護升級工作中解脫出來，不再為程序的維護工作奔波于每個客戶機之間，而把主要精力放在數據庫服務器、Web服務器上程序的更新工作。三層結構層與層之間相互獨立，任何一層的改變不影響其它層的功能，從根本上改變了傳統的兩層C/S體系結構的缺陷，更適合于為大量的科研工作人員和企事業用戶提供穩定可靠服務。 系統在管理層采用C/S體系結構。這種體系結構將事務處理放在客戶端進行，傳遞到數據庫服務器是標準的SQL語句，減輕了服務器的處理大量的數據的負擔，更多的進程提供給其他用戶的數據查詢，數據的完整性也得到了保證。在安全性方面，管理層有足夠的權限對數據進行添加、修改、刪除等操作，采用這種結構可以在保證系統的安全。

4 采用Linux提供數據庫服務和Web服務

Linux是開放源代碼系統，其開放性、低成本、開發模式等優勢吸引著IBM、HP等網絡界巨頭對Linux不遺余力的推動，Oracle、Sybase等主流的數據庫、中間件、應用開發工具等軟件幾乎都支持Linux系統。在安全性方面，Linux的開放源代碼使得很多人參與到系統的不斷功能完善和系統漏洞修復中，Linux的網絡惡意攻擊抵御能力勿庸置疑；在價格方面，Linux是一個開源的系統，可以自由的復制、自由升級、自由移植，同時專業的Linux服務提供商很好的將各種Linux服務集成在一起，只要支付一定的費用，用戶就可以獲得優秀的服務；在可用性角度看，Linux的穩定性主要取決于系統設計的結構，Linux的設計借鑒了Unix的體系結構，起開發的初衷就是為了滿足服務器的開放性應用需求，經過多年擔任服務器開放性應用需求，其穩定性、安全性和可靠性得到了業界的廣泛認可。

MySQL是當前網絡中使用廣泛的數據庫之一，特別是在Web應用上，它在中小型應用中占絕對優勢。這一切都源于它的小巧易用、安全有效、開放式許可和多平臺，更主要的是它與三大Web語言之一——PHP的完美結合。Mysql數據庫還為開發者集成開發企業應用提供了廣泛的驅動程序，目前提供了MySQL Connector/J for the Java platform、 MySQL Connector/ODBC for the ODBC application programming interface、 MySQL Connector/Net for the.NET platform。

PHP（“PHP：Hypertext Preprocessor”，超文本預處理器的字母縮寫）是一種被廣泛應用的開放源代碼的多用途腳本語言，它可嵌入到 HTML中，尤其適合 WEB 開發。

5 科研管理系統功能模型

科研管理系統主要包括三個部分：科研管理系統、數據庫系統、科研服務網系統。其關系和功能如圖1所示。

用戶及權限數據庫貯存了管理人員、科研工作者、科技網用戶的用戶名、密碼及權限信息，由此控制其對功能模塊的訪問權。并且在物理上分離了科研管理人員和科研工作者及科技網用戶，科研工作者使用科研管理系統進行管理，其他人員使用科研服務網獲取相關信息。這樣既保證了系統的安全性又使得系統具有極強的可伸縮性，管理人員在管理權限上也得到了恰當的約束。

圖1 科研管理系統功能關系模型

管理人員對科研數據庫的所有操作事件都將被貯存在操作事件庫里，以便對日后產生的糾紛進行技術上的檢查，達到了責任的明確化，對于規范科研管理有很大的幫助。同時，管理人員在處理好一些事務后或者有通知公告時，可以選擇向特定用戶（組）發送電子郵件。

科研項目申報是科研工作中比較煩瑣的事務，由于目前國家的各類項目、地方的各類項目、學校的項目在申報規范和規格上都有很多的區別，并且相應機構的申報表格或者申報程序不能完全兼容，所在在項目申報系統上需要存在很大的靈活性。系統開發人員將根據各年的不同基金的申報表格（系統）的不同開發相應的程序，以適應項目申報的要求。

6 在系統實施中應該注意的若干問題

1）在系統分析階段，需要在現有的業務流基礎之上和管理者做深入的交流，盡量做到對現有業務流的規范化，在必要的時候可以建立管理制度進行約束。

2）由于B/S結構是建立在公開的、開放性的技術基礎之上，采用的TCP/IP、HTTP、SMTP等協議都隱含著許多不安全的因素。因此，在采用了B/S結構的同時，從保障信息安全性的角度考慮，采用防火墻等技術措施來防范各種可能的非法入侵。在軟件控制上，采用口令、ID文件等多層次的身份認證措施，確保數據的安全保密，關鍵部位還可使用USB加密卡等。

[1]Daniel P.Bovet,Marco Cesati,陳莉君,馮銳,牛欣源,譯.Understanding the Linux Kernel (2nd Edition).北京:中國電力出版社,2004.

[2]Jonathan Corbet,Alessandro Rubini,Greg Kroah-Hartman,魏永明,耿岳,鐘書毅譯.Linux Device Drivers(3rd Edition).北京:中國電力出版社,2004.