基于.NET三層架構的科研管理系統的開發與應用

許 博

（南陽師范學院實驗室與設備管理處，河南南陽 473061）

0 引言

科研管理信息系統是為了實現高校科研業務的數字化管理，提高科研業務管理人員以及科研人員的工作效率，減少不必要的重復勞動。加速信息的記錄、查閱以及傳播速度，并且與“數字校園”中的其它系統相配合共同實現無冗余的統一信息管理。

科研管理信息涉及面寬，對網絡信息系統的覆蓋面和結構的要求較高。根據高校科研管理工作的一般規范和信息的分類體系，將科研管理要素轉換成網絡數據庫的相應字段，設計出既符合科研管理實際需要，又符合數據庫運行特點的科研信息數據結構。經過計算機技術人員編程，可實現管理人員與科研人員網上雙向科研管理信息傳遞，形成網絡化管理體系，可以滿足綜合性大學科研管理現代化的需要［1］。

1 系統體系結構

為了實現科研管理的信息化工作，方便科研人員及管理人員的使用，實現資源的共享和交流等，決定基于.NET技術開發科研管理系統。系統分為接口層、應用層、和數據層三層體系結構。接口層位于客戶端，相當于用戶界面，即Internet Explore等Web瀏覽器;應用層是系統核心部分，擔當主要的應用處理任務，包括處理接口層的 HTTP請求，及與數據庫服務器的連接和交互;數據層位于底層，以 ADO.NET為接口，Microsoft SQL Server為架構，主要處理應用層對數據的請求［4］。

為了保證安全，對系統關鍵數據的修改，刪除，數據導入，報表統計、打印等操作采用C/S模式，由科研處的工作人員使用后臺客戶端程序來直接訪問數據庫（通過密碼驗證）。

一般科研人員可以用B/S模式直接通過網絡在線填報數據，填報的數據存儲在臨時數據庫中，確認后導入永久庫中［5-7］。

由于科研信息需要和外界交流數據，因此提供了一組Web服務，可供其他系統調用。所有Web服務只能讀取數據庫的內容以保證數據的安全性，只讀數據庫與可修改數據庫同步，其系統結構見圖1［11］。

圖1 系統結構圖

2 系統功能分析

一個功能完全滿足基本需要的系統，必須包括以下幾個模塊：

（1）科研人員/機構管理。建立科研院所的科研人員數據庫，并根據該數據庫對科研人員進行跟蹤與考核，由科研管理部門授權專人對科研人員數據庫進行維護;記錄科研院所的科研機構情況。

（2）科研論文/專著信息管理。能夠在線對論文專著信息進行登記、查看。包括自然學科論文論著管理，社會學科論文論著信息管理;論文著作作者等查詢更新等。

（3）研成果管理系統。查詢、管理項目相關的成果與專利情況，包括專利管理，管理科研院所的專利授權資料;項目鑒定管理，可動態生成“科研項目鑒定匯總表”;獲獎情況管理，主要功能是登記與統計我校教師與科研人員的科研成果獲獎的名稱和等級、與合作單位的分享情況，當然也具備查詢和打印的功能。

（4）項目管理。項目的概況管理：對項目的整體情況作一個登記;項目的經費管理：可以查詢、管理項目相關的經費收入/支出情況;項目的人員管理：該部分與科研人員管理系統相連接，可以查詢、管理項目/合同相關的科研人員情況、項目的負責人及其介紹、項目的人員安排計劃等。

（5）統計。提供對科研項目，科研論文，科研人員，科研成果，科研人員的科研工作量的統計打印工作。

（6）系統管理。用戶管理：包括添加用戶，刪除用戶，修改用戶信息，設置用戶權限，修改用戶的權限等。系統維護：數據備份，日志管理。

（7）公告信息管理。包括政策，法規，通知等公用信息的顯示與管理。

（8）下載區。提供各類文件，表格的下載。

（9）幫助。系統的使用說明。

用UML描述的項目管理簡化類圖見圖2：

圖2 項目管理的簡化類圖

3 系統實現及應用情況

系統主要以Windows DNA的三層體系結構為構架。以.NET為開發環境，采用面向對象技術和組件技術相結合的方法來進行設計與開發。

3.1 數據層的設計

數據庫設計是科研管理系統開發過程中一個非常重要的環節，數據服務層主要是利用ADO NET實現對數據的操作，并在數據庫管理系統上開發存儲過程、觸發器、視圖來完成數據服務層的功能［8-9］。科研管理系統涉及到的數據庫非常多，通過分析和研究，根據各數據庫的功能，將其分成三大部分：

（1）主題數據庫。存放科研管理系統的各種信息，只有管理員有權修改，主要有用戶庫、科研機構庫、科研人員庫、論文/專著庫、科研成果庫、專利庫、科研項目庫等。

（2）基本信息數據庫。包括若干張對照表，有課題來源對照表、獎勵級別對照表、成果水平對照表、成果形式對照表;若干張代碼表，有學科碼、項目來源碼、單位類型碼、國家代碼等等。這部分數據表是建立信息系統的基礎。

（3）臨時數據庫。臨時庫存儲沒有提交的申報數據，主要是各種申報登記情況的臨時信息，可以由申報人修改，這些臨時庫和主題庫的結構一致，主要供科研人員在申報登記期間使用。由于一些表格比較復雜，可能需要多次修改才能完成。填報過程中，允許科研人員對其填報的數據進行修改、刪除、添加，可以將其填報的信息存儲在臨時庫中，確認信息完成后，再進行提交。一但正式提交，進入主題庫之后，不允許科研人員再對其修改，這時的修改操作有系統管理員來完成，以保證數據的正確性和完整性。

3.2 業務層組件的劃分與設計

在該系統中根據需求分析和設計，抽象出主要的業務層組件有：

（1）科研項目管理組件。對科研項目進行管理。完成對科研項目，參加人員進行添加、修改、刪除，更新，查詢。

（2）科研成果管理組件。對科研成果進行管理。完成對專利信息進行添加、刪除、查詢，對項目鑒定情況進行添加、修改、刪除、查詢，對項目獲獎情況進行添加、修改、刪除、查詢。

（3）論文/專著管理組件。對論文/專著進行管理。對論文表，專著表進行添加，刪除，修改，更新。

（4）科研經費管理組件。對科研經費進行管理。對撥入表，支出表進行添加、刪除、修改、更新，對經費使用情況進行統計。

此外還有：人員信息管理組件、科研機構管理組件、系統數據維護組件、用戶數據維護組件等等，因篇幅關系，不再贅述。

3.3 表示層的設計

在科研管理系統中，表示層主要有兩種方法實現，①Windows Forms，主要來處理系統管理員的界面和接口，進行一些必要的系統維護處理。② Web Forms，大多數工作是通過IE瀏覽器進行的，是由.NET的ASP.NET Web Forms來實現［9-14］。主要是設計一系列的網頁界面，用于進行用戶的登錄，完成數據的在線填報，各種操作需求，將接受的信息數據傳遞給業務層。

3.4 Web 服務示例

科研管理系統在整個高校信息系統中不是孤立的，需要和其他系統交換數據，比如：和設備管理系統，財務管理系統，人事管理系統等，特別是在項目管理中，國家級、省級、部級項目申報與管理都各成體系，科研人員在參與這些項目時都需要和其他系統進行數據交流，基于這種考慮，科研管理系統應該提供一些信息，供其他系統調用。

系統的這個功能有一組Web服務來完成，下面是一個根據作者姓名進行論文查詢的Web服務示例。

Web服務非常短，這是由于我們在應用層已經對應用邏輯作了封裝，使用時，只需調用就行。

本系統在南都科技學校、南陽電大、北方職業學校等多家科研管理中得到廣泛應用，效果良好。

4 結語

由上面的分析可以看到，在.NET環境下開發應用程序，采用三層結構的方法，可以將各層功能分離開，分別進行設計，這樣，其中某一層發生了變化，只需要修改該層代碼即可，不影響其他各層，是設計更加方便快捷，并且易于分工合作，這里設計的關鍵是數據層和應用層的設計，當完成數據層、應用層后，以精練的ASP腳本語言把組件集成到頁面之中，從而有效降低開發難度，加快開發進度［15-21］。

（References）：

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