開放式實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

劉海玲　劉玉萍　王成敏

摘 要：本文通過對(duì)現(xiàn)有高校實(shí)驗(yàn)室管理的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，針對(duì)存在的問題，給出了開放式實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)方法。該系統(tǒng)從不同用戶的需求出發(fā)，為其提供不同權(quán)限的服務(wù)功能。包括學(xué)生在線查詢、預(yù)約實(shí)驗(yàn)資源；教師在線發(fā)布實(shí)驗(yàn)任務(wù)及跟蹤實(shí)驗(yàn)進(jìn)度；實(shí)驗(yàn)室管理員對(duì)各項(xiàng)軟硬件資源的管理；各級(jí)院系領(lǐng)導(dǎo)查看階段性報(bào)表、設(shè)備資源利用率等功能。該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用，不僅可以提高實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的使用率及開放程度，又可以提高管理效率及投資效益。

關(guān)鍵詞：開放式實(shí)驗(yàn)室；三層架構(gòu)；ASP.NET

中圖分類號(hào)：TP311.52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 引言(Introduction)

現(xiàn)今，隨著高校實(shí)驗(yàn)室設(shè)備資源在質(zhì)與量上的提升，越來越多的問題擺在了學(xué)生、教師、管理員及各級(jí)院系領(lǐng)導(dǎo)面前。例如,各實(shí)驗(yàn)室相互獨(dú)立，導(dǎo)致資源無法最大化的使用和很低的實(shí)驗(yàn)設(shè)備使用率；實(shí)驗(yàn)室功能雖多，但多而散，無法形成綜合優(yōu)勢[1]；各級(jí)管理員無法有效并清晰的隨時(shí)隨地對(duì)相關(guān)軟件、硬件資源信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與掌控，造成管理上的不便；除此之外，設(shè)備的購買、保修、送檢及維護(hù)也需要進(jìn)行很多報(bào)表的填寫，若是需要對(duì)某一時(shí)間段或者某一類型的設(shè)備進(jìn)行相關(guān)統(tǒng)計(jì)任務(wù)，則需要花費(fèi)很多的時(shí)間及精力。

綜上，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)開放式的實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)具有極大的實(shí)際使用價(jià)值。在此之前，有些人對(duì)高校實(shí)驗(yàn)室管理模式經(jīng)過研究與實(shí)踐，提出自己的觀點(diǎn)，例如：論文[2]基于_Net的開放式實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)所提出的解決方案，在新實(shí)驗(yàn)課標(biāo)的要求下，對(duì)于綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)無法進(jìn)行有效管理,導(dǎo)致該實(shí)現(xiàn)方案過于簡單；論文[3]高校開放式實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理系統(tǒng)研究，對(duì)于教師及學(xué)生的功能需求考慮較少；論文[4]開放式實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，未能體現(xiàn)開放式的真正內(nèi)涵，即實(shí)驗(yàn)設(shè)備信息的網(wǎng)上查詢、統(tǒng)計(jì)及預(yù)約。

本文內(nèi)容組織如下：首先，設(shè)計(jì)了開放式實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)OLMS(英文全拼)的基本體系結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行了系統(tǒng)需求分析；在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，給出了系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖；接著對(duì)該系統(tǒng)的主要實(shí)現(xiàn)過程進(jìn)行了詳細(xì)說明；最后，給出了該系統(tǒng)下一步需要完善的功能及小結(jié)。

2 開放式實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)OLMS的基本體系結(jié)

構(gòu)(The basic architecture of open laboratory

management system)

2.1 OLMS系統(tǒng)的基本體系結(jié)構(gòu)

OLMS系統(tǒng)的基本體系結(jié)構(gòu)由五層構(gòu)成，從上到下依次為網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、系統(tǒng)服務(wù)支持環(huán)境、數(shù)據(jù)層、邏輯層和用戶操作層即顯示層。

2.2 OLMS系統(tǒng)需求分析

OLMS系統(tǒng)的主要使用者有四類人員：學(xué)生、教師、實(shí)驗(yàn)室管理員、院系各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)及教研室主任。這四類角色對(duì)于OLMS系統(tǒng)的主要功能期望為：課內(nèi)/外實(shí)驗(yàn)、綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的相關(guān)管理及操作；實(shí)驗(yàn)設(shè)備及資源信息的管理操作；在線預(yù)約實(shí)驗(yàn)設(shè)備及資源；查詢預(yù)約結(jié)果等；實(shí)驗(yàn)室設(shè)備、資源的電子化管理功能；新實(shí)驗(yàn)的申報(bào)及審核流程；提交、批改、指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)報(bào)告功能；瀏覽、查詢、編輯實(shí)驗(yàn)電子課件；統(tǒng)計(jì)報(bào)表功能；除此之外，該OLMS還需實(shí)現(xiàn)部分系統(tǒng)或者公用功能。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)(System design)

根據(jù)前述的基本體系結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)需求分析，設(shè)計(jì)OLMS系統(tǒng)的系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1 OLMS系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

Fig.1 System function structure

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)(System implementation)

4.1 程序開發(fā)及運(yùn)行環(huán)境

本系統(tǒng)開發(fā)中，采用Microsoft Visual Studio 2005工具，SQL Server 2005，Microsoft.NET Framework SDK v2.0。

4.2 編碼規(guī)范

為了項(xiàng)目的規(guī)范，在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)之前，定義了相關(guān)的數(shù)據(jù)庫命名規(guī)范，包括數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)表、字段、視圖、存儲(chǔ)過程、觸發(fā)器等的命名規(guī)范；程序代碼命名規(guī)范，包括變量及對(duì)象名稱定義規(guī)則、數(shù)據(jù)類型簡寫規(guī)則、控件命名規(guī)則等。

4.3 編碼實(shí)現(xiàn)

編碼實(shí)現(xiàn)主要包括以下部分：數(shù)據(jù)處理層、主要功能模塊及界面層的實(shí)現(xiàn)。

4.3.1 數(shù)據(jù)處理層的編碼實(shí)現(xiàn)

為了簡化大量重復(fù)性的數(shù)據(jù)庫訪問及數(shù)據(jù)處理操作，本系統(tǒng)單獨(dú)做了數(shù)據(jù)處理層的編碼實(shí)現(xiàn)，以供功能模塊的調(diào)用。

4.3.2 主要功能模塊的實(shí)現(xiàn)

功能模塊主要為功能服務(wù)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)單獨(dú)的邏輯功能，主要包括以下各子模塊：

(1)系統(tǒng)功能模塊及其編碼實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)功能模塊及其算法主要包括：第一,系統(tǒng)的初始化功能；第二,對(duì)數(shù)據(jù)信息等的管理；包括用戶信息管理[5]、平臺(tái)的管理、數(shù)據(jù)與資料的管理等；第三,用戶權(quán)限的分層設(shè)置及管理。

(2)學(xué)生功能模塊及其編碼實(shí)現(xiàn)

學(xué)生功能模塊主要實(shí)現(xiàn)的功能有：學(xué)生個(gè)人信息的瀏覽及部分修改功能；學(xué)生信用度算法模塊；本學(xué)期課內(nèi)/外實(shí)驗(yàn)、綜合性或創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的相關(guān)功能實(shí)現(xiàn)，使用在線資源例如在線答疑、在線討論區(qū)、在線題庫等功能。

(3)教師功能模塊及其編碼實(shí)現(xiàn)

教師功能模塊主要實(shí)現(xiàn)的功能有：學(xué)期初的課內(nèi)/外實(shí)驗(yàn)申請；綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)申請；新開設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的填報(bào)及申請；查詢本學(xué)期實(shí)驗(yàn)課表及實(shí)驗(yàn)安排內(nèi)容；布置預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)要求；審核學(xué)生的課外或其它實(shí)驗(yàn)申請；對(duì)個(gè)人信息的管理或依據(jù)條件查詢學(xué)生的基本信息。

(4)實(shí)驗(yàn)室管理員功能模塊及其編碼實(shí)現(xiàn)

實(shí)驗(yàn)室管理員功能模塊主要實(shí)現(xiàn)的功能有：第一，實(shí)驗(yàn)室子系統(tǒng)管理；第二，審核實(shí)驗(yàn)預(yù)約功能；第三，實(shí)驗(yàn)室設(shè)備運(yùn)行管理，即設(shè)備運(yùn)行時(shí)的過程數(shù)據(jù)管理；第四，實(shí)驗(yàn)室設(shè)備資源的管理；第五,設(shè)備統(tǒng)計(jì)分析功能等。

4.3.3 界面層的實(shí)現(xiàn)

該系統(tǒng)界面層的實(shí)現(xiàn)主要滿足簡潔、清晰、個(gè)性化定制的目標(biāo)。為了實(shí)現(xiàn)簡潔、清晰，系統(tǒng)以藍(lán)色為主色，統(tǒng)一了系統(tǒng)的界面框架，任何用戶訪問該系統(tǒng)時(shí)，都能看到一個(gè)布局統(tǒng)一、顏色一致的界面。

5 結(jié)論(Conclusion)

系統(tǒng)經(jīng)過一年多的運(yùn)行，極大地方便了實(shí)驗(yàn)課程管理、實(shí)驗(yàn)預(yù)約等教學(xué)工作的開展，取得了良好效果。后續(xù)需解決的問題：如何由點(diǎn)及面，打破原有小而散的模式，進(jìn)行校一級(jí)的實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)？如何與硬件控制器相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和管理，確保實(shí)驗(yàn)室的全天候開放和安全？如何為各種終端設(shè)備用戶提供友好的服務(wù)等問題。

參考文獻(xiàn)(References)

[1] 張松,陳志剛,金亮.開放實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案比較及實(shí)

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[2] 焦鉻,劉輝,陳受凱.基于.Net平臺(tái)的開放式實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)

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[3] 謝健,劉原奇,易先卉.高校開放式實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理系統(tǒng)研究

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[4] 姜浩,等.開放式實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].實(shí)驗(yàn)室研

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[5] 尹紅,李海燕.基于C/S和B/S混合結(jié)構(gòu)的高校開放式實(shí)驗(yàn)室

管理系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[J].信息系統(tǒng)工程,2009(6):29-32.

作者簡介：

劉海玲(1978-),女,碩士,講師.研究領(lǐng)域：web應(yīng)用及開發(fā).

劉玉萍(1969-),女,本科,工程師.研究領(lǐng)域：web應(yīng)用及開發(fā).

王成敏(1975-),女,碩士,副教授.研究領(lǐng)域：人工智能.