計算機實驗室管理系統(tǒng)設計與實驗研究

摘 要：在我國的很多高校中開設了計算機實驗室，計算機實驗室不斷擴大的規(guī)模與頻繁使用給計算機實驗室的管理帶來了很多問題。本文簡述了計算機實驗室的現(xiàn)狀，探討如何設計管理系統(tǒng)。

關鍵詞：計算機實驗室；管理系統(tǒng)；設計；實驗研究

1 計算機實驗室的現(xiàn)狀

很多高校在教學工作中開始教學改革，逐漸實行開放式的教學。學生借助計算機實驗室及時與老師溝通，不受時空限制，極大地方便學生們的學習。與其他實驗室相比，計算機實驗室在管理上程度難度較大。在計算機實驗室很多設備需要及時更新，設備易受四周環(huán)境的影響，每天上機的學生很多隨意選擇機位。每天很多計算機同時打開、持續(xù)工作。學生在使用計算機時可能會修改或是刪除系統(tǒng)文件，在下載一些東西時可能會導致病毒入侵該臺計算機。以上這些問題使計算機的管理極為棘手。目前我國高校實驗室管理計算機時主要有三個方面：第一，基本管理，包括設備廢除、引入等等；第二，信息管理，安排計算機使用的課程、教師與班級的排課等等；第三，課余時間自由開放，包括上機卡管理、記錄上機時間等等。現(xiàn)階段，很多學校的計算機實驗室的管理制度存在不少問題，缺乏整體規(guī)劃。

2 計算機實驗室管理系統(tǒng)設計的關鍵

2.1 安全性

計算機實驗室管理系統(tǒng)是一個綜合管理系統(tǒng)，包括信息管理、財務管理與網(wǎng)絡控制，尤其在財務管理上安全要求最高。各類學校為了方便學生使用計算機，在課余時間實行機房對外開放，在設計機房管理系統(tǒng)必須首先考慮完全性。安全性主要指系統(tǒng)自身的安全與數(shù)據(jù)的安全，該系統(tǒng)既要免受惡意攻擊又要保護數(shù)據(jù)的完整性、正確性。系統(tǒng)安全包括4個方面：第一，安全登錄客戶端，很多學生在使用計算機時繞過登錄界面，導致管理失控，系統(tǒng)無法發(fā)揮作用。因此，必須嚴格要求學生首先進入登錄界面登錄所需信息時再上網(wǎng)。第二，嚴禁學生登錄后拔掉網(wǎng)線。如果學生在正常登錄后拔掉網(wǎng)線將會導致客戶端與服務器信息中斷，管理員無法進行管理。第三，數(shù)據(jù)庫安全，計算機的數(shù)據(jù)庫里的信息極為重要，它記錄整個系統(tǒng)安全運行的所有數(shù)據(jù)，比如學生的上機記錄、管理員與學生的信息等等，必須確保這些信息的安全。第四，在網(wǎng)絡傳輸中保證數(shù)據(jù)的安全。在傳輸過程中信息被修改或是阻截，整個系統(tǒng)將會紊亂，甚至導致系統(tǒng)癱瘓。

2.2 系統(tǒng)速度

系統(tǒng)速度包括登錄速度、上網(wǎng)速度、傳輸信息的速度等等，它的快慢在很大程度上影響系統(tǒng)的功能。如果使用管理系統(tǒng)后，計算機上網(wǎng)速度慢或是信息響應緩慢，那么系統(tǒng)失去了實用意義。

2.3 網(wǎng)絡延時

機房管理員主要通過遠程手段管理機房，遠程控制是指控制器與被控制對象在空間位置上分開，借助一些通信手段實現(xiàn)反饋信息與控制信息的傳輸。建立于Internet的遠程控制系統(tǒng)無法實時傳遞系統(tǒng)的運動信息。實驗表明，傳遞信息的過程會產(chǎn)生一定的延時時間和不確定性的延時，這些情況極易丟失信息與數(shù)據(jù)，影響系統(tǒng)速度與網(wǎng)絡安全，因此，在設計系統(tǒng)時需要考慮網(wǎng)絡延時。

2.4 數(shù)據(jù)庫的設計

在設計系統(tǒng)時主要考慮兩個方面：網(wǎng)絡與數(shù)據(jù)庫。計算機將全部信息保存在數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫設計是否合理將會直接影響軟件的質(zhì)量，影響軟件訪問數(shù)據(jù)的速度。在設計數(shù)據(jù)庫時需要考慮下面幾個方面：第一，數(shù)據(jù)一致，就是指工作編碼是唯一的；第二，合理冗余，若是數(shù)據(jù)冗余較低，保證了完整的數(shù)據(jù)，但是增加了連續(xù)查詢的過程，延長了數(shù)據(jù)的響應時間；第三，合理地數(shù)據(jù)類型，數(shù)據(jù)類型的不同的運算速度、存儲空間也不一樣，選擇合理地數(shù)據(jù)類型很有必要。

3 設計計算機實驗室管理系統(tǒng)

針對實驗室的實際情況，在設計機房的管理系統(tǒng)采用C/S體系結構，C/S結構為三層C/S結構與傳統(tǒng)C/S結構。在傳統(tǒng)C/S結構中包括兩層結構，分為服務器程序與客戶機程序。兩層的C/S結構在系統(tǒng)性能與工作效率上有很多弱點，所以，在設計機房管理系統(tǒng)時采用三層C/S結構，在客戶層與數(shù)據(jù)庫管理層間加入一個添加中間層。這個中間層主要負責C/S結構下處理的業(yè)務數(shù)據(jù)，這樣提高了系統(tǒng)的擴展性與靈活性。機房的管理系統(tǒng)的功能模塊主要分為兩個模塊：客戶端模塊與服務器模塊。

4 計算機的實驗研究

計算機實驗是新的科學實驗，一個完整的計算機實驗包括五個步驟，第一步，找出實際系統(tǒng)。在研究實體系統(tǒng)要保證系統(tǒng)的相關性與完整性，劃分系統(tǒng)的環(huán)境與邊界，收集相關的信息。第二步，建數(shù)學模型，根據(jù)實際系統(tǒng)的數(shù)據(jù)經(jīng)過分析，進一步確定系統(tǒng)的要素、變量、參數(shù)等等，再用專業(yè)的數(shù)學語言描述。第三，建計算機模型，將建好的數(shù)學模型編譯成計算機語言，進一步建立計算機模型。第四，計算機實驗將計算機模型在實際的計算機上進行操作，在多次實驗后確定最優(yōu)的方案。第五，結果分析，對這些實驗結果分析與評估，判斷結果是否與實際系統(tǒng)符合。若是不符合實際情況，需要進一步檢查實驗步驟，重新做實驗。計算機實驗實際上是利用計算機根據(jù)實際的數(shù)學模型建立的模擬實驗。

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