大型儀器開放共享平臺信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

唐 琳，林小蓮

（1.廣西大學(xué) 計(jì)算機(jī)與電子信息學(xué)院，南寧 530004；2.廣西大學(xué)行健文理學(xué)院，南寧530005；3.桂林電子科技大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院，廣西 桂林 541004）

大型儀器開放共享平臺信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

唐 琳1，2，林小蓮3

（1.廣西大學(xué) 計(jì)算機(jī)與電子信息學(xué)院，南寧 530004；2.廣西大學(xué)行健文理學(xué)院，南寧530005；3.桂林電子科技大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院，廣西 桂林 541004）

針對高校中大型儀器設(shè)備使用率偏低、資源浪費(fèi)嚴(yán)重、效益較低、維修力度較弱等問題，在深入分析了大型儀器管理業(yè)務(wù)的流程基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個大型儀器信息管理系統(tǒng)。

大型儀器；管理系統(tǒng)；.NET框架

0　引 言

近日來，教育部提出“雙一流”建設(shè)的方案，該方案有助于破除高校身份壁壘，促進(jìn)公平競爭，更有助于調(diào)動高校積極性、激發(fā)創(chuàng)新活力。各個高校之間的競爭將日益激烈，如何在一流大學(xué)、一流學(xué)科建設(shè)中脫穎而出，保持學(xué)校的競爭力成為了亟待解決的問題。

眾所周知，人們衡量一所高校的辦學(xué)條件、管理水平和競爭力，往往是從其擁有的大型儀器設(shè)備的規(guī)模以及利用率上看的。高校教學(xué)科研工作中起著基礎(chǔ)性支撐作用的恰恰是大型儀器設(shè)備，并且大型儀器設(shè)備在高素質(zhì)人才培養(yǎng)，深層次水平科學(xué)研究和國家重大項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)研究中發(fā)揮著重要的攻堅(jiān)作用。因此，尋找大型儀器設(shè)備有效利用的方法，提高其利用率，不僅解決了大型儀器設(shè)備配置不均衡，使用效益低下等問題，同時(shí)也是提高人才、科研和社會服務(wù)質(zhì)量，保持高校可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在需要。

本設(shè)計(jì)提出建立一種大型儀器信息管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)對當(dāng)前大型儀器設(shè)備管理部門在對儀器的監(jiān)督管理過程中，僅僅發(fā)布儀器的一些基本介紹信息，無法對儀器設(shè)備的使用過程進(jìn)行控制管理，也無法對儀器設(shè)備的出入進(jìn)行信息化管理的情況，本管理系統(tǒng)研究設(shè)計(jì)了一種科學(xué)完善的儀器設(shè)備管理機(jī)制，方便主管部門合理管理和監(jiān)督大型儀器設(shè)備，收集并統(tǒng)計(jì)儀器的使用數(shù)據(jù)，并進(jìn)行綜合效益評估。

1　系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)

本系統(tǒng)采用三層架構(gòu)（數(shù)據(jù)層、應(yīng)用邏輯層、訪問層），使用.NET開發(fā)，實(shí)現(xiàn)輕量級中間件，遵循XML數(shù)據(jù)格式。

1.1.NET Framework簡介

.NET Framework是一種采用系統(tǒng)虛擬機(jī)運(yùn)行的編程平臺，以公共語言運(yùn)行時(shí)（Common Language Runtime，CLR）為基礎(chǔ)，支持多種語言（如C#、C++、VB等）的開發(fā)；也提供了一些工具和技術(shù)，讓開發(fā)人員能夠通過獨(dú)立于語言和平臺的方式來創(chuàng)建并運(yùn)行下一代應(yīng)用程序和Web服務(wù)。

.NET Framework包含4個組件：第一個是公共語言運(yùn)行時(shí)（Common Language Runtime，CLR）；第 二 個 是Framework類庫；第三個是并行計(jì)算平臺；第四個是動態(tài)語言運(yùn)行時(shí)（Dynamic Language Runtime，DLR）。.NET Framework的體系結(jié)構(gòu)（見表1）。

.NET Framework的功能：①提供了一個運(yùn)行環(huán)境，簡化軟件開發(fā)過程，降低版本沖突的可能性，以及盡可能消除腳本語言或解釋型語言的性能問題；②確保安全執(zhí)行代碼；③基于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行所有通信，與非.NET代碼集成；④讓應(yīng)用程序的開發(fā)過程獨(dú)立于語言和平臺，確保各種應(yīng)用程序的開發(fā)體驗(yàn)都是一致的。

1.2ASP.NET

ASP.NET是基于.NET Framework技術(shù)的新一代Web應(yīng)用程序開發(fā)系統(tǒng)，是一種建立在公共語言運(yùn)行庫上的程序架構(gòu)，通過該架構(gòu)可以建立功能強(qiáng)大的Web應(yīng)用程序。它提供了統(tǒng)一的Web開發(fā)模型，比如開發(fā)人員生成企業(yè)級Web應(yīng)用程序所需的各種服務(wù)。ASP.NET是一個基于.NET的環(huán)境下的已編譯的開發(fā)工具，可以用任何與.NET兼容的語言開發(fā)應(yīng)用程序，同時(shí)任何ASP.NET應(yīng)用程序都可以使用整個.NET Framework，實(shí)現(xiàn)了真正的前臺用戶界面和后臺邏輯處理代碼的分離。

1.3C#語言

C#是一種面向?qū)ο蟆㈩愋桶踩木幊陶Z言，它運(yùn)行在.NET Framework平臺之上。和其他現(xiàn)代編程語言一樣，C#也是一種面向?qū)ο蟮恼Z言，全面支持面向?qū)ο缶幊谈拍睿热纾豪^承、多態(tài)、封裝和抽象等，同時(shí)它借鑒了眾多不同的語言，以形成其語法和主要功能，它有語法優(yōu)雅、類庫龐大等特點(diǎn)，所以編程使用C#將會變得更加容易。C#也支持面向組件編程，能夠指定自帶文檔的獨(dú)立功能單元（組件），因此，編程過程中，只需提供一個模型，就能包含屬性、方法、事件以及有關(guān)組件的元數(shù)據(jù)，這就使得創(chuàng)建和使用組件的過程非常自然。

開發(fā)人員可以通過C#提供的語言功能利用CLR進(jìn)行改進(jìn)。比如垃圾收集功能自動管理內(nèi)存，可以通過異常處理提供的一種可擴(kuò)展的結(jié)構(gòu)化方法，能夠檢查錯誤并從錯誤中恢復(fù)。C#作為一種類型安全語言，可以避免發(fā)生以下情況：變量未被初始化，非法訪問內(nèi)存，將一種類型的數(shù)據(jù)存儲到只能接受另一種類型的地方。

除此之外，C#的語言功能和語法設(shè)計(jì)還減少了需要編寫的代碼量，使得代碼更加簡單，降低了發(fā)生常見錯誤的可能性。

表1　.NET Framework體系架構(gòu)

2　系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了將大型儀器設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化，讓網(wǎng)上管理儀器得以實(shí)現(xiàn)；開放性平臺具有網(wǎng)上預(yù)約、費(fèi)用計(jì)算、及時(shí)支付和儀器監(jiān)控的功能，能動態(tài)反映儀器的使用狀況，自動統(tǒng)計(jì)有效的機(jī)器使用時(shí)間，完成儀器的運(yùn)維管理。系統(tǒng)的整體框圖（如圖1所示）。

由圖1可知，大型儀器開放共享平臺信息管理系統(tǒng)分為四大功能模塊：系統(tǒng)導(dǎo)航模塊、儀器預(yù)約管理模塊、儀器管理模塊、數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計(jì)模塊。

2.1系統(tǒng)導(dǎo)航模塊

系統(tǒng)導(dǎo)航模塊主要提供基于角色的界面管理功能，是一個被系統(tǒng)中所有界面調(diào)用的基礎(chǔ)模塊。為此，不同角色的用戶所能訪問的界面是不同的，不同角色的用戶有不同的界面導(dǎo)航以及其相對應(yīng)的權(quán)限。系統(tǒng)導(dǎo)航模塊加載流程圖（如圖2所示）。

圖1　大型儀器開放共享平臺信息管理系統(tǒng)框圖

圖2　系統(tǒng)導(dǎo)航模塊加載流程圖

2.2儀器預(yù)約管理模塊

該模塊實(shí)現(xiàn)儀器預(yù)約及預(yù)約信息管理功能，分儀器預(yù)約子模塊和預(yù)約信息管理子模塊。儀器預(yù)約子模塊由時(shí)間預(yù)約、順序預(yù)約、送樣預(yù)約3個功能模塊組成。而預(yù)約信息管理子模塊則為管理員對無獨(dú)立操作資格的預(yù)約進(jìn)行預(yù)約確定、取消、調(diào)整等功能。

2.3儀器管理模塊

儀器管理模塊所管理的信息比較多，被劃分為4個子模塊：儀器入網(wǎng)管理模塊、儀器設(shè)備監(jiān)控模塊、儀器分類及分類屬性管理模塊、儀器綜合信息管理模塊。這4個模塊實(shí)現(xiàn)了對儀器入網(wǎng)進(jìn)行相應(yīng)的審核（準(zhǔn)入或拒絕）、實(shí)時(shí)查看設(shè)備的使用狀況、對入網(wǎng)儀器進(jìn)行相應(yīng)分類及各種信息顯示等功能。

2.4數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計(jì)模塊

數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計(jì)模塊實(shí)現(xiàn)儀器在線狀態(tài)顯示、使用時(shí)間統(tǒng)計(jì)及費(fèi)用計(jì)算支付功能。在線狀態(tài)子模塊讓管理員知道儀器的在線狀態(tài)如何，比如：故障、未上線或其他情況。使用時(shí)間統(tǒng)計(jì)子模塊讓管理員知道在某個時(shí)間段內(nèi)任何一個儀器的使用時(shí)長情況。同時(shí)提供查詢、導(dǎo)出任何一個時(shí)間段內(nèi)的每個儀器使用時(shí)長的功能。費(fèi)用計(jì)算支付模塊根據(jù)前面查詢到的使用時(shí)長進(jìn)行費(fèi)用計(jì)算及支付。

3　結(jié) 語

大型儀器開放共享平臺信息管理系統(tǒng)在實(shí)踐應(yīng)用中具有重要意義，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)上管理大型儀器設(shè)備；對大型儀器設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化操作，諸如網(wǎng)上預(yù)約、使用時(shí)間統(tǒng)計(jì)、費(fèi)用計(jì)算、及時(shí)支付和儀器監(jiān)控的功能，很好地對儀器設(shè)備進(jìn)行運(yùn)維管理，解決了大型儀器設(shè)備使用率偏低、資源浪費(fèi)嚴(yán)重、效益較低、維修力度較弱等問題，使對儀器設(shè)備的管理使用走向科學(xué)化、網(wǎng)絡(luò)化、自動化，提高人才、科研和社會服務(wù)質(zhì)量。

主要參考文獻(xiàn)

［1］［美］Scott J Dorman.C#5.0入門經(jīng)典［M］.劉琦，袁國忠，譯.北京：人民郵電出版社，2014.

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［4］邵晨曉.大型儀器設(shè)備協(xié)作共用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［D］.石家莊：河北師范大學(xué)，2010.

10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.16.107

TP311.52；G647.6

A

1673-0194（2016）16-0165-02

2016-07-08