高校機房管理系統的設計與實現

張建

（安徽經濟管理學院，安徽 合肥 230031）

高校機房管理系統的設計與實現

張建

（安徽經濟管理學院，安徽 合肥 230031）

本文針對高校機房規模不斷擴大和服務對象復雜多樣的特點，根據安徽經濟管理干部學院機房的目前的管理現狀，結合對課程安排等問題提出了有效管理機房并充分利用課余時間開放機房設備.充分利用現有資源開發一套高效的管理系統，既可以為學生提供更加有效、安全、便捷的上機進行課程實踐環境，又可以提高管理人員對公共機房的科學管理水平.本系統開發過程中采用了VC++數據庫編程、網絡編程等核心技術和VC的繪圖技術，實現了預定目標.

計費管理；ADO；屏幕監控；Socket；遠程管理；數據可視化

1 前言

目前高校的機房主要的服務對象是全院師生，主要提供實驗實訓教學、業余有償自由上機實踐和考試任務.為了使這些任務得以優質高效完成，對機房的管理工作提出了新的挑戰.特別是隨著高校辦學規模的逐漸擴大、上機實踐課程任務和計算機教學實驗部門的計算機實驗設備數量的增加，高效地管理這些機房成為了迫切需要解決的問題.機房管理信息系統要解決人工管理方式中存在的問題，又要彌補其它傳統管理系統方式中的不足，利用現代計算機和數據庫開發技術來代替人工處理機房工作是很必要的.很大程度上可以提高工作質量和效率，提高機房的利用率和機房管理水平，保證機房管理的穩定和高效運作，確保學生正常上機，提高機房的工作效率，使機房的利用率達到最大化，基于對這些情況的仔細調查、分析，基于以上情況利用現有的硬件資源，結合計算機軟件開發技術開發一套完整的公共機房管理系統.使公共機房管理真正實現信息化，管理水平提高到一個新臺階.

2 系統分析

1.1 可行性分析

軟件的開發必須遵循安全可靠、穩定、維護性好等原則，既要能滿足目前的需要，又要能適應將來擴展升級的需要.

從技術角度來看：本系統采用Visual C++6.0作為開發工具來開發該系統界面以及實現各個模塊功能，并利用ADO技術連接訪問數據庫，利用VC的網絡編程技術和繪圖技術開發軟.

從經濟角度：就經濟效益來分析，軟件的開發成本不大，而其它的投入也只是計算機.由于系統運行的基礎環境均已具備，無需重新開發建設，所以系統開發、運行所需的費用是比較低的.

1.2 需求分析

需求分析關系到設計的合理性和實用性，現提出機房管理需求情況：

（1）系統能夠產生學生使用計算機情況的詳細記錄，對設備的使用可以直接追索到使用者，業余時間上機還增加監控方式，要基本上能夠杜絕惡意損壞等行為的發生；

（2）老師可以根據正常實驗上機記錄統計學生的出勤情況，為學校和老師更有效的了解學生實驗和實習情況提供數據依據；

（3）學生通過登錄認證或刷卡認證方式使用計算機，系統會根據課程表判斷是課堂上機，還是業余自費上機；學生在下機時必須做退出或注銷操作，否則可能會被認為正在使用而計費情況.

（4）自動控制，管理端可以喚醒（開啟）和關閉指定的或全部的客戶端計算機，當客戶端無人再次登錄使用時鎖定，一定時間后自動關閉；

（5）機房管理員可以遠程控制學生機，提供必要的遠程協助功能并可以實時撲捉到學生屏幕信息用來監控用機情況；

（6）管理機應能自動計費，實現課程表的相關管理功能，做到根據課表自動區別計費與否；

（7）系統有完整的設備管理庫并提供實時監控這些設備的使用，為高校固定資產管理提供機房設備情況的參考；

（8）完成機房計算機使用情況統計匯總與報表的生成;按年度或學期統計分析機器使用情況，機房賬務情況，完成實驗課時量.

3 系統設計

3.1 系統模塊的劃分

通依據上面的需求分析，經研究與論證，結合機房管理實際情況，設計出系統主要模塊：

（1）機房計費管理模塊：主要實現用戶管理和賬戶功能，包括用戶的添加、刪除、修改和查詢等操作；賬戶管理實現帳戶充值、賬戶的掛失和解掛等操作.如圖所示.

（2）網絡管理模塊：完成公共機房網絡管理工作，包括對學生機的開啟和關閉、屏幕監控、硬件設備的管理，提供消息收發、文件收發和遠程幫助等操作功能.

（3）客戶端模塊：集成了機房管理系統中的計費程序、登錄控制管理的部分程序和數據通信等程序功能.

（4）數據可視化模塊：系統中產生大量的用戶使用數據進行可視化處理，生產相應圖表圖形.

3.2 系統數據庫設計

數據庫設計根據系統的需求分析要求主要是對數據庫進行的一些詳細的設計，包括設計數據庫的結構和建立數據庫.根據用戶的需求和系統功能功能設計數據庫，既要考慮到現實情況以及程序設計時實現的可能性，又要使設計出的數據庫中數據的冗余度盡可能小以減少存儲空間，并使設計出的數據庫盡可能滿足高一級范式的要求.本系統中的數據庫表主要是在ACESS下創建的，根據系統要求設計出用戶信息表，類似的設計出：上機信息表、上機歷史記錄表、機器基本情況表、課程安排基本情況表和管理人員信息表.

3.3 主要模塊設計與實現

本系統采用基于局域網的客戶/服務結構模式，主要包括計費管理子系統、網絡管理子系統、信息管理子系統和系統數據可視化等模塊.

3.3.1 計費管理子系統

客戶端遠程登錄，通過遠程服務器驗證合法有效用戶后可以使用本臺客戶機，并開始計費功能.

實現原理：VC對timer計時器的操作.首先通過添加wm_timer消息來產生On_timer消息響應函數，然后通過settimer（1,18000,NULL）函數設置計時器，程序執行了這個settimer函數后，就會自動按照你設置的時間每隔一段時間調用On_timer函數，最后在On_timer函數里添加訪問系統數據庫的動作代碼.計費操作的過程是在計費對話框中的On_timer消息響應函數實現的.具體實現方法步驟：

（1）創建ADO對象如ado，利用ado對象的OpenRecordset（）打開遠程管理機中得數據庫；

（2）利用ado對象的m_pRecordset指針的GetCollect()訪問并取出當前學號的用戶的賬戶余額；

（3）如果取出的余額（yue）小于0.05（以1元錢每小時計），此時余額不足，直接將余額置成0，利用m_pRecordset指針的PutCollect方法將實際余額0寫入遠程系統數據庫完成一次計費出現余額不足提示對話框，客戶端啟動倒計時關閉系統；

（4）如果取出的余額（yue）大于0.05，利用m_pRecordset指針的PutCollect將當前余額減去0.05后再寫入遠程系統數據庫，成功完成一次計費，計時器歸零重新開始計費；

（5）系統數據庫記錄更新Update，以便下次訪問到最新的真實的數據，關閉系統數據庫并執行定時器消除Ki1lTimer(1)操作.

3.3.2 網絡管理子系統的設計與實現

網絡管理子系統設計功能包括遠程控制操作、鎖屏和解鎖控制操作、遠程監控操作和遠程服務等操作.

3.3.2.1 遠程控制啟動、注銷和關機等操作實現

遠程開關機器操作，即在管理端對需要關閉的客戶端計算機發送關機指令，客戶端計算機收到指令后啟動關機程序關機.為了有效節省能源系統提供自動關機功能，就是在客戶端無人再次登錄時關閉計算機.

遠程控制是利用Windows系統編程接口(WIN API函數)和鉤子技術來實現的.其基本原理是，客戶端的Socket發送命令到服務端的Socket，同時當服務器收到相應的指令，就執行相應的操作說明，當然，這些都是在服務端的管理計算機作上運行的.操作的本質就是調用API函數BOOL ExitWindowsEx(UINT uFlags,DWORD dwReserved);可以根據uFlags的取值不同分別實現注銷、重啟、強行關機等操作.

通過以上的設計可以使應用程序獲得獲得相關權限，執行注銷、重新啟動或關閉計算機等操作.結合遠程通信編程技術實現網絡管理中的遠程控制.

3.3.2.2 遠程屏幕鎖定和解鎖

客戶端在正常登錄認證之前處于鎖屏狀態，當用戶輸入正確的用戶名和密碼登錄后，經過驗證為合法用戶，管理機向該客戶端計算機發送解屏信息，此時客戶端用戶可正常使用客戶端計算機，屏幕解鎖完成.本系統設計是采用鎖定鍵盤功能鍵，如WIN鍵或Ctrl-Alt-Del等，限定了鼠標和隱藏了任務欄.鎖定后用戶既不能終止客戶端登錄程序，也不能啟動其它進程.

3.3.2.3 遠程監控

遠程監控操作包括遠程屏幕監控和遠程硬件設備監控管理.管理端可以捕捉到監控遠程客戶端計算機屏幕信息和操作情況，可以提供上機監管和提高實驗教學質量；遠程設備監控管理是對客戶端計算機的硬件情況實時列表檢測，管理人員可以有效和固定資產中計算機設備情況進行定期核對，以便有效管理固定資產內部設備的完整性.

3.3.2.4 遠程服務

在網絡管理中遠程服務是實現遠程計算機之間的文件和消息的收發操作以及遠程協助管理操作即協助控制計算機.遠程服務體現了在加強了學生之間的交流和學習的同時，也實現的遠程協助控制操作，這在計算機教學起到輔助作用.

3.3.3 數據可視化的設計與實現

可視化技術可以提高使用者對數據的理解和識別能力，使管理人員很容易的從大量數據中分析總結出有效的決策信息.

3.3.3.1 系統數據可視化的實現原理和意義

圖表圖形可視化，根據歷史上機記錄庫分類匯總成相應統計表，將每年度每月份上機使用和收入情況繪制成直方圖；如果公共機房總上機情況的分析問題，需要計算總機時中各個教學系部使用構成比例時，這就需要繪制出餅型圖顯示出來，管理人員可以更好的對比各個月份課余機房使用情況.分析收入和安排值班情況.

本系統中數據可視化主要是分別用直方圖和餅形圖對各年度機房收入情況和平時上課實訓機時統計匯總信息作可視化處理.對處理結果數據利用VC的GDI繪圖技術繪制出相應直方圖和餅形圖.

3.3.3.2 系統數據可視化步驟：

（1）直方圖數據項處理.從數據中提取所要的數據，根據這些數據進行圖表處理.先設置12個內存變量m0-m11分別用來存放1月至12月份的上機使用機時的消費金額之和.這12個變量值是用來繪制直方圖的有效數據.

（2）直方圖數據項映射.在數據映射過程中，實現數值數據和幾何圖形的映射，實質就是將數據項的數值數據轉換成幾何數據.利用所得出數據和幾何要素進行映射，結果如下所示.

直方圖數據映像處理圖

（3）直方圖繪制和顯示.

根據前面對數據項的處理和映射，利用VC的GDI繪圖技術繪制出相應直方圖.系統用戶選擇年度后點擊繪制直方圖按鈕，即可繪制出直方圖.

4 系統應用及總結

4.1 系統應用情況

高校公共機房管理系統于2014年開始在安徽經管學院西校區公共機房正常使用，運轉良好，受到師生的好評，用戶需求分析中的功能模塊基本上全部實現.該系統的運行，給我們省級基礎教學示范中心帶來許多便利和效益.大大減輕了管理人員的工作負擔，提高了工作效率，同時有效提高設備的使用率提高了教學質量.

4.2 總結

本文選擇高校公共機房計算機管理為研究對象，以實現機房的全自動化管理、提高工作效率、降低勞動強度為目標，在分析機房計算機管理需求和模式的基礎上，以網絡通信技術和數據庫訪問技術為手段，提出了用C/S架構來實現機房計算機管理的模型，并依此模型開發了一個可行的系統.采用本系統進行機房管理實現了學校機房的規范化制度化管理，同時也方便了學生上機使用，簡化了管理員的管理.在機房管理員的監控下，實現了機房的自助式管理，基本上達到了設計時的要求.

〔1〕覃國蓉，何濤.校園機房課堂監控管理系統的設計與實現.計算機應用與軟件，2011(28).

〔2〕鄭昌波，秦前清，袁軍.簡化計算機遠程控制技術研究及實踐.計算機工程與設計，2005，26（6）.

〔3〕唐彬.Visual C++案例開發集錦.電子工業出版社.

〔4〕董萬歸.機房管理系統中一種登陸控制的設計與實現.軟件導刊，2010，9（5）.

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