計算機機房課程預約系統(tǒng)的實現

王英奎　朱鵬飛　郭洪亮

摘 要：高校計算機機房的排課系統(tǒng)對合理、高效地使用計算機機房具有十分重要的意義。本文基于.NET框架開發(fā)了一套針對我校計算機機房的排課管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅支持自動對機房進行排課，還支持人員、課程的管理。

關鍵詞：排課系統(tǒng) 計算機機房 .NET

中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2018）07-000-01

一、系統(tǒng)開發(fā)背景

1.高校計算機機房管理現狀

隨著整個社會信息化的快速發(fā)展，高校中的各個學科都趨向于和信息學、計算機學科交叉發(fā)展。教學中對機房的使用變得越來越迫切，對機房管理人員而言，如何合理有效地分配機房資源具有重要的意義。

我校計算機中心共有五個機房，每個機房的計算機數量和配置（硬件配置、軟件配置）都不相同。目前，對機房的排課都是靠手工進行，在得到相關課程的預約信息后，我們要根據課程要求的上課時間、上課學生數、需要的軟件、需要的系統(tǒng)進行統(tǒng)一分配，分配方法是手工制作Excel表格，逐個將所有課程安排妥當。

這種手工排課方式有很多缺陷，首先，工作效率極低，每學期有幾十門課程需要安排，因此，需要不停的調整才能滿足要求；其次，分配機房容易出錯，很難保證所有課程不產生沖突；最后，安排課程時，如果預約的課程有問題，需要及時和相關教師聯(lián)系，但我們只能通過電話聯(lián)系，對上課時間、地點、要求等內容的溝通容易出錯。

1.1機房管理系統(tǒng)開發(fā)現狀

目前，針對高校計算機機房管理、課程預約和排課系統(tǒng)已有大量的研究工作[1，2]。早期的機房預約管理系統(tǒng)基于CS架構，隨著.NET框架的流行，基于BS架構的系統(tǒng)逐漸流行起來，本文實現的機房課程預約系統(tǒng)也是基于BS架構的[3]。在功能上，已有的系統(tǒng)大多只是實現課程排課功能，不能滿足特定單位的特殊要求[4]，本文所實現的系統(tǒng)針對我校計算機機房的特有情況，在基本的排課預約基礎上，又增加了對機房計算機和任課教師的管理。

二、系統(tǒng)實現

1.系統(tǒng)架構

本系統(tǒng)采用.NET框架，使用C#和Asp.net實現。整體架構采用經典的三層模式：表現層，業(yè)務邏輯層，數據訪問層，其中表現層采用Asp.net呈現，業(yè)務邏輯層采用C#編碼，編寫了專業(yè)的數據訪問層，后臺數據庫采用SqlServer2008。

2.代碼結構

2.1名字空間CEEI.DAO為業(yè)務邏輯層，主要類包括：

a） 類clsDBOpenAPI

名字空間 CEEI.DAO中主要的類clsDBOpenAPI定義了系統(tǒng)中所有的邏輯操作，例如：

public Dictionary FillClassArrangement（） 此函數為添加課程安排

public DataTable GetClassByDate（string date） 獲取某一天的課表信息

public int InitClassArrangement（clsReservation Reservation） 初始化課程安排

public int InitSemester（clsSemester Semester） 初始化學期信息

public DataTable QueryClassByRoonumClassnum（string claarrangeid， string roomid） 根據第幾節(jié)和房間號獲得課表信息

b）類clsInitParameters，該類中定義了系統(tǒng)使用的相關參數：學期周數，第幾周，星期幾，日期。

c） 類clsReservation，該類定義了預約信息。

2.2名字空間CEEI.DataAccess，該空間為數據訪問層。

a）類clsDataProvider，該類為數據訪問層的關鍵類，實現對數據庫數據的添加、查詢、修改。它的實現方式是通過clsMetaParser類分析meta目錄下的meta.xml文件，獲得sql存儲過程的代碼，進而執(zhí)行。

b）類clsMetaFunction，該類分析執(zhí)行sql函數。

c）類clsMetaGet，該類分析執(zhí)行sql存儲過程，查詢數據表。

d）類clsMetaParser，該類分析meta.xml。

3.具體功能實現

3.1課程預約頁面

課程預約頁面：reservation.aspx為本系統(tǒng)的核心功能，，操作方法：每添加一門課程后，點擊submit，點此按鈕后，課程安排會存放到數據庫中“classarrangementtemp”表中，此時表中記錄數量較大，把所有課程都添加完成后，最后點擊Generate，會生成記錄數較小的表classarrangement。

3.2其它主要功能模塊

lmain.aspx 主頁面，其主要內容是課程查詢顯示，課表顯示矩陣：能夠根據本學期上課周數、按日期查詢上課情況，綠色圖標表示當前時間機房空閑，紅色表示機房被占用，將鼠標移到紅色圖標上方將彈出當前上課的情況，包括上課名稱、專業(yè)、班級。

三、總結

針對我校計算機機房預約排課的難點，本文實現了一個計算機機房預約排課系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅能夠自動對預約的課程進行合理高效的排課，還具有機房管理、人員管理的功能。經我校老師的實際應用，證明該系統(tǒng)具有較高的實用性。

參考文獻

[1]張薇.高校計算機機房管理經驗淺談[J].電腦知識與技術：學術交流，2006（12X）：229-230.

[2]章斐，陳明星，潘偉.實驗室機時預約及信息管理系統(tǒng)的開發(fā)與應用[J]. 實驗技術與管理，2008（01）：90-93.

[3]張文增，孫振國，趙冬斌.基于B/S結構的實驗室管理信息系統(tǒng)開發(fā)方案[J].計算機工程與應用，2002（11）：233-234.

[4]潘偉，章斐，劉鵬.公共儀器實驗室儀器使用機時網上預約系統(tǒng)的設計和運用[J]. 實驗技術與管理，2004（01）：159-162.

計算機軟件數據庫設計原則與價值解讀

何 清

（濟寧學院，山東 曲阜 273155）

摘 要：計算機軟件數據庫作為存儲用戶數據的基本形式，具有統(tǒng)一管理、結構化存儲以及集中控制的優(yōu)勢，加強數據庫的設計有助于提升用戶數據的管理有效性，對于提高系統(tǒng)安全性也是極其關鍵的。本文從數據庫介紹、數據庫價值分析以及數據庫安全設計原則等內容進行簡要的分析和介紹，為更好的利用計算機軟件數據庫提供參考。

關鍵詞：計算機 軟件 數據庫 設計

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2018）07-000-01

一、數據庫簡介

數據庫（database）是按照一定的數據結構和組織形式存儲于計算機系統(tǒng)的數據文件。數據庫按照基本的機構層次可劃分為三種類型，即物理層、概念層以及用戶層，其中物理層是指計算機系統(tǒng)中各種數據的實際存儲形式，物理層又稱為內模式，通常物理層數據的維護由數據庫管理系統(tǒng)完成，用戶參與的情況較少；概念層則是數據庫的邏輯表示，是數據庫表定義以及字段定義的邏輯形式，用來存儲數據集合，同時邏輯層還定義了數據表之間的邏輯關系，使之具有一定的聯(lián)系，概念層由數據庫管理員進行設計和定義的；用戶層對應了數據的視圖層，供特定的用戶使用，用戶層作為最外層的數據結構，是供用戶直接使用的和展示。從數據的結構層次來看，數據庫是通過層層映射來進行系統(tǒng)實現的。從實際的數據庫應用來看，目前絕大多數的數據庫以關系型為基本的實現形式，所謂的關系型數據庫都是基于二維的表結構進行實現的，如常見的Oracle數據庫、MS SQLserver數據庫、MySQL等都是關系型數據，近年來大數據云計算的發(fā)展，Nosql數據庫也同樣迅速成長起來。下面主要以常見的關系型數據為例進行介紹和論述。

二、計算機軟件中數據庫設計的價值性分析

1.通過數據庫接口實現數據共享

數據共享是數據庫中數據應用的主要形式，通過對不同類型的用戶賦予相關權限，用戶可實現數據庫中表數據的訪問控制，按照訪問權限對于數據的控制類型最為常見的就是進行讀寫控制，為了避免數據“臟”讀或寫以及一致性的問題，數據庫設計人員還實現的事務（Transaction）以及鎖機制，提供不同用戶進行同時訪問的機制，提高數據庫訪問中數據的可靠性訪問，避免了由于不當讀寫引發(fā)的數據庫問題。數據庫數據共享主要是通過結構化的訪問語句進行實現。

2.通過數據庫減少數據冗余

數據的管理先后經歷的人工管理、文件系統(tǒng)管理和數據庫管理等階段，數據庫管理較之人工管理以及文件系統(tǒng)管理的最大優(yōu)勢即在數據的冗余度大大減少，另外為了進一步的提升數據庫冗余度的問題，設計人員還進行的范式的設計，一共包括五個級別（第一范式、第二范式、第三范式、第四范式以及第五范式）來降低應用數據庫系統(tǒng)的數據冗余度，主要是通過優(yōu)化表字段設計，生成中間表等方式進行實現。數據冗余的降低對于高效的數據管理有著十分重要的意義，也是提高數據運行效率的管理。

三、計算機軟件數據庫設計的基本原則

1.保障基本功能的可用性

基本功能的可用性，即對用戶事件操作作出相應的正確響應，對應于數據庫操作同樣以結構化的操作語言進行實現的。數據庫功能的可用性設計是數據庫基本的設計要求，必須滿足用戶對軟件操作后的數據持久化操作功能。通常在軟件分層設計過程中，從用戶角度向內依次可劃分為UI層（界面層）、業(yè)務邏輯層（Business層）以及持久化層（DAO層次），而數據庫的設計即集中體現持久化的設計中。無論是用戶調用業(yè)務邏輯層代碼，訪問數據庫操作，還是通過業(yè)務邏輯層抓取數據庫中數據都應滿足用戶的業(yè)務功能。

2.不斷提升數據庫的性能

有了基本的可用性保障，對于數據庫性能的提升也是極其關鍵的，衡量數據庫性能性能指標通常以延時（硬件的突發(fā)處理能力）和帶寬（硬件持續(xù)處理能力）來衡量的。性能的提升主要通過優(yōu)化表結構設計、增加冗余字段等進行實現的，以增加冗余字段為例，其典型的應用——增加索引，通過對數據表建立索引，設計者應在表空間和運行效率之間做好權衡，不斷提升系統(tǒng)運行效率。另外，對于一些高并發(fā)的情況，設計人員應通過及時釋放鏈接、對于經常操作的數據延長駐留內存時間等方式進行。總之，不斷提升系統(tǒng)運行效率對于提高數據庫的可用性也是極其關鍵的，在進行數據庫設計的時候應重點考慮。

3.加強數據庫可拓展性設計

隨著用戶需求的不斷增長，對于數據庫拓展性的設計也是極其關鍵的，數據庫拓展性設計可以通過增加中間表、增加字段以及設計臨時表達方式進行是實現。中間表是通過在相應幾張表之間通過抽取相關字段（增加字段）的方式來實現的，中間表的可以拓展表功能，并且靈活度較高，對于原始系統(tǒng)的侵入性低，而通過增加字段的方式對原有表具有較大的侵入性，同時一些原始數據往往由于不存字段值需進行大量的數據修改，表內容不高的條件下容易實現，表內容較多的條件下則修改復雜度就需要消耗大量的精力去重新設計；臨時表與增加中間表的思路基本一致，也是常見的一種方式。建議設計人員進行合理的選擇，以提高數據庫系統(tǒng)拓展性功能。

4.注重數據庫安全性設計

數據庫安全性作為數據庫安全性設計的重要方面應引起重視，對于安全性設計首先是對用戶權限分配的設計，對于不同用戶應分配不同的權限，建議采取最小權限設計的方式方式進行設計，避免權限分配過大或過小引起的權限問題；其次是表字段數據的安全設計問題，對于關鍵詞段應進行加密涉及，建議采取MD5等方式進行加密，即便惡意用戶對數據進行了竊取，其仍然無法對數據進行操作，這是極其關鍵的；再次則是表視圖的問題，可以通過視圖等操作暴露出相關字段，相較而言，通過視圖可以隱藏原始表字段和數據，提高數據的安全性；除此之外，臨時表可以進行安全性操作，通過構建臨時表對數據進行臨時展示，操作結束以后恢復數據，同樣具有安全保護能力。另外，基于存儲過程、函數可以對外暴露接口，而隱藏內部操作，提升數據訪問安全性。

綜上所述，數據庫的設計應從數據庫功能性、性能性、可拓展性以及安全性等方面進行設計，為更加有效的利用數據庫提供參考，為軟件功能的實現提供數據管理支撐。

參考文獻

[1]熊輝.軟件開發(fā)中數據庫設計理論的實踐探究[J].無線互聯(lián)科技，2017（22）：58-59

[2]楊中書，劉臣宇.基于E-R模型的關系數據庫設計方法[J].價值工程，2014，33（30）：242-243.

[3]韋耿.數據庫設計在網站管理系統(tǒng)中的應用[J].數字技術與應用，2013（09）：67-68.