高校實驗室信息管理系統設計與應用

宋子明 陳昱豪 溫金隆 周天威 齊心

摘 ? 要：高校實驗室是教師和學生開展教學科研活動的重要場所，是培養具有實踐能力、創新能力的高素質人才的重要平臺，實驗室管理工作較為繁雜。為了提高實驗室教學和管理的工作效率，開發了基于B/S架構的實驗室信息管理系統。該系統采用SSM框架快速搭建系統架構，同時使用ajax等流行技術來提高系統的界面交互性，本文詳細介紹了管理系統的設計過程和設計方法。

關鍵詞：實驗室管理 ?管理系統 ?B/S ?SSM

中圖分類號：TP393 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）02（b）-0127-02

1 ?系統開發背景

隨著教育信息化的不斷深入，運用信息化手段服務于實驗教學、科研與管理已成為高校實驗室改革發展的必然趨勢。實驗室在面對大量實驗室信息數據管理時，傳統手工方式已經顯得力不從心，且信息資料難于查找和維護。需要充分運用現代計算機信息技術，開發基于B/S架構實驗室管理信息化平臺，對高校實驗室信息資源進行科學有效的管理，提高實驗室管理工作效率和管理水平[1-3]。

2 ?系統設計與分析

2.1 系統功能模塊設計

實驗室信息管理系統包括前臺和后臺應用兩大部分。前臺應用主要實現了實驗室信息管理系統中各種信息的瀏覽和查詢功能，后臺應用主要實現了管理員對基本數據的維護，工作內容的管理以及工作量數據進行設置以保證前臺頁面收到正確完整的信息。系統主要包括以下幾部分功能。

（1）實驗室簡介、實驗室規章制度及成果信息展示等，且需要定期更新維護信息內容。

（2）實驗課程和實驗項目資料管理，需對外提供實驗課程指導書和實驗項目內容的查看。

（3）實驗室定期發布實驗室新聞及實驗室資訊信息展示。

（4）實驗室固定資產及低值易耗品賬目信息管理和維護，實驗室物品借出帳管理。

（5）實驗室需根據實驗課程完成情況計算匯總上報教師工作量完成情況，同時提供教師查看個人工作量完成情況等信息。

（6）實驗室人員信息及教師信息資料管理和維護等等。

2.2 ?系統流程圖

前臺應用主要實現了實驗室信息管理系統中各種信息的瀏覽和查詢功能。用戶對前臺應用的操作流程如圖1所示。

后臺應用主要實現了管理員對基本數據的維護，對工作內容的管理以及對工作量等數據進行設置以保證前臺頁面收到正確完整的信息。后臺管理員操作流程圖如圖2所示。

2.3 數據庫設計

數據庫作為系統數據最終存儲場所，需要設計完整性強，效率高的表結構及各表之間的關聯關系。數據庫設計必須緊密結合用戶需求，在需求分析的基礎上設計出與業務相關的數據結構，以便于后期業務拓展。一個合理設計的數據庫有利于提高系統效率，提高軟件運行速度，提高業務執行效率。數據庫設計同樣需要重視數據維護，需要遵守命名的規范性，盡量使用最少的表和最弱的關系來實現海量數據的存儲。

2.4 系統開發平臺和技術

實驗室信息管理系統基于B/S架構，后端應用使用SSM（spring+SpringMVC+Mybatis）輕量級框架來快捷穩定開發，前端使用bootStrap，jQuery等框架搭建出美觀簡潔的用戶操作界面，使用AJAX提高用戶交互性，節約服務器資源[4-5]。

Spring是全面模塊化分層的體系結構，它由多個模塊組成，貫穿于表現層、業務層以及持久層。Spring的核心內容就是控制反轉（Inversion of Control，縮寫為IOC），將對象的創建交給IOC容器，利用控制反轉來控制程序，降低了代碼之間的耦合度。

SpringMVC 是一種使用 MVC（Model View Controller 模型-視圖-控制器）設計創建 Web 應用程序的模式，Model（模型）用來存取數據庫中的數據，View（視圖）將模型取出的數據進行顯示，Controller（控制器）處理用戶的請求并作出響應。

Mybatis持久層框架可以支持定制化SQL、存儲過程以及高級映射?？梢允褂煤唵蔚?XML 或注解來配置和映射原生信息，借用mybatis genernator工具來實現代碼的自動生成，節約了大量編寫代碼的時間。

AJAX作為javaScript中的一種技術，使用異步傳輸，向服務器發送請求而不阻塞用戶操作，達到不刷新頁面就可以產生局部刷新的效果。

3 ?系統功能模塊實現

3.1 實驗室信息展示模塊

實驗室公共資源相關的信息都會展示在前臺的頁面上，前臺查詢信息時發送請求到服務器，服務器從數據庫中提取數據后作出響應。查詢到的數據封裝到pagehelper中實現分頁，封裝后的數據以表格的形式展示在前端頁面，通過點擊行內容，將帶有ID的請求發送到后臺，查詢到此id的數據詳細信息后返回，即可查看詳細信息。

3.2 管理員管理數據模塊

管理員登錄系統后可對實驗室信息數據進行插刪改查這些基本操作，還可對系統配置進行設置。添加數據時跳轉到添加頁面，添加數據時會使用ajax點擊事件進行格式校驗，重要數據使用JSR303校驗。所有輸入的數據校驗成功后，點擊提交按鈕才可發送到服務器進行數據處理。

刪除數據時會進行刪除前確認提醒，刪除數據時分為單條數據刪除和數據的批量刪除。單條數據刪除時，將帶有該條目主鍵的請求發送給服務器進行處理。批量刪除時，為每條數據前的復選框添加javaScript點擊事件，根據數據條目前的復選框是否勾選來判斷數據是否刪除，批量刪除時，將這些選中數據打包發送給后端，再交由服務器進行數據處理，完成批量刪除。

3.3 實驗室新聞和文章模塊編輯器的使用

實驗室信息管理系統新聞和文章模塊提供了markdown編輯器進行長文本的編寫及圖片上傳等功能。本系統采用Web插件形式的編輯器editor.md，提供最基本的文本編寫功能，可對文本進行格式的添加，文本和格式將被封裝后提交給服務器進行數據處理。

3.4 JWT（json web token）用戶登錄狀態驗證

Web應用傳統用戶登錄驗證是使用session來儲存用戶信息，但是帶有http的請求都沒有用戶登錄狀態信息，所以不知道用戶當前的登錄狀態，而JWT（json web token）驗證解決了用戶登錄狀態的問題。JWT主要是在用戶登錄后簽發一個token，并將之存儲在cookie或local storage中，每當客戶端發送請求，都會攜帶簽發的token，服務器收到請求后，先驗證信息，成功后才會做出響應處理。

3.5 信息安全鹽值加密

安全是一個良好系統的標準之一，本系統中使用MD5鹽值加密，對用戶密碼等重要數據進行加密，以保證信息傳輸過程中數據的安全性。

4 ?結語

綜上所述，實驗室信息管理系統是基于B/S架構的web應用，使用SSM框架來快速構建系統，系統具有靈活的拓展性、安全性。通過系統的應用，大大提高了實驗室管理的工作效率，為高校實驗室信息化建設打下堅實的基礎。

參考文獻

[1] 衣智平，黃鳳遠，侯嘉，等.轉型背景下高校實踐教學信息化管理平臺建設[J].鞍山師范學院學報，2018（4）：46-50.

[2] 齊心.實驗室教學管理系統的設計與應用[J].湖北汽車工業學院學報，2014（3）：56-57.

[3] 李洋.SSM框架在Web應用開發中的設計與實現[J].計算機技術與發展，2016（12）：190-194.

[4] 張錦煌，吳麗娟，梁舒婷，等.基于SSM整合框架開發的項目管理系統[J].電腦知識與技術，2015（11）：103-105.

[5] 趙宏偉，秦昌明.基于B/S 3層體系結構的軟件設計方法研究[J].實驗室研究與探索，2011（7）：65-66.