高校開放實驗室管理信息系統的設計與實現

摘要：隨著高校管理變革的逐步推進，實驗室建設進一步規范化、復雜化，高校實驗室管理工作也變得更加繁重和復雜。系統采用ASP.NET框架和三層結構，完全瀏覽器/服務器模式，純面向對象思想，利用SQL Server 2000作為數據庫管理工具，模塊復用率高、系統維護代價小，方便、靈活、高效。該系統實現了以下功能：學生可以在線預約實驗，提交實驗報告，教師可批改實驗報告，管理員安排實驗，管理學生教師信息。

關鍵詞：開放實驗室管理信息系統；ASP.NET；瀏覽器/服務器模式

中圖分類號：TP311文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)27-1999-02

University Laboratory Management Information System Design and Implementation

XU Lei

(Computer Science and Technology， Hefei University， Hefei 230601， China)

Abstract:With the progress of reformation of high education institutes' administration，the labs' constructions became more formative and complex. Meanwhile，the works of managing these labs become heavier and more complicated as well.This system uses the frame of ASP.NET，structure of three layers and mould of B/S，completely facing to Object Oriented Programming， and use SQL Server2000 as the tool to manage the database.The system can be reused easily and it only costs little to maintain.The system which I study has realized following functions:student can make reservation of experiment and refer the laboratory report through network，and experiment teacher can check students' experiment reports.Also，manager of the lab can arrange the experiment，manage the information of students and teachers'.

Key words: open laboratory information management system; ASP.NET; B/S

1 引言

實驗教學是高等學校人才培養的一個重要環節，高校實驗室建設與管理水平的高低將直接影響到高等學校培養人才的質量和水平。對實驗室各種資源進行信息化管理，不僅是實驗室管理本身的需要， 也是提高教學質量和教學服務的需要。

實驗室越來越成為一個重要的教學場所。但是，目前，學校的計算機系實驗中心管理流程如下：在與實驗課老師協商后，由各班學委向實驗中心提交實驗課預約信息，然后實驗中心管理人員統計實驗課預約信息。統計結束后，由實驗中心統一安排各班實驗課上課時間。而這就必然要產生一些問題。其中如：在統籌安排各班級上實驗課的時間需要人工實現，而且經常會出現同時有多個班級要使用實驗室的沖突，并且調課后沒有及時通知老師和班級同學。

2 系統結構設計

2.1 設計思想

目前比較流行的兩種網絡開發模式分別C/S模式與B/S模式。C/S模式主要是以局域網為基礎的環境下展開應用的，它受到地域的限制。而B/S模式通過Internet進行通信，可以不受地域限制，用戶只需簡單地使用瀏覽器，便可在Internet上與Web頁面實現動態交互操作，而系統的維護與升級只需在服務器端完成即可。基于Web的B/S結構是一種比較理想的信息管理的解決方案，開發基于Web的客戶器端/服務器端程序已經成為軟件開發的重點。在這種情況下，為適應目前校園數字信息化建設，本文研究開發了適合實驗中心的信息管理系統，對基于ASP.NET的實驗室管理系統進行了探索。

2.2 B/S結構

B/S結構即瀏覽器和服務器結構。是指在TCP/IP的支持下，以HTTP為傳輸協議，客戶端通過Browser訪問Web服務器以及與之相連的后臺數據庫的技術及體系結構。它由瀏覽器、Web服務器、應用服務器和數據庫服務器組成。B/S模式突破了傳統的文件共享及C/S模式的限制，實現了更大程度的信息共享，任何用戶只要通過瀏覽器即可訪問數據庫，從而克服了時間和空間的限制。它是隨著Internet技術的興起，對C/S結構的一種變化或者改進的結構。在這種結構下，用戶工作界面是通過WWW瀏覽器來實現，極少部分事務邏輯在前端（Browser）實現，但是主要事務邏輯在服務器端（Server）實現，形成所謂三層3-tier結構。這樣就大大簡化了客戶端電腦載荷，減輕了系統維護與升級的成本和工作量，降低了用戶的總體成本（TCO）。B/S架構管理軟件更是方便、快捷、高效。B/S模式的邏輯結構如圖1所示。

B/S模式的工作原理是：客戶端的瀏覽器通過URL訪問Web服務器，服務器請求數據庫服務器，并獲得的結果以HTML形式返回客戶端瀏覽器。

3 系統的性能需求

為了保證系統能夠長期、安全、穩定、可靠、高效的運行，系統應該滿足以下的性能需求：

1）系統處理的準確性和及時性：系統處理的準確性和及時性是系統的必要性能。在系統設計和開發過程中，要充分考慮系統當前和將來可能承受的工作量，使系統的處理能力和響應時間能夠滿足用戶對信息的處理。由于系統的查詢功能對于整個系統的功能和性能完成很重要。從系統的多個數據來源來看，學生信息查詢、實驗信息查詢、預約結果查詢、實驗成績查詢及預約實驗、撤消預約，其準確性很大程度上決定了系統的成敗。因此，在系統開發過程中，系統采用優化的SQL語句及安全擴展存儲過程來保證系統的準確性和及時性。

2）系統的開放性和系統的可擴充性：系統在開發過程中，應該充分考慮以后的可擴充性。例如實驗信息屬性添加、修改，用戶查詢的需求及管理工作的分級管理，信息輸出打印報表等模塊也會不斷的更新和完善。所有這些，都要求系統提供足夠的手段進行功能的調整和擴充。而要實現這一點，應通過系統的開放性來完成，即系統應是一個開放系統，只要符合一定的規范，可以簡單的加入和減少系統的模塊，配置系統的硬件。通過軟件的修補、替換完成系統的升級和更新換代。

3）系統的易用性和易維護性：系統是直接面對使用人員的，而有些使用人員往往對計算機并不是非常熟悉。這就要求系統能夠提供良好的用戶接口，易用的人機交互界面。要實現這一點，就要求系統應該盡量使用用戶熟悉的術語和中文信息的界面；針對用戶可能出現的使用問題，要提供足夠的在線幫助，縮短用戶對系統熟悉的過程。

4）系統的響應速度：系統設計中摒棄大量數據冗余，提出了優化數據庫的解決方案，大量使用存儲過程，大大提高系統響應時間和速度。系統在日常處理中的響應速度為秒級，達到實時要求，以及時反饋信息。嚴格保證操作人員不會因為速度問題而影響工作效率。

4 系統的數據需求

系統的數據需求包括如下幾點：

1）數據錄入和處理的準確性和實時性：數據的輸入是否準確是數據處理的前提，錯誤的輸入會導致系統輸出的不正確和不可用，從而使系統的工作失去意義。因此，本系統設計時對數據輸入進行了合法性較驗，確保數據的準確性。在系統中，數據的輸入及處理往往是大量的，因此系統擁有批處理能力，以保證迅速的處理數據。

2）數據的一致性與完整性：由于系統的數據是共享和關聯的，所以如何保證這些數據的一致性，是系統必須解決的問題。為解決這一問題，系統創建了表間關系，并定義了觸發器、完整性約束，嚴格約束數據的更新與刪除，減少數據冗余，增強數據一致性及完整性。

3）數據的共享與獨立性：整個系統的數據是共享的。然而，從系統開發的角度上看，共享會給設計和調試帶來困難。因此，應該提供靈活的配置，使各個分系統能夠獨立運行，而通過人工干預的手段進行系統數據的交換。這樣，也能提供系統的健壯性。

5 系統功能設計

根據對本校實驗室的調查，高校開放實驗室信息管理系統主要由三部分組成：學生系統模塊、教師系統模塊、系統管理員模塊。

5.1 學生系統模塊總體業務邏輯

1）學生注冊：學生想進入系統進行開放實驗預約，必須先注冊，否則學生是不能進入系統進行預約的。

2）瀏覽實驗信息：學生在線瀏覽實驗信息，查看系統為實驗信息設置的上限人數，當上限人數未滿時，該實驗才可進行預約，否則不能進行預約。并且瀏覽的實驗信息中全部為當前時間點后進行的實驗。

3）預約實驗：凡進行某實驗預約的學生，不可再重復進行該實驗預約。若實驗信息中上限人數不足，就可預約，直至預約人數達到上限人數或者時間超出實驗信息規定的實驗時間。否則不能進行預約。

4）提交實驗報告：凡是進行預約實驗的學生必須在預約實驗完成后三天之內將實驗報告提交，否則系統自動設置為不可提交。

5）預約實驗結果查詢：學生可按給定的關鍵字進行預約實驗結果查詢，查看自己預約的實驗是否通過系統審核。若通過，則必須按時到實驗地點參加開放實驗，否則系統會記錄該生一次未參加實驗，超過三次，系統自動將該生信息凍結，以后不能進行預約實驗。若未通過系統審核，系統會給出不通過的原因。

6）實驗報告成績查詢：學生若按時提交實驗報告，輔導教師會在規定的時間為學生批改實驗報告，并給出評定級別，每一級別在系統中都對應一定的分數權值。學生可按指定的關鍵字進行成績查詢。

7）編輯個人信息：學生在進入個人資料管理界面后，可進行個人信息編輯，包括已注冊的全部信息和提交的實驗報告，預約的實驗等。

8）撤消實驗預約：若出現特殊情況，學生不能按時參加實驗，學生也可進行撤消實驗預約。但必須是在實驗開始前，否則系統不會顯示該實驗信息，也就不能進行撤消操作。

5.2 教師系統模塊總體業務邏輯

1）瀏覽學生的實驗報告：教師在進行批改學生實驗報告前，可瀏覽學生的實驗報告，為批改提供內容依據。

2）進行實驗報告批改，登錄成績：教師可在線進行批量學生實驗報告批改，為每一個學生選擇評定級別，點擊提交按鈕，可進行批量成績級別錄入。

5.3 系統管理員模塊總體業務邏輯

1）學生信息管理：管理員可管理已注冊的學生信息。

2）教師信息管理：管理員可管理教師信息，并對新入職教師進行信息入庫。

3）實驗信息管理：管理員可對實驗信息進行管理，并可添加新的預約實驗信息。

4）管理員信息管理：系統超級管理員可進行權限授權給一般管理員，一般管理員也可進入授權操作。這樣分級權限管理，方便管理操作，減輕系統維護工作量。

5）系統設置：系統管理員可對系統信息及網站參數進行預定設置。

6 系統實現技術

結合實驗中心的實際情況， 開放式實驗室管理信息系統的操作平臺和開發工具可以選用:Windows xp操作系統， SQL Server2000數據庫， Microsoft.NET架構，用ASP.NET 、ADO.NET 等服務器端WEB 技術實現對數據庫的操縱和動態查詢。用HTML 超文本標記語言、JavaScript腳本語言、C# 等實現客戶端的動態交互功能。

7 結語

本文針對開放式實驗室提出了一個利用ASP.NET，ADO.NET 技術的管理信息系統的解決方案。該方案的實施可以對開放式實驗室的人力物力資源進行全方位的， 有效靈活的， 自動化的管理。可以為高校資源共享， 信息交流提供通道。對高校的實驗室建設具有一定的通用性，發展前景廣闊。

參考文獻：

[1] 鄭小玲.基于Web的高校實驗室管理信息系統構建[J].計算機與現代化，2005，(06):43-45.

[2] 吳幸，林建中.開放式實驗室管理信息系統建設的研究[J].大眾科技，2006，(07):178-179，215.

[3] 沈中林.基于B/S模式的高校科研管理信息系統的設計[J].中國民航學院學報，2004，(05):61-64.

[4] 朱明，高天芳，王軍，等.基于Web的高校實驗室管理系統設[J].教育與現代化，2001，(01):77-79.

[5] 蕭仲敏，徐紅輝，白天翔.基于Web的實驗室管理信息系統的開發[J].電腦知識與技術，2005，(06):5-7.