基于GeneXus的實驗室信息管理系統設計與開發

李慶齡 劉加亮

上海電機學院 上海 200240

基于GeneXus的實驗室信息管理系統設計與開發

李慶齡 劉加亮

上海電機學院 上海 200240

針對高校實驗室信息手工管理方式落后的現狀，指出了應用信息化手段進行實驗室信息管理的必要性。以上海電機學院機械學院實驗室為研究對象，采用增量式開發軟件GeneXus，設計構建了以校園網為基礎的實驗室信息管理系統，并對系統的主要功能模塊、特點和使用GeneXus實現系統開發進行分析和闡述。

信息管理系統；GeneXus；設計；開發

高校實驗室不僅是實踐教學的主要陣地，也是反映學校教學、科研和管理水平的窗口，是學科建設、科研活動的堅實基礎，是高校整體建設和發展的重要環節。長期以來，實驗室管理模式一般采用紙版登記制度或單機版管理，在信息管理上可維護性差，實驗室管理人員工作量大，很難實現資源共享且內容陳舊、時效性差。隨著大學教育體制的不斷改革，實驗環節在整個教學過程中的占有越來越重要的地位，實驗課正在漸漸的從理論課的附屬地位，變成獨立的教學體系，成了培養學生創新思維和創新能力的重要環節。這種紙版登記制度或單機版管理體制既不能滿足日常實踐教學工作的需要，又阻礙了數字化校園建設的步伐。

GeneXus是由烏拉圭的ARTech公司出品，通過描述所開發系統的知識庫，可以自動生成數據庫模型，自動生成.net、Java、Pocket、PC、C/S(VB,VF,C/SQL)、RPG和COBOL等代碼，被稱為業界第一款智能開發工具。

本文以上海電機學院機械學院實驗室為例，采用GeneXus軟件，設計開發了實驗室信息管理系統，從而可以實現網絡環境下數據的錄入、修改、刪除、查詢、統計、更新和打印等功能。

1 管理系統結構及功能模塊

1.1 管理系統結構

運用科學指導思想，結合機械學院實驗室的實際條件和真實需求，依據“二八”法則，采用增量式原理，對實驗室信息管理系統進行了設計。其總體結構框架如圖1所示。

圖1 實驗室信息管理系統的總體結構框架

1.2 主要功能模塊及特點

(1)系統管理。主要包括用戶管理、訪問權限及密碼管理、角色分配、日志管理等功能。

不同用戶根據其角色分配相應的權限，同一用戶可以具有多個角色。本系統角色主要有學院院長、主管院長、實驗中心主任、實驗中心副主任、實驗教師、教師、學生等。系統管理員對不同的角色設置了相應的權限，當客戶端有要申請登陸服務器的用戶時，系統就會到上面的表中察看用戶名和其口令是否對應。如果符合才允許用戶登陸服務器，并只顯示與該用戶相關的作業菜單。

(2)儀器設備管理。儀器設備是實驗室的重要組成部分，及時了解儀器設備運行狀態和使用情況，可以提高實驗室的使用效率。該子模塊有如下功能：儀器設備基本信息維護、儀器設備使用、維修信息、相關查詢等。若設備損壞需要維修，設備主管教師可在線提交報修記錄，負責設備維護的教師將根據主管教師提交的設備信息聯系維修單位，及時做出妥善處理。

(3)低值易耗品管理。低值易耗品是實驗室管理中比較繁瑣的一項，每學期開始實驗室教師都要花大量的時間統計相關耗材，既費時又會造成資源浪費。本模塊提供耗材購置計劃管理、實驗耗材管理、實驗低值品管理3個子模塊。其中耗材購置計劃管理包括學期耗材計劃和耗材購置計劃管理。系統將根據實驗教學任務和實驗教學安排自動統計各實驗室本學期各類耗材用，該數據將為耗材申購審批提供參考。各實驗室人員提出耗材購置申購表，管理部門根據申購表，進行匯總與審核，制定耗材購置計劃表，并交付相應部門進行耗材集中采購。

(4)實驗教學管理。實驗教學管理是實驗室管理的核心內容，其中實驗課程安排比理論課表復雜得多。它涉及了實驗地點、實驗課程、實驗項目、實驗時間、實驗者、指導教師等相互聯系的內容，而且在設備臺套少的情況下還要考慮分批做實驗問題，在時間安排上就顯得更加復雜。實驗課程安排也不像理論課表那樣有一套成熟的體系，它的發展是隨著實驗課程逐漸從理論課程獨立后發展起來的。

本系統首先由任課教師根據授課計劃，在每學期開始上報該課程和班級的實驗時間，實驗室教師再根據實驗室自身的使用情況決定相關的任務，如果時間有變動，實驗室人員會主動和任課老師協商安排實驗課，改變了以往實驗課安排雜亂無序的狀態。在網上排好實驗課后，在系統中就可以很清晰地看到每個實驗室的使用情況，可以查詢到各個實驗室什么時候在使用，上什么實驗課，誰在上課等，并且可以用視圖的形式清晰地顯示出來。

本模塊的開放性實驗管理也是系統的特色之一。學生可以對實驗室里的開放性實驗進行網上預約，相關主管教師負責審批并檢測預約的時間與正常教學安排是否有沖突，通過審批后的開放課表自動加在實驗教學的總課表中。

2 系統實現

系統開發主要采用GeneXus平臺，SQL2005數據庫，B/S架構實現實驗室信息管理系統的開發。開發過程中將設計好的部分與系統使用者進行溝通，確定系統改進和優化方向，從而不斷完善系統。

與傳統開發方式相比，使用GeneXus具有如下優點：

2.1 易用性

開發者不需要語言和數據庫方面的細節知識，這使得開發者從那些底層技術中解放出來，能集中精力來理解和建立業務模型而不是受限于所采用的技術。GeneXus內含的推理機制和規則能使系統開發中許多重要工作以自動優化的方式來完成。

2.2 高效率

由于開發者不再需要花大量時間從事傳統的開發任務：如數據分析、數據庫設計，程序設計和編碼等，GeneXus能自動設計并生成這些代碼，實施效率獲得顯著的提升。

2.3 增量式開發

使用傳統開發方式，系統一旦開發完成，改變系統的成本將會非常巨大。而在開發過程中用戶需求往往會發生改變，若采用傳統開發方式，這種改變帶來的工作量將是巨大的，有時甚至會導致相應項目的流產。采用GeneXus增量開發技術能夠很好地解決軟件開發過程中由于需求變化帶來的難題。當用戶需求改變時，只需修改業務模型知識庫，即對原先的知識庫對象可以進行修改、增加或者刪除操作，然后生成新的原型系統做測試，測試通過后再發布為生產環境下新的應用系統。

采用GeneXus增量開發技術的開發過程包含“設計”“原型”和“生產(實施)”3個階段。

(1)設計階段。該階段的主要工作是業務模型構建，即用GeneXus對象來描述實驗室管理中的具體業務，生成業務模型知識庫。GeneXus對象主要包括Transaction、WorkPanel、MenuBar、Procedure和Report等。業務模型知識庫用于自動生成管理系統需要的數據庫和程序代碼。

(2)原型階段。該階段的主要任務是將設計模型轉化為可測試的原型模型，主要完成系統環境的配置。配置內容主要包括開發平臺的選擇、程序模式的選擇、數據庫的選擇設置，編譯環境、路徑的設置等等。

按照增量開發方法，設計者可以分階段產生原型，檢測可能的錯誤，及早發現問題。這種測試是為檢驗業務邏輯的正確性，該測試可以完全用實際數據進行，找出各種錯誤，然后修改設計，這一過程可以反復進行。

(3)生產階段。一旦原型完全通過了驗證，就可以進行實施了。這時GeneXus將知識庫轉換生成為最終應用環境下的全部數據庫結構和應用程序，應用系統開始上線使用，這個轉換過程是全部自動完成的。

通過這3個階段的迭代循環，逐步完善系統。在“設計”與“原型”階段，所有工作都是在微機環境下進行的，“生產”就是真正的實施階段，是在應用程序的實際環境下進行的部署。系統開發者不需要用戶的實施環境，所有開發設計及測試工作都可以在開發者的微機環境下完成。

3 結束語

實驗室信息管理系統的開發實現了實驗室信息網絡共享，能有效促進教學資源的合理分配，讓實驗室信息管理工作在網絡化、智能化的幫助下變得簡單、有條理、高效率，同時也在一定程度上促進了實驗中心的信息化辦公進程。但高校實驗室信息管理系統的開發是一個不斷細化、不斷改進、反復進行的過程，GeneXus的增量開發功能使得系統可以在使用過程中不斷完善，不斷改進，越來越趨于人性化。

[1]謝瑞，肖海紅.實驗室管理信息系統的設計與研究[J].河南工程學院學報（自然科學版）,2009,21(2)：67～68

[2]謝健,劉原奇.高校開放式實驗室設備管理系統研究[J].計算技術與自動化,2007,26(1)：102～103

[3]趙明富.多層次結構實驗室建設模式探索[J].重慶工學院學報,2002，2：112～115

[4]萬霞光，蔣平.集成GeneXus組件實現管理信息系統增量式開發[J].計算機工程與設計,2006,27(19)：3718～3720

[5]ARTech.GeneXus Java generator[EB/OL].2005-06-14.www.genexus.com.

[6]ARTech.GeneXus overview[EB/OL].2005-06-14.www.genexus.com/whitepapers.

Abstract: According to the backward presentation status of laboratory management,the necessity of information technology is proposed in the paper.The laboratory information management system of mechanical college of Shanghai Dianji University is designed and developed.It is based on campus network by GeneXus.The main function modules, characteristics and realization of the system are analyzed in the paper.

Key words: information management system; GeneXus; design; development

Design and development of laboratory information management system based on GeneXus

Li Qingling, Liu Jialiang
Shanghai dianji university, Shanghai, 200240, China

2010-10-17

李慶齡，碩士，講師。