計算機實驗室管理系統設計與實驗研究

摘 要：在我國的很多高校中開設了計算機實驗室，計算機實驗室不斷擴大的規模與頻繁使用給計算機實驗室的管理帶來了很多問題。本文簡述了計算機實驗室的現狀，探討如何設計管理系統。

關鍵詞：計算機實驗室；管理系統；設計；實驗研究

1 計算機實驗室的現狀

很多高校在教學工作中開始教學改革，逐漸實行開放式的教學。學生借助計算機實驗室及時與老師溝通，不受時空限制，極大地方便學生們的學習。與其他實驗室相比，計算機實驗室在管理上程度難度較大。在計算機實驗室很多設備需要及時更新，設備易受四周環境的影響，每天上機的學生很多隨意選擇機位。每天很多計算機同時打開、持續工作。學生在使用計算機時可能會修改或是刪除系統文件，在下載一些東西時可能會導致病毒入侵該臺計算機。以上這些問題使計算機的管理極為棘手。目前我國高校實驗室管理計算機時主要有三個方面：第一，基本管理，包括設備廢除、引入等等；第二，信息管理，安排計算機使用的課程、教師與班級的排課等等；第三，課余時間自由開放，包括上機卡管理、記錄上機時間等等。現階段，很多學校的計算機實驗室的管理制度存在不少問題，缺乏整體規劃。

2 計算機實驗室管理系統設計的關鍵

2.1 安全性

計算機實驗室管理系統是一個綜合管理系統，包括信息管理、財務管理與網絡控制，尤其在財務管理上安全要求最高。各類學校為了方便學生使用計算機，在課余時間實行機房對外開放，在設計機房管理系統必須首先考慮完全性。安全性主要指系統自身的安全與數據的安全，該系統既要免受惡意攻擊又要保護數據的完整性、正確性。系統安全包括4個方面：第一，安全登錄客戶端，很多學生在使用計算機時繞過登錄界面，導致管理失控，系統無法發揮作用。因此，必須嚴格要求學生首先進入登錄界面登錄所需信息時再上網。第二，嚴禁學生登錄后拔掉網線。如果學生在正常登錄后拔掉網線將會導致客戶端與服務器信息中斷，管理員無法進行管理。第三，數據庫安全，計算機的數據庫里的信息極為重要，它記錄整個系統安全運行的所有數據，比如學生的上機記錄、管理員與學生的信息等等，必須確保這些信息的安全。第四，在網絡傳輸中保證數據的安全。在傳輸過程中信息被修改或是阻截，整個系統將會紊亂，甚至導致系統癱瘓。

2.2 系統速度

系統速度包括登錄速度、上網速度、傳輸信息的速度等等，它的快慢在很大程度上影響系統的功能。如果使用管理系統后，計算機上網速度慢或是信息響應緩慢，那么系統失去了實用意義。

2.3 網絡延時

機房管理員主要通過遠程手段管理機房，遠程控制是指控制器與被控制對象在空間位置上分開，借助一些通信手段實現反饋信息與控制信息的傳輸。建立于Internet的遠程控制系統無法實時傳遞系統的運動信息。實驗表明，傳遞信息的過程會產生一定的延時時間和不確定性的延時，這些情況極易丟失信息與數據，影響系統速度與網絡安全，因此，在設計系統時需要考慮網絡延時。

2.4 數據庫的設計

在設計系統時主要考慮兩個方面：網絡與數據庫。計算機將全部信息保存在數據庫，數據庫設計是否合理將會直接影響軟件的質量，影響軟件訪問數據的速度。在設計數據庫時需要考慮下面幾個方面：第一，數據一致，就是指工作編碼是唯一的；第二，合理冗余，若是數據冗余較低，保證了完整的數據，但是增加了連續查詢的過程，延長了數據的響應時間；第三，合理地數據類型，數據類型的不同的運算速度、存儲空間也不一樣，選擇合理地數據類型很有必要。

3 設計計算機實驗室管理系統

針對實驗室的實際情況，在設計機房的管理系統采用C/S體系結構，C/S結構為三層C/S結構與傳統C/S結構。在傳統C/S結構中包括兩層結構，分為服務器程序與客戶機程序。兩層的C/S結構在系統性能與工作效率上有很多弱點，所以，在設計機房管理系統時采用三層C/S結構，在客戶層與數據庫管理層間加入一個添加中間層。這個中間層主要負責C/S結構下處理的業務數據，這樣提高了系統的擴展性與靈活性。機房的管理系統的功能模塊主要分為兩個模塊：客戶端模塊與服務器模塊。

4 計算機的實驗研究

計算機實驗是新的科學實驗，一個完整的計算機實驗包括五個步驟，第一步，找出實際系統。在研究實體系統要保證系統的相關性與完整性，劃分系統的環境與邊界，收集相關的信息。第二步，建數學模型，根據實際系統的數據經過分析，進一步確定系統的要素、變量、參數等等，再用專業的數學語言描述。第三，建計算機模型，將建好的數學模型編譯成計算機語言，進一步建立計算機模型。第四，計算機實驗將計算機模型在實際的計算機上進行操作，在多次實驗后確定最優的方案。第五，結果分析，對這些實驗結果分析與評估，判斷結果是否與實際系統符合。若是不符合實際情況，需要進一步檢查實驗步驟，重新做實驗。計算機實驗實際上是利用計算機根據實際的數學模型建立的模擬實驗。

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