基于云計算的實驗室管理信息系統設計

傅涵 李松菀 程凱

摘 要：當今大學高校的發展十分迅速，各大高校也開始建立分校或增設多個校區，使得各大高校很難對所有校區進行高校的綜合管理，在這樣的背景下，云計算技術成為各管理系統的優化方向，利用云計算技術合理的對龐大的數據信息進行收集，達到信息的共享、存儲和快速處理的目的，有效地解決實驗室管理信息系統在建立和優化過程中的種種疑難問題。基于云計算的實驗室管理信息系統著力于將云計算技術的優勢特點與管理系統進行有機融合，運用新時代的網絡技術和計算機技術來構建創新型的實驗室管理信息系統。作者主要通過深入研究云計算技術，非常詳細的介紹了分模塊式的新型管理系統的結構框架和控制中心，并介紹各模塊的功能，方便讀者了解各模塊的功用及特點。最后與傳統的信息管理系統進行對比，強調了創新性云計算系統的優勢所在，在提高工作效率、對數據的高效利用等方面做出的創新性改變。

關鍵詞：云計算技術 ；實驗室管理；高校；創新

引言：云計算技術在科技發展的新技術，嚴格意義上其屬于計算機技術的一種，由于其分布式的理念主要用于虛擬網盤的存儲技術，就像常用的百度網盤一樣都是云計算技術的標志性成果，同時云計算技術通常與計算網絡技術相配合使用，用于網絡通訊等多種方面。首先說云計算技術的工作方式主要就是提供一個虛擬存儲盤，用戶將所有的數據存儲到其中，然后會在云端自由處理，在需要調用某項數據時可以很方便的進行服務式提取。所以說云計算的實驗室管理信息系統，就是用這樣的理念進行優化，方便用戶的使用，從而提高工作效率，更加有效的為實驗室服務。

就傳統的實驗室管理信息系統時期，幾乎所有的本科及以上高等院校的實驗室基本都是各不相關的，如果想要了解其他實驗室的教學信息資源，只有去其他實驗室進行請教一圖，實驗室之間的軟件設施和教學信息共享能力十分落后。所以引進云計算技術就是滿足各大高校不斷擴大、不斷豐富的教學資源的收集、共享的需要，再加上現今的實驗室信息管理系統又有更進一步的要求，不僅僅是對龐大的數據進行迅速反應和快速計算，更要求有更加多樣化、更加人性化的新要求。利用云計算技術就是解決上述這一難題，將各自分散的實驗數據進行分類和綜合，實現快速提取的資源共享功能。從某種意義上說，云計算技術的出現為完美解決信息管理系統的最大難題，適合各高校多校區、多實驗室在網絡上協同辦公的的需求。以下，將詳細介紹云計算技術與實驗室信息管理系統的結合。

一.云計算技術對該系統的優化目標分析

（一）傳統信息管理系統的現狀分析

傳統的信息管理系統由于沒有一個完整的分類步驟，導致對實驗室里的資源不能夠充分利用，這就導致有的實驗室一直處于滿負荷的工作狀態，該實驗室的資源甚至不能很好的滿足實驗室人員的需要，例如計算機的數量不夠人均一臺；與此同時，有的實驗室資源的利用相對浪費，是一種供大于需的狀態，甚至發生大量的計算機處于閑置狀態，顯得非常不協調。這種現象就是由于信息管理系統的監管功能并不完善，無法很好的對每一臺計算機的使用狀態進行監管，即使有的計算機或其他資源處于無人問津的狀態，學校或管理員也無法掌握真是的情況，這就是實驗室的資源利用率低的主要原因。上述以計算機的使用情況為例闡述了傳統信息管理系統資源利用率低的主要原因。當然在實際情況下，實驗室不僅僅有這一種資源，還包括學習資料等多種資源，但是無論何種資源都存在這樣的問題。

（二）應用云計算技術的優化方向探討

從總的方向來說，運用云計算技術優化實驗室信息管理系統就是為了方便學生進行工作，提高工作效率，同時實現信息的共享，加強各實驗室之間的聯系，幫助學生可以實時的進行合作，探討出更加豐富的科研知識。但是在具體的模塊的基礎上針對不同模塊的不同要求，又對具體的優化方向進行了劃分。

總體系統的優化主要是針對傳統的信息管理系統的漏洞進行補償同時豐富系統的具體功能。這就需要我們引入云計算技術的先進技術和理念，設計出一個包容高校的全體實驗室及校區的綜合信息管理系統，來提高教學等資源的利用率、運算速度和工作效率，與此同時還要求該系統擁有多樣化的功能，例如數據共享、數據的處理以及調用和管理方面的業務管理功能。引入云計算技術，就需要我們摒棄傳統的信息管理思路和教學方法，將實驗室所涉及的儀器和儀表網絡化，進行統一管理，實時的對各儀器進行評估，如果發現運行不當的問題及時進行優化。這樣就為高校實驗的進行提供了方便，規范化了實驗室信息管理機制，對以往的傳統管理方法進行了很大程度上的優化。

二.系統的結構與功能設計

（一）系統的結構設計

首先要明確系統結構設計的開發環境，也就是基于云計算實驗室信息管理系統是以云計算系統軟件和虛擬化存儲軟件的環境下進行開發，在校園網這個高校最普遍的平臺上進行開發，實現跨校區的實驗室監管和全校性的業務連續性。

這里講述利用云計算的分布式設計即分層進行設計的理念，依靠計算機網絡技術和虛擬存儲技術進行信息管理系統框架的搭建，該系統為了高效的統一管理各校區的資源，協同工作提高工作效率，所以將云計算技術的核心架構分成了四個層次：（1）基礎性設施是云計算技術的硬件，通過在學校的網絡管理中心架構服務器集群，然后將各實驗室所需的計算能力、寬帶帶寬和資源獲取權限進行統一分配，為該系統的正常運行提供性能保障。（2）基礎管理層也是信息管理系統中信息存儲和管理分配層，對各實驗室的數據進行分布式管理，運用類似于圖書館的虛擬化分類將各類信息進行虛擬化管理，這一層主要是保證數據在共享、存儲、傳輸中的安全性，在此基礎上追求高速的信息傳輸速度和存儲速度。（3）應用接口層是識別用戶是否有使用該系統的權限，需要進行身份驗證才能得到授權，該接口實現了應用層的具體應用與上述基礎層硬件之間的連接，而用戶這有通過驗證得到授權之后才能對雙方的接口進行操作保障系統的安全運行。（4）最終的應用軟件層，就是用戶可以在電腦界面看見的擁有一定的操作空間的系統管理軟件，是人機交互的直接接口，在這里可以讓信息管理系統按照人的意愿來進行管理。

三.展望實驗室管理信息系統的發展前景

云計算技術是實驗室管理信息系統的優化和升級，是在現階段的互聯網爆炸和IT浪潮下應運而生的一種技術，而信息管理系統主要還是LIMS技術的發展，如今基于云計算技術的LIMS技術已經不僅僅局限于創通系統所擁有的人員管理、資源整合和報告打印等的技術，在二十一世紀的今天，全球化的思潮將這一系統推向了一個新的層面，在儀器儀表的發展、觀瀑采集和遠程訪問等等領域都有了前所未有的巨大發展。

云計算技術的應用需要硬件設備作為支撐，近二十年來，儀器的制造更加精良并且在儀器相互之間的連接和系統的綜合控制成為了大家最關注的的一點。在傳統的儀器管理領域，需要花費大量的人力物力才能實現儀器的連接，對工作人員有較高的經驗要求，還要與廠家的技術服務人員進行對接非常的繁瑣。所以近幾年出現例如云計算技術在內的高新技術很好的解決了這一問題，引入最先記得電子信息俘獲技術就可以很好的彌補工作人員的能力不足，甚至不需要進行編程就可以實現，甚至簡單到就像在電腦上連接打印機進行打印，任何一個人都可以做到。隨著更多譬如云計算技術之類的先進技術的引進會使實驗室管理信息系統更加的簡單，甚至進行全自動管理也不再是不可能的。

結語：通過對云計算技術的引進，不僅方便了學校的管理，而且方便了教師進行教學和對學生的學習狀態進行了解。總之，基于云計算平臺的實驗室管理信息系統使高校的管理更進一步，做出了重大貢獻，也實現了計算機技術與管理技術的結合。

參考文獻：

[1]狄宴如.淺析人工智能技術運用于實驗室管理的研究[J].化工管理，2018（13）：69-70.

[2]楊健.計算機管理信息系統的發展現狀及發展方向探討[J].計算機產品與流通，2018（04）：20.

[3]常維亞，邢鵬，劉迎春，鄭前進.“互聯網+”時代高校實驗室信息系統建設論析[J].煤炭高等教育，2016，34（02）：73-77.

[4]張磊，吳懷選，符楚君，黃耀庭.利用云計算平臺提升實驗室管理效率[J].科教文匯（中旬刊），2015（11）：37-39.

[5]王國霞，徐銀梅，魯億方.云計算在實驗室建設及管理中的應用探究[J].中國教育技術裝備，2011（15）：115-117.