吳曉寧 何 瑾 劉 玲

河北師范大學(xué) 河北石家莊 050016

基于多Agent的院級實驗室管理系統(tǒng)的設(shè)計

吳曉寧 何 瑾 劉 玲

河北師范大學(xué) 河北石家莊 050016

隨著高校的擴招，學(xué)生越來越多，而學(xué)校的實驗室硬件設(shè)施相對較少，如何為學(xué)生提供更多的動手實踐和操作的機會，減輕面臨的就業(yè)壓力。實驗室管理系統(tǒng)可以很好的解決這一問題，所以，許多院校紛紛進行實驗室管理系統(tǒng)的開發(fā),但是,這些系統(tǒng)普遍缺乏智能性，將多Agent技術(shù)引入實驗室管理系統(tǒng)可以減輕管理人員的工作量，提高系統(tǒng)的智能性。

多Agent；院級實驗室管理系統(tǒng)；Agent功能模塊

隨著經(jīng)濟和社會的發(fā)展，各大院校相繼建立了許多實驗室，包括語音室，計算機機房，化學(xué)實驗室，物理實驗室等。如何更好地管理這些實驗室已經(jīng)成為一個亟待解決的問題。近幾年的高校擴招，也使得學(xué)校原有的實驗室資源相對緊張，那么解決這一問題的方法就是提高原有實驗室的利用率，而提高利用率的一個有效的途徑就是根據(jù)學(xué)院的實際情況開發(fā)一個院級實驗室管理系統(tǒng)。

國外對智能Agent研究的起步較早,已經(jīng)有比較成熟的理論和較完善的實驗系統(tǒng)。近幾年，Agent技術(shù)的日益發(fā)展，Agent技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用到許多領(lǐng)域，如：風(fēng)險評估、企業(yè)生產(chǎn)管理、網(wǎng)絡(luò)加速、網(wǎng)絡(luò)廣告代理、資源定位、問卷調(diào)查等方面。但是在實驗室管理系統(tǒng)中引入多Agent技術(shù)的研究尚處于起步階段。

目前國內(nèi)的實驗室管理系統(tǒng)大多以校級管理為目標(biāo)，對各學(xué)院、部門的實驗室進行整體管理，不能體現(xiàn)各學(xué)院專業(yè)實驗室的實驗教學(xué)和科研特點；此外，多數(shù)實驗室管理系統(tǒng)基于B/S和C/S兩種結(jié)構(gòu)，采用.net開發(fā)技術(shù)，開發(fā)環(huán)境主要有：JSP、Visual Studio等,數(shù)據(jù)庫常用SQL Server、MySQL等。

國內(nèi)多Agent技術(shù)的應(yīng)用目前比較廣泛，并且在教育領(lǐng)域的應(yīng)用也逐漸深入。比如：北京師范大學(xué)開發(fā)的E-Tutor是一個基于WebCL(Web-Based Cooperative Learning)平臺上的系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)計了由3個代理組成的助教模塊，這3個代理分別是行為捕獲Agent、行為處理Agent和信息反饋Agent。但將多Agent技術(shù)引入實驗室管理系統(tǒng)仍在探索階段。

一、系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)環(huán)境

系統(tǒng)采用B/S模式進行開發(fā)，引入多Agent技術(shù)，使用JAVA的集成開發(fā)環(huán)境MyEclipse進行開發(fā)，并基于此加入JADE平臺來進行多Agent系統(tǒng)的開發(fā)，在多Agent系統(tǒng)中Agent之間的協(xié)作是設(shè)計的核心。

數(shù)據(jù)庫的開發(fā)采用MS Sqlserver2005進行開發(fā)，它是微軟公司開發(fā)的進行數(shù)據(jù)庫設(shè)計和編程的服務(wù)器軟件。

二、系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

如圖1所示，系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。用戶在登錄時，系統(tǒng)Agent會判斷用戶是系統(tǒng)管理員還是教師學(xué)生用戶，然后根據(jù)身份的不同呈現(xiàn)不同的界面，將用戶的指令傳遞給會話Agent,通過網(wǎng)絡(luò)將此指令傳遞給數(shù)據(jù)庫Agent，之后進行對數(shù)據(jù)庫的訪問。

圖1 系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

三、系統(tǒng)的功能

基于多Agent的院級實驗室管理系統(tǒng)采用B/S模式開發(fā)。與C/S模式相比，B/S模式最大的優(yōu)點是運行和維護比較簡單,可以實現(xiàn)不同的人員，在不同的地點,以不同的進行方式,對相同的數(shù)據(jù)進行訪問和操作。

系統(tǒng)采用3層體系結(jié)構(gòu)：用戶表示層是系統(tǒng)用戶提供服務(wù)的圖形界面，并且將用戶的指令傳遞給數(shù)據(jù)傳輸層或者將數(shù)據(jù)傳輸層的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給用戶；數(shù)據(jù)傳輸層位于用戶表示層和數(shù)據(jù)庫之間，主要用來對用戶的指令和用戶請求的數(shù)據(jù)的傳輸。數(shù)據(jù)庫層是系統(tǒng)最核心的層次，它用來定義、維護、訪問和更新數(shù)據(jù)并且滿足用戶對數(shù)據(jù)的請求。

1.系統(tǒng)實現(xiàn)的功能模塊

(1)用戶基于角色的訪問控制權(quán)限分配。具體的角色對應(yīng)1組對應(yīng)的權(quán)限，這樣不必在每次創(chuàng)建用戶時進行用戶權(quán)限的分配，只需分配用戶相應(yīng)的角色，對用戶的權(quán)限進行動態(tài)的控制。

(2)實現(xiàn)用戶的預(yù)約。預(yù)約遵循的原則是：同一個時間不能預(yù)約多個實驗室，不同時間學(xué)生和老師能夠預(yù)約的實驗室要加以限制，若有退約的情況，能將消息以郵件發(fā)給教師和學(xué)生，并且以公告的形式發(fā)布到系統(tǒng)中。

(3)系統(tǒng)可以實現(xiàn)查詢和打印功能。教師和學(xué)生都可以查詢實驗室的預(yù)約情況,以及實驗項目的目的、流程和注意事項等,系統(tǒng)可以將查詢結(jié)果打印出來。

(4)可以實現(xiàn)對設(shè)備信息的動態(tài)管理。系統(tǒng)對設(shè)備進行管理，記錄使用、維修直到報廢的整個過程，并且可以隨時將設(shè)備的情況以一定的格式打印出來。

系統(tǒng)主要分為4個模塊：系統(tǒng)功能模塊如圖2：

①用戶管理模塊

該模塊提供用戶的注冊,登錄驗證和信息的修改。

②系統(tǒng)管理模塊

該模塊主要實現(xiàn)用戶的增刪，用戶的權(quán)限分配和齊備原始數(shù)據(jù)的錄入、刪除和改動。只有系統(tǒng)管理員才能對設(shè)備的原始數(shù)據(jù)進行錄入和更改，其他用戶只有瀏覽和查詢的權(quán)限。

③設(shè)備管理模塊

該模塊是系統(tǒng)的核心模塊之一，主要實現(xiàn)對設(shè)備的動態(tài)管理，將設(shè)備的故障及維修及時輸入數(shù)據(jù)庫，這樣管理人員可以隨時查閱設(shè)備的信息。

④預(yù)約模塊

該模塊是的功能是提供實驗室的課程安排情況，對課程的安排進行實時的更新。在進行預(yù)約的時候，先讓教師了解時候?qū)嶒炇艺n程的安排情況，然后再進行預(yù)約，這樣免去了不必要的申請。

2.Agent功能模塊

系統(tǒng)Agent模塊的功能是判斷用戶的身份，根據(jù)身份的不同賦予用戶不同的操作權(quán)限，同時監(jiān)控整個系統(tǒng)的運行和負(fù)責(zé)各個Agent之間的通信，協(xié)作各個Agent之間的協(xié)作和資源配置，并且提供Agent的黃頁服務(wù)。

會話Agent模塊負(fù)責(zé)用戶的登錄和注銷等操作，以及用戶的權(quán)限檢查，對用戶表示層安全性的維護，從根本上維護系統(tǒng)的安全性。

數(shù)據(jù)庫Agent模塊負(fù)責(zé)分析從互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)接收的指令，以及執(zhí)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)操作，同時進行安全檢測，以免對數(shù)據(jù)庫造成破壞。

四、結(jié)束語

通過引入多Agent技術(shù)，增加了系統(tǒng)的安全性，縮短了系統(tǒng)反饋時間，同時也降低了系統(tǒng)的維護費用。相信隨著多Agent技術(shù)的不斷發(fā)展，其在實驗室管理系統(tǒng)中的應(yīng)用也將不斷深入，同時也給實驗室的管理帶來一個全新的面貌。

[1]黃志，黃耀華.成人教育計算機實驗室管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].軟件導(dǎo)刊，2008，27(2):46～47

[2]董德民.高校實驗室管理系統(tǒng)的設(shè)計與分析[J].教育信息化，2001,10:26～27

[3]劉詣.C/S模式實驗室管理系統(tǒng)的項目概述[J].中小企業(yè)管理與科技，2009,11:295～296

[4]李為民.高校實驗室管理系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)[J].福建電腦，2009,12:137～139

[5]謝雪梅,趙彬彬.高校實驗室管理系統(tǒng)的研究[J].科技信息,2008,35：26～27

[6]陳偉.高校實驗室管理系統(tǒng)開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)[J].懷化學(xué)院報，2007,26(8):167～170

[7]吳麗.高校系部實驗室管理系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用[J].廣西右江民族師專學(xué)報，2005,18（3):37～38

[8]樸順玉,陳禹.管理信息系統(tǒng)[M].北京：中國人民大學(xué)出版社,1994

The design of multi-Agent based college library management system

Wu Xiaoning, He Jin, Liu Ling
Hebei normal university, Shijiazhuang, 050016, China

With the college enrollment, more and more students,the school's laboratory facilities is relatively low, how to provide students with more hands-on practice and operation, and alleviating employment pressure faced.Laboratory Management System can solve this problem,so,many institutions have carried out laboratory management system, but the general lack of intelligence these systems will be multi-Agent technology into the laboratory management system can reduce the management staff workload and improve the system's intelligence.

book=110,ebook=812

2010-04-27

吳曉寧，在讀研究生。何瑾，副教授，碩士生導(dǎo)師。劉玲，在讀研究生。