趙 磊 ，趙國生，張艷芳

(1.哈爾濱師范大學 現(xiàn)代實驗中心，黑龍江 哈爾濱 150025;2.哈爾濱師范大學 圖書館，黑龍江 哈爾濱 150025)

建立一種有效的平臺，運用先進的計算機網(wǎng)絡信息技術(shù)，把學生、教師和實驗室三者緊密聯(lián)系在一起，并能夠最終實現(xiàn)資源共享，有效地培養(yǎng)學生的動手能力和綜合素質(zhì)，提高教師的教學水平，實現(xiàn)實驗室建設與相關(guān)學科協(xié)調(diào)發(fā)展。

由于歷史原因，高校中目前使用的系統(tǒng)十分復雜，但采用C/S系統(tǒng)架構(gòu)較多[1]。近年來，隨著網(wǎng)絡技術(shù)不斷發(fā)展，尤其是基于Web的信息發(fā)布和檢索技術(shù)、Java計算技術(shù)以及網(wǎng)絡分布式對象技術(shù)的飛速發(fā)展，使很多應用系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)從C/S結(jié)構(gòu)向更加靈活的多級分布B/S結(jié)構(gòu)演變[2]?；诖?，本文提出了一種基于 B/S體系結(jié)構(gòu)的實驗中心管理平臺的設計方案，給出了方案包含的模塊信息以及相應的實現(xiàn)技術(shù)。

1 方案的設計

圖1給出了實驗中心信息化管理平臺的功能圖，系統(tǒng)包括5大模塊：實驗中心管理模塊、實驗教學模塊、低值易耗品管理模塊、實驗儀器設備管理模塊及實驗室評估模塊。

(1)實驗中心管理模塊

該模塊的主要功能是管理實驗中心的基本信息，如實驗中的組織管理機構(gòu)、實驗室的基本信息、實驗室的規(guī)章制度以及每個實驗室的獲獎信息等。

(2)實驗教學管理模塊

該模塊主要負責實驗教學的編排工作，主要包括制定每個專業(yè)的培養(yǎng)計劃、實驗項目開設統(tǒng)計、根據(jù)計劃制定實驗課程大綱以及指定相應的實驗指導書。其中，專業(yè)培養(yǎng)計劃一般由教務處負責制定，根據(jù)教務處制定的培養(yǎng)計劃制定課程大綱，同時指定實驗指導用書，并統(tǒng)計各實驗室的項目開設情況。

(3)低值易耗品管理模塊

低值易耗品管理在實驗中心日常管理工作中是一項量大且繁瑣的工作。主要包括實驗耗材購置計劃、實驗耗材管理以及實驗低值品管理。系統(tǒng)將根據(jù)實驗教學任務和實驗教學計劃自動統(tǒng)計各實驗室本學期各類耗材用量。本數(shù)據(jù)將為耗材申購審批提供參考。

(4)實驗儀器設備管理模塊

該模塊主要包括普通實驗儀器管理以及大型實驗儀器管理。實驗儀器設備的管理工作主要側(cè)重于實驗儀器設備的入庫、領用、歸還、報損、維修、儀器設備臺賬的查看等方面。對于大型儀器設備，除了一般儀器設備的常用功能外，還增加了儀器設備的運行記錄、儀器設備信息共享等功能。

(5)實驗室評估模塊

實驗中心信息化評估分為三部分：制定信息化評估主題、制定信息化評估標準、實驗中心自評。實驗中心評估能夠根據(jù)實際需要，制定多套評估標準，例如，基礎實驗中心評估標準、專業(yè)實驗中心評估標準等。評估標準的類別可以在系統(tǒng)維護中的字典中進行維護。

2 實現(xiàn)技術(shù)

2.1 管理平臺的體系結(jié)構(gòu)

實驗中心管理平臺的實現(xiàn)可以采用B/S體系結(jié)構(gòu)[3](Browser/Server,瀏覽器/服務器結(jié)構(gòu))，B/S體系結(jié)構(gòu)是Web興起后的一種網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)模式，Web瀏覽器是客戶端最主要的應用軟件。這種模式統(tǒng)一了客戶端，將系統(tǒng)功能實現(xiàn)的核心部分集中到服務器上，簡化了系統(tǒng)的開發(fā)、維護和使用?？蛻魴C上只要安裝一個瀏覽器（Browser），如 Netscape Navigator或 Internet Explorer， 服務器安裝 Oracle、Sybase、Informix或 SQL Server等數(shù)據(jù)庫。 瀏覽器通過Web Server與數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)交互。

圖2給出了管理平臺的體系結(jié)構(gòu)圖。其中，最上面一層為用戶層，它面向最終用戶，通過用戶頁面與系統(tǒng)進行信息交換。因此該平臺設計主要包括用戶頁面設計、數(shù)據(jù)庫設計以及應用程序設計。為了合理利用資源，減輕Web服務器的壓力，可以將數(shù)據(jù)庫操作系統(tǒng)和Web應用系統(tǒng)分別安裝在兩臺物理服務器上。整個平臺的數(shù)據(jù)信息由Web服務器統(tǒng)一進行管理和發(fā)送，用戶界面均以網(wǎng)頁形式顯示。

2.2 連接池技術(shù)的使用

在實際開發(fā)Web應用系統(tǒng)中,如果使用JDBC直接訪問數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，每一次數(shù)據(jù)訪問請求都必須經(jīng)歷建立數(shù)據(jù)庫連接、打開數(shù)據(jù)庫、存取數(shù)據(jù)和關(guān)閉數(shù)據(jù)庫連接等步驟。而連接并打開數(shù)據(jù)庫是一件既消耗資源又費時的工作，如果頻繁發(fā)生這種數(shù)據(jù)庫操作，系統(tǒng)的性能必然會急劇下降，甚至會導致系統(tǒng)崩潰。數(shù)據(jù)庫連接池正是針對這個問題提出來的。數(shù)據(jù)庫連接池負責分配、管理和釋放數(shù)據(jù)庫連接。它允許應用程序重復使用一個現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫連接，而不是重新建立一個；以釋放空閑時間超過最大空閑時間的數(shù)據(jù)庫連接來避免因為沒有釋放數(shù)據(jù)庫連接而引起的數(shù)據(jù)庫連接遺漏。這項技術(shù)能明顯提高對數(shù)據(jù)庫操作的性能。

2.3 數(shù)據(jù)安全性保障

數(shù)據(jù)庫的安全問題是本系統(tǒng)考慮的重要問題之一，根據(jù)SQL Server2005數(shù)據(jù)庫的特點，需要對數(shù)據(jù)庫進行以下安全配置：使用安全的密碼策略；使用安全的帳號策略；加強數(shù)據(jù)庫日志的記錄；管理擴展存儲過程；使用協(xié)議加密；拒絕來自TCP/IP端口的探測；修改TCP/IP使用的端口；拒絕來自1434端口的探測；對網(wǎng)絡連接進行IP限制。當數(shù)據(jù)庫遭到破壞時,系統(tǒng)根據(jù)破壞的不同程度使用不同的數(shù)據(jù)恢復方法。具體的方法有:使用SQL Server2005的企業(yè)管理器進行恢復；利用事務日志備份進行恢復；利用文件或文件組備份進行恢復；使用存儲過程進行恢復等[4]。同時，可以將網(wǎng)絡存儲設備連接在數(shù)據(jù)庫服務器上，將每天的數(shù)據(jù)備份都自動復制到網(wǎng)絡存儲設備上，一旦數(shù)據(jù)庫服務器遭到攻擊，可以從網(wǎng)絡存儲設備上將數(shù)據(jù)恢復，從而確保數(shù)據(jù)能夠及時還原。

2.4 用戶權(quán)限管理設計

在應用開發(fā)時經(jīng)常要用到權(quán)限的控制，哪些用戶可以查看哪個菜單，就能在那個菜單中看到哪些數(shù)據(jù)及用戶在菜單下所能進行的操作。這里把系統(tǒng)權(quán)限分配分為三個方面：①菜單權(quán)限分配：指的是哪些用戶可以查看哪些菜單;②業(yè)務數(shù)據(jù)權(quán)限分配：用戶能在某個菜單看到哪些數(shù)據(jù);③角色權(quán)限分配：指的是用戶在某些菜單下能進行哪些操作，是否有增刪改查的操作等[5]。

根據(jù)上述設計，用戶的權(quán)限判斷整體流程如下：

1.根據(jù)用戶的菜單權(quán)限判斷用戶是否有訪問該菜單的權(quán)限；

2.根據(jù)用戶所在的部門、部門從屬關(guān)系及共享部門，取得用戶所能訪問的部門號集合，根據(jù)這個集合顯示業(yè)務數(shù)據(jù)；

3.根據(jù)用戶的工號和角色，判斷用戶在該菜單項所能進行的操作。

基于B/S結(jié)構(gòu)的實驗中心管理平臺的建立是現(xiàn)代化教學的一種趨勢，有利于提高實驗室的管理效率和資源的利用率。平臺的建立充分體現(xiàn)了實驗教學在素質(zhì)教育中的突出地位，滿足了現(xiàn)代化教學與管理的要求。但該平臺也存在一定的局限性，例如，實驗中心管理平臺是一個相對獨立的系統(tǒng)，但它也應是整個校園信息系統(tǒng)的一部分，如何與整個校園管理系統(tǒng)進行銜接，例如與科技管理平臺、教務管理平臺、圖書管理平臺的互聯(lián)等，都是在今后工作中需要進一步研究的問題。

[1]周曉慶，肖建瓊，羅興賢.實驗中心管理平臺研究[J].電腦編程技巧與維護，2009(6)：61-62，86.

[2]陳 宛，曹元大.開放實驗室數(shù)據(jù)安全傳輸系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J].計算機應用研究，2005,22(7)：159-161.

[3]段培俊，祖小濤，寧智華.基于網(wǎng)絡技術(shù)的實驗教學改革探索與實踐[J].實驗室研究與探索，2006(12)：1481-1487.

[4]劉夏鷗，張艷麗，李漢珍.高校實驗教學信息管理平臺建設探析[J].實驗技術(shù)與管理，2007,24(9)：70-75.

[5]韓慧蓮，單威，龔清勇，等.基于網(wǎng)絡的虛擬實驗室的設計與實現(xiàn)[J].中北大學學報(自然科學版)，2005(6):417-420.