李恒凱,陳優(yōu)良,鄧凱
(江西理工大學(xué)建筑與測(cè)繪工程學(xué)院,江西贛州 341000)
隨著高校招生規(guī)模的擴(kuò)大和機(jī)房配置成本的降低,校園內(nèi)機(jī)房數(shù)量不斷增加,機(jī)房規(guī)模不斷擴(kuò)大。計(jì)算機(jī)機(jī)房由小規(guī)模、封閉式、單一功能,向大規(guī)模、開(kāi)放式、多功能方向發(fā)展。傳統(tǒng)的機(jī)房管理模式已經(jīng)不能滿(mǎn)足當(dāng)前高校機(jī)房管理的需要,為此,張德時(shí)[1]提出一種網(wǎng)絡(luò)中心機(jī)房智能化管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案;宋建松[2]、王巍巍[3]、黃藝[4]分別結(jié)合所在單位機(jī)房管理的特點(diǎn),設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了實(shí)用化的機(jī)房管理系統(tǒng)軟件。這些研究豐富了機(jī)房信息化管理的內(nèi)容,但無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)房設(shè)備空間位置關(guān)系和設(shè)備信息的圖文一體化管理,系統(tǒng)操作復(fù)雜。本文借鑒岳文輝[5]、任升蓮[6]系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想,并結(jié)合當(dāng)前高校機(jī)房管理的實(shí)際情況,將GIS引入機(jī)房管理信息系統(tǒng)構(gòu)建中,發(fā)揮GIS的管理、查詢(xún)、定位及分析功能,有效解決了機(jī)房管理中機(jī)房設(shè)備的顯示、定位、統(tǒng)計(jì)、分析等問(wèn)題。開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)不僅操作簡(jiǎn)單、直觀(guān)、方便,并具有智能化、圖形化、人性化等特點(diǎn),為高校機(jī)房管理信息化提供了一種實(shí)用方法,具有廣泛的應(yīng)用推廣價(jià)值。
傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)以目錄的形式對(duì)機(jī)房信息進(jìn)行管理,當(dāng)機(jī)房?jī)?nèi)機(jī)器數(shù)目很多時(shí),這種管理方式的操作復(fù)雜、不直觀(guān)、難以維護(hù)的缺點(diǎn)就日益突出。采用GIS進(jìn)行管理,機(jī)房?jī)?nèi)每臺(tái)電腦都在機(jī)房平面圖有精確的位置,并利用這個(gè)位置對(duì)電腦的相關(guān)信息進(jìn)行管理,實(shí)現(xiàn)以圖管機(jī)。要查詢(xún)某臺(tái)電腦信息,直接在地圖上雙擊該電腦圖標(biāo)即可。同時(shí),可以在地圖上對(duì)電腦進(jìn)行添加、刪除、配置更新等操作,從而有效避免數(shù)據(jù)庫(kù)中記錄和實(shí)際不一致的問(wèn)題,提高管理的安全性。
相對(duì)于傳統(tǒng)信息管理系統(tǒng)而言,該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)查詢(xún)方式的多樣化。主要提供了如下查詢(xún)方式:①圖查屬性,直接在地圖上點(diǎn)擊電腦圖標(biāo)查詢(xún)?cè)撾娔X的詳細(xì)信息,如電腦的軟硬件配置信息、最近使用該電腦的用戶(hù)、電腦歷史故障信息等;②拓?fù)洳樵?xún):利用GIS提供的拓?fù)浞治龉δ埽樵?xún)某根網(wǎng)線(xiàn)所連接的電腦和交換機(jī)接口或某個(gè)電腦做連接的網(wǎng)線(xiàn),并結(jié)合系統(tǒng)提供的專(zhuān)家知識(shí)庫(kù)進(jìn)行故障分析處理;③屬性查圖,通過(guò)電腦的屬性信息,在機(jī)房平面圖上高亮顯示對(duì)應(yīng)的電腦。如查詢(xún)安裝有某款軟件的電腦,在機(jī)房平面圖上裝有該軟件的電腦都會(huì)高亮顯示。
能對(duì)機(jī)器的故障狀況、上機(jī)記錄、機(jī)器軟硬件配置情況等進(jìn)行統(tǒng)計(jì),并將統(tǒng)計(jì)結(jié)果以GIS專(zhuān)題圖形式在機(jī)房平面圖上顯示,使管理者從宏觀(guān)上了解機(jī)器的狀況,進(jìn)而能更有效的對(duì)機(jī)房進(jìn)行管理。
管理員還可以利用系統(tǒng)提供的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控功能,監(jiān)控學(xué)生使用機(jī)器的情況,開(kāi)啟監(jiān)控,安裝在客戶(hù)電腦上的機(jī)房管理客戶(hù)端監(jiān)控程序會(huì)定時(shí)掃描該電腦進(jìn)程,若發(fā)現(xiàn)異常進(jìn)程,如游戲進(jìn)程,就會(huì)采用對(duì)客戶(hù)電腦抓屏的方法,并在管理端該電腦對(duì)應(yīng)圖標(biāo)上閃爍顯示報(bào)警信息,并彈出抓屏圖片,管理員通過(guò)查看圖片,進(jìn)一步證實(shí)用戶(hù)做與學(xué)習(xí)無(wú)關(guān)的事情,如玩游戲,管理員可以向用戶(hù)發(fā)送消息進(jìn)行提醒,必要時(shí)根據(jù)需要強(qiáng)制登錄用戶(hù)下機(jī)。
機(jī)房管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)是為了滿(mǎn)足高校特別是各專(zhuān)業(yè)對(duì)于機(jī)房管理的需求,因此該系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)應(yīng)該從實(shí)際需求出發(fā),而在高校的機(jī)房使用中,主要的需求有如下幾個(gè)方面:①上機(jī)管理,能夠創(chuàng)建用戶(hù)、管理用戶(hù),滿(mǎn)足機(jī)房上機(jī)登錄,解決上機(jī)的沖突和資源的浪費(fèi)。②教學(xué)管理,能夠?qū)虢虒W(xué)安排、能夠安排臨時(shí)預(yù)約上機(jī)、能夠在教學(xué)中掌握上機(jī)的動(dòng)態(tài)情況。③機(jī)房設(shè)備管理,能夠在地圖上添加、刪除、查詢(xún)?cè)O(shè)備及設(shè)備相關(guān)信息,實(shí)現(xiàn)以圖形來(lái)管理設(shè)備,并能實(shí)現(xiàn)對(duì)報(bào)廢設(shè)備相關(guān)信息的管理和查詢(xún)。④數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,能對(duì)機(jī)器的狀況、上機(jī)記錄進(jìn)行統(tǒng)計(jì),并以GIS專(zhuān)題圖形式顯示。⑤數(shù)據(jù)輸入輸出,能將需要的信息如實(shí)驗(yàn)課表、學(xué)生名單方便輸入系統(tǒng),也能將系統(tǒng)里的信息方便導(dǎo)出并保存為常用文檔,方便對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)一步的利用。
本系統(tǒng)是在局域網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)的,采用C/S模式,構(gòu)建于分布式數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)之上,系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。服務(wù)端軟件安裝于機(jī)房管理員或教學(xué)電腦上,采用GIS技術(shù)作為系統(tǒng)平臺(tái),主要完成機(jī)房上機(jī)管理、設(shè)備維護(hù)、教學(xué)管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析及輸出等日常的機(jī)房管理工作。學(xué)生端軟件安裝于機(jī)房學(xué)生電腦上,主要完成對(duì)用戶(hù)登錄、密碼修改、用戶(hù)信息監(jiān)控等工作。服務(wù)端和學(xué)生端之間都通過(guò)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與管理,學(xué)生端向GIS數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器提交數(shù)據(jù),服務(wù)端獲取數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器數(shù)據(jù)從而對(duì)客戶(hù)端數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理。同時(shí),服務(wù)端和學(xué)生端也能直接進(jìn)行通訊,但權(quán)限不一樣,服務(wù)端軟件能直接對(duì)學(xué)生端進(jìn)行遠(yuǎn)程控制,向?qū)W生端發(fā)送指令并在學(xué)生端中執(zhí)行,如對(duì)學(xué)生玩游戲時(shí)提出警告、提醒用戶(hù)下機(jī)時(shí)間、終止用戶(hù)上機(jī)等。而學(xué)生端軟件不能直接控制服務(wù)端,但可以向服務(wù)端發(fā)送信息。
圖1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖
系統(tǒng)數(shù)據(jù)包括機(jī)房設(shè)備布局的地圖空間數(shù)據(jù)和各設(shè)備相關(guān)的屬性數(shù)據(jù)以及機(jī)房管理所涉及的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),如上機(jī)課表數(shù)據(jù)、用戶(hù)數(shù)據(jù)等。由于大部分機(jī)房無(wú)設(shè)備布局的地圖數(shù)據(jù),對(duì)于該數(shù)據(jù)需要現(xiàn)場(chǎng)采集,可以用點(diǎn)要素類(lèi)表示機(jī)房中的各種設(shè)備,點(diǎn)符合的位置表示設(shè)備在機(jī)房的相對(duì)位置,用線(xiàn)要素類(lèi)表示機(jī)房的各種網(wǎng)線(xiàn)、電線(xiàn)的布局,當(dāng)整個(gè)布局圖繪制好后,設(shè)置點(diǎn)符號(hào)為3D符號(hào),并在3D符號(hào)貼上各種設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)采集圖片,從而獲得美觀(guān)實(shí)用的機(jī)房設(shè)備布局地圖。屬性數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集或從機(jī)房管理員處獲得,對(duì)于與機(jī)房設(shè)備相關(guān)的部分屬性數(shù)據(jù),可以直接和設(shè)備要素類(lèi)一體化存儲(chǔ)。其他屬性數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)表的形式存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中,以關(guān)鍵字段和地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián),如故障信息表、配置更新表都和設(shè)備要素類(lèi)存在著多對(duì)一的關(guān)系,這種連接方式能使得數(shù)據(jù)更易于管理。針對(duì)機(jī)房管理的需求,數(shù)據(jù)庫(kù)中的表設(shè)計(jì)主要有:電腦信息表、用戶(hù)信息表、上機(jī)記錄表、教學(xué)安排表、故障信息表、更新信息表、各種統(tǒng)計(jì)信息表。其中更新信息表如表1所示。
配置更新信息表 表1
根據(jù)系統(tǒng)的功能需求,確定系統(tǒng)的功能模塊如圖2所示。
圖2 系統(tǒng)功能模塊圖
在圖2中,系統(tǒng)被劃分為學(xué)生端模塊和GIS監(jiān)控端模塊。學(xué)生端模塊獨(dú)立于電腦操作系統(tǒng),通過(guò)將該模塊引入多活動(dòng)分區(qū)的方法實(shí)現(xiàn)。電腦開(kāi)機(jī)后,自檢正常后引導(dǎo)啟動(dòng)學(xué)生端模塊,彈出登錄界面,輸入驗(yàn)證信息后再啟動(dòng)操作系統(tǒng),該學(xué)生端模塊在系統(tǒng)后臺(tái)運(yùn)行,監(jiān)控電腦狀態(tài)并保持與服務(wù)端的通訊連接。GIS監(jiān)控端依托GIS技術(shù),對(duì)機(jī)房的相關(guān)信息進(jìn)行管理,是系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的功能模塊。其主要功能包括:
(1)文件管理。主要實(shí)現(xiàn)對(duì)制作好的地圖進(jìn)行打開(kāi)和加載,對(duì)修改好的地圖進(jìn)行保存和另存為操作。
(2)信息查詢(xún)。該功能用于對(duì)當(dāng)前地圖以及數(shù)據(jù)庫(kù)中的各種信息,按照管理者的要求進(jìn)行查詢(xún)和瀏覽,能夠方便管理者及時(shí)掌握機(jī)房中的各種軟硬件資源信息及業(yè)務(wù)信息。包括電腦屬性、故障記錄、配置更新記錄、教學(xué)安排、上機(jī)記錄、登錄信息等信息的查詢(xún);并結(jié)合GIS的特點(diǎn),提供了簡(jiǎn)單查詢(xún)、綜合查詢(xún)、點(diǎn)擊查詢(xún)?nèi)N查詢(xún)方式,能夠方便實(shí)現(xiàn)地圖和屬性信息的交互查詢(xún)。
(3)設(shè)備維護(hù)。包括設(shè)備添加、刪除、配置更新、故障維護(hù)等具體功能。設(shè)備添加和刪除功能實(shí)現(xiàn)在機(jī)房地圖中交互式的添加和刪除設(shè)備,同時(shí)相應(yīng)的屬性信息也一起添加和刪除,以保障信息的完整性。配置更新功能主要完成配置更新登記和配置更新記錄管理。故障維護(hù)功能,包括了故障信息登記、故障解決方案和專(zhuān)家信息三個(gè)子功能。故障信息登記,用于管理對(duì)發(fā)生故障的電腦進(jìn)行及時(shí)登記,這對(duì)以后故障的解決,故障的分析統(tǒng)計(jì)提供了一定依據(jù)。故障解決方案依賴(lài)故障信息登記和專(zhuān)家信息先查詢(xún)出要解決故障的電腦,在建立或?qū)氲膶?zhuān)家信息的前提下可以對(duì)專(zhuān)家信息進(jìn)行分類(lèi)或模糊查詢(xún),生成解決方案信息,為管理者解決故障提供幫助。
(4)上機(jī)管理。包含了用戶(hù)管理、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、執(zhí)行下機(jī)、發(fā)送消息等功能。其中用戶(hù)管理功能負(fù)責(zé)用戶(hù)的創(chuàng)建和用戶(hù)的管理,能創(chuàng)建、刪除和修改用戶(hù)信息等。下機(jī)處理、登錄處理、發(fā)送消息用于日常和教學(xué)上機(jī)的管理,網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控可以掌握機(jī)器的使用動(dòng)態(tài)。
(5)教學(xué)管理。包含了教學(xué)安排導(dǎo)入、預(yù)定上機(jī)、上課模式、上課延時(shí)等功能,教學(xué)安排導(dǎo)入能導(dǎo)入預(yù)定的教學(xué)安排計(jì)劃,預(yù)定上機(jī)能夠?qū)εR時(shí)性的上機(jī)進(jìn)行安排,上課模式、上課延時(shí)便于教學(xué)管理。
(6)統(tǒng)計(jì)分析。包含了故障信息、配置更新、上機(jī)記錄等的統(tǒng)計(jì)。故障信息統(tǒng)計(jì)能統(tǒng)計(jì)出機(jī)房每臺(tái)電腦出現(xiàn)的各種故障次數(shù),配置更新統(tǒng)計(jì)能統(tǒng)計(jì)出每臺(tái)電腦不同配置更新的次數(shù),上機(jī)記錄統(tǒng)計(jì)能統(tǒng)計(jì)出每個(gè)用戶(hù)在每臺(tái)電腦上的登錄次數(shù)及上機(jī)時(shí)間,統(tǒng)計(jì)信息以圖表和GIS專(zhuān)題圖的形式進(jìn)行輸出。這些統(tǒng)計(jì)是對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行的有效信息挖掘,為機(jī)房管理者了解設(shè)備運(yùn)行情況和用戶(hù)情況提供數(shù)據(jù)支持。
(7)數(shù)據(jù)輸入輸出。數(shù)據(jù)輸入包含了專(zhuān)家信息的導(dǎo)入和教學(xué)安排導(dǎo)入,支持Excel和Access數(shù)據(jù)的導(dǎo)入。數(shù)據(jù)輸出包含了配置更新信息輸出、教學(xué)安排輸出、故障信息輸出、上機(jī)記錄信息輸出。能對(duì)將各種信息輸出為Word或Excel文檔,方便管理者對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)一步的利用。
根據(jù)以上設(shè)計(jì)思路,以ArcEngine作為GIS軟件平臺(tái),以C#2008作為編程語(yǔ)言,以SQL Server 2005作為數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái),以江西理工大學(xué)地理信息機(jī)房的相關(guān)數(shù)據(jù)作為測(cè)試數(shù)據(jù),編程開(kāi)發(fā)了地理信息機(jī)房管理信息系統(tǒng),并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用,下面對(duì)該系統(tǒng)的幾個(gè)典型應(yīng)用作簡(jiǎn)要介紹。
(1)日常上機(jī)管理。主要對(duì)上課之外的學(xué)生自由上機(jī)進(jìn)行管理,點(diǎn)擊系統(tǒng)上機(jī)管理菜單下的登錄信息,可以查看系統(tǒng)的登錄用戶(hù),登錄用戶(hù)所在電腦高亮顯示,并顯示登錄學(xué)生的真實(shí)姓名。管理員可以向登錄的用戶(hù)或機(jī)器發(fā)送消息,與用戶(hù)進(jìn)行交流或?qū)τ脩?hù)進(jìn)行提醒,如圖3所示。管理員也可以根據(jù)需要對(duì)一臺(tái)機(jī)器進(jìn)行登錄,登錄使用缺省的賬號(hào),在地圖上點(diǎn)擊要登錄機(jī)器圖標(biāo),然后選擇登錄到該機(jī)器,即可對(duì)該電腦進(jìn)行控制。管理員還可以利用系統(tǒng)提供的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控功能,監(jiān)控學(xué)生使用機(jī)器的情況,系統(tǒng)界面如圖4所示。管理員還能對(duì)上機(jī)情況記錄進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和輸出,以便班主任或?qū)I(yè)教師了解所在班級(jí)的學(xué)生上機(jī)情況。
圖3 對(duì)用戶(hù)提醒界面示意圖
圖4 屏幕監(jiān)控界面
(2)教學(xué)上機(jī)管理。要管理教學(xué)上機(jī)首先必須有教學(xué)安排,系統(tǒng)提供導(dǎo)入教學(xué)安排功能以方便上機(jī)管理前先導(dǎo)入教學(xué)安排數(shù)據(jù)。開(kāi)始上課時(shí),教師選擇啟動(dòng)上課模式窗口,選擇上課班級(jí),輸入上課時(shí)段,選擇斷開(kāi)網(wǎng)絡(luò)連接,確認(rèn)后,啟動(dòng)上課模式。啟動(dòng)上課模式后,在該時(shí)間段內(nèi),系統(tǒng)能自動(dòng)識(shí)別當(dāng)前登錄用戶(hù)是否屬于該班級(jí)學(xué)生,如果不是將自動(dòng)讓其下機(jī),如果同時(shí)選擇斷開(kāi)網(wǎng)絡(luò)連接,將使當(dāng)前局域網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)斷開(kāi),可以滿(mǎn)足某些教學(xué)要求。同日常上機(jī)一樣,教師可以查看學(xué)生上機(jī)的登錄情況,了解哪些學(xué)生在上機(jī),哪些學(xué)生缺課,還可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控功能監(jiān)控學(xué)生上機(jī)情況,學(xué)生可以和老師相互發(fā)送信息。如果老師需要延長(zhǎng)教學(xué)上機(jī)時(shí)間,或者有時(shí)為了給學(xué)生留出保存數(shù)據(jù)的時(shí)間,可以通過(guò)上課延時(shí)功能,輸入延長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行時(shí)間延長(zhǎng)。
(3)機(jī)房設(shè)備維護(hù)。通過(guò)地圖窗口可以方便添加、刪除和更新電腦,實(shí)現(xiàn)以圖管機(jī),圖機(jī)信息一體化存儲(chǔ)。更新電腦配置界面如圖5所示。可以通過(guò)按電腦編號(hào)、更新類(lèi)別和更新時(shí)間三種方式查看機(jī)房電腦更新記錄,并可對(duì)更新情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和輸出,生成統(tǒng)計(jì)專(zhuān)題圖和打印報(bào)表。如果某臺(tái)電腦發(fā)生故障,可以對(duì)故障信息進(jìn)行登記,將信息保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中以方便對(duì)故障電腦進(jìn)行集中處理。通過(guò)查看故障電腦功能,能了解哪些機(jī)器的故障還未得到解決,并可在地圖上定位故障電腦,并瀏覽相關(guān)故障信息。
通過(guò)故障解決方案功能獲取故障處理的專(zhuān)家信息,輔助管理員進(jìn)行故障處理。首先,查詢(xún)出你想要解決的故障記錄,在四種查詢(xún)方式中選擇一種查詢(xún)方式,雙擊故障信息瀏覽的數(shù)據(jù)框中要解決的一條故障記錄,該條故障記錄中故障類(lèi)別和故障描述將在專(zhuān)家信息中查詢(xún)相應(yīng)的解決方案,并顯示故障的解決意見(jiàn)。故障解決方案界面如圖6所示。
圖5 配置更新
圖6 故障解決方案界面
隨著高校對(duì)機(jī)房利用水平和層次的不斷提高,對(duì)于機(jī)房管理的要求也會(huì)相應(yīng)提高,而如何去開(kāi)發(fā)出更加合理,更加人性化的機(jī)房管理系統(tǒng)將會(huì)是我們不得不去思考的問(wèn)題。本文基于GIS技術(shù)構(gòu)建的機(jī)房管理系統(tǒng),經(jīng)過(guò)應(yīng)用實(shí)踐表明,該系統(tǒng)既具有一般的機(jī)房管理信息系統(tǒng)自動(dòng)化、智能化的優(yōu)勢(shì),也發(fā)揮了GIS人性化的圖形界面操作、查詢(xún)輸出方式多樣、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)潔高效等優(yōu)點(diǎn)。為高校機(jī)房的信息化管理探索了一條新的途徑,具有廣泛的應(yīng)用推廣價(jià)值。
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