劉海玲　劉玉萍　王成敏

摘 要：本文通過對現(xiàn)有高校實驗室管理的現(xiàn)狀進行分析，針對存在的問題，給出了開放式實驗室管理系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn)方法。該系統(tǒng)從不同用戶的需求出發(fā)，為其提供不同權(quán)限的服務(wù)功能。包括學(xué)生在線查詢、預(yù)約實驗資源；教師在線發(fā)布實驗任務(wù)及跟蹤實驗進度；實驗室管理員對各項軟硬件資源的管理；各級院系領(lǐng)導(dǎo)查看階段性報表、設(shè)備資源利用率等功能。該系統(tǒng)的實現(xiàn)及應(yīng)用，不僅可以提高實驗室設(shè)備的使用率及開放程度，又可以提高管理效率及投資效益。

關(guān)鍵詞：開放式實驗室；三層架構(gòu)；ASP.NET

中圖分類號：TP311.52 文獻標(biāo)識碼：A

1 引言(Introduction)

現(xiàn)今，隨著高校實驗室設(shè)備資源在質(zhì)與量上的提升，越來越多的問題擺在了學(xué)生、教師、管理員及各級院系領(lǐng)導(dǎo)面前。例如,各實驗室相互獨立，導(dǎo)致資源無法最大化的使用和很低的實驗設(shè)備使用率；實驗室功能雖多，但多而散，無法形成綜合優(yōu)勢[1]；各級管理員無法有效并清晰的隨時隨地對相關(guān)軟件、硬件資源信息進行統(tǒng)計與掌控，造成管理上的不便；除此之外，設(shè)備的購買、保修、送檢及維護也需要進行很多報表的填寫，若是需要對某一時間段或者某一類型的設(shè)備進行相關(guān)統(tǒng)計任務(wù)，則需要花費很多的時間及精力。

綜上，設(shè)計并實現(xiàn)一個開放式的實驗室管理系統(tǒng)具有極大的實際使用價值。在此之前，有些人對高校實驗室管理模式經(jīng)過研究與實踐，提出自己的觀點，例如：論文[2]基于_Net的開放式實驗室管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)所提出的解決方案，在新實驗課標(biāo)的要求下，對于綜合性、創(chuàng)新性實驗無法進行有效管理,導(dǎo)致該實現(xiàn)方案過于簡單；論文[3]高校開放式實驗室設(shè)備管理系統(tǒng)研究，對于教師及學(xué)生的功能需求考慮較少；論文[4]開放式實驗室管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，未能體現(xiàn)開放式的真正內(nèi)涵，即實驗設(shè)備信息的網(wǎng)上查詢、統(tǒng)計及預(yù)約。

本文內(nèi)容組織如下：首先，設(shè)計了開放式實驗室管理系統(tǒng)OLMS(英文全拼)的基本體系結(jié)構(gòu)，并進行了系統(tǒng)需求分析；在此基礎(chǔ)上，進行了系統(tǒng)設(shè)計，給出了系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖；接著對該系統(tǒng)的主要實現(xiàn)過程進行了詳細說明；最后，給出了該系統(tǒng)下一步需要完善的功能及小結(jié)。

2 開放式實驗室管理系統(tǒng)OLMS的基本體系結(jié)

構(gòu)(The basic architecture of open laboratory

management system)

2.1 OLMS系統(tǒng)的基本體系結(jié)構(gòu)

OLMS系統(tǒng)的基本體系結(jié)構(gòu)由五層構(gòu)成，從上到下依次為網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、系統(tǒng)服務(wù)支持環(huán)境、數(shù)據(jù)層、邏輯層和用戶操作層即顯示層。

2.2 OLMS系統(tǒng)需求分析

OLMS系統(tǒng)的主要使用者有四類人員：學(xué)生、教師、實驗室管理員、院系各級領(lǐng)導(dǎo)及教研室主任。這四類角色對于OLMS系統(tǒng)的主要功能期望為：課內(nèi)/外實驗、綜合性、設(shè)計性實驗的相關(guān)管理及操作；實驗設(shè)備及資源信息的管理操作；在線預(yù)約實驗設(shè)備及資源；查詢預(yù)約結(jié)果等；實驗室設(shè)備、資源的電子化管理功能；新實驗的申報及審核流程；提交、批改、指導(dǎo)實驗報告功能；瀏覽、查詢、編輯實驗電子課件；統(tǒng)計報表功能；除此之外，該OLMS還需實現(xiàn)部分系統(tǒng)或者公用功能。

3 系統(tǒng)設(shè)計(System design)

根據(jù)前述的基本體系結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)需求分析，設(shè)計OLMS系統(tǒng)的系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1 OLMS系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

Fig.1 System function structure

4 系統(tǒng)實現(xiàn)(System implementation)

4.1 程序開發(fā)及運行環(huán)境

本系統(tǒng)開發(fā)中，采用Microsoft Visual Studio 2005工具，SQL Server 2005，Microsoft.NET Framework SDK v2.0。

4.2 編碼規(guī)范

為了項目的規(guī)范，在系統(tǒng)實現(xiàn)之前，定義了相關(guān)的數(shù)據(jù)庫命名規(guī)范，包括數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)表、字段、視圖、存儲過程、觸發(fā)器等的命名規(guī)范；程序代碼命名規(guī)范，包括變量及對象名稱定義規(guī)則、數(shù)據(jù)類型簡寫規(guī)則、控件命名規(guī)則等。

4.3 編碼實現(xiàn)

編碼實現(xiàn)主要包括以下部分：數(shù)據(jù)處理層、主要功能模塊及界面層的實現(xiàn)。

4.3.1 數(shù)據(jù)處理層的編碼實現(xiàn)

為了簡化大量重復(fù)性的數(shù)據(jù)庫訪問及數(shù)據(jù)處理操作，本系統(tǒng)單獨做了數(shù)據(jù)處理層的編碼實現(xiàn)，以供功能模塊的調(diào)用。

4.3.2 主要功能模塊的實現(xiàn)

功能模塊主要為功能服務(wù)，實現(xiàn)各個單獨的邏輯功能，主要包括以下各子模塊：

(1)系統(tǒng)功能模塊及其編碼實現(xiàn)

系統(tǒng)功能模塊及其算法主要包括：第一,系統(tǒng)的初始化功能；第二,對數(shù)據(jù)信息等的管理；包括用戶信息管理[5]、平臺的管理、數(shù)據(jù)與資料的管理等；第三,用戶權(quán)限的分層設(shè)置及管理。

(2)學(xué)生功能模塊及其編碼實現(xiàn)

學(xué)生功能模塊主要實現(xiàn)的功能有：學(xué)生個人信息的瀏覽及部分修改功能；學(xué)生信用度算法模塊；本學(xué)期課內(nèi)/外實驗、綜合性或創(chuàng)新性實驗的相關(guān)功能實現(xiàn)，使用在線資源例如在線答疑、在線討論區(qū)、在線題庫等功能。

(3)教師功能模塊及其編碼實現(xiàn)

教師功能模塊主要實現(xiàn)的功能有：學(xué)期初的課內(nèi)/外實驗申請；綜合性、創(chuàng)新性實驗申請；新開設(shè)實驗項目的填報及申請；查詢本學(xué)期實驗課表及實驗安排內(nèi)容；布置預(yù)習(xí)實驗要求；審核學(xué)生的課外或其它實驗申請；對個人信息的管理或依據(jù)條件查詢學(xué)生的基本信息。

(4)實驗室管理員功能模塊及其編碼實現(xiàn)

實驗室管理員功能模塊主要實現(xiàn)的功能有：第一，實驗室子系統(tǒng)管理；第二，審核實驗預(yù)約功能；第三，實驗室設(shè)備運行管理，即設(shè)備運行時的過程數(shù)據(jù)管理；第四，實驗室設(shè)備資源的管理；第五,設(shè)備統(tǒng)計分析功能等。

4.3.3 界面層的實現(xiàn)

該系統(tǒng)界面層的實現(xiàn)主要滿足簡潔、清晰、個性化定制的目標(biāo)。為了實現(xiàn)簡潔、清晰，系統(tǒng)以藍色為主色，統(tǒng)一了系統(tǒng)的界面框架，任何用戶訪問該系統(tǒng)時，都能看到一個布局統(tǒng)一、顏色一致的界面。

5 結(jié)論(Conclusion)

系統(tǒng)經(jīng)過一年多的運行，極大地方便了實驗課程管理、實驗預(yù)約等教學(xué)工作的開展，取得了良好效果。后續(xù)需解決的問題：如何由點及面，打破原有小而散的模式，進行校一級的實驗室管理系統(tǒng)設(shè)計及實現(xiàn)？如何與硬件控制器相結(jié)合，實現(xiàn)遠程控制和管理，確保實驗室的全天候開放和安全？如何為各種終端設(shè)備用戶提供友好的服務(wù)等問題。

參考文獻(References)

[1] 張松,陳志剛,金亮.開放實驗室管理系統(tǒng)設(shè)計方案比較及實

現(xiàn)[J].計算機工程與應(yīng)用,2004,40(3):230-232.

[2] 焦鉻,劉輝,陳受凱.基于.Net平臺的開放式實驗室管理系統(tǒng)

[J].衡陽師范學(xué)院學(xué)報,2010,31(3):88-91.

[3] 謝健,劉原奇,易先卉.高校開放式實驗室設(shè)備管理系統(tǒng)研究

[J].計算技術(shù)與自動化,2007(1):102-103;107.

[4] 姜浩,等.開放式實驗室管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].實驗室研

究與探索,2010,29(6):110-112.

[5] 尹紅,李海燕.基于C/S和B/S混合結(jié)構(gòu)的高校開放式實驗室

管理系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[J].信息系統(tǒng)工程,2009(6):29-32.

作者簡介：

劉海玲(1978-),女,碩士,講師.研究領(lǐng)域：web應(yīng)用及開發(fā).

劉玉萍(1969-),女,本科,工程師.研究領(lǐng)域：web應(yīng)用及開發(fā).

王成敏(1975-),女,碩士,副教授.研究領(lǐng)域：人工智能.