摘 要：隨著計算機技術和信息技術的迅速發(fā)展，我國高校計算機實驗室管理系統(tǒng)上呈現(xiàn)的問題日益增多，如何對計算機實驗室進行有效地、自助式的、人性化的日常管理和維護已成為實驗人員、管理人員和技術人員所關心的問題。本文在充分考慮計算機實驗室發(fā)展趨勢的基礎上，研制了一套由網(wǎng)上預約、門禁管理、過程管理、信息管理、在線交流和系統(tǒng)維護等六個模塊構成的人性化自助式管理系統(tǒng)。

關鍵詞：計算機 實驗性 人性化 自助式

隨著計算機技術和信息技術的迅速發(fā)展，帶動了高校計算機實驗室規(guī)模的不斷擴張，在此背景下傳統(tǒng)的實驗室人工管理模式已經(jīng)很難適應這種發(fā)展變化的速度。信息技術及計算機教育是現(xiàn)在我國高等教育中的一個重要基礎課程，大量的課程實習和課外上機不久要求實驗室能夠配備足夠數(shù)量的計算機設備，更得實驗室資源的合理分配和管理提出了更高的要求。傳統(tǒng)的計算機實驗室人工管理系統(tǒng)功能過于單一，且往往局限于類似網(wǎng)吧的收費管理系統(tǒng)上，無法滿足學生上機的多樣化需求。本文所設計的管理系統(tǒng)對以上問題進行了較為有效地解決。[1]

一、人工計算機管理模式及其弊端

過去高校計算機實驗室通常都是使用人工方式進行管理，學生上機需要排隊購票，然后憑票上機。在實驗室開放期間，值班員還得根據(jù)情況巡查實驗室，以防止有的學生亂上機、非法上機或者一次開多臺機器。同時，實驗室出售機票的管理員雖都是專業(yè)出身，但還是存在5%左右的少收、亂收和錯收上機費用的情況?？偨Y起來，人工計算機管理模式存在以下兩大突出問題：[2]

1.計算機實驗室管理的難度越來越大

隨著計算機技術的突飛猛進，高校計算機實驗室的規(guī)模也在呈指數(shù)的擴張。同時伴隨著我國高校逐年招生比例的增長，高校計算機實驗室所承擔的實習任務也愈發(fā)沉重。計算機硬件和軟件數(shù)量的急劇上升，使計算機日常管理和維護工作變得更加復雜，管理和維護工作的成倍增加，使過去人工管理方式的弊端愈發(fā)明顯。這種背景下對高校計算機實驗室進行更加高效的智能化、人性化、自助式的管理就成為大勢所趨。

2.資源浪費現(xiàn)象日益突出

所前所述，高校計算機實驗室在不斷擴大，造成管理人員的工作量倍增。但是限于各種客觀原因，實驗室管理人員的數(shù)量不可能與計算機的數(shù)量同步增長，并且本身就數(shù)量有限的管理人員還要分出相當一部分精力用在對學生的管理上，因此對機器的管理和維護就顯得更加捉襟見肘。計算機設備因為缺少足夠及時的維護，造成大多數(shù)設備通常的運轉率只能維持在85%左右。同時因為擔心遭到病毒感染或其他原因，很多可開放資源無法開放給學生用戶使用，有的實驗室甚至關閉硬盤讀寫操作或斷開網(wǎng)絡連接防止病毒侵入。

二、計算機實驗室人性化自助式管理模式

本文以科學化、規(guī)范化、智能化、人性化為出發(fā)點，經(jīng)過多方驗證，優(yōu)化設計了一套計算機實驗室人性化自助式管理模式。網(wǎng)上預約、門禁管理、過程管理、信息管理、在線交流和系統(tǒng)維護等六個模塊構成，其中管理和控制系統(tǒng)主要由管理層、監(jiān)控層、控制層和設備層組成，同時還加入了多媒體輔助和CCD監(jiān)控系統(tǒng)。管理層包括了網(wǎng)頁和上位機管理子系統(tǒng)，監(jiān)控層包括上位機監(jiān)控子系統(tǒng)，控制層主要是下位機系統(tǒng)，而設備層主要包括實驗室儀器設備、電源、風扇管理等。學生只要在網(wǎng)上查看實驗室安排信息，并完成實驗室網(wǎng)上預約后，便可來實驗室打卡上機實驗或進行實習操作。

1.網(wǎng)上預約平臺設計

實驗室預約管理網(wǎng)頁采用ASP技術，運用專業(yè)網(wǎng)頁制作軟件Dreamweaver進行設計。預約基本流程為：學生登陸預約網(wǎng)頁，并在線瀏覽實驗室相關規(guī)定和實驗室資料。同時網(wǎng)頁會對預約者進行一個有關實驗室操作的在線測試，以考察學生對實驗基本原理的掌握程度。學生在線測試合格后，便可按照規(guī)定填寫預約信息。如果預約時出現(xiàn)實驗室已滿員或者實驗室機器檢修的情況，則無法進行預約。同時預約網(wǎng)頁還設計有多媒體教學指導中心和論壇兩個板塊。教學指導中心可以代替教師對學生進行實驗方面的指導和培訓，而論壇主要供學生和教師進行交流、溝通使用。另外管理人員還可以在預約網(wǎng)頁的公共窗口發(fā)布一些實驗室公告，將實驗室的一些基本信息變化及時通知給師生。

2.上位機管理技術描述

為了使計算機實驗室的管理工作更加簡潔、高效、方便，本模式憑借Delphi應用程序開發(fā)了一套上位機管理系統(tǒng)。該管理系統(tǒng)通過連接打卡器和管理卡號來管理持卡人，實現(xiàn)實驗室的打卡開門和開、關實驗臺等自動化操作，實現(xiàn)門禁和實驗室的自助式管理。在上位機管理系統(tǒng)中，管理員、教師和學生分別擁有不同的登陸級別和操作權限，管理員只需通過鼠標點擊便可手動、自動實現(xiàn)登陸權限分配。同時，上位機管理系統(tǒng)還擔負有對整個管理系統(tǒng)的巡檢職能，一旦下位機出現(xiàn)異常時，主機箱內的蜂鳴器便會鳴響預警，并在提示欄中顯示異常信息，這樣便可以保證下位機的正常信息輸出。另外上位機還可以通過操作界面強制開啟或關閉實驗室的電源、空調、風扇、照明設備和實驗臺等機器設備，保證實驗室在相對安全的環(huán)境下正常工作。[3]

3.下位機管理程序設計

本系統(tǒng)的下位機設計采用光耦合器TLP521-4和八同相三態(tài)總線收發(fā)器74LS245實現(xiàn)多路開關量采集。使用溫度傳感器DS18B20進行溫度采集，用A/D轉化器TLC2543進行模擬量采集。采集到的信息的判斷、處理等使用單片機AT89C55實現(xiàn)，運用EEPROM存儲器AT24C256實現(xiàn)對運行故障的實時外部寫入。通過水浸透RJ-11的中兩根線與上位機實現(xiàn)銅線，一端接上位機的485端口，另一端接下位機的MAX1487端口。另外還使用屏蔽線傳輸音頻，一端接上位機輸出音頻的耳機插孔，另一端接下位機的4004錄音電路。本裝置使用的是獨立電源供電，與實驗室設備層電器供電電路相隔離，以防止因實驗室電器設備故障而連累下位機無法正常運行的情況出現(xiàn)。同時，系統(tǒng)開機后以動畫方式進入開機界面，通過按鍵和液晶屏實現(xiàn)人機交互，最大程度體現(xiàn)人性化操作。系統(tǒng)程序用C語言編寫，這樣做的好處是信息的可移植性強，有利于兩個或多個程序的綜合。

三、計算機實驗室人性化自助式管理系統(tǒng)的特色

1.網(wǎng)絡化管理系統(tǒng)

本系統(tǒng)從預約網(wǎng)頁的登陸，到打卡開門和開、閉實驗臺的操作，都使用的是卡號網(wǎng)絡化自助式的管理方式，沒有卡號則無法享受以上這些服務。同時，學生登陸網(wǎng)頁后，還可以自由查閱實驗室教學視頻，或將視頻下載到手機、平板電腦等移動設備上，以供學生做實驗時即時查看，實時反應現(xiàn)場情況。另外對于已經(jīng)開放的實驗，如果實驗室還有空位，學生則可以馬上預約，預約成功后即時生效。更為特殊的是，該系統(tǒng)是以在線實驗測試答卷得分來分配預約權限。學生只有在答卷得分合格的前提下才能接受提前預約。預約成功后，允許學生進行實驗項目的選擇，實驗時間可以選定在預約成功后一周內的任何一天的任意一節(jié)課，以便學生能有更多的選擇機會，最大體現(xiàn)人性化管理。[4]

2.上位機管理系統(tǒng)

本系統(tǒng)的上位機管理可以實現(xiàn)對下位機采集到的數(shù)據(jù)信息進行實時的接收、顯示、記錄和處理。在線下載語音時，只要是下位機能夠音頻輸出的任意音頻格式都可以下載。在更新或升級設備儀器時，只要通過上位機操作界面在線下載語言。將新語音放入下位機即可，但下位機無法自行更改自己的語音。另外在上位機操作界面中，可以將實驗室的各種運行情況，如實驗室需靠、卡號、學號、實驗設備故障情況等一一錄入，并按照多種方式和條件檢索設計建立相關數(shù)據(jù)庫，這樣便可以實現(xiàn)實驗室的集中控制和科學化管理，同時還能方便師生對實驗室相關信息的及時掌握。

3.下位機管理系統(tǒng)

下位機通過按鍵和液晶屏進行菜單操作，多個開關量輸入，接受上位機控制，實現(xiàn)對電源、空調、風扇、照明設備和實驗臺的開啟、關閉的自動或強制性控制，最大程度保證學生人身和實驗室設備的足夠安全。同時下位機還能夠向學生隨時播放實驗設備、一起簡介和操作技能，相當于為每個學生配備了一個實驗指導老師，引導學生正確快速的進行一步步的實驗操作。同時，下位機雖然連接著上位機，但脫離上位機仍能對實驗室進行獨立的控制。除此之外，在實驗設備內還接入有面向實驗過程的智能檢測裝置和故障報警裝置。智能檢測裝置的作用在于，學生可以根據(jù)自己做實驗時對實驗設備和儀器性能的評價，將性能旋鈕調到相應刻度上，以作為實驗現(xiàn)場意見反饋。而故障報警裝置安裝在實驗臺的一側，內裝有紅外傳感器，學生在實驗過程中出現(xiàn)儀器設備故障時可以按下故障按鈕，系統(tǒng)就會停止儀器設備的運行，并觸發(fā)紅外傳感器及時播放語音報警，管理人員便可及時組織學生安全撤離故障現(xiàn)場。

參考文獻：

[1]崔然. 人性化自助式計算機實驗室管理系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D].山東科技大學，2006.

[2]陳椿. 基于校園一卡通的自助式計算機實驗室管理模式[J]. 福建金融管理干部學院學報，2011，03：55-59.

[3]朱蕾. 校園自助式實驗室群管理系統(tǒng)研究[J]. 現(xiàn)代商貿工業(yè)，2007，05：147-148.

[4]朱陽春. 校園自助式實驗室群管理系統(tǒng)研究[J]. 硅谷，2010，20：85.

作者簡介：

傅建夫（1980—），男，漢族，海南瓊海市人，海南軟件職業(yè)技術學院，助理實驗師，研究方向：計算機實驗教學。