范國(guó)婷，韋斯羽，王秀友，彭 亮，張夢(mèng)雅，周靈輝

高校實(shí)驗(yàn)室是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)、開展科學(xué)研究、推動(dòng)科技發(fā)展的重要基地，實(shí)驗(yàn)室工作是學(xué)校教學(xué)科研工作的重要組成部分，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理水平直接關(guān)系到人才培養(yǎng)的質(zhì)量［1］.隨著當(dāng)下高校信息化建設(shè)工程的開展，傳統(tǒng)的人工方式管理實(shí)驗(yàn)室已不再適應(yīng)時(shí)代發(fā)展，因此，設(shè)計(jì)一個(gè)良好的實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)十分必要.

為了提高實(shí)驗(yàn)室的管理水平，本文對(duì)當(dāng)前高校實(shí)驗(yàn)室管理的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析與研究［2］，進(jìn)行 Web 前后臺(tái)的開發(fā)，針對(duì)高校傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室管理模式的缺陷，利用數(shù)據(jù)庫(kù)等技術(shù)，設(shè)計(jì)開發(fā)了涉及超級(jí)管理員、普通管理員和普通用戶三個(gè)角色的智慧實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)［3］，減少人工管理過程中所需要的人力物力.此外，本實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)（Laboratory Information Management System，LIMS）以信息技術(shù)為紐帶［4］，以友好的界面操作接受管理員與用戶要求，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)室資源進(jìn)行資源利用與任務(wù)規(guī)劃，進(jìn)而提高實(shí)驗(yàn)室管理效率.

1 平臺(tái)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

通過對(duì)功能模塊的分析，系統(tǒng)采用SSM框架模式進(jìn)行部署架構(gòu)，并與.NET 三層結(jié)構(gòu)技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的整體架構(gòu)，整體架構(gòu)圖如圖1 所示.

圖1 系統(tǒng)整體架構(gòu)圖

實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于三層架構(gòu)的體系結(jié)構(gòu)，即系統(tǒng)由表示層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層和數(shù)據(jù)訪問層三個(gè)獨(dú)立的層次構(gòu)成.表示層負(fù)責(zé)給用戶展示數(shù)據(jù)，用戶也可以在該層進(jìn)行數(shù)據(jù)操作.業(yè)務(wù)應(yīng)用層是實(shí)驗(yàn)室管理功能模塊，根據(jù)不同的請(qǐng)求調(diào)度不同的邏輯取得數(shù)據(jù).數(shù)據(jù)訪問層是用戶通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象.

利用SSM 框架進(jìn)行環(huán)境搭建，在Web 前端調(diào)整和優(yōu)化的基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行詳細(xì)分析，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行搭建，并完成后端的鏈接，實(shí)現(xiàn)后端的功能，完成對(duì)系統(tǒng)功能的調(diào)試運(yùn)行和系統(tǒng)測(cè)試，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行后期優(yōu)化.

1.2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

對(duì)于高校實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)而言，其功能模塊主要包括用戶管理模塊、基本信息管理模塊、新聞管理模塊、反饋管理模塊、簽到管理模塊、團(tuán)隊(duì)管理模塊、課程管理模塊和設(shè)備管理模塊，模塊結(jié)構(gòu)圖如圖2 所示.

（1）用戶管理.在實(shí)驗(yàn)室不同的用戶擁有著不同的權(quán)限.根據(jù)用戶的權(quán)限分配，用戶可分為實(shí)驗(yàn)室普通用戶、臨時(shí)管理員和超級(jí)管理員.

①普通用戶.實(shí)驗(yàn)室中權(quán)限最低的成員，只需要負(fù)責(zé)個(gè)人注冊(cè)登錄，管理個(gè)人中心.

②臨時(shí)管理員.臨時(shí)管理員可以對(duì)普通成員進(jìn)行管理，例如賬號(hào)使用控制、所屬小組分配、個(gè)人介紹、分配實(shí)驗(yàn)室編號(hào)等.并且可對(duì)自己小組成員信息進(jìn)行查看、添加、修改等.

③超級(jí)管理員.具有最大的權(quán)限，可管理所有實(shí)驗(yàn)室成員.

圖2 系統(tǒng)功能模塊圖

（2）基本信息管理.基本信息管理專門用來向?qū)嶒?yàn)室的老師和學(xué)生展示實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展情況，包括實(shí)驗(yàn)室簡(jiǎn)介、榮譽(yù)信息和規(guī)章制度.

①實(shí)驗(yàn)室簡(jiǎn)介.主要用來介紹實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部的構(gòu)成，以及未來發(fā)展的方向等.

②榮譽(yù)信息.主要用來展示歷年學(xué)院師生的獲獎(jiǎng)情況.

③規(guī)章制度.這部分內(nèi)容主要包括實(shí)驗(yàn)室成員應(yīng)該遵守的管理?xiàng)l約.

（3）新聞管理.為方便用戶了解最新且最有價(jià)值的信息，其子功能可以實(shí)現(xiàn)添加新聞、刪除新聞.

①添加新聞.添加一些學(xué)校或?qū)W院的重大新聞，以及最新且最有價(jià)值的新聞供用戶查看瀏覽.

②刪除新聞.對(duì)過時(shí)的或者無用的新聞進(jìn)行刪除，及時(shí)更新系統(tǒng)，方便用戶.

（4）反饋管理.反饋是為了更好地維護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行，子功能模塊分為收集反饋信息、處理反饋信息.

①收集反饋信息.對(duì)老師或者學(xué)生提出的建議進(jìn)行收集并上傳到管理窗口.

②處理反饋信息.對(duì)收集來的建議或者反饋進(jìn)行快速有效地處理.

（5）簽到管理.簽到是對(duì)實(shí)驗(yàn)室成員管理的一種最基本的方式，子功能模塊分為簽到記錄、簽到統(tǒng)計(jì)分析、簽到排名.

①簽到記錄.對(duì)實(shí)驗(yàn)室成員來實(shí)驗(yàn)室的次數(shù)、時(shí)間進(jìn)行實(shí)際記錄.

②簽到統(tǒng)計(jì)分析.對(duì)實(shí)驗(yàn)室成員來實(shí)驗(yàn)室的次數(shù)多少、時(shí)間長(zhǎng)短等進(jìn)行實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)分析.

③簽到排名.通過上面的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)分析對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化排名，用來更好地了解實(shí)驗(yàn)室成員的簽到情況.

（6）團(tuán)隊(duì)管理.在實(shí)驗(yàn)過程中，通常都會(huì)需要團(tuán)隊(duì)合作來完成任務(wù).子功能模塊可分為團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)方向和特色介紹、團(tuán)隊(duì)組成人員的更新、團(tuán)隊(duì)的自我介紹.

①團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)方向和特色介紹.確定各自團(tuán)隊(duì)的發(fā)展方向，形成自己的特色.

②團(tuán)隊(duì)組成人員的更新.實(shí)驗(yàn)室管理員或組長(zhǎng)可進(jìn)行團(tuán)隊(duì)成員的增加及刪除等.

③團(tuán)隊(duì)的自我介紹.成員之間的相互介紹，有利于成員之間的溝通和學(xué)習(xí)的交流.

The Current Situation of Agricultural Products Logistics and the Conception of Logistics Systemin Henan Province: based on the Case of Zhengzhou

（7）學(xué)習(xí)資源管理.此功能模塊主要向?qū)嶒?yàn)室成員提供充分的學(xué)習(xí)資源，子功能模塊可分為課程鏈接、課程推送.

①學(xué)習(xí)資源鏈接.將系統(tǒng)與相應(yīng)的學(xué)習(xí)網(wǎng)站進(jìn)行鏈接，提供大量的學(xué)習(xí)資源.

②學(xué)習(xí)資源推送.根據(jù)團(tuán)隊(duì)成員的需求，會(huì)默認(rèn)推送一些相應(yīng)的課程，供成員選擇和學(xué)習(xí).

（8）設(shè)備管理.為保證實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的高標(biāo)準(zhǔn)和高質(zhì)量，很多實(shí)驗(yàn)室引入了先進(jìn)的設(shè)備.本系統(tǒng)提供設(shè)備管理模塊對(duì)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備進(jìn)行管理.本模塊的子功能模塊包括：設(shè)備入庫(kù)管理、設(shè)備修改管理、設(shè)備出庫(kù)管理、設(shè)備查詢管理、設(shè)備申請(qǐng)管理、設(shè)備審核管理.

①設(shè)備入庫(kù)管理.將實(shí)驗(yàn)室所有設(shè)備信息進(jìn)行記錄，包括設(shè)備編號(hào)、設(shè)備名稱、設(shè)備型號(hào)、價(jià)格等.

②設(shè)備修改管理.當(dāng)原設(shè)備信息錄入有錯(cuò)誤或設(shè)備使用信息變更時(shí)可通過該模塊進(jìn)行修改.

③設(shè)備出庫(kù)管理.當(dāng)設(shè)備損壞時(shí)，可點(diǎn)擊刪除按鈕，完成設(shè)備的出庫(kù).

④設(shè)備查詢管理.該功能與上述功能不同，實(shí)驗(yàn)室普通成員也可以通過該模塊完成查詢.

⑤設(shè)備申請(qǐng)管理.當(dāng)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室有設(shè)備損壞或缺失時(shí)，可以通過該模塊查看歷史審核信息.

⑥設(shè)備審核管理.審核只能由管理員進(jìn)行，該功能主要是對(duì)上述設(shè)備的申請(qǐng)進(jìn)行審核.

1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)是實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，通過對(duì)系統(tǒng)需實(shí)現(xiàn)的各功能模塊的分析，后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)需要存放的信息主要包括用戶、小組、通知、反饋、榮譽(yù)等.

（1）概要設(shè)計(jì).數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)與存儲(chǔ)數(shù)據(jù)及系統(tǒng)的高效運(yùn)行有著直接的關(guān)系［5］.其中，數(shù)據(jù)庫(kù)的概念模型如圖3 所示.其中用戶包括普通用戶、管理員與超級(jí)管理員，小組包括實(shí)驗(yàn)室中各種學(xué)習(xí)小組等.用戶可對(duì)快訊、通知、榮譽(yù)、反饋、簽到五大功能模塊進(jìn)行操作，而對(duì)于同一功能，不同的用戶被授予不同的權(quán)限.

圖3 E-R 圖

（2）邏輯設(shè)計(jì).由于本實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)使用的表格較多，現(xiàn)列出部分重要表格的邏輯結(jié)構(gòu)，其關(guān)系模式如下：

權(quán)限表（權(quán)限號(hào)，權(quán)限名稱）.

用戶表（用戶編號(hào)，所在小組編號(hào)，姓名，賬號(hào)，密碼，聯(lián)系方式）.

小組表（小組編號(hào)，成員，簡(jiǎn)介，學(xué)習(xí)方向，獲獎(jiǎng)情況）.

設(shè)備表（設(shè)備編號(hào)，設(shè)備名稱，型號(hào)，價(jià)格，數(shù)量）.

反饋表（反饋編號(hào)，反饋者，反饋時(shí)間，反饋內(nèi)容）.

學(xué)習(xí)資源表（資源編號(hào)，資源鏈接，相關(guān)資源）.

新聞表（新聞編號(hào)，標(biāo)題，創(chuàng)建時(shí)間，創(chuàng)建人，瀏覽次數(shù)）.

供應(yīng)商表（供應(yīng)商編號(hào)，供應(yīng)商名稱，所在地，電話，郵箱）.

用戶-設(shè)備表（用戶編號(hào)，設(shè)備編號(hào)，使用時(shí)間，已使用天數(shù)）.

用戶-反饋表（用戶編號(hào)，反饋編號(hào)，反饋內(nèi)容）.

用戶-課程表（用戶編號(hào)，課程編號(hào)，點(diǎn)擊次數(shù)）.

用戶-新聞表（用戶編號(hào)，新聞編號(hào)，瀏覽次數(shù)）.

設(shè)備-供應(yīng)商表（設(shè)備編號(hào)，供應(yīng)商編號(hào)，設(shè)備名稱，設(shè)備型號(hào)）.

2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

利用Web 技術(shù)實(shí)現(xiàn)前后臺(tái)各自的功能，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)功能完整的實(shí)驗(yàn)室智能管理系統(tǒng).目前系統(tǒng)功能已經(jīng)全部實(shí)現(xiàn)，在這里展示前后臺(tái)的主要功能界面，具體如圖4～8 所示.圖4 顯示了實(shí)驗(yàn)室快訊頁(yè)面，圖5 顯示的是實(shí)驗(yàn)室榮譽(yù)瀏覽頁(yè)面，圖6 顯示的是實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)信息，圖7 展示了實(shí)驗(yàn)室上傳的最新公告內(nèi)容，圖8 顯示的是系統(tǒng)管理員登錄后的后臺(tái)頁(yè)面，其中包括了管理員的所有功能，以及每個(gè)功能所能執(zhí)行的內(nèi)容，每部分內(nèi)容又主要有添加、修改、刪除等功能.

圖4 實(shí)驗(yàn)室快訊

圖5 實(shí)驗(yàn)室榮譽(yù)

圖6 實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)

圖7 實(shí)驗(yàn)室公告

圖8 實(shí)驗(yàn)室后臺(tái)管理

3 系統(tǒng)創(chuàng)新

通過上文可知，本文設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)與現(xiàn)有系統(tǒng)相比，添加了學(xué)習(xí)資源推薦、先進(jìn)的監(jiān)控管理，以及后臺(tái)功能模塊代碼自動(dòng)生成模塊.其中使用混合推薦算法進(jìn)行學(xué)習(xí)資源推薦以及先進(jìn)的管理機(jī)制是本系統(tǒng)的最大特色.

3.1 學(xué)習(xí)資源推薦

一般高?，F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)缺少這一功能，學(xué)生一般在愛課程網(wǎng)、中國(guó)大學(xué)MOOC網(wǎng)等網(wǎng)站進(jìn)行學(xué)習(xí).而本系統(tǒng)會(huì)與相應(yīng)學(xué)習(xí)網(wǎng)站進(jìn)行鏈接，根據(jù)各團(tuán)隊(duì)的學(xué)習(xí)方向和成員所屬團(tuán)隊(duì)，進(jìn)行默認(rèn)課程推送，成員也可自行搜索，管理員可看到各成員的瀏覽記錄、學(xué)習(xí)內(nèi)容及學(xué)習(xí)方向.

在進(jìn)行學(xué)習(xí)資源推薦時(shí)，采用結(jié)合基于內(nèi)容的推薦算法和協(xié)同過濾算法的混合推薦算法，兩種算法的融合，不僅相互彌補(bǔ)了各自的不足，同時(shí)使推薦具有較高的精度.在普通用戶登錄時(shí)，系統(tǒng)計(jì)算此時(shí)的用戶相似性矩陣，若該用戶的相似性鄰居大于等于3，采用協(xié)同過濾算法推薦課程；相反，若小于3，則采用基于內(nèi)容的算法推薦課程.

3.2 監(jiān)控管理

本系統(tǒng)具有較好的防火墻監(jiān)控和數(shù)據(jù)源監(jiān)控等功能.可以通過后臺(tái)高效監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)的變化，如：SQL 語句的執(zhí)行時(shí)間、表的使用情況等.通過監(jiān)控及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問題，防止類似情況再次出現(xiàn).

3.3 后臺(tái)功能模塊代碼自動(dòng)生成

在對(duì)系統(tǒng)后臺(tái)功能模塊進(jìn)行開發(fā)時(shí)，為避免編寫重復(fù)代碼，提高開發(fā)效率，采用MyB-atis 逆向工程自動(dòng)生成代碼（見圖9）.在項(xiàng)目目錄中，首先導(dǎo)入逆向工程所需Jar 包，再根據(jù)前端所填的數(shù)據(jù)表信息，編寫逆向工程配置文件與自動(dòng)生成代碼所需要的執(zhí)行文件，運(yùn)行文件即可自動(dòng)生成對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)表進(jìn)行增、刪、改、查等常規(guī)操作的代碼.

圖9 后臺(tái)功能代碼自動(dòng)生成過程

4 結(jié)語

實(shí)驗(yàn)室是高校學(xué)生學(xué)習(xí)的重要場(chǎng)所，其管理水平的高低對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)有著直接的影響.結(jié)合高校實(shí)際情況，運(yùn)用現(xiàn)代管理思想和最新的計(jì)算機(jī)技術(shù)，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了既具有實(shí)用性，同時(shí)又不失先進(jìn)性的高校實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng).系統(tǒng)改變了原有傳統(tǒng)手工實(shí)驗(yàn)室管理方法，減少了管理者的工作量，促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室管理的規(guī)范化與科學(xué)化，進(jìn)而提高了實(shí)驗(yàn)室的管理水平.