王繼克

（江漢大學(xué)人工智能學(xué)院 湖北省武漢市 430056）

近幾年來，我國高等教育不斷的得到發(fā)展，各個高校的教學(xué)規(guī)模和學(xué)生數(shù)量也都在得到持續(xù)的提高，高校作為我國培養(yǎng)人才的搖籃，在進(jìn)行一些專業(yè)性的課程中，需要通過大量的實踐與實驗操作來提升學(xué)科的技術(shù)性，讓學(xué)生更好的掌握學(xué)科的專業(yè)性知識。伴隨著我國科技化進(jìn)程的不斷增長，高校的實驗室也開始信息化的建設(shè)，出現(xiàn)了眾多的高科技設(shè)備，這就對高校實驗室的信息化管理提出了更高的要求，近些年來，我國的信息化技術(shù)在迅速的發(fā)展，將實驗室的管理與信息技術(shù)相融合，可以對實驗室進(jìn)行更加有效的管理與維護(hù)。

1 高校實驗室管理系統(tǒng)與B/S模式原理

1.1 高校實驗室管理信息系統(tǒng)

高校的實驗室是進(jìn)行教學(xué)的重要場所，在進(jìn)行科研以及學(xué)科教育時都有著重要的作用，加強(qiáng)高校實驗室的信息管理工作是高校的一項重要工作。進(jìn)行高校實驗室信息化管理系統(tǒng)，主要有三個作用：一是提高高校實驗室的使用效率，其次，提升高校實驗室安全性，最后進(jìn)行科學(xué)化的管理，維護(hù)高校的實驗室資產(chǎn)[1]。

1.2 B/S模式

B/S 模式指瀏覽器與服務(wù)器結(jié)構(gòu)，是網(wǎng)絡(luò)時代所興起的一種新型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式，具體原理是將信息系統(tǒng)的功能，在一臺服務(wù)器上集中使用，通過瀏覽器進(jìn)行客戶端的操作，這樣就可以進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，提升系統(tǒng)的使用效率與安全性。構(gòu)建這樣的系統(tǒng)，增加了系統(tǒng)的安全性，減少了系統(tǒng)的運行難度。將系統(tǒng)所有功能集中在一臺服務(wù)器上，便于系統(tǒng)的管理與維護(hù)，安全性得大大提高，是B、S 系統(tǒng)的重要優(yōu)勢，減少了客戶端因惡意入侵而造成的風(fēng)險。

2 高校實驗室管理系統(tǒng)的總體設(shè)計

（1）功能完善：信息系統(tǒng)的設(shè)計必須要讓管理人員能夠便捷地進(jìn)行操控，設(shè)計理念要符合高校的具體教學(xué)特點，保證系統(tǒng)能讓教師與學(xué)生共同的進(jìn)行使用

（2）操作便捷：當(dāng)用戶使用賬號密碼登錄實驗室系統(tǒng)時，可以使用自己的一系列權(quán)限，來保證實驗的順利進(jìn)行[2]。

（3）維護(hù)性強(qiáng)：便于管理人員進(jìn)行維護(hù)與管理，讓管理人員能夠輕松的查閱數(shù)據(jù)和修改數(shù)據(jù)，保證系統(tǒng)能夠安全正常的運行。

數(shù)據(jù)安全：系統(tǒng)要根據(jù)不同的用戶設(shè)置不同的權(quán)限，也要保證用戶的信息安全可靠

（4）分工明確：各個系統(tǒng)模塊的劃分要做到清晰合理，用戶的分類也要做到明確，每一類的用戶都對應(yīng)著不同的操作任務(wù)。

（5）系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計：本文涉及的高校實驗室管理信息系統(tǒng)是通過進(jìn)行B/S 架構(gòu)，將系統(tǒng)功能集中在一臺服務(wù)器上，便于維護(hù)與管理，也可以降低使用成本。高校的計算機(jī)信息管理系統(tǒng)，總體是由三層邏輯結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的體系構(gòu)架，通過圖形界面來顯示程序的具體應(yīng)用功能。使用三層邏輯結(jié)構(gòu)可以便捷的進(jìn)行數(shù)據(jù)信息交換。在表示層中，可以根據(jù)使用者的具體需求，來設(shè)計美觀的用戶界面：在業(yè)務(wù)邏輯層中，包含了實驗室管理員，學(xué)生與教師等，分工明確，各司其職：在數(shù)據(jù)訪問層中，主要是對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行收集與錄入，也實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的顯示，如圖1所示。

圖1

3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與運行方案

3.1 信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)使用了B/S 結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計（如圖2），其中在DB Server上進(jìn)行數(shù)據(jù)庫軟件的安裝，在Web Server 上進(jìn)行Internet 信息服務(wù)的安裝，操作終端通過瀏覽器即可進(jìn)行操控，操控終端的類型豐富多樣，可以是是筆記本電腦，也可以是臺式計算機(jī)，主要是通過瀏覽器進(jìn)行終端操控，這些操控終端可以設(shè)置在實驗室內(nèi)部，也可以在實驗室外部，以便實驗人員進(jìn)行操控，只要是在Internet 鏈接上的各種設(shè)備。系統(tǒng)的具體運行過程如下：操作終端通過瀏覽器接口對Web Server 發(fā)出請求，Web Server 判斷請求的類型，再來決定是否要向DB Server 發(fā)出數(shù)據(jù)請求，如果需要，則發(fā)出請求，在DB Server 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理之后，將數(shù)據(jù)發(fā)送給Web Server，Web Server在將數(shù)據(jù)發(fā)送給終端，若在之前不需要與DB Server 進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，就由Web Server 直接處理后發(fā)送給終端，使用這種系統(tǒng)的優(yōu)勢在于將所有數(shù)據(jù)與終端的用戶進(jìn)行隔離，極大的保證了數(shù)據(jù)的安全[3]。把對操作任務(wù)的處理進(jìn)行的合理的分配，讓DB Server 與Web Server 共同進(jìn)行任務(wù)的處理，使系統(tǒng)的響應(yīng)速度得到了提升，對于一些小型的實驗室，可以將DB Server 與Web Server 進(jìn)行合并，可以減少資源的浪費。也可以滿足系統(tǒng)響應(yīng)的需求。對于中型以及大型實驗室，可以把這兩種服務(wù)器拆分開，這樣會提升系統(tǒng)的響應(yīng)速度，也能提升數(shù)據(jù)處理時的安全性，實驗室為了進(jìn)一步的保證實驗數(shù)據(jù)的安全，可以對DB Server 進(jìn)行雙機(jī)備份，設(shè)置硬盤的鏡像。

圖2

3.2 ASP與系統(tǒng)的運行方案

ASP，指Active Server Pages 中文名為活動服務(wù)器界面，是由windows 發(fā)布的服務(wù)器端的開發(fā)環(huán)境，用戶可以在這個平臺上進(jìn)行動態(tài)化的、交互的、高性能的web 服務(wù)器程序。ASP 的具體工作流程是：Web Server 收到瀏覽器所提出的ASP 文件請求時，就開始運行一個ASP 腳本。這個時候，Web Server 將會對ASP 進(jìn)行調(diào)用，將ASP 的頁面文件全部進(jìn)行讀取，并開始執(zhí)行所有的命令，最后通過HTML 的形式將數(shù)據(jù)返回至瀏覽器。ASP 的運行原理很簡單，只需要在計算機(jī)上安裝PWS 或是IIS 并將存入的ASP 文件屬性設(shè)置為執(zhí)行即可。當(dāng)在電腦上瀏覽ASP 頁面文件時，只需要在瀏覽器的搜索欄中輸入URL，就會顯示ASP 文件的執(zhí)行結(jié)果[4]。

在上述提到的系統(tǒng)中。Web Server 運行使用ASP 文件所構(gòu)建的信息管理系統(tǒng)，客戶端通過使用瀏覽器進(jìn)行系統(tǒng)登陸來使用本系統(tǒng)。在DB Server 上使用SQL，Web Server 中，ASP 頁面文件通過使用AOD 的方式，來進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的連接。使用Windows 與·SQL Server 結(jié)合的方式是出于對兼容性與便捷性的考慮，研發(fā)成本也很低，很適合實驗室進(jìn)行信息管理工作，使用ASP 進(jìn)行開發(fā)是由于ASP 的開發(fā)工具較為完善，而且發(fā)布非常簡單，對于訪問量較小的網(wǎng)站有著很好的兼容性與響應(yīng)速度。

3.3 系統(tǒng)的實現(xiàn)與設(shè)計

本系統(tǒng)的開發(fā)，基于軟件工程理論與技術(shù)，整體使用了ASP、JavaScript、HTML、和SQL Server 等技術(shù)。

開發(fā)實驗室管理信息系統(tǒng)主要是設(shè)計一個基于Web Server 的數(shù)據(jù)庫程序，所以要想系統(tǒng)得以開發(fā)與實現(xiàn)，一共有兩個方面，分別是數(shù)據(jù)庫的開發(fā)與網(wǎng)頁的設(shè)計，下面主要對實現(xiàn)這兩個方面進(jìn)行闡述：

3.3.1 數(shù)據(jù)庫表設(shè)計

為了便于數(shù)據(jù)庫的設(shè)計與開發(fā)，對相同字符的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一，首先可以自定義多種數(shù)據(jù)類型，其次進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的設(shè)計與編程[5]。

3.3.2 系統(tǒng)管理模塊

在數(shù)據(jù)庫的設(shè)計中，進(jìn)行用戶管理是十分重要的環(huán)節(jié)，主要操作是增加用戶、刪除用戶、修改用戶密碼等，系統(tǒng)對于不同的用戶，要開放不同的權(quán)限。

3.3.3 用戶管理模塊

用戶管理模塊主要是，在用戶使用自己的賬號密碼進(jìn)行系統(tǒng)登錄時，系統(tǒng)按照用戶類型的不同，分別分放不同的權(quán)限，對于高校實驗室吸引管理的使用需求，對每類用戶開放不同的權(quán)限，主要以下三點用戶，管理員用戶、教師用戶與學(xué)生用戶.

管理員用戶：管理員通過登錄系統(tǒng)對實驗室狀況進(jìn)行大致了解，對實驗進(jìn)程進(jìn)行查詢，對實驗設(shè)備進(jìn)行管理。

教師用戶：教師在登錄系統(tǒng)之后，可以對計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行申請使用，查詢學(xué)生的實驗課題以及實驗進(jìn)度并為學(xué)生錄入實驗成績。

學(xué)生用戶：學(xué)生可以通過登錄系統(tǒng)來進(jìn)行實驗室以及實驗設(shè)備的預(yù)約，也可以查詢具體的實驗數(shù)據(jù)、實驗課表以及自己的實驗成績。

3.4 用戶表設(shè)計

根據(jù)實驗室管理系統(tǒng)的需求，要將實驗室的管理人員與實驗參與人員，還有實驗課題等數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計，并制成用戶表。為了讓系統(tǒng)更及完善，便于實驗室進(jìn)行管理，還要設(shè)計與用戶表相仿的未確認(rèn)用戶表。設(shè)計用戶表的目的是為了存放注冊成功人員的相關(guān)信息，例如姓名性別學(xué)生或教師信息與聯(lián)系方式等。主要的字符段有“用戶類型”、“用戶編號”等。與用戶表相似，未確認(rèn)用戶表存放的也是用戶信息，與之不同的是未確認(rèn)用戶表主要存放的是已進(jìn)行注冊，但未通過實驗室管理人員審核的用戶信息，或是已經(jīng)通過審核，但后期自行更改賬戶密碼后的信息，還有已經(jīng)被注銷的信息。與用戶表的最大不同是，未確認(rèn)用戶表存在“確認(rèn)類型”這一字段，主要顯示新用戶注冊的信息，還是進(jìn)行的修改，或是已經(jīng)注銷的信息。

3.5 課程表設(shè)計

課程表主要存放實驗室要進(jìn)行的實驗課題，主鍵為“個體編號”，外鍵為“實驗方式”以及“負(fù)責(zé)人”，課題表要對所有課題的信息進(jìn)行記錄，可以為程序提供處理以及統(tǒng)計功能[6]。

3.6 儀器表設(shè)計

儀表記錄實驗室現(xiàn)有的實驗儀器，其中包括可以正常使用的儀器以及報廢的儀器，還有正在進(jìn)行維修的儀器，主鍵是“儀器編號”，“儀器現(xiàn)狀”是外鍵，儀器現(xiàn)狀為正常的儀器表示可以進(jìn)行預(yù)約使用，而顯示其它狀態(tài)的儀器只能在查詢儀器具體信息時能獲得相關(guān)信息。

3.7 預(yù)約表設(shè)計

預(yù)約表示本系統(tǒng)中最重要的一個用戶表，對所有的實驗進(jìn)行情況進(jìn)行記錄，是實驗進(jìn)行收費、追究責(zé)任、統(tǒng)計實驗數(shù)據(jù)的有效根據(jù)，預(yù)約表的設(shè)計要與其他表進(jìn)行關(guān)聯(lián)，一共設(shè)置三個外鍵，主鍵為“實驗儀器”與“開始時間”，外鍵為：課題“、”儀器“、以及：用戶”。

4 B/S模式高校實驗室管理信息系統(tǒng)的系統(tǒng)功能

4.1 預(yù)約管理

設(shè)置自動化的預(yù)約系統(tǒng)，便于用戶在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行實驗室預(yù)約，也便于實驗室管理員在網(wǎng)絡(luò)上確認(rèn)預(yù)約，便于實驗室的使用管理，避免出現(xiàn)擁堵。

4.2 課題管理

對于在實驗室進(jìn)行的實驗課題，必須進(jìn)行信息化，規(guī)范化的管理，實驗室的管理人員要將進(jìn)行實驗課題的名稱、實驗的負(fù)責(zé)人、實驗經(jīng)費以及經(jīng)費來源錄入實驗室信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，對于實驗室內(nèi)正在進(jìn)行的課題，要開放對預(yù)約的使用者的使用權(quán)限，與其他實驗室管理系統(tǒng)不同的是B/S 模式系統(tǒng)主要有三種課題的合作方式，單獨使用儀器、中心參與課題、中心協(xié)助實驗。

4.3 儀器的管理

實驗室管理人員要將實驗室內(nèi)現(xiàn)存的各種數(shù)據(jù)，以及儀器的名稱，價格、主要使用方式與記錄指標(biāo)等進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的錄入，用戶可以自由的查閱相關(guān)設(shè)備的信息，并且可以對正在投入使用的儀器與設(shè)備進(jìn)行預(yù)約

用戶管理，用戶要在實驗室的信息管理系統(tǒng)中，注冊填寫自己的個人資料信息，并且由實驗室的管理人員進(jìn)行審核，確認(rèn)用戶個人資料的真實性后，開放用戶對實驗室的使用權(quán)限，并使用戶能夠使用本系統(tǒng)的各項功能。用戶要對自身的行為所負(fù)責(zé)，不得進(jìn)行損壞實驗室設(shè)備數(shù)據(jù)以及其他資產(chǎn)的行為，管理人員有權(quán)監(jiān)控用戶在實驗室的行為，并在適當(dāng)?shù)臅r候可以注銷用戶的賬號權(quán)限[8]。

4.4 實驗數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)分析

實驗室會因每天進(jìn)行的實驗而產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，B/S 系統(tǒng)會對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)化的錄入，如某人在何時使用的某種設(shè)備進(jìn)行的何種課題的實驗，為了維護(hù)實驗室設(shè)備，要對儀器的使用者進(jìn)行一定金額的收費，也為了迎接上級的檢查，實驗室管理人員要對實驗室內(nèi)儀器的使用率以及課題的執(zhí)行情況、實驗人員的具體情況、實驗人員在何時使用的某種設(shè)備進(jìn)行的何種課題的實驗等數(shù)據(jù)進(jìn)行收集以及匯總分析，也要對進(jìn)行的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

5 結(jié)束語

在社會不斷進(jìn)行信息化、網(wǎng)絡(luò)化的建設(shè)中，高校的實驗室管理也也要追求信息化的管理方法，實驗室要計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與信息化技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)建高校實驗室模塊化的信息管理方式，促進(jìn)高校信息化的發(fā)展，實現(xiàn)一體化的管理，讓高校的信息資源能夠得到共享與充分的利用。