1、 . 電 子 科 技 大 學(xué)UNIVERSITY OF ELECTRONIC SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA工程碩士學(xué)位論文ENGINEERING MASTER DISSERTATION論 文 題 目：輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作與取得的研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也不包含為獲得電子科技大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示意。簽名

2、： 日期：年月 日關(guān)于論文使用授權(quán)的說(shuō)明本學(xué)位論文作者完全了解電子科技大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)電子科技大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。（的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定）簽名：導(dǎo)師簽名：日期：年月日69 / 76摘 要實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)是按照教育部對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示中心的要求來(lái)建設(shè)的。目前，教育部對(duì)其如何建設(shè)和建設(shè)的要求與標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)還沒(méi)有提出具體規(guī)定，因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)具有一定的創(chuàng)新性。本研究課題主要根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示中心的建

3、設(shè)目標(biāo)需要，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室使用預(yù)約實(shí)驗(yàn)室，實(shí)現(xiàn)儀器資源共享、開(kāi)放服務(wù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。系統(tǒng)在軟件方面采用采用面向?qū)ο蠛兔嫦蜻^(guò)程的方法，實(shí)現(xiàn)遵循組件化和模塊化的原則，采用ASP.NET語(yǔ)言、Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)的技術(shù)，完成了系統(tǒng)主要功能分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)采用當(dāng)前流行的MVC框架，減弱了業(yè)務(wù)邏輯接口和數(shù)據(jù)接口之間的耦合，整個(gè)系統(tǒng)基于三層的架構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于系統(tǒng)處理的業(yè)務(wù)較多，業(yè)務(wù)之間有較大的差異，要協(xié)調(diào)各業(yè)務(wù)開(kāi)展目前有一定的困難，因此，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于保證在各業(yè)務(wù)處理流程上盡可能統(tǒng)一，通過(guò)制定數(shù)據(jù)文件格式、規(guī)則等方式，在保證流程統(tǒng)一的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)

4、的差異處理。與此同時(shí)，本研究中對(duì)于實(shí)驗(yàn)課程的排課采用的是遺傳算法來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告文件傳輸服務(wù)設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)報(bào)告?zhèn)鬏敺?wù)客戶端CFTP，經(jīng)過(guò)測(cè)試整體性能達(dá)到要求。本系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)遵循ASP.NET規(guī)，采用由Web服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器和后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)形成的S/A/D三層結(jié)構(gòu)，具備了大型機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定、安全和處理能力高等特性，同時(shí)擁有開(kāi)放式系統(tǒng)成本低、可擴(kuò)展性強(qiáng)、開(kāi)發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明。系統(tǒng)具有良好的可靠性、服務(wù)開(kāi)放性、示性、較高的性和安全性的優(yōu)適用于高等院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心管理，能滿足高等院校未來(lái)的業(yè)務(wù)需求和支持新業(yè)務(wù)的開(kāi)展工作。關(guān)鍵詞實(shí)驗(yàn)教學(xué)，管理系統(tǒng)，ASP.NET，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)ABSTRACTExpe

5、rimental teaching management system is in accordance with the Ministry of Education of the experimental teaching demonstration center to the construction requirements. Currently, the Ministry of Education on how to build and construction of its requirements and standards are also no specific provisi

6、on, therefore, experimental teaching management system design and development of a certain innovation. This research mainly based on experimental teaching demonstration center of the goal of building needs, designed and implemented an experimental teaching network service system, to achieve an appoi

7、ntment for laboratory use, the use of billing, appointment in assurance systems, collection, billing accuracy and timeliness of the premise , the realization of laboratory equipment used in management, resource sharing devices, open services platform for the experimental teaching, to improve the exp

8、erimental teaching. System software using object-oriented and process-oriented approach, enable compliance with the principles of component-based and modular, using the ASP.NET language, Oracle database technology, completed the main functions of the system analysis and system design. System uses th

9、e popular MVC framework, weakened the business logic interface and data interface between the coupling, the entire system is based on a three-tier architecture to achieve. Because the system handle more business, there are large differences between the business, to coordinate the business developmen

10、t there are certain difficulties, therefore, focus on system design is to ensure all business processes in a uniform as possible, through the development of data files format, rules, etc., to ensure a unified process on the basis of differences in the achievement of the business process. Development

11、 of this system follows the ASP.NET standard, used by Web servers, application servers and database formation of S / A / D three-tier structure, with a mainframe system stability, security and higher processing power characteristics, have both open systems low cost, scalable, short development cycle

12、 and so on. The results show that the actual operation. System has good reliability, service and opening up, exemplary, high confidentiality and security of the advantages of experimental teaching center for higher education management, higher education institutions to meet future business needs and

13、 work to support new business . KEY WORDSExperimentalTeaching，MIS，ASP.NET，Database System 目 錄摘要IABSTRACTII第一章緒論11.1課題背景與意義11.2課題國(guó)外研究現(xiàn)狀21.3 本文的研究容3第二章實(shí)訓(xùn)管理系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)分析52.1遺傳排課算法52.2 數(shù)據(jù)庫(kù)以與連接技術(shù)62.3文件傳輸服務(wù)72.4 本章小結(jié)7第三章實(shí)訓(xùn)管理系統(tǒng)需求分析與設(shè)計(jì)83.1 總體說(shuō)明83.2功能性需求93.2.1用例分析103.2.2用例設(shè)計(jì)113.3性能需求133.4本章小結(jié)14第四章實(shí)訓(xùn)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)154.1實(shí)訓(xùn)管

14、理系統(tǒng)整體架構(gòu)154.2實(shí)訓(xùn)管理系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)194.2.1 實(shí)驗(yàn)課程排課設(shè)計(jì)234.2.2 實(shí)驗(yàn)預(yù)約管理設(shè)計(jì)234.2.3 實(shí)驗(yàn)報(bào)告文件傳輸服務(wù)設(shè)計(jì)264.2.4 用戶與權(quán)限管理設(shè)計(jì)264.3實(shí)訓(xùn)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)274.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)分析274.3.2數(shù)據(jù)庫(kù)具體設(shè)計(jì)304.4本章小結(jié)33第五章實(shí)訓(xùn)管理系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)345.1實(shí)訓(xùn)管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境345.2實(shí)訓(xùn)管理系統(tǒng)關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)技術(shù)355.2.1 實(shí)驗(yàn)課程排課算法355.2.2 實(shí)驗(yàn)預(yù)約管理405.2.3 實(shí)驗(yàn)報(bào)告文件傳輸服務(wù)445.2.4 用戶與權(quán)限管理495.3 數(shù)據(jù)庫(kù)連接和改進(jìn)505.4本章小結(jié)54第六章實(shí)訓(xùn)管理系統(tǒng)的測(cè)試556.1

15、測(cè)試工具與環(huán)境556.2測(cè)試情況556.3測(cè)試結(jié)果與分析606.4 本章小結(jié)61第七章總結(jié)與展望627.1全文總結(jié)627.2課題展望63參考文獻(xiàn)64致68第一章 緒論1.1課題背景與意義根據(jù)教育部啟動(dòng)的新世紀(jì)高等教育改革工程實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和發(fā)行項(xiàng)目，結(jié)合高等學(xué)?；A(chǔ)課實(shí)驗(yàn)室管理示中心建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行，宏觀指導(dǎo)并規(guī)高等學(xué)?；A(chǔ)課實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與管理，推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室體制和實(shí)驗(yàn)室管理改革，推動(dòng)高等學(xué)校加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，加快實(shí)驗(yàn)室管理改革和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)資源整合和共享，提升辦學(xué)水平和教育質(zhì)量1。教育部從2005年至2007年將分批建立100個(gè)國(guó)家實(shí)驗(yàn)示中心，采取由學(xué)校自主建設(shè)、自主申請(qǐng)，省級(jí)

16、教育行政部門選優(yōu)推薦，教育部組織專家評(píng)審的方式產(chǎn)生2。國(guó)家實(shí)驗(yàn)室管理示中心是在高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)室管理中心建設(shè)的基礎(chǔ)上評(píng)審，本系統(tǒng)是建立實(shí)驗(yàn)示中心的必須配套項(xiàng)目3。由于實(shí)驗(yàn)室管理示中心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)僅僅是建設(shè)實(shí)驗(yàn)室管理的一個(gè)輔助項(xiàng)目，教育部沒(méi)有對(duì)其如何建設(shè)和建設(shè)的要求與標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有提出具體要求，如何建設(shè)實(shí)驗(yàn)室管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，是建設(shè)實(shí)驗(yàn)室管理中的一個(gè)研究課題，各高等學(xué)校也正處于探討中4。因此，本項(xiàng)目選題設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)具有一定的創(chuàng)新性和示性。目前，我國(guó)教育事業(yè)發(fā)展迅速，對(duì)教學(xué)提出的要求也越來(lái)越高?，F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已不能滿足發(fā)展的需要，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）實(shí)驗(yàn)容偏重于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，缺乏創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)；（2）實(shí)驗(yàn)

17、室缺乏開(kāi)放性。實(shí)驗(yàn)室只根據(jù)教學(xué)計(jì)劃來(lái)使用，許多實(shí)驗(yàn)因?qū)嶒?yàn)時(shí)間限制而無(wú)法完成；（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)間沒(méi)有自主性；（4）實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源缺乏共享5-7。通過(guò)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，本系統(tǒng)可以為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)選課的網(wǎng)上平臺(tái)，學(xué)生只要在任何一臺(tái)上網(wǎng)的計(jì)算機(jī)上就可以瀏覽所要了解的實(shí)驗(yàn)信息，并通過(guò)用戶驗(yàn)證登錄后，找到自己感興趣的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)約、查詢等8。促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。本系統(tǒng)為教師提供在線查看學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告、批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告、查看學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的記錄等。系統(tǒng)管理員可在線進(jìn)行系統(tǒng)信息更新和維護(hù)9。實(shí)驗(yàn)室教學(xué)管理系統(tǒng)把教師從繁重的實(shí)驗(yàn)管理工作中解脫出來(lái)，投入到實(shí)驗(yàn)室管理方法和容的研究上來(lái)，從而提高實(shí)驗(yàn)管理水平10。1.2課題國(guó)外研究現(xiàn)狀近年

18、來(lái)，隨著國(guó)家對(duì)教育事業(yè)發(fā)展越來(lái)越重視，經(jīng)費(fèi)投入不斷增加，教育部提出了建立實(shí)驗(yàn)教學(xué)示中心的思路和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，擬在全國(guó)高等學(xué)校建設(shè)100個(gè)左右具有輻射、示作用的基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)示中心，每間實(shí)驗(yàn)教學(xué)示中心必須體現(xiàn)其具有網(wǎng)絡(luò)化、信息化，為高等學(xué)校培養(yǎng)適應(yīng)新世紀(jì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)與社會(huì)發(fā)展需要的、具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力的高素質(zhì)創(chuàng)新性人才創(chuàng)造條件11-13。全國(guó)各高校為了全面貫徹落實(shí)教育部關(guān)于加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見(jiàn)文件精神，進(jìn)一步提高高等學(xué)?；A(chǔ)課實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和管理水平，推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，先后建立了實(shí)驗(yàn)教學(xué)示中心14。根據(jù)教育部建立實(shí)驗(yàn)教學(xué)示中心的標(biāo)準(zhǔn)和要求，建立實(shí)驗(yàn)教學(xué)示中心，必須有其網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系

19、統(tǒng)相配套。目前，全國(guó)各高等學(xué)校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)通常只有單一的瀏覽功能，無(wú)法滿足當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要。根據(jù)現(xiàn)階段的情況和實(shí)際需要，研究開(kāi)發(fā)適合子當(dāng)今實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要的系統(tǒng)，是很有必要的15。目前，從國(guó)發(fā)展來(lái)看，實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)建設(shè)要從體制與管理、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教材、實(shí)驗(yàn)人員、儀器設(shè)備、環(huán)境與設(shè)施六個(gè)方面規(guī)來(lái)考慮。實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)要從現(xiàn)有的具有瀏覽實(shí)驗(yàn)教材、實(shí)驗(yàn)課程、實(shí)驗(yàn)室制度管理等單一功能向教學(xué)資源瀏覽、信息發(fā)布、儀器在線管理、儀器設(shè)備在線開(kāi)放、實(shí)驗(yàn)教學(xué)在線、計(jì)費(fèi)管理等多功能發(fā)展，以進(jìn)一步推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室體制和實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，促進(jìn)教學(xué)資源共享16。全國(guó)各省高等學(xué)?，F(xiàn)已進(jìn)入建立和評(píng)審實(shí)驗(yàn)示中心的工作，建立和評(píng)

20、審工作將按照國(guó)家教育部的要求進(jìn)行。我省高等學(xué)校已進(jìn)入實(shí)驗(yàn)教學(xué)示中心的評(píng)審階段，將進(jìn)入下一階段國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示中心。實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)的建設(shè)，將會(huì)大促進(jìn)實(shí)驗(yàn)示中心的發(fā)展17。實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了很多的階段尤其是近幾十年來(lái)，隨著信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展，也對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的發(fā)展起到了促進(jìn)的作用。特別是其他的領(lǐng)域的發(fā)展也帶動(dòng)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)往更加強(qiáng)大的功能滿足復(fù)雜實(shí)驗(yàn)環(huán)境下的需求，實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)也進(jìn)入到了一個(gè)大發(fā)展的階段。實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的第一個(gè)發(fā)展階段是由于各種原因所開(kāi)發(fā)出來(lái)的系統(tǒng)只是普通的實(shí)驗(yàn)樣品管理，普通的實(shí)驗(yàn)報(bào)告的打印等，可以說(shuō)是功能簡(jiǎn)單，同時(shí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也不夠完善，在后續(xù)的系統(tǒng)維護(hù)和進(jìn)一步的功能擴(kuò)展

21、方面顯得困難。實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的第一代系統(tǒng)目前來(lái)說(shuō)已經(jīng)在國(guó)外很少見(jiàn)到，逐漸被其他定制的系統(tǒng)所取代，但由于我國(guó)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的發(fā)展相對(duì)比較晚和不夠完善，還有部分單位在使用18。 實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的第二個(gè)發(fā)展階段出現(xiàn)在上個(gè)世紀(jì)的八十年代，主要是二種架構(gòu)模式組成，一是終端/服務(wù)器模式，一是客戶/服務(wù)器（C/S）模式，也是由主要的商業(yè)公司進(jìn)行開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)前一個(gè)階段的使用，實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的各種需求也比較完善，因此在實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的第二個(gè)階段的開(kāi)發(fā)過(guò)程中基本可以滿足用戶的需求19。另外，商業(yè)公司所開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品系統(tǒng)升級(jí)和維護(hù)可以實(shí)現(xiàn)，還有一些特定的需求也可以滿足，如某些特定的分析儀器的管理以與連結(jié)等。實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的第三

22、個(gè)發(fā)展階段出現(xiàn)在九十年代中，是基于B/S結(jié)構(gòu)的商業(yè)化產(chǎn)品，同時(shí)用戶也不需要另外再寫(xiě)任何程序就可以滿足需求。同時(shí)采用B/S結(jié)構(gòu)的話，用戶不需要進(jìn)行用戶化的操作就是上線進(jìn)行使用20。實(shí)驗(yàn)室管理的核心目的是培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室管理模式僅是完成教學(xué)大綱規(guī)定的實(shí)驗(yàn)容，且驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)較多，不利于學(xué)生創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力的培養(yǎng)。在以素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育為核心的新的高等教育形勢(shì)下，這種培養(yǎng)方式遠(yuǎn)不能滿足學(xué)生能力發(fā)展的需求21。為解決這一矛盾，實(shí)驗(yàn)室實(shí)行開(kāi)放教學(xué)已勢(shì)在必行。而實(shí)驗(yàn)室的使用，使實(shí)驗(yàn)室管理出現(xiàn)了新情況、新問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)設(shè)備維護(hù)、實(shí)驗(yàn)教師工作量、實(shí)驗(yàn)安排等問(wèn)題使得開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室建設(shè)受到極

23、大的阻礙22。為實(shí)現(xiàn)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室建設(shè)得以順利開(kāi)展，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室管理得以高效、有步驟地進(jìn)行，更新實(shí)驗(yàn)室管理體制，實(shí)施開(kāi)放式管理是實(shí)行開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)室管理的保證。結(jié)合開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，利用Internet建立開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)是急需解決的問(wèn)題23。它改革了舊的教學(xué)模式，建立了新的體系，大大提高了實(shí)驗(yàn)室的利用率和學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，并把管理人員從繁重的管理工作中解脫出來(lái)。為此針對(duì)以上情況，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了此系統(tǒng)24。隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展個(gè)全球化的不斷發(fā)展，實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的發(fā)展不僅僅在實(shí)驗(yàn)中心的一個(gè)很小的圍，而是可以連結(jié)到互聯(lián)網(wǎng)上，各種應(yīng)用也隨之增多，對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，也希望在異地進(jìn)行相關(guān)的業(yè)務(wù)的操作25。因此，各個(gè)軟

24、件開(kāi)發(fā)公司也加入到第四代實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)出完全的適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)信息化要求的實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)品。這樣的話就可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)實(shí)驗(yàn)中心的聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)資源的共享，甚至管理員可以在其他地方進(jìn)行管理業(yè)務(wù)的操作，擴(kuò)展了實(shí)驗(yàn)中心管理的圍26。另外，隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋和應(yīng)用普與，實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)還可以支持通過(guò)無(wú)線的方式進(jìn)行管理和操作，極大的方便了實(shí)驗(yàn)中心管理人員對(duì)實(shí)驗(yàn)中心的信息和情況進(jìn)行掌握。1.3 本文的研究容本研究課題主要根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示中心的建設(shè)目標(biāo)需要，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室使用預(yù)約、使用計(jì)費(fèi)，在保證系統(tǒng)預(yù)約、采集、計(jì)費(fèi)的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性的前提下，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室對(duì)儀器使用的管理，實(shí)現(xiàn)儀器資源共

25、享、開(kāi)放服務(wù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。論文共分六章，各章所闡述的容如下：第一章 緒論。介紹課題的背景以與意義，課題在國(guó)外的研究現(xiàn)狀，論文的主要研究容。第二章 相關(guān)技術(shù)分析。介紹系統(tǒng)主要采用的技術(shù)，包括了ASP.NET技術(shù)，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，統(tǒng)模技術(shù)等容。第三章 系統(tǒng)需求分析與設(shè)計(jì)。介紹系統(tǒng)的需求分析，系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的業(yè)務(wù)模型設(shè)計(jì)等容。第四章 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。在前面各章分析的基礎(chǔ)上上介紹了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境的選擇，系統(tǒng)主要功能模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。第五章 預(yù)約模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。在這一章中主要介紹預(yù)約模塊的實(shí)現(xiàn)，包括了預(yù)約模塊的概念模型，物理模型，用例實(shí)現(xiàn)和代碼的設(shè)計(jì)等容，最后還介紹了數(shù)據(jù)庫(kù)

26、訪問(wèn)的實(shí)現(xiàn)和性能的優(yōu)化。第六章 總結(jié)與展望。主要介紹的是課題工作的總結(jié)和下一步工作的計(jì)劃。第二章 實(shí)訓(xùn)管理系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)分析本章簡(jiǎn)單闡述系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，包括開(kāi)發(fā)系統(tǒng)所使用的遺傳排課算法、數(shù)據(jù)庫(kù)以與連接技術(shù)和在文件傳輸技術(shù)，作為系統(tǒng)開(kāi)發(fā)所使用的主要技術(shù)環(huán)境。2.1遺傳排課算法國(guó)外從20世紀(jì)50年代末就對(duì)排課問(wèn)題開(kāi)展了研究。1963年Gotlieb對(duì)課程表問(wèn)題做了形式化描述，提出了排課問(wèn)題的 數(shù)學(xué)模型。但由于在實(shí)踐中遇到的困難，人們對(duì)排課問(wèn)題的了解是否存在產(chǎn)生了疑問(wèn)。1976年SEven和Cooper等人證明了排課問(wèn)題是NP完全類問(wèn)題，這就從理論的角度回答了排課實(shí)踐中遇到困難的原因，正式確

27、立了排課問(wèn)題的學(xué)術(shù)地位，把人們對(duì)課表編排復(fù)雜性的認(rèn)識(shí)提高到了理論的高度?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)尚未找到解決NP完全類問(wèn)題的多項(xiàng)式算法，所以此后這一問(wèn)題的研究大多離開(kāi)理論研討的軌道而轉(zhuǎn)向經(jīng)驗(yàn)方式，這使80年代的許多排課系統(tǒng)缺乏普適性。自Gotlieb提出排課問(wèn)題數(shù)學(xué)模型之后，人們又對(duì)排課問(wèn)題的算法作了許多探索，但由于排課問(wèn)題是NP完全類問(wèn)題，并且易受實(shí)際問(wèn)題邊界的影響，大多數(shù)求解結(jié)果都不理想。Ferland等人和吳金榮把排課問(wèn)題化成整數(shù)規(guī)劃來(lái)解決，但計(jì)算量很大，而且僅僅適用于規(guī)模很小的課表編排，對(duì)于大規(guī)模復(fù)雜的排課情況，至今沒(méi)有一個(gè)切實(shí)可行的算法。何永太和胡順仁等人試圖用圖論中的染色問(wèn)題來(lái)求解排課問(wèn)題，可惜

28、圖的染色問(wèn)題本身也是NP完全類問(wèn)題。由于問(wèn)題的復(fù)雜性，研究者探索利用啟發(fā)式函數(shù)來(lái)解決排課問(wèn)題，通過(guò)模擬手工排課過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)排課。課程表是地方高校開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)的指令性文件。在地方高校的傳統(tǒng)排課方式下，課表編排主要是靠手工完成的，排課人員需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力，并且容易出錯(cuò)，同時(shí)手工操作也不能滿足資源需求的經(jīng)常變化。當(dāng)前地方高校普遍利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)排課，不但能使教務(wù)人員從繁雜的排課任務(wù)中解脫出來(lái)，提高教務(wù)管理工作效率，而且能改善教學(xué)管理質(zhì)量，合理、高效地利用有限的教學(xué)資源，使學(xué)校的各種教學(xué)活動(dòng)、教學(xué)管理與其它相關(guān)的工作能夠有序、規(guī)地進(jìn)行，維持正常的教學(xué)秩序，同時(shí)對(duì)推動(dòng)教務(wù)管理的信息、化起到

29、非常重要的作用。由此出現(xiàn)了眾多的計(jì)算機(jī)排課軟件。但是當(dāng)前地方高校再采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行排課過(guò)程中，大多采用傳統(tǒng)方法進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，把程序作為系統(tǒng)核心。系統(tǒng)中所使用的排課數(shù)據(jù)主要考慮了一般性排課原則，而對(duì)于不同學(xué)校的特點(diǎn)考慮不足，特別是學(xué)生層次的關(guān)注度不夠。并且數(shù)據(jù)與程序結(jié)合過(guò)于緊密，程序的修改維護(hù)有很大難度，不便于系統(tǒng)擴(kuò)充和升級(jí)，因此限制了系統(tǒng)的通用性。而且在發(fā)生特殊情形下，只能依賴于人工調(diào)整，雖然有很多地方高校先后購(gòu)買過(guò)多個(gè)排課軟件，但都不能圓滿地解決課表編排的問(wèn)題，造成了大量的浪費(fèi)。同時(shí)課表編排問(wèn)題涉與教師、教室、學(xué)生、課程與教學(xué)時(shí)間等多種因素的組合規(guī)劃，具有規(guī)模大、約束條件復(fù)雜以與不斷變化等特點(diǎn)

30、，根據(jù)上文的分析，缺乏人性化，沒(méi)有對(duì)學(xué)校的學(xué)生進(jìn)行考慮是問(wèn)題存在的原因。 2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)以與連接技術(shù)目前，數(shù)據(jù)庫(kù)有Oracle9i,Sybase,Informix, Microsoft SQL Server 2000,DB2,My SQL等眾多的產(chǎn)品。Mircosoft SQL Server 2000是Microsoft公司推出的大型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，能夠與Microsoft公司的其他的產(chǎn)品很好地結(jié)合，也提供JDBC編程接口37。但Oracle是目前國(guó)際上最流行的關(guān)系型對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)，它可以很好地支持各種信息，包括支持ASP.NET，己成為全世界大、中型管理信息系統(tǒng)首選目標(biāo)之一38。采用Oracle數(shù)據(jù)

31、庫(kù)，在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)安全性管理方面，有以下優(yōu)點(diǎn):（1）通過(guò)驗(yàn)證用戶名稱和口令，防止非Oracle用戶注冊(cè)到Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行非法存取操作。（2）授予用戶一定的權(quán)限，授予用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)體（3）限制用戶操縱數(shù)據(jù)庫(kù)的權(quán)力（如表、表空間、過(guò)程等）的存取執(zhí)行權(quán)限，阻止用戶訪問(wèn)非授權(quán)數(shù)據(jù)。（4）提供數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)體存取審計(jì)機(jī)制，使數(shù)據(jù)庫(kù)管理員可以監(jiān)視數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的存取情況和系統(tǒng)資源的使用情況39-41。（5）采用視圖機(jī)制，限制存取基表的行和列集合。為防系統(tǒng)采用假用戶（即非數(shù)據(jù)庫(kù)用戶）身份來(lái)管理等，系統(tǒng)還可以利用角色功能，來(lái)防止出現(xiàn)上述的安全“漏洞”。用戶采用自己的標(biāo)識(shí)和口令注冊(cè)，但在未得到授權(quán)的角色前

32、，是沒(méi)有操縱數(shù)據(jù)庫(kù)的任何權(quán)限。授權(quán)用戶的角色是埋在應(yīng)用程序中的，只有應(yīng)用程序才知道角色的名稱和口令，從而激活角色，使用戶擁有相應(yīng)的權(quán)限40。在應(yīng)用系統(tǒng)之外，其他用戶可以連接到Oracle，但沒(méi)有激活相應(yīng)的角色，是不能做任何事情的，而管理人員或開(kāi)發(fā)人員不知道用戶的標(biāo)識(shí)和口令，是無(wú)法登錄到Oracle，即使他能夠推算出角色的標(biāo)識(shí)和口令42。基于Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性與功能完備性和擴(kuò)充性，在處理大容量數(shù)據(jù)時(shí)與其他流行數(shù)據(jù)庫(kù)相比具有明顯的優(yōu)勢(shì)。考慮高等院校規(guī)模日益增大，和今后系統(tǒng)功能的擴(kuò)大，系統(tǒng)將選用Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)，是比較恰當(dāng)?shù)倪x擇43。2.3文件傳輸服務(wù)隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展, 教學(xué)理念和教

33、學(xué)方式都發(fā)生了根本性變化, 以學(xué)生為主體、教師為導(dǎo)向 的教學(xué)觀念正在形成, 利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自主學(xué)習(xí), 是當(dāng)今課堂教學(xué)的發(fā)展方向。學(xué)生在網(wǎng)上學(xué)習(xí)的過(guò)程中, 客戶端與服務(wù)器需要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)交互傳輸, 與一般文件傳輸系統(tǒng)不同的是, 服務(wù)器在提供教學(xué)時(shí)傳輸?shù)奈募哂幸欢ǖ拇涡蛐? 該次序與教學(xué)過(guò)程中的知識(shí)點(diǎn)結(jié)構(gòu)和學(xué)生類別有關(guān)。本文提出的傳輸協(xié)議是為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)而設(shè)計(jì)的, 其目的是有效而安全地傳輸學(xué)生終端與服務(wù)器之間的交互信息。因此該協(xié)議具有針對(duì)性強(qiáng)、程序精練、傳輸效率高與安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。在大批量小文件的傳輸過(guò)程中，每個(gè)文件的傳輸過(guò)程都需要建立數(shù)據(jù)連接、傳輸數(shù)據(jù)和關(guān)閉連接，文件用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間

34、較少，有大量的時(shí)間耗費(fèi)在數(shù)據(jù)連接的建立和關(guān)閉過(guò)程，所以對(duì)于大批量小文件采用文件分簇與連接復(fù)用的方式進(jìn)行傳輸，以提升傳輸效。2.4 本章小結(jié)本章簡(jiǎn)單闡述了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，包括開(kāi)發(fā)系統(tǒng)所使用的ASP.NET語(yǔ)言技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和在工程設(shè)計(jì)上使用的UML建模技術(shù)，這些技術(shù)在后面的系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)中都會(huì)使用到。第三章 實(shí)訓(xùn)管理系統(tǒng)需求分析與設(shè)計(jì)本課題研究開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)是一個(gè)基于教學(xué)科研實(shí)驗(yàn)、主要面向輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心管理人員的應(yīng)用系統(tǒng)，適用于各類高等院校使用。實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供前臺(tái)、后臺(tái)管理。系統(tǒng)由中心概況、儀器展示、儀器預(yù)約、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)室管理、計(jì)費(fèi)管理等幾部分組成。3.1 總體說(shuō)明系統(tǒng)需

35、求分析是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前首先要進(jìn)行的，是整個(gè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中最重要項(xiàng)目，全面調(diào)查是分析設(shè)計(jì)工作的基礎(chǔ)。由于編寫(xiě)程序只占軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中很小的一部分，而起著決定性因素來(lái)自前期用戶的需求調(diào)查分析。只有真正的理解和正確表達(dá)了用戶本質(zhì)問(wèn)題，才能做系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)，直至編程開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)47。系統(tǒng)需求分析的目的是將用戶的需求與其解決方法確定下來(lái)，包括開(kāi)發(fā)者關(guān)于現(xiàn)有組織管理狀況的了解，用戶對(duì)信息系統(tǒng)功能的需求，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流程管理功能和管理數(shù)據(jù)指標(biāo)體系，新系統(tǒng)擬改動(dòng)和新增的管理模型等。一個(gè)新系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，需要對(duì)用戶做詳盡的調(diào)查和分析，才能使系統(tǒng)功能和用戶需求相一致。本課題所要研究和實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)采用現(xiàn)代信息

36、技術(shù)為基礎(chǔ)，簡(jiǎn)化各個(gè)流程和環(huán)節(jié)，提升實(shí)驗(yàn)室管理工作的效率，利用計(jì)算機(jī)對(duì)實(shí)驗(yàn)室管理主要環(huán)節(jié)進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)可管可控。在課題的立項(xiàng)過(guò)程中，主要是對(duì)實(shí)驗(yàn)室管理的環(huán)境進(jìn)行調(diào)查和分析，對(duì)主要領(lǐng)導(dǎo)人和工作人員進(jìn)行需求調(diào)查的交流，對(duì)目前的工作流程進(jìn)行相關(guān)的調(diào)查。輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院從1992年開(kāi)始開(kāi)設(shè)計(jì)算機(jī)類專業(yè)，經(jīng)過(guò)多年的不斷投入，計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)訓(xùn)基地已初具規(guī)模，2006年獲省教育廳授予示性建設(shè)專業(yè)。至2007年初，我院對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)訓(xùn)基地投資1350萬(wàn)元，建筑面積近1250平方米，擁有各類計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備約1600臺(tái)套。目前，輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院已建成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)室（銳捷網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)訓(xùn)室）、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基

37、礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)室（金浪網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)訓(xùn)室）、綜合布線實(shí)訓(xùn)室（CISCO網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)訓(xùn)室）、微機(jī)安裝調(diào)試實(shí)訓(xùn)室（計(jì)算機(jī)組成原理與接口實(shí)訓(xùn)室）、計(jì)算機(jī)軟件實(shí)訓(xùn)室（NIIT實(shí)訓(xùn)室）、電子商務(wù)實(shí)訓(xùn)室和計(jì)算機(jī)一室、計(jì)算機(jī)二室、計(jì)算機(jī)三室等20個(gè)計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)訓(xùn)室。本系統(tǒng)為滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)示中心的要求，儀器設(shè)備具備信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，實(shí)驗(yàn)室設(shè)備可以開(kāi)放使用，可以自主實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上開(kāi)放教學(xué)。建立實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室信息平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)化、智能化管理。推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放管理，實(shí)驗(yàn)容也將從驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，正在逐步增加設(shè)計(jì)性的命題實(shí)驗(yàn)。功能需求要求系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的系統(tǒng)管理員來(lái)說(shuō)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的安排

38、，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的安排對(duì)于申請(qǐng)預(yù)約的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行合理的安排。（2）對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的管理員來(lái)說(shuō)可以方便對(duì)于實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)置，刪除；用戶與權(quán)限的管理。（3）對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的教師用戶來(lái)說(shuō)，可以實(shí)現(xiàn)教學(xué)計(jì)劃的實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告的審閱，學(xué)生實(shí)驗(yàn)情況的管理。（4）對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的學(xué)生用戶來(lái)說(shuō)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)課程，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的申請(qǐng)預(yù)約，學(xué)生在做完實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之后填寫(xiě)和提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，查詢實(shí)驗(yàn)的成績(jī)。（5）根據(jù)實(shí)際情況，可以方便快速的實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理環(huán)節(jié)中的各種報(bào)表的生成，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供數(shù)據(jù)支持。3.2功能性需求輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)要具有一個(gè)良好、穩(wěn)定的、可服務(wù)的系統(tǒng)，在滿足功能和接口需求的前提下，盡可能地提高系統(tǒng)的性

39、能、可用性和可擴(kuò)展性。實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)應(yīng)包括以下功能：（1）信息管理功能主要能進(jìn)行信息發(fā)布、信息修改、信息刪除。（2）儀器預(yù)約功能主要能完成的功能是用戶申請(qǐng)預(yù)約、用戶執(zhí)行預(yù)約、用戶取消預(yù)約、用戶更改預(yù)約。（3）儀器管理功能儀器管理功能包括儀器的數(shù)量、種類、狀況、配置、價(jià)格、資產(chǎn)編號(hào)等功能。（4）計(jì)費(fèi)帳務(wù)管理功能主要能完成的功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器使用情況的計(jì)費(fèi)與不同儀器計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)與其管理、欠費(fèi)管理、帳務(wù)的管理。（5）信息查詢功能主要能完成的功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器信息、預(yù)約信息、發(fā)布信息、教學(xué)資源、教學(xué)課件的正確查詢。（6）具有上傳下載打印功能本系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)遵循J2EE規(guī)，采用由Web服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器和后臺(tái)數(shù)據(jù)

40、庫(kù)形成的S/A/D三層結(jié)構(gòu)，完全的Web應(yīng)用方式，客戶端要適應(yīng)工E5.0以上版本或Netscape6.0以上版本的瀏覽器，所有的客戶端只需要通過(guò)瀏覽器進(jìn)行操作，不需要安裝任何其他的軟件;服務(wù)器層要適應(yīng)主流的Web服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器和主流中間件，數(shù)據(jù)庫(kù)層要采用主流數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)。本系統(tǒng)使用ASP.NET技術(shù)框架和oracle數(shù)據(jù)庫(kù)，程序安裝在Tomcat服務(wù)器端運(yùn)行，以加大數(shù)據(jù)的處理速度和安全性。為了滿足經(jīng)常更新的需求，系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用模版方式，界面的修改不影響處理程序流程。設(shè)置維護(hù)系統(tǒng)，方便對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行管理。通過(guò)此系統(tǒng)，所有的管理動(dòng)作都可以不限時(shí)間地點(diǎn)地通過(guò)Internet網(wǎng)絡(luò)完成。3.2.1用例分

41、析系統(tǒng)主要包含兩類用戶，一種是使用儀器的用戶，即儀器用戶，另外一種用戶是實(shí)驗(yàn)室中心的管理人員，負(fù)責(zé)多種的管理職能，比如說(shuō)，預(yù)約管理、儀器管理、計(jì)費(fèi)管理、角色管理等。儀器用戶又分為三類，包含老師、學(xué)生與校外的人員，校外人員主要是指來(lái)學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心做實(shí)驗(yàn)的單位、個(gè)人，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也支持這樣的業(yè)務(wù)，以進(jìn)一步體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室中心開(kāi)放化、社會(huì)化的思想，其角色UML如圖3-6所示。儀器用戶包括：學(xué)校內(nèi)部使用儀器做各種實(shí)驗(yàn)的老師、學(xué)生，以與校外的單位、個(gè)人，這些使用者統(tǒng)稱為儀器用戶Instru User由學(xué)校專門的實(shí)驗(yàn)室管理人員擔(dān)任，屬于教輔的類別Lab Adminstrator圖3-1 系統(tǒng)角色對(duì)于儀器用戶析

42、，為討論方便，根據(jù)本單位的為例來(lái)對(duì)角色進(jìn)行分析，具體如圖3-7所示，給出了角色一般化關(guān)系。管理工程系儀器用戶學(xué)生教師校外人員建筑工程系機(jī)電工程系計(jì)算機(jī)信息系儀器用戶設(shè)計(jì)與藝術(shù)系圖3-2 角色一般化關(guān)系3.2.2用例設(shè)計(jì)（1）前臺(tái)系統(tǒng)為儀器用戶提供自服務(wù)的界面，包含6個(gè)主要的用例：系統(tǒng)首頁(yè)、儀器展示、用戶注冊(cè)、儀器預(yù)約、使用日志與用戶帳單，其UML圖如3-8。系統(tǒng)首頁(yè)是儀器用戶訪問(wèn)本系統(tǒng)以后，給用戶提供的第一個(gè)頁(yè)面，負(fù)責(zé)宣傳介紹實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，使用戶能了解實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心提供的服務(wù)、業(yè)務(wù)辦理方法，與向用戶通告實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的各種通知、新聞。系統(tǒng)首頁(yè)儀器展示用戶注冊(cè)儀器預(yù)約使用日志用戶賬單用戶圖3-3 前

43、臺(tái)系統(tǒng)用例儀器展示是一個(gè)給儀器用戶提供的綜合查詢服務(wù)，使任何的用戶都能查詢儀器的信息，并提供多種的查詢辦法，方便用戶找到他需要的儀器資料。用戶注冊(cè)是一個(gè)驗(yàn)證性的過(guò)程，任何人要進(jìn)行儀器預(yù)約，都必須要首先進(jìn)行注冊(cè)，對(duì)于校的用戶，注冊(cè)過(guò)程主要涉與到核對(duì)用戶填寫(xiě)的注冊(cè)資料是否正確，如果正確，則允許注冊(cè)并給他們提供本的訪問(wèn)密碼，對(duì)于校外用戶，注冊(cè)時(shí)填寫(xiě)的資料信息必須經(jīng)過(guò)后臺(tái)的管理人員審查通過(guò)以后則允許注冊(cè)成功。儀器預(yù)約為儀器用戶提供具體的預(yù)約實(shí)現(xiàn)的功能，提供查詢具體儀器的預(yù)約情況，將空閑的時(shí)間段給用戶標(biāo)注出來(lái)，方便用戶的選擇，用戶已經(jīng)預(yù)定的時(shí)間段，在尚未使用的規(guī)定時(shí)間前也可以取消預(yù)約。使用日志使儀器用戶

44、能將任何的時(shí)間段使用儀器的日志信息查詢出來(lái)，提交給用戶，方便用戶核對(duì)儀器使用費(fèi)用。用戶帳單使面向儀器用戶提供的一種查詢統(tǒng)計(jì)功能，使用戶能按照儀器、統(tǒng)計(jì)出儀器使用的次數(shù)、累計(jì)時(shí)長(zhǎng)、使用費(fèi)用，方便用戶與實(shí)驗(yàn)室中心對(duì)帳。（2）后臺(tái)系統(tǒng)為實(shí)驗(yàn)室中心的管理人員提供服務(wù)，包含以下幾個(gè)主要的用例：消息發(fā)布、用戶管理、注冊(cè)管理、中心管理層管理、儀器查詢管理、計(jì)費(fèi)管理、角色管理，其UML圖如圖3-9所示。后臺(tái)管理人員通過(guò)消息公告，可以向前臺(tái)的用戶（或是儀器用戶）發(fā)布實(shí)驗(yàn)室中心的消息、通知、公告等信息，發(fā)布的消息有時(shí)間段生命周期的控制，過(guò)期的消息系統(tǒng)將自動(dòng)刪除。用戶管理使實(shí)驗(yàn)室管理人員能審查儀器用戶的資料是否正確

45、，對(duì)于校外用戶，管理員可通過(guò)次用例控制是否讓他們注冊(cè)。對(duì)于欠費(fèi)的黑用戶，管理人員可通過(guò)次用例暫時(shí)吊銷用戶預(yù)約儀器的權(quán)利。實(shí)驗(yàn)室管理人員消息公告儀器管理用戶管理預(yù)約管理計(jì)費(fèi)管理賬務(wù)管理欠費(fèi)處理角色管理圖3-4 后臺(tái)系統(tǒng)用例儀器管理完成對(duì)儀器信息的管理，包括儀器信息的增加、刪除、修改與查詢，并負(fù)責(zé)維護(hù)儀器預(yù)約的單價(jià)的制定，支持對(duì)校用戶、校外用戶定不同的價(jià)位。預(yù)約管理使實(shí)驗(yàn)室中心的管理人員能查看未來(lái)三天以用戶對(duì)各種儀器的預(yù)約情況，并使實(shí)驗(yàn)室管理人員能調(diào)整預(yù)約時(shí)間、取消非法預(yù)約。（3）計(jì)費(fèi)帳務(wù)對(duì)于儀器計(jì)費(fèi)的管理，主要由六個(gè)用例完成，即儀器使用計(jì)費(fèi)、帳務(wù)處理、計(jì)費(fèi)查詢與統(tǒng)計(jì)、欠費(fèi)管理、報(bào)表生成。儀器使用

46、計(jì)費(fèi)使管理人員在規(guī)劃的帳期時(shí)間到達(dá)以后，能啟動(dòng)計(jì)費(fèi)程序，計(jì)算儀器用戶的儀器使用費(fèi)，并生成用戶帳單。帳務(wù)處理根據(jù)實(shí)驗(yàn)室中心設(shè)置好的規(guī)則，對(duì)特定儀器用戶的費(fèi)用做出優(yōu)惠處理，對(duì)于一些貧困學(xué)生，還可作出減免的處理，并對(duì)用戶的帳單作出銷帳處理。計(jì)費(fèi)查詢與統(tǒng)計(jì)完成儀器用戶對(duì)不同帳期的費(fèi)用的查詢與統(tǒng)計(jì)，系統(tǒng)記錄完整的日志。報(bào)表生成能根據(jù)計(jì)費(fèi)查詢與統(tǒng)計(jì)的結(jié)果自動(dòng)產(chǎn)生。欠費(fèi)管理對(duì)欠費(fèi)用戶的費(fèi)用作出查詢統(tǒng)計(jì)，并能根據(jù)欠費(fèi)時(shí)間、金額等條件生成欠費(fèi)黑，方便實(shí)驗(yàn)室中心管理人員追繳欠費(fèi)。3.3性能需求根據(jù)教育部關(guān)于建設(shè)實(shí)驗(yàn)室管理示中心的要求和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，其網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)能適應(yīng)不同學(xué)科的實(shí)驗(yàn)室管理實(shí)驗(yàn)建設(shè)和管理，能對(duì)不同學(xué)科的

47、教師學(xué)生提供服務(wù)，也可對(duì)外提供服務(wù)44。輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)要具有一個(gè)良好、穩(wěn)定的、可服務(wù)的性能，在滿足功能和接口需求的前提下，盡可能地提高系統(tǒng)的性能、可用性和可擴(kuò)展性，具體系統(tǒng)要求具有以下性能：（1）服務(wù)開(kāi)放性這是目前實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所缺乏的問(wèn)題，影響實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放的原因，除了管理體制之外，更主要的原因是缺乏現(xiàn)代技術(shù)手段的支撐。系統(tǒng)能體現(xiàn)其服務(wù)開(kāi)放性，就是要求系統(tǒng)能支持開(kāi)放式室實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)作方式。（2）管理性 實(shí)驗(yàn)室通常對(duì)其儀器與其使用的管理能力比較弱。要實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室外開(kāi)放，系統(tǒng)應(yīng)支持和實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)室儀器和使用者的管理。（3）擴(kuò)展性 系統(tǒng)支持與校園網(wǎng)進(jìn)行連接，具有相互可以查詢數(shù)據(jù)的能力；也支持以與

48、儀器設(shè)備管理系統(tǒng)連接，具有互相交換數(shù)據(jù)、互相查詢數(shù)據(jù)的能力。（4）輻射性這是目前各高校存在的問(wèn)題，系統(tǒng)僅適用本學(xué)科的使用，適用面較窄。本系統(tǒng)應(yīng)適用于不同高等院校、不同學(xué)科的實(shí)驗(yàn)室管理使用。3.4本章小結(jié)本章是系統(tǒng)的需求分析，首先進(jìn)行系統(tǒng)的功能方面的需求和性能方面的需求進(jìn)行了一定的分析，通過(guò)分析可以得到系統(tǒng)的需求，接著針對(duì)上述的需求，進(jìn)行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程的分析，最后完成整個(gè)系統(tǒng)的需求分析。第四章 實(shí)訓(xùn)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)本課題研究開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)是一個(gè)基于教學(xué)科研實(shí)驗(yàn)、主要面向輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心管理人員的應(yīng)用系統(tǒng)，適用于各類高等院校使用。實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供前臺(tái)、后臺(tái)管理。系統(tǒng)由中心概況、儀器展示、儀器

49、預(yù)約、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)室管理、計(jì)費(fèi)管理等幾部分組成。4.1實(shí)訓(xùn)管理系統(tǒng)整體架構(gòu)為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)建設(shè)的總目標(biāo)，系統(tǒng)主要由五個(gè)部分組成，即前臺(tái)系統(tǒng)、后臺(tái)管理、預(yù)約時(shí)間管理、計(jì)費(fèi)帳務(wù)與基礎(chǔ)系統(tǒng)平臺(tái)。前臺(tái)系統(tǒng)為廣大的儀器用戶提供服務(wù)，包括儀器的查詢、預(yù)約等功能，使其產(chǎn)生預(yù)約單會(huì)寫(xiě)入到數(shù)據(jù)庫(kù)里面，供后臺(tái)管理人員審查；后臺(tái)管理系統(tǒng)是面向?qū)嶒?yàn)中心的管理人員的系統(tǒng)，提供多種的管理功能，包括儀器管理、預(yù)約管理等，同時(shí)還負(fù)責(zé)啟動(dòng)自動(dòng)運(yùn)行的預(yù)約時(shí)間管理的模塊；預(yù)約時(shí)間管理啟動(dòng)后，能在后臺(tái)連續(xù)不斷的運(yùn)行，自動(dòng)生成可供儀器用戶預(yù)約的空閑時(shí)間段；計(jì)費(fèi)帳務(wù)主要涉與到儀器使用費(fèi)的計(jì)算，優(yōu)惠條件的設(shè)置、計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)置、儀器用戶帳單的生

50、成，費(fèi)用的減免、費(fèi)用繳納、欠費(fèi)管理鄧工作、基礎(chǔ)系統(tǒng)平臺(tái)，主要包含系統(tǒng)運(yùn)行需要的UNIX服務(wù)器與大型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，為上層應(yīng)該軟件系統(tǒng)提供服務(wù)。系統(tǒng)整體框架如圖4-1所示。儀器用戶預(yù)約時(shí)間管理前臺(tái)系統(tǒng)后臺(tái)管理計(jì)費(fèi)賬務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)驗(yàn)室管理人員圖4-1系統(tǒng)整體框架圖在前臺(tái)系統(tǒng)中，用戶可以進(jìn)行瀏覽、儀器查詢、儀器預(yù)約、預(yù)約查詢、成績(jī)查詢、計(jì)費(fèi)查詢、實(shí)驗(yàn)世道查詢、密碼修改、在線答疑、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、上傳下載和注冊(cè)登錄等功能。前臺(tái)系統(tǒng)框架如圖3-2所示。用戶操作管理瀏覽查詢預(yù)約注冊(cè)登錄上傳下載圖4-2前臺(tái)系統(tǒng)框架圖在后臺(tái)管理系統(tǒng)中，后臺(tái)管理元可以進(jìn)行信息的發(fā)布、修改、刪除、查詢鄧管理，可以進(jìn)行儀器查詢、提供對(duì)外服務(wù)、可

51、以對(duì)中心管理層進(jìn)行管理，可以提供數(shù)據(jù)庫(kù)備份和前臺(tái)用戶資料錄入功能、實(shí)驗(yàn)安排、計(jì)費(fèi)管理、角色管理功能。后臺(tái)管理系統(tǒng)框架如圖4-3所示。后臺(tái)管理預(yù)約管理信息管理儀器查詢對(duì)外服務(wù)計(jì)費(fèi)管理中心層管理文檔管理角色管理圖4-3后臺(tái)管理系統(tǒng)框架圖從技術(shù)層面看，系統(tǒng)采用Struts框架和Spring框架。Struts和Spring都是當(dāng)前流行的MVC實(shí)現(xiàn)框架，MVC減弱了業(yè)務(wù)邏輯接口和數(shù)據(jù)接口之間的禍合?；谶@種三層結(jié)構(gòu)的應(yīng)用系統(tǒng)不但具備了大型機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定、安全和處理能力高等特性，同時(shí)擁有開(kāi)放式系統(tǒng)成本低、可擴(kuò)展性強(qiáng)、開(kāi)發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)。用戶界面層的組件可以是ASP.NET組件。ASP.NET組件和ASP.NET

52、都用來(lái)生成動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)，它們的主要作用是表示層邏輯，接受并檢驗(yàn)用戶輸入的數(shù)據(jù)，把數(shù)據(jù)傳給后端的業(yè)務(wù)邏輯層，并把業(yè)務(wù)邏輯層處理的結(jié)果返回給用戶。Web層的開(kāi)發(fā)采用了先進(jìn)的Struts頁(yè)面框架。應(yīng)用服務(wù)器層主要完成業(yè)務(wù)邏輯，在本項(xiàng)目中業(yè)務(wù)邏輯主要分為兩類，OLTP型和工作流型業(yè)務(wù)邏輯層由ASP.NET來(lái)實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用服務(wù)器層定義和封裝了系統(tǒng)與系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展的商務(wù)對(duì)象模型，也就是業(yè)務(wù)邏輯的基本要素，業(yè)務(wù)對(duì)象在客戶服務(wù)支持系統(tǒng)軟件體系中起到一個(gè)承上啟下的骨干作用。數(shù)據(jù)層由數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品來(lái)實(shí)現(xiàn)，如oracle，database，Sybase，SQL Server等等，在具體的數(shù)據(jù)訪問(wèn)開(kāi)發(fā)方面，采用Spring框架實(shí)現(xiàn)

53、透明的數(shù)據(jù)訪問(wèn)。這種三層結(jié)構(gòu)模式可極方便應(yīng)用數(shù)據(jù)的開(kāi)發(fā)和維護(hù)，使程序員能集中開(kāi)發(fā)位于中間層web服務(wù)器端的應(yīng)用程序而無(wú)需考慮用戶端的兼容性，而且后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的改變或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的變化不會(huì)對(duì)用戶端產(chǎn)生影響。三層B/S模式增加了較厚的中間層，形成了“瘦用戶端-胖中間層-瘦服務(wù)器”的計(jì)算模式。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用的前臺(tái)和后臺(tái)，在三層框架的ASP.NET環(huán)境中運(yùn)行。底層完全基于一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，由Oracle實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)由WEB服務(wù)器提供良好的用戶界面，同時(shí)由基于WEB的后臺(tái)管理系統(tǒng)提供系統(tǒng)管理和系統(tǒng)維護(hù)功能。系統(tǒng)采用IIS作為WEB服務(wù)器，操作系統(tǒng)采用Solaris，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源采用oracle9i來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖

54、4-4所示。動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)采用ASP.NET來(lái)完成。整個(gè)系統(tǒng)基于三層的架構(gòu)，采用“學(xué)生、教師、校外人員”的用戶體，囊括了實(shí)驗(yàn)預(yù)約、計(jì)費(fèi)管理、信息查詢等。后臺(tái)管理也采用一樣的架構(gòu)，但采用與前臺(tái)不同的IP地址和端口，主要供后臺(tái)管理員使用，保證系統(tǒng)有較高的性和安全性。前臺(tái)用戶登陸信息查詢?yōu)g覽儀器預(yù)約預(yù)約取消儀器查詢資料上傳下載計(jì)費(fèi)查詢后臺(tái)管理員登陸儀器展示添加儀器展示刪除儀器展示修改用戶信息儀器查詢信息發(fā)布計(jì)費(fèi)管理數(shù)據(jù)庫(kù)表格Sys_glrySys_yqxxSys_yqyySys_yqlySys_zcyjSyzx_kj等調(diào)用文件處理數(shù)據(jù)后臺(tái)Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)中的相應(yīng)表格修改平臺(tái)上運(yùn)行Solaris Orac

55、le ASP.NET圖4-4 系統(tǒng)總體功能圖根據(jù)模型設(shè)計(jì)，系統(tǒng)主要對(duì)WEB頁(yè)、WEB Server的處理程序與數(shù)據(jù)庫(kù)管理三部分開(kāi)發(fā)。WEB頁(yè)面為用戶提供系統(tǒng)的界面和容，并且通過(guò)對(duì)WEB頁(yè)面的選擇和向WEB服務(wù)器提交的表單信息，由服務(wù)器處理請(qǐng)求信息后反饋給用戶，以實(shí)現(xiàn)各種功能。WEB Server的處理程序負(fù)責(zé)用戶層與數(shù)據(jù)層之間的聯(lián)系以與相關(guān)信息的處理，信息的管理以與跟蹤使用ASP.NET提供的類庫(kù)和接口實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)庫(kù)管理就是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)存取訪問(wèn)。圖4-5是MVC模式的框架體系結(jié)構(gòu)組件（Controller）瀏覽器ASP.NET（View）Web服務(wù)（Model）數(shù)據(jù)源1.發(fā)出請(qǐng)求2.實(shí)例化4.使用3

56、.轉(zhuǎn)發(fā)5.返回響應(yīng)圖4-5 MVC模式框架體系結(jié)構(gòu)圖MVC最突出的優(yōu)點(diǎn)是使得多個(gè)不同視圖可以共享同一個(gè)模型，將一個(gè)應(yīng)用程序的業(yè)務(wù)邏輯，控制邏輯和表現(xiàn)邏輯分解。由于將數(shù)據(jù)和邏輯從表示層中分離出來(lái)，所以無(wú)論用戶想要的是什么樣的界面，如HTML或Flash，都可使用同一個(gè)模型對(duì)不同的界面進(jìn)行支持，這同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了代碼的重用。由于返回的數(shù)據(jù)沒(méi)有進(jìn)行格式化，所以同樣的構(gòu)件能被不同界面使用。若把其他數(shù)據(jù)庫(kù)移植到oracle,只需改變模型即可。采用正確的實(shí)現(xiàn)了模型，不管數(shù)據(jù)來(lái)自數(shù)據(jù)庫(kù)或者LDAP服務(wù)器，視圖都會(huì)正確的顯示她們。由于運(yùn)用MVC的應(yīng)用程序的三個(gè)部件相互獨(dú)立，因此改變其中一個(gè)不會(huì)影響其他兩個(gè)，所以依

57、據(jù)這種設(shè)計(jì)思想能構(gòu)造良好的低耦合的構(gòu)件。ASP.NET是用來(lái)把一些信息保存起來(lái)以便在各個(gè)對(duì)象之間傳遞。4.2實(shí)訓(xùn)管理系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能分析的目的是捕獲和描述所有的系統(tǒng)需求，并且建立一個(gè)模型來(lái)定義系統(tǒng)中主要的域類（系統(tǒng)中的關(guān)鍵類），通過(guò)系統(tǒng)分析，確定系統(tǒng)模塊的組成。本系統(tǒng)的模塊功能流程圖如圖4-6所示。（1）信息發(fā)布模塊信息的動(dòng)態(tài)發(fā)布是實(shí)驗(yàn)教學(xué)示中心的基礎(chǔ)，信息發(fā)布系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以使信息發(fā)布人員不用求助于專業(yè)計(jì)算機(jī)技術(shù)人員，也不用自己編程就能增加、修改動(dòng)態(tài)容。首頁(yè)界面前臺(tái)管理計(jì)費(fèi)系統(tǒng)系統(tǒng)管理每日新聞成績(jī)指導(dǎo)查詢實(shí)驗(yàn)預(yù)約實(shí)驗(yàn)查詢實(shí)驗(yàn)資料提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)提交預(yù)約實(shí)驗(yàn)名單查詢所修實(shí)驗(yàn)課程查詢上傳文件管理數(shù)據(jù)庫(kù)備份實(shí)驗(yàn)課程管理實(shí)驗(yàn)儀器管理前臺(tái)用戶資料錄入新聞系統(tǒng)更新圖4-6 系統(tǒng)功能流程圖信息發(fā)布系統(tǒng)是使非計(jì)算機(jī)專業(yè)人員自動(dòng)生成，動(dòng)態(tài)發(fā)布信息。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方