实验室管理系统设计

实验室管理系统设计内容摘要：

共同开发而成。 Tomcat 很受广大程序员的喜欢，因为它运行时占用的 系统资源 小，扩展性好，支持负载平衡与邮件服务等开发应用系统常用的功能；而且它还在不断的改进和完善中，任何一个感兴趣的程序员都可以更改它或在其中加入新的功能。 Tomcat 是一个轻量级应用 服务器 ， 在中小型系统和并发访问用户不是很多的场合下被普遍使用，是开发和调试 JSP 程序的首选。 对于一个初学者来说，可以这样认为，当在一台机器上配置好 Apache 服务 器，可利用它响应对 HTML 页面的访问请求。 实际上 Tomcat 部分是 Apache 服务器的2020届计算机科学与技术专业毕业设计（论文） 7 扩展，但它是独立运行的，所以当你运行 Tomcat 时，它实际上作为一个与Apache 独立的进程单独运行的。 这里的诀窍是，当配置正确时， Apache 为 HTML 页面服务，而 Tomcat 实际上运行 JSP 页面和 Servlet。 另外， Tomcat 和 IIS、 Apache 等 Web 服务器一样，具有处理 HTML 页面的功能，另外它还是一个 Servlet 和 JSP 容器 ，独立的 Servlet 容器是 Tomcat 的默认模式。 不过， Tomcat 处理静态 HTML的能力不如 Apache 服务器。 MySQL MySQL 是一个小型关系型数据库管理系统，开发者为瑞典 MySQL AB 公司。 在 2020 年 1 月 16 号被 Sun 公司收购。 而 2020 年， SUN 又被 Oracle收购。 MySQL 是一种关联数据库管理系统，关联数据库将数据保存在不同的表中，而不是将所有数据放在一个大仓库内。 这样就增加了速度并提高了灵活性。 MySQL 的 SQL“ 结构化查询语言 ”。 SQL 是用于访问数据库的最常用标准化语言。 MySQL 软件采用了 GPL（ GNU 通用公共许可证 ）。 由于其体积小、速度快、总体拥有成本低，尤其是开放源码这一特点，许多中小型网站为了降低网站总体拥有成本而选择了 MySQL 作 为网站数据库。 MySQL的特性包括 [3]:使用 C和 C++编写，并使用了多种编译器进行测试，保证源代码的可移植性；支持 AIX、 FreeBSD、 HPUX、 Linux、 Mac OS、 Novell Netware、 OpenBSD、 OS/2 Wrap、 Solaris、 Windows 等多种操作系统；为多种编程语言提供了 API。 这些编程语言包括 C、 C++、 Eiffel、 Java、 Perl、PHP、 Python、 Ruby 和 Tcl 等；支持多线程，充分利用 CPU 资源；优化的SQL 查询算法，有效地提高了查询速度；既能够作为一 个单独的应用程序应用在客户端服务器网络环境中，也能够作为一个库而嵌入到其他的软件中提供多语言支持，提供 TCP/IP、 ODBC、 JDBC 等多种数据库连接途径；提供用于管理、检查、优化数据库操作的管理工具；可以处理拥有上千万条记刘彪：创新实验区管理系统 8 录的大型数据库。 系统的 B/S 构架模型分析 B/S 模式是基于 Intra 的需求而出现并发展的。 Intra 是应用TCP/IP 协议建立的内部专用网络，它采用诸如 TCP/IP、 HTTP、 SMTP 和 HTML等 Inter 技术和标准，能为内部交换信息提供服务。 同时，它具有连接Inter 的功能和防止外界入侵的安全措施。 另一方面，由于数据库具有强大的数据存储和管理能力，并且能够动态地进行数据输入和输出，如果把数据库应用于 Inter 上，不仅可以实现大量信息的网上发布，而且能够为广大用户提供动态的信息查询和数据处理服务，进而加强单位与客户之间以及单位与单位之间的信息交流，提高单位的经济效益。 目前 许多基于 web 得管理 系统都是基于 B/S 模式的，如图 21 所示： 图 21 B/S模型 B/S 模式的结构模型 B/S 模式，即浏览器／服务器模式，是一 种从传统的二层 C/S 模式发展2020届计算机科学与技术专业毕业设计（论文） 9 起来的新的网络结构模式，其本质是三层结构 C/S模式。 B/S 模式的工作原理 在 B/S 模式中，客户端运行浏览器软件。 浏览器以超文本形式向 Web服务器提出访问数据库的要求， Web 服务器接受客户端请求后，将这个请求转化为 SQL 语法，并交给数据库服务器，数据库服务器得到请求后，验证其合法性，并进行数据处理，然后将处理后的结果返回给 Web 服务器， Web服务器再一次将得到的所有结果进行转化，变成 HTML 文档形式，转发给客户端浏览器以友好的 Web 页面形式显示出来。 B/S 模式的特点 B/S 模式管理信息系统基本上克服了 C/S 模式管理信息系统的不足，其主要表现在： (1) 系统开发、维护和升级的经济性。 (2) B/S 模式提供了一致的用户界面。 (3) B/S 模式具有很强的开放性。 (4) B/S 模式的结构易于扩展。 (5) B/S 模式具有更强的信息系统集成性。 (6) B/S 模式提供灵活的信息交流和信息发布服务。 刘彪：创新实验区管理系统 10 第 3 章 系统分析 总体需求概述 大学生在课余时间申请到实验室自主研发自己设计的项目，这给老师和实验室管理员也就带来了许多不方便之处，不论是对 实验室的预约还是对实验室的意见反馈都不能及时的了解。 创新实验区管理系统便可以解决以上问题，它可以方便实验室管理员对实验室的管理，提高老师的工作效率，也节约了学生的自由时间，将更多的时间用于对自己项目的研发上。 许多高校的实验室管理还处于人工阶段。 当需要检查和上报数据时，使本来就复杂的管理工作变得更加的艰难。 因此学校应建立实验室数据库来管理实验室的各项信息。 实验室建设的不断扩大，使许多仪器处于闲置状态。 因此，学校应该提供设备共享机制，提高设备的利用率。 而且许多学校有多个校区，这使实验室主管缺少与教师和学生的沟通 ，为解决这难题，需利用校园网络，共享实验室信息。 系统可行性分析 通过调查，知道了系统的规模与目标。 研究了系统的模型，认为这个系统可以开发。 从技术方面：可以运用现有技术完成。 创新实验区管理系统的建设周期短，而且已有成熟的技术，多样的设计方案可供选择；在界面的设计方面可以使用 ASP、 PHP、 JSP 等语言，后台数据库使用的 MYSQL数据库降低开发成本，现在几乎全部的浏览器都支持解析 HTML 文档。 从经济方面：这个系统成本比较低。 基于 WEB 的管理系统在使用、管理和维护时比较方便；具有良好的复用性和可扩充性， 可以运行在多种操作系统平台之上，对于那些有一般计算机知识的人员就可以轻松上手。 从操作方面：用户可以独立操作。 此系统是面向大学教育，所以不论是对于老师还是学2020届计算机科学与技术专业毕业设计（论文） 11 生，操作简单方便。 而整个创新实验区管理系统采用友好的 WEB 交互界面，简洁明了，实验室管理员经过简单的学习就可以使用，不需要对数据库进行深入的了解。 技术可行性 由于近几年国内软件技术的飞速发展 ，开发一个基于 Web 的创新实验区管理系统并不是一件很难的事情。 在确定好基于 B/S 架构的基础上，做好需求分析。 创新实验区管理系统的开发周期相对短，而且已有相 当成熟的技术，多种的设计方案可供选择；在界面的设计方面可以使用 ASP、 PHP、JSP 等语言，本次系统开发便是使用了 JSP 语言，后台数据库使用的 MySQL数据库， MySQL 数据库适合小项目的开发，而且使用便捷。 在服务器端，也有很多种服务器可供使用，本系统的开发是使用的。 并且现在几乎全部的浏览器都支持解析 HTML 文档。 经济可行性 本次开发成本较低，所运用的服务器和数据基本都是免费使用，对于面向校园网的系统开发最合适不过，以后的系统维护方便经济，所以在经济可行性方面，此次的基于 Web 的创新实验区管理系统是可行的。 操作可行性 基于 Web 的创新实验区管理系统是基于校园网，面向高校的。 本系统对于那些有一般计算机知识的人员就可以轻松上手。 此系统是面向大学教育，所以不论是对于老师还是学生，操作简单方便。 而整个创新实验区管理系统采用友好的 Web 交互界面，简洁明了，实验室管理员经过简单的学习就可以使用，不需要对数据库进行深入的了解。 所以在操作可行性方面，基于 Web 的创新实验区管理系统是可行的。 刘彪：创新实验区管理系统 12 系统数据流图 2020届计算机科学与技术专业毕业设计（论文） 13 第 4 章 系统设计 系统总体结构设计 综合考虑了在 系统分析阶段提出的 需求分析和可行性分析 ， 自顶向下地把系统 划分为 六 个 主要功能模块 ， 这六个功能模块分别为公布规章制度模块、实验区仪器设备模块、学生研究领域公布和通知公告模块、学生意见反馈模块、实验预约模块、后台管理模块。 六个主要功能模块又划分为 若干小的模块 ，得出该系统比较详尽的 系统 模块功能 结构图 ， 如图 41 所示。 图 41 系统 功能结构 图 刘彪：创新实验区管理系统 14 系统详细设计 程序流程图 根据需求分析和总体设计，创新实验区管理系统主要包括六大功能模块。 主要模块程序流程图如下所示： （ 1） 公布规章制度模块 创新实验区管理 系统中公布规章制度模块用于公布实验区的规章制度的功能。 在一个实验室中，规章制度对于一个实验区的重要性不言而喻，在此动态网页系统中，我设计的规章制度模块是归于静态网页的设计，因为规章制度不同于公告 发布，也不同于研究领域的发布，它是一个制度，所以不需要经常更新。 并且学生老师还是实验室管理员都可以一进入主页，就可以看到本实验区有关各个方面的规章制度。 如图 42。 2020届计算机科学与技术专业毕业设计（论文） 15 图 42 规章制度模块流程图 （ 2）实验设备模块 对于实验室管理员来说，他们一个重要的工作就是对 实验室和实验室里面的设备进行管理，什么实验室里面有什么实验设备和仪器，设备是什么时间收录到实验室的，以及对增加新开放的实验室等等一系列琐碎的工作。 有因为是开放性的实验区，所以给实验室管理员更是增加工作上的难度。 实验设备管理就是针对这一点需求所设计的。 增加了此模块，实验室管理员便可以很方便的对实验室及其在内的设备进行增删改查，也可以很轻松的知道设备是什么时间收录到实验室的，哪个设备是属于哪个实验室的。 以下图 43 是实验设备删除的数据流图。 刘彪：创新实验区管理系统 16 图 43 实验设备删除数据流图 （ 3）学生意见反馈模块 在创新实 验区管理系统中，学生有时候会遇到各种各样的问题，不论是对管理员的实验室预约问题，还是实验室内设备问题；也不论是对老师在实验上遇到的技术问题，还是在发表自己领域的研究成果问题。 他们都需要一个平台和实验室管理员、老师去沟通，由于大学的教育方式，经常面对面的沟通是不合理的，也不能提高工作的效率。 学生意见反馈模块便是基于学生的需求设计开发的。 这个模块的设计类似于邮件的发送和收取，用户都有自己的发件箱和收件箱，这样便可以更方便了彼此的交流，使学习和工作更加有效率。 图 44 为意见反馈数据流程图，图 45 为读取意见数据流 程图。 图 44 意见反馈数据流程图 2020届计算机科学与技术专业毕业设计（论文） 17 图 45 反馈意见读取数据流程图 （ 4）实验预约模块 实验区预约模块是在开发创新实验区管理系统过程中最难的一个模块，它也是此系统的核心模块。 学生想在自主创新研究用到实验室时，可以提前预约。 本次预约模块的设定是，假如学生将使用实验室超过 3 天，那么此次预约需要先征求老师的同意审批，然后再提交给实验室管理员，实验室管理员再根据实验室的情况审批是否同意使用。 只有审批同意，学生才算是预约成功。 这样就保证了预约实验室的严格性。 如果学生所使用实验室的不超过 3 天，那么学生 只需要通过老师的审批，便预约成功，然后就可以再预约的时间内去到实验室内进行自主研发试验。 这种审批过程看似复杂，但是却给实验室的管理提高了规范性，因为是开发实验区，所刘彪：创新实验区管理系统 18 以管理起来更困难，而这种预约方法则有利于实验室的管理。 如图 46。 图 46 实验室预约数据流图 （ 5）学生研究模块 此模块包含两大模块，研究领域成果发布模块和发布公告模块。 研究领域公布模块是指学生在通过在开放实验区自主研发获得成果后，他们需要一个平台来发布自己的研发成果，此模块便是根据这样的需 求来设计开发的。 而属于老师和实验室管理员是发布公告模块。 发布公告模块是指当老师或者管理员有通知告诉学生时，可以更方便快捷的通知到学生，能让学生了解到实验室的最新动态。 例如，实验室管理员发布了一条“周三实验室关。