趙 磊 ，趙國(guó)生，張艷芳

(1.哈爾濱師范大學(xué) 現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)中心，黑龍江 哈爾濱 150025;2.哈爾濱師范大學(xué) 圖書(shū)館，黑龍江 哈爾濱 150025)

建立一種有效的平臺(tái)，運(yùn)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，把學(xué)生、教師和實(shí)驗(yàn)室三者緊密聯(lián)系在一起，并能夠最終實(shí)現(xiàn)資源共享，有效地培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和綜合素質(zhì)，提高教師的教學(xué)水平，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與相關(guān)學(xué)科協(xié)調(diào)發(fā)展。

由于歷史原因，高校中目前使用的系統(tǒng)十分復(fù)雜，但采用C/S系統(tǒng)架構(gòu)較多[1]。近年來(lái)，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展，尤其是基于Web的信息發(fā)布和檢索技術(shù)、Java計(jì)算技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)分布式對(duì)象技術(shù)的飛速發(fā)展，使很多應(yīng)用系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)從C/S結(jié)構(gòu)向更加靈活的多級(jí)分布B/S結(jié)構(gòu)演變[2]?；诖?，本文提出了一種基于 B/S體系結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)中心管理平臺(tái)的設(shè)計(jì)方案，給出了方案包含的模塊信息以及相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)。

1 方案的設(shè)計(jì)

圖1給出了實(shí)驗(yàn)中心信息化管理平臺(tái)的功能圖，系統(tǒng)包括5大模塊：實(shí)驗(yàn)中心管理模塊、實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊、低值易耗品管理模塊、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備管理模塊及實(shí)驗(yàn)室評(píng)估模塊。

(1)實(shí)驗(yàn)中心管理模塊

該模塊的主要功能是管理實(shí)驗(yàn)中心的基本信息，如實(shí)驗(yàn)中的組織管理機(jī)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)室的基本信息、實(shí)驗(yàn)室的規(guī)章制度以及每個(gè)實(shí)驗(yàn)室的獲獎(jiǎng)信息等。

(2)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理模塊

該模塊主要負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的編排工作，主要包括制定每個(gè)專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開(kāi)設(shè)統(tǒng)計(jì)、根據(jù)計(jì)劃制定實(shí)驗(yàn)課程大綱以及指定相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)。其中，專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃一般由教務(wù)處負(fù)責(zé)制定，根據(jù)教務(wù)處制定的培養(yǎng)計(jì)劃制定課程大綱，同時(shí)指定實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)用書(shū)，并統(tǒng)計(jì)各實(shí)驗(yàn)室的項(xiàng)目開(kāi)設(shè)情況。

(3)低值易耗品管理模塊

低值易耗品管理在實(shí)驗(yàn)中心日常管理工作中是一項(xiàng)量大且繁瑣的工作。主要包括實(shí)驗(yàn)耗材購(gòu)置計(jì)劃、實(shí)驗(yàn)耗材管理以及實(shí)驗(yàn)低值品管理。系統(tǒng)將根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃自動(dòng)統(tǒng)計(jì)各實(shí)驗(yàn)室本學(xué)期各類(lèi)耗材用量。本數(shù)據(jù)將為耗材申購(gòu)審批提供參考。

(4)實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備管理模塊

該模塊主要包括普通實(shí)驗(yàn)儀器管理以及大型實(shí)驗(yàn)儀器管理。實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的管理工作主要側(cè)重于實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的入庫(kù)、領(lǐng)用、歸還、報(bào)損、維修、儀器設(shè)備臺(tái)賬的查看等方面。對(duì)于大型儀器設(shè)備，除了一般儀器設(shè)備的常用功能外，還增加了儀器設(shè)備的運(yùn)行記錄、儀器設(shè)備信息共享等功能。

(5)實(shí)驗(yàn)室評(píng)估模塊

實(shí)驗(yàn)中心信息化評(píng)估分為三部分：制定信息化評(píng)估主題、制定信息化評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)驗(yàn)中心自評(píng)。實(shí)驗(yàn)中心評(píng)估能夠根據(jù)實(shí)際需要，制定多套評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，例如，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)、專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)中心評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)等。評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)的類(lèi)別可以在系統(tǒng)維護(hù)中的字典中進(jìn)行維護(hù)。

2 實(shí)現(xiàn)技術(shù)

2.1 管理平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu)

實(shí)驗(yàn)中心管理平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)可以采用B/S體系結(jié)構(gòu)[3](Browser/Server,瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu))，B/S體系結(jié)構(gòu)是Web興起后的一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式，Web瀏覽器是客戶(hù)端最主要的應(yīng)用軟件。這種模式統(tǒng)一了客戶(hù)端，將系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的核心部分集中到服務(wù)器上，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、維護(hù)和使用?？蛻?hù)機(jī)上只要安裝一個(gè)瀏覽器（Browser），如 Netscape Navigator或 Internet Explorer， 服務(wù)器安裝 Oracle、Sybase、Informix或 SQL Server等數(shù)據(jù)庫(kù)。 瀏覽器通過(guò)Web Server與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

圖2給出了管理平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu)圖。其中，最上面一層為用戶(hù)層，它面向最終用戶(hù)，通過(guò)用戶(hù)頁(yè)面與系統(tǒng)進(jìn)行信息交換。因此該平臺(tái)設(shè)計(jì)主要包括用戶(hù)頁(yè)面設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)以及應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。為了合理利用資源，減輕Web服務(wù)器的壓力，可以將數(shù)據(jù)庫(kù)操作系統(tǒng)和Web應(yīng)用系統(tǒng)分別安裝在兩臺(tái)物理服務(wù)器上。整個(gè)平臺(tái)的數(shù)據(jù)信息由Web服務(wù)器統(tǒng)一進(jìn)行管理和發(fā)送，用戶(hù)界面均以網(wǎng)頁(yè)形式顯示。

2.2 連接池技術(shù)的使用

在實(shí)際開(kāi)發(fā)Web應(yīng)用系統(tǒng)中,如果使用JDBC直接訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，每一次數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)請(qǐng)求都必須經(jīng)歷建立數(shù)據(jù)庫(kù)連接、打開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)、存取數(shù)據(jù)和關(guān)閉數(shù)據(jù)庫(kù)連接等步驟。而連接并打開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)是一件既消耗資源又費(fèi)時(shí)的工作，如果頻繁發(fā)生這種數(shù)據(jù)庫(kù)操作，系統(tǒng)的性能必然會(huì)急劇下降，甚至?xí)?dǎo)致系統(tǒng)崩潰。數(shù)據(jù)庫(kù)連接池正是針對(duì)這個(gè)問(wèn)題提出來(lái)的。數(shù)據(jù)庫(kù)連接池負(fù)責(zé)分配、管理和釋放數(shù)據(jù)庫(kù)連接。它允許應(yīng)用程序重復(fù)使用一個(gè)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫(kù)連接，而不是重新建立一個(gè)；以釋放空閑時(shí)間超過(guò)最大空閑時(shí)間的數(shù)據(jù)庫(kù)連接來(lái)避免因?yàn)闆](méi)有釋放數(shù)據(jù)庫(kù)連接而引起的數(shù)據(jù)庫(kù)連接遺漏。這項(xiàng)技術(shù)能明顯提高對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)操作的性能。

2.3 數(shù)據(jù)安全性保障

數(shù)據(jù)庫(kù)的安全問(wèn)題是本系統(tǒng)考慮的重要問(wèn)題之一，根據(jù)SQL Server2005數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)，需要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行以下安全配置：使用安全的密碼策略；使用安全的帳號(hào)策略；加強(qiáng)數(shù)據(jù)庫(kù)日志的記錄；管理擴(kuò)展存儲(chǔ)過(guò)程；使用協(xié)議加密；拒絕來(lái)自TCP/IP端口的探測(cè)；修改TCP/IP使用的端口；拒絕來(lái)自1434端口的探測(cè)；對(duì)網(wǎng)絡(luò)連接進(jìn)行IP限制。當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)遭到破壞時(shí),系統(tǒng)根據(jù)破壞的不同程度使用不同的數(shù)據(jù)恢復(fù)方法。具體的方法有:使用SQL Server2005的企業(yè)管理器進(jìn)行恢復(fù)；利用事務(wù)日志備份進(jìn)行恢復(fù)；利用文件或文件組備份進(jìn)行恢復(fù)；使用存儲(chǔ)過(guò)程進(jìn)行恢復(fù)等[4]。同時(shí)，可以將網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備連接在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上，將每天的數(shù)據(jù)備份都自動(dòng)復(fù)制到網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備上，一旦數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器遭到攻擊，可以從網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備上將數(shù)據(jù)恢復(fù)，從而確保數(shù)據(jù)能夠及時(shí)還原。

2.4 用戶(hù)權(quán)限管理設(shè)計(jì)

在應(yīng)用開(kāi)發(fā)時(shí)經(jīng)常要用到權(quán)限的控制，哪些用戶(hù)可以查看哪個(gè)菜單，就能在那個(gè)菜單中看到哪些數(shù)據(jù)及用戶(hù)在菜單下所能進(jìn)行的操作。這里把系統(tǒng)權(quán)限分配分為三個(gè)方面：①菜單權(quán)限分配：指的是哪些用戶(hù)可以查看哪些菜單;②業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)權(quán)限分配：用戶(hù)能在某個(gè)菜單看到哪些數(shù)據(jù);③角色權(quán)限分配：指的是用戶(hù)在某些菜單下能進(jìn)行哪些操作，是否有增刪改查的操作等[5]。

根據(jù)上述設(shè)計(jì)，用戶(hù)的權(quán)限判斷整體流程如下：

1.根據(jù)用戶(hù)的菜單權(quán)限判斷用戶(hù)是否有訪(fǎng)問(wèn)該菜單的權(quán)限；

2.根據(jù)用戶(hù)所在的部門(mén)、部門(mén)從屬關(guān)系及共享部門(mén)，取得用戶(hù)所能訪(fǎng)問(wèn)的部門(mén)號(hào)集合，根據(jù)這個(gè)集合顯示業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；

3.根據(jù)用戶(hù)的工號(hào)和角色，判斷用戶(hù)在該菜單項(xiàng)所能進(jìn)行的操作。

基于B/S結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)中心管理平臺(tái)的建立是現(xiàn)代化教學(xué)的一種趨勢(shì)，有利于提高實(shí)驗(yàn)室的管理效率和資源的利用率。平臺(tái)的建立充分體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)在素質(zhì)教育中的突出地位，滿(mǎn)足了現(xiàn)代化教學(xué)與管理的要求。但該平臺(tái)也存在一定的局限性，例如，實(shí)驗(yàn)中心管理平臺(tái)是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)，但它也應(yīng)是整個(gè)校園信息系統(tǒng)的一部分，如何與整個(gè)校園管理系統(tǒng)進(jìn)行銜接，例如與科技管理平臺(tái)、教務(wù)管理平臺(tái)、圖書(shū)管理平臺(tái)的互聯(lián)等，都是在今后工作中需要進(jìn)一步研究的問(wèn)題。

[1]周曉慶，肖建瓊，羅興賢.實(shí)驗(yàn)中心管理平臺(tái)研究[J].電腦編程技巧與維護(hù)，2009(6)：61-62，86.

[2]陳 宛，曹元大.開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)安全傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，2005,22(7)：159-161.

[3]段培俊，祖小濤，寧智華.基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2006(12)：1481-1487.

[4]劉夏鷗，張艷麗，李漢珍.高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息管理平臺(tái)建設(shè)探析[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2007,24(9)：70-75.

[5]韓慧蓮，單威，龔清勇，等.基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].中北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2005(6):417-420.