時春 翁業(yè)林 周曉雨

摘要：跟據(jù)中國高校實驗室的管理特點，對高校實驗室的調(diào)度進行了分析研究，建立了實驗室調(diào)度系統(tǒng)的系統(tǒng)原型，提出了以ASP作為主要技術(shù)，SQL Sever 2000為后臺數(shù)據(jù)庫的解決方案，系統(tǒng)采用當下最為流行和方便的B/S結(jié)構(gòu)，客戶端只需通過瀏覽器就可以使用該系統(tǒng)的所有功能；系統(tǒng)初步實現(xiàn)了教師預約、實驗安排等常用的調(diào)度功能。實踐證明，該系統(tǒng)的開發(fā)和應用，實現(xiàn)了高等院校實驗室進行合理化、科學化、動態(tài)化高效管理的基本目的。

關(guān)鍵詞：實驗室調(diào)度；ASP技術(shù)；SQL Sever 2000；信息系統(tǒng)

中圖分類號：TP311文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2012)01-0047-02

隨著計算機網(wǎng)絡技術(shù)的快速發(fā)展以及近年來各高校對科研工作重視程度的加強，建設信息化、現(xiàn)代化實驗室已經(jīng)成為各高校建設的重要目標。它不僅體現(xiàn)了高校的辦學實力、同時是展示學校科研水平的重要依據(jù)。而然自從高校改革、擴招以來，由于缺少相應的管理調(diào)度系統(tǒng)，各高校實驗室面對統(tǒng)籌不均、資源浪費、調(diào)度不合理等一系列問題[1]。因此，實驗室的管理和調(diào)度變得日益重要，傳統(tǒng)的人工統(tǒng)籌調(diào)度的方法已經(jīng)越來越不適應當今實驗室的需要和發(fā)展。如何合理的調(diào)度、安排實驗室，使其資源能夠得到充分利用，已經(jīng)成為一個值得研究的問題。同時，Internet技術(shù)的發(fā)展以及校園網(wǎng)的普及，為建立基于互聯(lián)網(wǎng)、合理、高效的實驗室調(diào)度信息系統(tǒng)帶來可能。

1設計目標

本研究將按照“科學管理，統(tǒng)籌調(diào)度”的原則，實驗室調(diào)度系統(tǒng)的主要設計目標為：

1)以互聯(lián)網(wǎng)為平臺，可方便實現(xiàn)遠程登陸管理；

2)適應能力強，擴充功能方便，簡易，易維護；

3)具備網(wǎng)絡安全登錄和數(shù)據(jù)庫安全登錄，設定數(shù)據(jù)庫訪問權(quán)限保證程序使用安全，同時前臺的數(shù)據(jù)檢索需要授權(quán)（密碼）方可進入，后臺通過用戶登錄設置進行數(shù)據(jù)的管理，使得數(shù)據(jù)安全可靠；

4)支持常用添加、刪除、修改、查詢功能；

5)具有較強的數(shù)據(jù)檢索和統(tǒng)計功能。

2運行平臺

1)硬件環(huán)境

服務器：處理器(CPU)1G MHZ以上(建議配置雙核以上處理器)，2G以上內(nèi)存容量，10G以上可用硬盤容量，100M或1000M網(wǎng)卡，以保證多用戶在同時請求服務時響應迅速。

客戶端：處理器(CPU)1G MHZ以上，512M以上內(nèi)存容量，10M以上網(wǎng)卡。

2)軟件環(huán)境

服務器端要求采用Windows Server 2003操作系統(tǒng)，并安裝IIS6.0 (web服務器)、SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫軟件。

客戶端操作系統(tǒng)為WINDOWS XP以上，瀏覽器IE6.0以上，顯示最佳分辨率為1024×768像素。

3系統(tǒng)的總體設計與實現(xiàn)

根據(jù)系統(tǒng)設計目標，使用B/S網(wǎng)絡架構(gòu)，采用3層體系結(jié)構(gòu)，即包括客戶瀏覽器、應用服務器和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三部分[2]。B/S結(jié)構(gòu)的主要特點是分布性強、維護方便、開發(fā)簡單且共享性強、成本低。B/S系統(tǒng)結(jié)構(gòu)開發(fā)平臺選用ASP + Microsoft SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)的基本架構(gòu)如圖1所示。

用戶通過瀏覽器與系統(tǒng)進行交互。服務器端接收到瀏覽器傳來的用戶請求后，將請求做相應處理并傳遞給后臺的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，接著將請求的處理結(jié)果從數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)傳遞給客戶端瀏覽器。

高校實驗室調(diào)度系統(tǒng)使用“三層應用程序模型”，即將系統(tǒng)按照功能邏輯劃分為表示層、數(shù)據(jù)業(yè)務邏輯層和訪問層。這樣的多層應用程序體系結(jié)構(gòu)，可以讓程序代碼實現(xiàn)模塊化，每個層次的代碼可以重復使用，為系統(tǒng)維護性帶來更大的便利。具體來講，本系統(tǒng)由底層數(shù)據(jù)庫、后臺服務器以及前臺組成。前臺主要是利用瀏覽器來顯示系統(tǒng)中的信息，通過菜單欄可以訪問各子功能模塊，同時系統(tǒng)有方便、強大的管理功能。模塊化的程序代碼之間并不是完全獨立的，各模塊的功能可能有一定的交疊，各模塊互相支撐，構(gòu)成一個完整的實驗室調(diào)度管理系統(tǒng)。后臺服務器主要用來對前臺傳來的各種請求信息進行處理。而底層數(shù)據(jù)庫主要負責信息的管理，包括數(shù)據(jù)添加、數(shù)據(jù)修改、數(shù)據(jù)刪除等。如若進入后臺，必須有授權(quán)，即有合法的用戶名與密碼，通過這樣的身份認證，使不同的用戶可以得到不同的權(quán)限，而不同的權(quán)根對不同的功能，從而實現(xiàn)多人分工合作。

本系統(tǒng)主要實現(xiàn)的功能有管理員實驗管理、教師預約實驗室、學生查看實驗的安排、公布實驗室的規(guī)章制度等，在此基礎上可以完成教師與實驗室管理員及學生的信息交互，方便了實驗教學和實驗室管理，使實驗室資源的使用實現(xiàn)合理化、規(guī)范化[3]。

為了提高系統(tǒng)的安全性，系統(tǒng)的使用者分為學生、教師、管理員三種權(quán)限用戶。每種用戶的權(quán)限不同。三種用戶都必須通過系統(tǒng)的合法性驗證才能正常使用系統(tǒng)。

本系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖2所示。

系統(tǒng)的具體模塊設計如下：

實驗室規(guī)章制度：所有用戶登錄系統(tǒng)后，可查看相關(guān)實驗室的通知以及制度。管理員用戶可以發(fā)布、修改、刪除相關(guān)通知。

實驗查詢與選擇：該模塊可供所有用戶使用，但主要針對學生用戶，當用戶登錄到系統(tǒng)后，可以根據(jù)查詢條件查詢相應的實驗安排情況。

實驗室預約：該模塊主要針對教師用戶，教室登錄系統(tǒng)后，申請實驗室預約，并且可以隨時查詢相關(guān)實驗室的預約狀態(tài)。

實驗管理：該模塊主要針對管理員用戶，管理員根據(jù)教師預約情況以實驗室使用情況，合理分配實驗的具體安排，這里的操作包括實驗室和教師用戶的查找、增加、修改、刪除。

實驗室管理：該模塊為系統(tǒng)管理員使用，管理員可以通過該模塊發(fā)布實驗室相關(guān)信息，同時提供實驗室相關(guān)信息的增加、刪除、修改。

4數(shù)據(jù)庫設計

本系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)庫服務器為SQL Server 2000。SQL Server是一種典型的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，它使用SQL語言同各種數(shù)據(jù)庫建立聯(lián)系，進行溝通。結(jié)合數(shù)據(jù)庫范式設計原理，使得整個數(shù)據(jù)庫通過各個不可再分的表相關(guān)聯(lián)，最大程度的減少數(shù)據(jù)冗余，提高系統(tǒng)的效率[4]。系統(tǒng)設計采用面向?qū)ο竽Ｐ蛠硗瓿申P(guān)系數(shù)據(jù)庫設計。系統(tǒng)根據(jù)實際需要，抽象出了教師、實驗室、班級、課程、學生等幾個實體類型。實體與實體之間是相互聯(lián)系的。圖3顯示了系統(tǒng)中主要表格的關(guān)系視圖。

5系統(tǒng)安全性

對任何系統(tǒng)來說，安全性至關(guān)重要，所以在系統(tǒng)設計重點考慮了安全性因素。本系統(tǒng)采用ASP技術(shù)，客戶端執(zhí)行JavaScript程序，這樣在網(wǎng)絡安全性方面擁有以下優(yōu)點：第一，因為傳到瀏覽器端的只是轉(zhuǎn)換成HTML語言的結(jié)果，這樣一來用戶無法獲取ASP源程序，這既維護了開發(fā)人員的權(quán)利，又保證了網(wǎng)站的安全。第二，系統(tǒng)使用了虛擬目錄，這樣在網(wǎng)絡安全性上具有重要意義。因為虛擬目錄是通過“別名”或名稱，供瀏覽器訪問目錄。使用別名更安全，因為用戶無法知道文件在服務器上物理位置，所以無法使用這些信息來直接修改文件。這樣可以隱藏站點目錄結(jié)構(gòu)，從而避免站點目錄結(jié)構(gòu)的暴露，防止系統(tǒng)受攻擊[5]。這樣從服務器人架設上就保證了系統(tǒng)的安全性。第三，采取多級權(quán)限的方法設定不同用戶的權(quán)限，通過不同用戶擁有不同的用戶名和口令，來賦予用戶的權(quán)限，保證了系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

6系統(tǒng)分析與結(jié)束語

本實驗室調(diào)度系統(tǒng)使用Windows平臺，以IIS作為應用程序服務器。經(jīng)過逐步測試，系統(tǒng)基本功能已完全實現(xiàn)。教師登陸系統(tǒng)后通過實驗室預約模塊，可以完成實驗預約、修改個人信息等功能。管理員登陸系統(tǒng)后通過實驗室管理和實驗室規(guī)章制度模塊，能完成實驗室相關(guān)信息的增加、刪除、修改和實驗安排，方便教師和學生進行數(shù)據(jù)檢索。本系統(tǒng)符合學院的實際需求，已達到預期研究目標。

采用ASP+SQL Server結(jié)構(gòu)設計的高校調(diào)度管理系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：

1)對客戶端的軟硬件要求低，只需要能上網(wǎng)并可以使用瀏覽器即可；

2)利用SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的優(yōu)點，采用范式設計的原則設計數(shù)據(jù)庫，最大程度地減少了數(shù)據(jù)冗余，提高運行效率；

3)通過權(quán)限分離、web服務器與數(shù)據(jù)庫服務器的分離、虛擬目錄的使用等手段，提高了系統(tǒng)的安全性；

4)數(shù)據(jù)具有實時共享的特點，突破了過去采用Excel作為數(shù)據(jù)庫工具時只能進行單機操作的缺陷.使得實驗室的管理工作從人工管理階段走向計算機網(wǎng)絡自動化辦公階段，極大的提高了工作效率，節(jié)省人力和物力。

本系統(tǒng)在使用過程中，由于需求變化等種種原因，可能需要進一步完善，這樣為更科學調(diào)度管理工作提供了參考。

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