试论开放性高职实验室管理系统设计与实现的研究

　　1实验室管理系统设计涉及到主要的技术
　　1。1浏览器服务器模式
　　本文设计的实验室管理系统以浏览器服务器模式（即BS模式）为基础网络结构。具体来讲，BS模式是在CS模式（又称为客户端服务器模式）的基础上演变过来的，其要求用户客户端的浏览器来完成事务处理，要求服务器端来完成事务请求的逻辑处理。相对于CS模式，BS模式具有以下优势：
　　1。无需安装多余的应用软件，只要求客户端安装有浏览器，就可以方便地上网即可，而且实现了零维护；
　　2。可扩展性更强，基本所有的业务功能都安装在服务器端，因此具有浏览器的计算机就可以直接进行扩展；
　　3。对于比较复杂和庞大的系统构架，管理员只要将精力放在服务器端的管理即可。综上所述，BS模式将客户端和服务器端分离开来，并且设定合适的管理权限，为数据库的安全存取提供了保障。
　　1。2三层系统构架
　　实验室管理系统的整体框架采用了三层系统框架模式，其三层结构不仅是在硬件设备上采用了三层结构，而且在逻辑结构上也采用了三层结构，每一个层次对应着不同的功能。
　　管理系统的三层结构分别为表示层（即UI层）、业务逻辑层（即BLL层）、数据访问层（即DAL层），三层关系层层相连，相互协调，又彼此独立。系统采用分层结构具有可扩展性强、易于维护、使用效率高等特点。表示层主要为用户直接提供操作界面相应的服务；业务逻辑层起到了表示层和数据访问层之间的桥梁作用，负责传送和处理数据；数据访问层起到了数据安全和有效存储的作用。采用分层结构的系统可以提高软件的内聚度，增强软件的可移植性，让程序设计和开发更加清晰明了，从而提高系统的稳定性和可用性。
　　1。3ASP。NET技术支持
　　ASP。NET技术已经成为现今主流的开发应软件之一，其具有开发语言易学、开发条理清晰等特点。ASP。NET技术的核心为基于WebServer模式，也就是为不同的用户提供个性化的智能终端服务，其思想还是让程序开发人员能够通过事件驱动的方式来开发和设计网页以及相应的应用程序。本文设计的管理系统参照了Microsoft。NET体系结构，并且按照HTTP协议设计通信模式。在管理系统的设计阶段，可利用。NET提供的基础类库来进行软件功能模块的开发，还需要采用面向对象的编程方式将共享开源的控件套用进来，最大程度地实现软件功能的复用。ASP。NET开发语言为C或者VB。NET，并支持多种不同编程语言相互结合的开发，而且其开发语言会部分兼容ASP（即ActiveServerPage），其生成的应用程序的功能会具有更好的延展性和稳定性。
　　2基于实验室管理系统的需求分析
　　2。1管理系统的可行性分析
　　管理系统的可行性分析是在软件开发设计前所进行的开发设计方案以及技术决策，软件设计人员利用可行性分析可以更加把握研究对象的基础特点，更加了解实验室管理系统的内在和外在环境，挖掘管理系统的不足，从而充分总结出管理系统在设计开发中所遇到的问题。
　　2。1。1管理系统的经济可行性分析
　　管理系统的经济成本主要有管理系统开发的硬件设施以及相对应的软件设施两部分。本研究设计的实验室管理系统建立在校园网基础，从经济角度来讲，系统开发和设计的成本较低。管理系统的后期维护工作可由高职院校的教师或者实验管理人员担任，无需专门的管理人员，因此人力成本也是较低的。实验室管理系统投入使用后，可以提高学校的教学效率，而且还能够杜绝一些不必要的浪费。因此，系统的开发和设计是可行的。
　　2。1。2管理系统的技术可行性分析
　　实验室管理系统采用了BS模式，并利用VisualStudio成熟的开放环境进行开发，而且还能够参照现有的成功开发案例，因此技术层面是可行的。需要注意的是，设计的管理系统在功能方面应该更加完善，方便用户和管理人员的操作，所占的网络资源比例较低，还要兼容校园网服务器的特殊情况。本研究利用ASP。NET技术来实现操作页面和事件响应机制，利用C语言来实现相互关联的业务逻辑关系，并使用ADO。NET来管理数据库。
　　2。2管理系统的功能需求分析
　　实验室管理系统的主要功能为实验室基础信息、硬件设施信息以及教学活动的相关信息管理工作等。管理系统的服务对象主要有在校学生、实验管理人员、教师以及相关人员等。实验室信息主要包括实验室介绍、实验室设施配置信息、实验室功能描述、实验室相关图片以及实验室人员信息等。根据实验室信息管理的要求、实验室的相关规定以及学校政策的限制，研究从使用者操作为出发点进行功能需求分析。功能需求分析可分为实验室辅导教师功能性需求、在校学生的功能性需求以及实验室管理人员的功能性需求等。根据不同角色的功能性需求设计和开发相对应功能程序，软件开发有的放矢，更有效率。
　　2。3管理系统业务流程分析
　　在开放性高职实验室管理系统中，系统的业务功能是基于实验室项目进行设计的，实验室项目又由实验室的课程、实验室辅导教师的培训情况以及实验室设施维修状况决定，最后又影响了实验室项目的开放程度和调整策略。因此，开放性实验室管理系统的业务流程的主要内容就是学生的预约实验流程和实验室设施信息的管理。
　　在实验室业务流程图中，普通用户主要分为教师和学生两种角色，其业务流程主要为教师和学生的登录系统、学生的预约实验和提交实验报告、教师的管理和记录实验情况，并最终将操作数据写入到数据库中。还有一个独立的实验角色就是实验室管理人员，其负责实验室的开放和关闭时间、实验室设备的管理和维护以及数据库的维护等工作。
　　3开放性高职实验室管理系统设计与实现
　　3。1管理系统的整体框架设计
　　在经过可行性分析以及系统的需求分析之后，本研究开始设计管理系统的整体框架，其框架采用了现今成熟的三层BS框架体系。
　　管理系统的表示层利用html技术为用户提供所需的信息资源，让网页设计更显简洁实用，并通过DIVCSS技术将各个网页设计进行协调管理，还可以使用服务器中的组件应用程序实现数据库内部的数据表的各种操作，最后将客户操作的请求及时相应并返回。本研究使用的软件开发平台为VisualStudio2008，这是微软设计的一款非常优秀且功能强大的集成开发工具，可以利用基于Web设计器提供可视化的编程环境，还集成了CSS功能，由此设计人员就可以方便地利用开发好的控件对于软件界面进行合理布局。与此同时，表示层可以与校园网和教育网实现相互通信，以此将用户操作数据表传送到管理人员手中。
　　管理系统的业务逻辑层（即网络中的应用层），在。NET技术的支持下完成用户的使用需求。业务逻辑层可以利用ADO。NET技术构建专属的数据访问组件，然后使用C语言完成软件所需的功能，最后通过ADO。NET技术访问所属的数据库。需要强调的是，该逻辑层需要支持校园网中的各种数据接口，还能够通过访问Dataable数据表获取详细的文件描述。
　　数据库层主要针对实验室管理系统所需的各种数据进行查阅、调用以及存储等操作。该层次只是负责数据的存取操作，这就类似饭店运营模式，饭店厨师做出的菜样取决于厨房有什么原材料，管理系统中各种数据的操作取决于数据库层存储的数据。综上而言，这三层的结构是相互协调、层层调用，而且利用分层设计的管理系统具有较好的可扩展性和可维护性。
　　3。2管理系统的功能模块设计
　　管理系统的功能模块设计采用了结构化设计方式，关注的要点在于模块外部的数据联系和数据调用，而针对模块内部的设计则采用了面向对象的设计方式。功能模块设计会参照输入、输出、逻辑关系处理以及相互协作的方式针对服务对象（主要有实验室辅导教师、学生以及实验室管理人员等）进行基于Web技术的操作和管理。
　　为了更好地减少软件开发费用和提高软件的使用效率，该管理系统采用了高内聚，低耦合的设计思路，从而保证管理系统的安全性、可扩展性和可操作性等。在具体的功能模块设计过程中，可将服务对象分为实验室辅导老师、学生以及实验室管理人员这三类用户群，并按照各自的地位和作用设计操作模块。此外，在进行外部模块设计过程中，还要顾及用户的使用权限，需要针对不同用户设计专有的信息管理模块。比如学生用户群不能取消实验预约功能，不能操作需要审核的实验项目。
　　3。3管理系统的模块逻辑关系设计
　　管理系统使用原型法帮助完成模块逻辑关系的设计，也就是说根据功能模块的要求以较少的代价完成实验室管理系统的模块逻辑关系，从而生成一个可以直接运行的软件模型。本研究还会在逻辑关系设计的基础上针对功能进行更加精密的修正，然后将软件的其他辅助功能逐渐地添加进来，从而形成基于功能需求的完成逻辑关系。
　　针对用户的使用需求，本研究将实验室管理系统分为三大类的逻辑关系。第一类为基于用户基本信息管理逻辑关系；第二类为实验预约处理逻辑关系；第三类为实验室设施的信息管理逻辑关系，这就需要针对不同的子模块功能模块设计不同的逻辑关系。比如，可以将用户基本信息管理逻辑关系再分为用户登录模块和用户信息管理模块；可将实验预约逻辑关系分为实验在线预约、实验课程查询以及实验预约结果查询等；实验设施的信息管理逻辑关系可分为实验器材的信息查询、实验器材的信息管理（比如添加、删除和修改等）以及设备的信息输出等。