实验室管理系统毕业论文Word格式文档下载.docx
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第1章绪论
1.1研究背景
完善实验室建设和提高实验室管理水平是最近几年高校改革和发展的热点问题。
实验室建设和管理水平的高低关系到实践教学、科学研究和创新人才培养等重要工作的开展，同时这也是衡量一个学校的办学能力的重要指标，是迎接本科教学工作水平评估的重要内容。
为了提高实验室管理工作的效率，减轻实验室人员的工作负担，提升服务水平，充分发挥实验室各种资源的作用，我整合了实验室及其相关工作的业务流程，研发推出了《实验管理系统》，其内容涵盖了实验队伍、实验用房、实践教学、实验室开放、实验室安全、仪器设备资源共享等元素，是一套信息高度共享、使用方便、功能强大的管理信息系统软件。
1.2研究的目的和意义
随着现代科学技术的迅猛发展，计算机技术已渗透到各个领域，成为各行业必不可少的工具，特别是Internet技术的推广和信息高速公路的建立，使IT产业在市场竞争中越发显示出其独特的优势，步入数字化时代，有巨大的数据信息等待加工处理和传输，这使得对数据库的进一步开发和利用显得尤为迫切。
计算机技术的不断飞速发展以及计算机在日常生活中越来越广泛的应用，熟练掌握计算机技术已成为所有高校各专业学生必须的课程。
因此高校除了要为学生安排大量的计算机理论课程外，还要为学生安排足够的实验课程，而如何为每个学生安排合理的时间，传统实验室的管理耗费大量的人力和精力以及实验课程管理混乱等诸多问题便暴露出来。
为帮助高校实验室由封闭转为开放，开发基于B/S方式的开放实验管理系统势在必行。
基于B/S方式的开放实验管理系统是基于网络环境实现高校实验开放管理的支撑系统。
它能实现实验教学计划管理，学生预约实验管理，人员管理，实验管理，系统资源与用户权限管理等功能。
相比传统的实验管理，使用开放实验管理系统的优势是能让学生自由安排实验时间。
只要通过互联网，学生就可以自由预约实验时间，预约系统为高校学生完全开放。
通过预约，学生就可以在预约的时间内到实验室做实验，没预约实验的学生则不能实验，无须实验室管理员的管理，实现了实验管理的自动化。
1.3系统开发的基础
实验管理系统是典型的管理信息系统（MIS）,其开发主要包括后台数据库的建立和前端应用程序的设计两个模块,对于前者力求建立数据的一致性,完整性和安全性。
利用三层架构技术，数据库：
SQLServer2005；
界面开发：
ASP.Net来构建系统。
1.3.1架构技术简介
首先我先介绍一下架构，架构一词是舶来品，是architecture的中文翻译,其英文的本意是来源于建筑行业的建筑艺术、建筑（风格）和结构，引入到软件领域里面来以后，并没有一个统一的定义。
有的人将架构定义为：
功能+设计+构造手段，我们可以通俗的理解为：
总体设计和总体结构。
因为软件的架构问题是近几年才提出来的，所以软件的架构是一个比较复杂的问题，因为它不仅关系到这个软件是否方便实现，更关系到软件实现后的可维护性，可扩展性、可伸缩性、稳定性以及安全性等重要因素。
因此开发人员花在理解架构本身上的时间甚至超出了实现架构的时间。
常见的软件架构技术
目前在软件开发领域，最为常见的设计就是“CodeandFix”（固定编码方式）方式的设计，设计随着软件开发过程而增长。
或者，我们可以认为这种方式根本就不能算是设计，它抱着一种“船到桥头自然直”的态度，可是在设计不断改动之后，代码变得臃肿且难以理解，到处充斥着重复的代码。
这样的情形下，架构的设计也就无从谈起，软件就像是在风雨中的破屋，濒临倒塌。
针对于这种情形，新的设计方式又出现了，这种方式为“PlannedDesign”。
（按计划的设计方式）与建筑的设计类似，它强调在编码之前进行严格的设计。
这也就是我们现在常在设计中谈到的架构设计师的典型做法。
设计师们通常不会去编程，理由是在土木工程中，你不可能看到一位设计师还要砌砖头。
“PlannedDesign”较之“CodeandFix”进步了许多，但是还是会存在很多问题。
除了在软件设计中我们谈的问题之外，需求变更将会导致更大的麻烦。
以传统的PlannedDesign方法建立的二层C/S结构软件为例分析：
首先，它是单一服务器且以局域网为中心的，所以难以扩展至大型企业广域网或Internet；
其次，它受限于供应商；
第三，软、硬件的组合及集成能力有限；
最后，它难以管理大量的客户机。
这种设计方案在小数据量处理或者单机操作的情况下或许还能满足用户的要求，然而随着项目的数据量的增加，系统结构也越来越复杂，它就不再能很好的满足用户的要求，只能使项目的可维护性，可扩展性、可伸缩性、稳定性以及安全性等要求大大降低，有时候还可能会因为新功能的添加或者系统的升级导致整个项目的崩溃。
三层架构技术
三层架构设计思想的概念提出
在MIS系统设计中大胆引入了三层架构设计方案，也可以叫做“弹性设计”。
这种“弹性设计”正如Microsoft在开发XP系统的时候提出的两个非常响亮的口号：
"
DoTheSimplestThingthatCouldPossiblyWork"
和"
YouAren'
tGoingtoNeedIt"
（通常称之为YAGNI），其核心思想就是不要为了考虑将来，把目前并不需要的功能加到软件中来。
弹性设计能够较好地满足用户需求的变更。
虽然这种做法是以部分占用机器系统空间为代价的，但是较之于性能越来越好的机器系统，这种代价是微不足道的。
这种“弹性设计”就是本人在本论文研究课题的中心——“三层架构”设计思想。
所谓三层架构设计思想就是：
在软件开发过程中，运用分层、分模块的思想来设计软件结构，将每一类型的操作固定在一个层（或模块）中，也就是把同类型的操作作为单独的类模块抽象出来，供其它模块重复调用。
其目的不仅要提高软件的可用性，同时也可以大大提高软件的重用性和拓展性。
B/S（Browser/Server）三层架构
B/S模式的三层结构是一种严格的分层定义，它首先将应用系统复杂的开发工作进行划分相对简单的小分块，然后在每一层中只实现系统相应层的功能设计，层间的交互是由相邻层对应的功能模块进行调用，信息传递只由接口进行传送。
系统功能实现构架的设计是为系统提供一个可行的实现方案，并方便程序设计人员将此方案转换为实现应用系统功能的具体Browser/Server模式,是从传统的C/S发展起来的计算方式。
C/S是松散耦合系统,通过消息传递机制进行对话,由客户端发出请求给服务器,服务器进行相应处理后经传递机制送回客户端;
B/S模式则把C/S模式的服务器端进一步深化,分解成应用服务器（Web服务器）和多个数据库服务器,同时简化C/S中的客户端,将客户端的计算功能移至Web服务器,仅保留其表示功能,从而成为一种由表示层（Browser）、功能层（WebServer）与数据库服务层（DATABASEServer）构成的三层分布式结构。
本研究课题的最高理想就是希望在三层架构设计思想的指导下，能够开发出一套适合库存管理使用的、安全实用的实验管理系统，并为今后其他大型的系统软件开发提供一种新的设计思路。
1.3.2SQLServer2005数据库介绍
Microsoft®
SQLServer™2005由一系列相互协作的组件构成，不仅能满足最大的Windows应用程序和企业数据处理系统存储和分析数据的需要，还能为个人或小企业提供易于使用的数据存储服务，是现在通用数据库里面最流行、性能最好的数据库之一。
（1）关系数据库设计
关系型数据库应用数学方法来处理数据库中的数据，是支持关系模型的数据库系统。
关系模型由关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束三部分组成。
（2）关系数据结构设计
在本系统中通过利用SQLServer服务管理器来控制服务器上MicrosoftSQLServer2005组件的启动、暂停和停止。
这些组件在MicrosoftWindows7上作为服务运行，相对于每一个SQLServer实例都只有一个SQLServer服务实现运行调度的SQLServer管理任务的代理程序和全文本检索引擎以及管理分布式事务。
本系统中设计数据库时，按照关系数据库中的范式规则，将表中的重复字段和不相关字段进行合理划分，设计出来的数据库表格符合第二范式，减少了数据操作时的错误。
（3）关系操作集合设计
本系统根据SQL的语句定义标准，编写合理，实用，功能完善的操作语句，从而实现对数据库进行规范操作。
（4）关系完整性约束设计
本系统通过对外键的控制，在存储过程中编写一些合理，实用，功能完善的操作语句对数据库进行操作。
在数据库报损文件中删除的记录也应该在库存文件中删除，两个表格之间存在约束关系。
1.3.3ASP.NET简介
ASP.net是一种建立在通用语言上的程序构架，能被用于一台Web服务器来建立强大的Web应用程序。
ASP.NET是著名的Microsoft公司开发的可视化软件开发工具。
ASP.NET被称为第四代编程语言，它具有简单、高效、功能强大的特点。
和JAVA相比，ASP.NET更简单、更易于掌握，而在功能上却丝毫不逊色；
和Delphi相比，ASP.NET则功能更强大、更实用。
ASP.NET具有以下特点：
执行效率的大幅提高；
世界级的工具支持；
强大性和适应性；
简单性和易学性；
高效可管理性；
多处理器环境的可靠性；
自定义性；
可扩展性安全性
ASP.NET具有以下的特性：
基于窗体和面向对象的方法，高速的编译器，强大的数据库支持，与Windows编程紧密结合，强大而成熟的组件技术。
ASP.NET提供了各种开发工具，包括集成环境、图像编辑（ImageEditor），以及各种开发数据库的应用程序，如DesktopDataBaseExpert等。
除此之外，还允许用户挂接其它的应用程序开发工具，如Microsoft公司的资源编辑器。
在ASP.NET众多的优势当中，它在数据库方面的特长显得尤为突出：
适应于多种数据库结构，从客户机／服务机模式到多层数据结构模式；
高效率的数据库管理系统和新一代更先进的数据库引擎；
最新的数据分析手段和提供大量的企业组件。
第2章系统需求分析
2.1需求分析
近十年，国内高校发展和改革的步伐日趋加快，办学规模不断扩大，实验室建设的投入逐年增加。
面对规模庞大、事务烦杂的实验室管理工作，许多管理上的问题也逐渐暴露出来：
1、实验室的基本信息收集和管理还处于手工操作或者文档管理的阶段，缺少及时了解全校实验室各类信息的数据平台。
当评估检查或需要数据上报时就要加班加点赶材料，使本来就繁重的管理工作任务更加艰巨。
为了解决这一难题，学校需要建立基于网络的实验室信息数据库，来管理诸如实验项目、人员、用房、设备、实验室建设、日志文档等信息。
2、随着教务管理实行“学分制”改革的不断深入，教务开放选课已经全面铺开，传统的按照班级集体上实验课的模式很难实现“学分制”的要求，完全手工安排实验教学进度变得异常艰难。
为了解决这一难题，管理部门需要面向学生，开放实验室，进行开放式的实验教学选课管理，同时对实验成绩和学生教学反馈信息加以管理，以规范实践教学，提高教学质量。
3、实验室建设投入不断加大，部分大型精密仪器在正常的教学和科研以外还有大量时间处于闲置状态，造成了设备资源浪费。
为了解决这一难题，学校需要实行大型设备共享机制，面向校内外提供设备共享服务，提高资源使用率，创造设备效益。
4、国内大部分高校由多个校区构成，实验室主管部门和实验室之间缺少方便快捷的协作通道，教师和学生之间也缺少必要的沟通渠道，多个校区间的协同办公和沟通的成本加大。
为了解决这一难题，需要建立基于校园网络的信息共享和信息沟通渠道，提高工作效率，节约工作时间。
2.2解决方案
设计一个实验管理系统软件，目前国内外对管理系统的开发一般采用两种体系结构，C/S（客户机/服务器）和B/S（浏览器/服务器）。
合理选择一种开发体系模式和数据库开发技术是很重要的，对比两种开发模式和各种数据库开发技术，针对本管理系统的特点,采用浏览器/服务器（B/S）模式和ADO技术对数据库进行访问。
数据库前端应用程序的开发使用ASP.NET，后台数据库则采用MicrosoftSQLserver2000。
由于ASP.NET很好的封装了ADO组件，提供了直接访问ADO数据库的能力。
所以开发快速，也很方便的程序的发布。
2.3需求规定
2.3.1对功能的规定
●精度
本软件系统多为处理一些字符型数据，对数据精度的要求并不高，传统基本数据类型就可以满足，但要保证数据的安全性与正确性。
●时间特性要求
本系统需要部署在Web服务器上，处理及回应时间与服务器性能直接相关，由于处理的数据量不是太大，一般都可满足用户需求。
2.3.2对性能规定
★精度
本软件系统多为处理一些字符型数据，对数据精度的要求并不高，传统基本数据类型就可以满足，但要保证数据的安全性与正确性。
★时间特性要求
本系统需要部署在Web服务器上，处理及回应时间与服务器性能直接相关，由于处理的数据量不是太大，一般都可满足用户需求。
★故障处理要求
本系统主要故障集中在服务器端，不管是web服务器还是数据库服务器都有可能发生故障，多为数据库故障，平时要多注意数据备份，防止数据丢失，否则将是很严重的后果。
我们要求各实验室对数据库服务器对定时备份。
第3章总体设计
本系统采用VisualStudio.NET构建一个有数据库支持的应用程序。
它能实现实验教学计划管理，学生预约实验管理，人员管理，实验管理，系统资源与用户权限管理等功能，具有内容完整性、技术通用性、信息共享性和安全可靠性等优点。
3.1系统的总体结构
图3-1系统结构图
3.2总体思路原则
3.1.1标准性原则
此系统的开发采用标准的SQLSERVER2000网络数据库和ASP.NET标准的件开发平台，采用B/S方法，是一种通用的网络应用系统。
3.1.2先进性和可靠性原则
设计时，首先考虑使用稳定可靠的新产品和新技术。
使其具有必要的容错能力，采用国际上先进成熟的技术，使网络系统具有良好的先进性和可靠性。
但是在设计时考虑先进的技术时，一定考虑使用这的自身行业特点，将自身背景充分的考虑，提高建设的使用特性，只有这样才可以应用到实际中去，才可以物有值，投资建设才有实际益。
3.1.3可扩展性原则
为使用者提供一个先进开放的平台或空间。
在实验管理系统结构设计中，必须充分考虑未来信息的增长趋势，使实验管理系统具有可扩展性，为实验管理系统的扩充和技术化升级提供极大的方便，所有硬件和软件都必须具有良好的扩展和兼容性。
3.1.4安全性性原则
实验管理系统应具有足够的安全性，要求系统在应用软件、数据库等环节采用严格的安全措施，保证系统不受侵害。
在设计时应该保证系统软件的安全性，其次是应用软件必须解决使用中的安全漏洞，信息数据的加密，口令密码的有效加密，对向上发布的网站内容必须采取身份和验证和上载内容的认证防护措施，保证数据的正确和安全，将危险降到最低限度。
3.3系统的开发平台
编译语言：
C#；
操作系统：
Windows7；
数据库：
SQLServer2005；
ASP.Net；
浏览器：
IE7.0；
网络要求：
拨号、宽带、局域网连接到互联网。
3.4系统的主要功能
实验管理系统的主要功能包括以下两个方面：
用户的管理，含学生，实验，实验室等有关信息的管理，学生对个人信息的管理等功能。
管理员模块主要由6个字模块构成。
学生管理模块：
该模块主要负责管理所有计算机系专业学生的个人信息。
主要功能包括添加，删除，查找学生信息。
每个学生有唯一的学号。
管理员添加新生后，新生即可登陆此系统浏览个人信息。
登陆此系统的用户名和密码默认都是学生的学号。
教师管理模块：
该模块主要负责实验室管理员的管理操作。
主要功能是将教师的权限设为管理员。
管理员可以添加新教师的信息。
每个教师有唯一的编号，之后通过把教师加为管理员，从而使教师拥有管理员的权限。
实验管理模块：
该模块主要负责管理所有的实验。
主要功能包括添加，删除，，修改实验。
只有管理员才具有对实验信息进行维护的权限。
实验室管理模块：
该模块主要负责管理所有的实验室。
主要功能包括添加，删除，，修改实验室。
只有管理员才具有对实验室信息进行维护的权限。
预约实验管理模块：
该模块主要负责管理所有的预约实验。
主要功能查看，删除预约实验。
只有管理员才具有对预约实验信息进行维护的权限。
设备管理模块：
该模块主要负责管理所有的设备。
主要功能包括添加，删除，修改设备实验。
只有管理员才具有对设备信息进行维护的权限。
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