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毕设论文
摘要
网络技术在日常教学中的应用，极大方便了教学过程的开展，提高了教学空间和教学设备的利用率，这反过来又推进了教学效果的改善。
因此利用计算机网络对教学资源进行统一管理与分配已成为当下各高校普遍采用的方法。
本系统可以为学生提供实验选课的网上平台，学生只要在任何一台上网的计算机上就可以浏览所要了解的实验信息，并通过用户验证登录后，找到自己感兴趣的实验进行预约、查询等，促进学生学习的积极性。
本系统为教师提供下发实验指导、查看学生的实验报告、批改实验报告、为学生打分等。
系统管理员可在线进行系统信息更新和维护。
物联网实验室管理系统把教师从繁重的实验管理工作中解脱出来，投入到实验教学方法和内容的研究上来，从而提高实验管理水平。
本系统是基于B/S架构尝试用JSP（JavaServerPages）动态页面实现一个实用的Web网站，它是在Windows系统下，以MYSQL为数据库开发平台，Tomcat网络信息服务作为应用服务器的网站系统。
关键词：
实验室管理，B/S，Web，数据库
Abstract
Networktechnologyusedindailyteachingfacilitatestheprocessofteachingcarriedouttoimprovetheteachingspaceandteachingequipmentutilizationgreatly,whichinturnpromotetheimprovementofteachingeffectiveness.Therefore,usingthecomputernetworkstomanageanddistributeteachingresourcesgenerallyhasbecomeacontemporarycollegesanduniversitiescommonlyusedmethod.
Thesystemcanprovideforstudentswithanexperimentalelectiveonlineplatform,aslongasthestudentaccesstotheInternetatanyonecomputercanbrowsetounderstandtheexperimentalinformation,anduserauthenticationvialoginandfindoneselfinterestedinexperimentstomakeanappointment,inquiry,promotestudents'motivationtolearn.Thissystemprovidesthemethodforteacherstoguideissuedexperiment,checkthestudents'labreports,marklabreports,etc.forstudentsscoring.Systemadministratorcanupdateandmaintainthesystemonline.ThemanagementsystemoftheInternetofThingslaboratoryfreestheteachersfromtheheavyexperimentalissuestostudyingexperimentalteachingmethodsandcontentofuptoimprovethemanagementlevelexperiment.
ThesystemisbasedonB/Sstructure,tryingtouseJSP（JavaServerPages）dynamicpagestobuildapracticalWebsites.ItisbasedontheWindowssystem,usingMYSQLasthedatabasedevelopmentplatform,Tomcatastheapplicationserver.
Keywords:
Laboratorymanagement,B/S,Web,database
目录
摘要I
AbstractII
目录
1.1网联网实验室的开发背景1
1.2网联网实验室系统的现状2
1.3研究的意义和要求2
1.3.1意义2
1.3.2要求3
1.4论文的组织结构3
2开发环境与工具
2.1开发工具4
2.1.1JavaWeb4
2.1.2JSP4
2.1.3B/S结构与C/S5
2.2开发环境6
2.2.1MyEclipse开发环境6
2.2.2NavicatforMySQL6
2.2.3MySQL数据库7
2.2.4Tomcat服务器7
3需求分析
3.1业务需求分析8
3.1.1系统需求8
3.1.2各使用者使用流程图8
3.1.3业务分析及实现10
3.2性能需求分析13
3.3功能需求分析14
3.3.1总体功能实现概述14
3.3.2详细功能模块概述14
4系统设计
4.1概要设计16
4.1.1总体功能模块设计16
4.1.2各功能模块设计16
4.1.3网站系统数据分析18
4.1.4用例分析20
4.2详细设计23
4.2.1数据库分析23
4.2.2数据库分设计23
4.2.3主页面设计27
4.2.3管理员设计27
4.2.4教师设计30
4.2.5学生设计32
4.2.4论坛设计33
5测试
5.1什么是测试？
36
5.2测试用例36
5.2.1测试背景36
5.2.2注册测试37
5.2.3登陆测试38
5.2.4学生选修课程测试40
5.2.5老师打分测试43
6总结与展望
6.1个人工作总结46
6.2论文工作总结46
6.3未来工作展望47
致谢48
参考文献49
附件英文缩写词50
1绪论
1.1网联网实验室的开发背景
信息管理系统的概念起源于20世纪30年代，计算机的出现促进了它的发展，开辟了信息管理系统研制开发的新天地，在西方的一些发达国家，几乎所有的企事业管理机构都有完整的计算机信息管理系统，系统提供了完善的信息服务，实现了办公自动化，并有不同程度的辅助决策功能。
我国的信息管理系统开发于70代中期，目前已步入实用化阶段，在理论上，技术上都具备了一定的水平。
当前，以信息技术为标志的新技术革命席卷而来，知识经济的浪潮冲击着全球各个角落，国家明显加大了对信息化建设和信息产业的投入。
“十五”规划明确提出了“以信息化、数字化带动传统行业”的目标，要求政府部门和企业迅速提高信息化服务的水平。
大中型企业和重要的政府部门都已经建立或正在建立计算机信息管理系统，为国民经济发展提供优质服务。
我国实验室信息管理系统的建设开始于20世纪70代末，与我国经济发展和信息化进程相适应。
70年代末到“六五”期间，为启蒙与试验阶段。
主要形式是不同程度地应用某些办公设备、汉字信息处理技术，应用程序设计语言、数据库管理系统等开发比较简单的单项业务管理系统。
目前实验室信息管理系统的建设非常普遍，各级各部门都配备了计算机和相应的信息处理设备，不同程度的开展了信息管理系统的开发和应用。
这些系统基于越来越完善的局域网及Internet网，大部分采用基于B/S的结构，使得各级办公和管理人员可以通过多种渠道，充分利用各种信息资源，方便、灵活地处理事务。
随着Windows操作系统的广泛应用，产品呈现出良好的用户界面，操作比较简单，功能比较全面。
90年代后期，Internet技术飞速发展，网络技术的应用遍及各种行业技术当中。
基于Web技术开始出现，普遍采用基于B/S模式的分布式管理体系，客户端采用Internet浏览器，使用极其方便，数据的共享和发布更为简单，功能更为全面，软件的可扩展性增强。
近年来，随着高校建设和管理变革的逐步推进，实验室工作的管理范围不断扩大，其内容涵盖了人员、机房、实验课程、实践教学、实验室安全、物资设备、资源共享、对外开放等一系列元素。
面对规模庞大、事务繁杂的实验室管理工作，许多管理上的弊端逐渐暴露出来。
这样就亟待一套高效、方便、功能强大、数据高度共享、基于网络的实验室综合管理系统，以优化实验室的管理工作，减轻实验室管理人员的工作负担，提高工作效率和服务水平。
1.2网联网实验室系统的现状
目前大多数的高校实验室管理都还处在人力加纸质件的阶段，随着资料的累积、设备的增加、人员的变更，必然产生诸多问题，其主要包括以下几种:
①工作效率低。
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。
查询、管理的效率非常低下，且差错率相当的高，资料的保存也存在较大难度。
当评估检查或需要数据上报时就要加班加点赶材料，不仅使本来就繁重的管理工作任务更加艰巨，而且还难免出现挂一漏万，遗失很多信息。
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信息不共享。
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。
信息化的成果完全无法在实验室管理上得以体现，现代教学理念和方法无法深入贯彻实施。
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资源浪费大。
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设备统计难。
实验仪器设备、低值易耗品等没有较好地建立开放查询的信息库，耗材消耗情况不能够得到很好统计。
1.3研究的意义和要求
1.3.1意义
当今世界，是一个物欲横流的世界，信息化和自动化是发展的方向。
由于我校规模不但扩大和学校对实验课的重视，实验室的规模也在扩大，对于实验室管理员来说其难度也是可见一般。
以往实验室设备的手工管理模式已越来越体现出问题与不足：
管理效率低，息处理速度低而劳动强度大，信且准确率也不够令人满意。
为了提高实验室设备管理效率，减轻劳动强度提高，信息处理速度和准确性；为管理员提供更方便、科学的服务项目。
为管理员提供的一种更先进、科学的服务系统。
因此在实验室管理层面来开发此系统辅助进行管理是有其可行性与必要性。
以提高工作效率和管理水平为研究开发目的。
为了迎接时代的挑战,创建一流大学管理模式，再以老一套管理方式工作已经跟不上时代前进的步伐；为了不断提高学校管理及服务水平,提高办公效率，学校紧跟时代潮流，向着现代化和科学化迈进。
所以对于我校的实验室来说迫切需要一个好的系统管理软件来管理实验室的器材和设备以及对学生实验设备使用的安排管理。
因此开发出好的管理系统就显得十分必要。
而且利用计算机来设计一个实验室管理系统管理我校的实验室设备就显得十分迫切了。
本系统基于Web的实验室管理平台，利用网络的方便、省时、强交互性，协助管理员及教师教学、学生之间的交流，促进资源共享。
物联网实验室管理网站采用B/S模式进行架构，此软件模式简单、方便、使用者易于掌握。
1.3.2要求
本系统便是一个基于B/S的物联网实验室管理系统，依托学校校园网远程对实验室进行管理与分配。
通过该系统，在后台管理员可以对实验室管理员及实验设备综合管理，可以对教师使用实验室进行合理分配，可以对实验室的课程安排合理化，可以对教师、学生、实验设备进行管理（增、删、改、查）等；在前台教师可以自行注册，可以预约实验室的使用和实验台的分配，可以在线发布本次实验的在线指导，可以在线对学生实验打分等；学生可以自行注册，可以预约实验或旁听实验，可以及时查阅实验安排，可以在线提交实验报告等；同时本系统设有新颖的论坛模块，无论老师还是学生在注册后都相应的成为论坛用户（也可直接注册论坛用户），登陆论坛发帖，相互探讨学习。
1.4论文的组织结构
全文由六个章节组成。
第1章绪论，介绍实验室管理基本情况，说明论文的研究背景、现状和意义要求。
第2章开发工具，分析实现系统的主要相关技术，主要介绍了本次系统所需要设计的开发工具集开发环境。
第3章需求分析，主要是探讨实验室管理系统的基本需求，并根据系统需求的特点，规划并设计系统的基本架构和基本实现方式。
第4章系统设计，主要介绍系统的各个模块的功能组成，以及这些功能项目的相互关系。
第5章测试，主要是对本系统的一些关键之处进行系统的有规律的验证。
第6章总结与展望，对本论文的研究过程做出总结，并对下一步的研究工作做出展望。
2开发环境与工具
2.1开发工具
2.1.1JavaWeb
JavaWeb主要是用Java技术来解决相关web互联网领域的技术总和。
web包括：
web服务器和web客户端两部分。
Java在客户端的应用有javaapplet不过现在使用的很少，Java在服务器端的应用非常的丰富，比如Servlet，JSP和第三方框架等。
2.1.2JSP
JSP（Java Server Pages）技术是由Sun公司发布的用于开发动态Web应用的一项技术。
它以其简单易学、跨平台的特性，在众多动态Web应用程序设计语言中异军突起，在短短几年中已经形成了一套完整的规范，并广泛地应用于电子商务等各个领域中。
在国内，JSP现在也得到了比较广泛的重视，得到了很好的发展，越来越多的动态网站开始采用JSP技术。
下面就对JSP及其相关技术进行简单的介绍。
JSP技术可以以一种简捷而快速的方法生成Web页面。
使用JSP技术的Web页面可以很容易地显示动态内容。
JSP技术的设计目的是使得构造基于Web的应用程序更加容易和快捷，而这些应用程序能够与各种Web服务器、应用服务器、浏览器和开发工具共同工作。
JSP技术不是惟一的动态网页技术，也不是第一个，在JSP技术出现之前就已经存在几种优秀的动态网页技术，如CGI、ASP等。
但JSP从根本简化了Servlet设计，他实现了Html语法中的java扩张（以<%,%>形式）。
JSP与Servlet一样，是在服务器端执行的，通常返回给客户端的就是一个HTML文本，因此客户端只要有浏览器就能浏览。
Web服务器在遇到访问JSP网页的请求时，首先执行其中的程序段，然后将执行结果连同JSP文件中的HTML代码一起返回给客户端。
插入的Java程序段可以操作数据库、重新定向网页等，以实现建立动态网页所需要的功能。
JSP技术使用Java编程语言编写类XML的tags和scriptlets，来封装产生动态网页的处理逻辑。
网页还能通过tags和scriptlets访问存在于服务端的资源的应用逻辑。
JSP将网页逻辑与网页设计的显示分离，支持可重用的基于组件的设计，使基于Web的应用程序的开发变得迅速和容易。
JSP（JavaServerPages）是一种动态页面技术，它的主要目的是将表示逻辑从Servlet中分离出来。
JSP页面由HTML代码和嵌入其中的Java代码所组成。
服务器在页面被客户端请求以后对这些Java代码进行处理，然后将生成的HTML页面返回给客户端的浏览器。
JavaServlet是JSP的技术基础，而且大型的Web应用程序的开发需要JavaServlet和JSP配合才能完成。
JSP具备了Java技术的简单易用，完全的面向对象，具有平台无关性且安全可靠，主要面向因特网的所有特点。
自JSP推出后，众多大公司都支持JSP技术的服务器，如IBM、Oracle、Bea公司等，所以JSP迅速成为商业应用的服务器端语言。
2.1.3B/S结构与C/S
B/S结构（Browser/Server，浏览器/服务器模式），是WEB兴起后的一种网络结构模式，WEB浏览器是客户端最主要的应用软件。
这种模式统一了客户端，将系统功能实现的核心部分集中到服务器上，简化了系统的开发、维护和使用。
与C/S结构相比，B/S结构在许多方面体现了很大的优势，主要体现在以下几个方面：
（1）开发和维护成本
C/S开发和维护成本高，对不同的客户端开发不同的程序，编程工作量大，对于B/S，只需要客户端安装了通用的浏览器，所有的维护和升级工作都在服务器上进行，不需对客户端进行任何改变，故而大大降低了开发和维护成本。
（2）客户端任务
C/S的客户端具有显示和处理数据的功能，任务过重，B/S的客户端把事务逻辑部分分给了服务器，不在处理复杂的计算和数据访问等关键事务，只负责显示部分，任务大大减轻。
（3）采用的标准
C/S采用的标准只在内部统一，其应用通常是专用的。
B/S采用的标准是开放的、非专用的，保证了其应用的通用性和跨平台性。
（4）灵活性
C/S系统中的每一个模块变动都会影响到其他模块的变动，系统升级困难，灵活性差。
B/S各层之间相互独立，任何一层的改变不会影响其他功能，系统改进容易，灵活性好。
（5）安全性
C/S系统中的客户机直接与服务器连接，非法用户很容易通过应用程序入侵系统，并对服务器数据库进行操作，这给系统安全性带来极大的隐患。
B/S系统在客户机与服务器之间加了一个层Web服务器，使两者不在相连，客户机无法直接对数据库进行操作，可以有效防止外部入侵。
（6）移植性
C/S系统对不同工具开发的应用程序，一般来说不兼容，难以移植到其他平台上使用，移植性差。
B/S系统在客户端安装的是通用的浏览器，不存在移植性问题。
2.2开发环境
2.2.1MyEclipse开发环境
MyEclipse企业级工作平台（MyEclipseEnterpriseWorkbench，简称MyEclipse）是对EclipseIDE的扩展，它是功能丰富的JavaEE集成开发环境，包括了完备的编码、调试、测试和发布功能，完整支持HTML，Struts，JSP，CSS，Javascript，Spring，SQL，Hibernate。
MyEclipse是一个十分优秀的用于开发Java,J2EE的Eclipse插件集合，MyEclipse的功能非常强大，支持也十分广泛，尤其是对各种开源产品的支持十分不错。
MyEclipse目前支持JavaServlet，AJAX，JSP,JSF,Struts，Spring,Hibernate,EJB3,JDBC数据库链接工具等多项功能。
可以说MyEclipse几乎囊括了目前所有主流开源产品的专属eclipse开发工具。
2.2.2NavicatforMySQL
NavicatforMySQL是一款强大的MySQL数据库管理和开发工具，它为专业开发者提供了一套强大的足够尖端的工具，但对于新用户仍然易于学习。
NavicatforMySQL基于Windows平台，为MySQL量身订作，提供类似于MySQL的用管理界面工具。
此解决方案的出现，将解放PHP、J2EE等程序员以及数据库设计者、管理者的大脑，降低开发成本，为用户带来更高的开发效率。
NavicatforMySQL使用了极好的图形用户界面（GUI），可以用一种安全和更为容易的方式快速和容易地创建、组织、存取和共享信息。
用户可完全控制MySQL数据库和显示不同的管理资料，包括一个多功能的图形化管理用户和访问权限的管理工具，方便将数据从一个数据库转移到另一个数据库中（LocaltoRemote、RemotetoRemote、RemotetoLocal），进行档案备份。
NavicatforMySQL支援Unicode，以及本地或远程MySQL服务器多连线，用户可浏览数据库、建立和删除数据库、编辑数据、建立或执行SQLqueries、管理用户权限（安全设定）、将数据库备份/复原、汇入/汇出数据（支援CSV,TXT,DBF和XML档案种类）等。
2.2.3MySQL数据库
MySQL是一个关系型数据库管理系统，由瑞典MySQLAB公司开发，目前属于Oracle公司。
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语言是用于访问数据库的最常用标准化语言。
MySQL软件采用了双授权政策，它分为社区版和商业版。
MySQL是一个开放源码的小型关联式数据库管理系统，目前被广泛地应用在Internet上的中小型网站中。
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。
2.2.4Tomcat服务器
Tomcat服务器是一个免费的开放源代码的Web应用服务器，属于轻量级应用服务器，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。
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服务器的扩展，但它是独立运行的，所以运行tomcat时，它实际上作为一个与Apache独立的进程单独运行的。
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。
Tomcat很受喜欢，因为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。
3需求分析
3.1业务需求分析
3.1.1系统需求
图3.1业务使用流程图
由上图可以看出，三者可以看出该系统各使用者环环相扣，不可切割。
例如只有管理员发布了选修课程，学生才可以选修该课程，教师才可以向选修了该课程的学生下发实验指导书。
3.1.2各使用者使用流程图
教师：
本系统主要分为教师、学生和管理员使用，教师的主要功能是与学生之间的相互关联，如为学生打分就必须有学生上交报告之后才能使用该功能。
图3.2教师使用流程图
学生：
学生的主要功能也是与教师之间的相互关联，如下载实验指导书就必须是教师上传任务指导书之后才能使用该功能。
图3.3学生使用流程图
管理员：
管理员的功能主要是综合管理，还有最主要的是发布实验课程的信息，只有管理员发布了相关课程的信息，教师和学生才能使用这个课程的相关功能。
图3.4管理员使用流程图
系统特点：
1）本系统的界面主要遵循简洁清晰便捷；
2）本系统主要特点是功能全面，条理分明，使用简单，可用性强；
3）本系统权限分明主要包括：
学生可以选修课程并查看实验，但不能对实验的各项信息进行修改；
教师可以对发布实验指导和资料，但没有自行选择教室等权限；
管理员则具备对所有信息的管理权限，却没有查看
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