计算机实验室管理系统毕业论文设计之令狐文艳创作.docx
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计算机实验室管理系统毕业论文设计之令狐文艳创作
1绪论
令狐文艳
1.1课题背景
企业、学校与社会上的各种设备、信息等资源管理大都采用传统的方式，在此方式下，在日常的工作中至少要经过很多人力及很多步骤。
显然，随着企业、学校与社会上的各种设备、信息等资源不断增加，使得这种管理的工作量越来越大，而且十分烦琐和非常容易出错的事情，可以说传统的管理方式已经不能适应目前的需要。
随着计算机应用的迅猛发展，网络应用不断扩大，人们迫切要求利用计算机网络技术来进行在线管理。
除了可以大幅度提高人工效率和安全性之外，基于WEB的管理系统还可以自动分配各种设备、信息等资源、同时存档，有效地避免资源的浪费，有利于环保，减少人员，减轻负担，提高效率。
计算机技术的进步，促使现代工业技术在快速发展，随着科研和生产技术的不断发展，企业的检验技术也从手工分析发展到仪器分析，检验项目大量增加，对数据的准确性和报出时间的要求越来越严格，数据处理量急速增加，原来的人工管理模式在这种形式下已显得不太适应，使用计算机完成数据的收集、分析和处理的管理手段应运而生。
在这一背景下，实验室管理系统开始出现，并在实际应用中得到了快速发展，成为一项崭新的实验室管理与应用技术。
系统自动进行数据审核和超标数据监测、提高分析数据的准确性；工作效率大为提高；降低实验室成本消耗；通过对大量样品数据的综合统计分析，可以清楚地观察到数据的变化趋势、有效监测产品质量，为解决出现不合格生产产品及生产工艺变化提供科学依据。
借助计算机技术，实验室内部实现网络化全面管理，实现管理和检验工作的有效监督管理，提高整体工作水平。
1.2实验室管理系统简介
实验室管理系统（LaboratoryManagementSystem），它是指通过计算机网络将实验室的分析仪器连起来，通过建立以实验室为中心的分布式管理体系，根据科学的实验室管理理论和计算机数据库技术，建立完善的质量保证体系，实现检验数据网络化共享、无纸化记录与办公、资源与成本管理、人员量化考核，为实验室管理水平的整体提高和实验室的全面管理提供先进的技术支持。
实验室管理系统技术应用比较广泛，适用于各行业的分析测试实验室，作为成熟的产品在许多发达国家已经得到了广泛的推广与应用。
专业单位设计、功能全面的实验室管理系统软件在国内部分比较大的石化行业和地质行业的检测实验室已经有实际应用，而根据自己的实际特点自行开发设计的、具备简单数据管理功能的小型实验室管理系统软件，也早已在各单位的实验室得到了大量应用。
实验室管理系统的设计特点
1技术上具有先进性、高效性、实用性、安全性；
2数据管理功能完善，数据的采集、处理、发布过程中不会出现数据丢失、改变的问题；
4界面友好，操作简便，使用Web数据库技术和统一的浏览器界面；
5自动化程度高，网络结构设计简单；
6模块化设计，易于扩充功能；
7符合ISO/IEC导则25的规范要求，符合实验室管理特点；
8投资少，最大限度保护用户的投资；
9产品设计灵活，客户化周期短。
1.3本课题的目的与意义
本课题的目的就是通过此管理系统的设计，了解现代实验室资源管理系统的各方面技术的实现，及了解有关最新实验技术。
2系统设计方案的研究
2.1开发环境
系统开发环境的选择对于系统的建立来说至关重要，它将决定着系统开发工作量的大小，系统的性能特点以及系统今后的维护工作难易等。
因此在开发系统之前，根据对系统所采用的技术、实现功能的评估，在选择开发环境时，主要考虑以下几个因素：
扩展性，总成本，功能，是否容易开发与管理，另外开放性和互操作性也是需要考虑的一个重要方面，因为该系统是运行在Internet上的，用户平台的差异决定了与其它系统的互操作性是不可避免的。
（1）硬件环境
系统基于.NET平台开发，其主要开发工具为MicrosoftVisualStudio2008。
.NET为全球著名软件公司Microsoft公司为新一代软件开发商提供的全新的开发平台，具有安全、高效、便捷的特点。
利用VisualStudio2008可以很方便的进行桌面应用程序、Web应用程序、数据库、XML的开发，服务器：
WindowsIIS5.0或WindowsIIS6.0。
应用程序采用多层开发模式，支持两种多计算机部署方案。
系统稳定、安全性高，维护成本低、适用型强，可支持多种客户端。
采用.NET平台打造新一代管理系统。
（客户端-服务-服务器、SmartClient、动态加载、元数据）。
主要开发工具为：
VisualStudio、Microsoftsql2005
服务器支持：
Windows98/WindowsMe、WindowsServer2005、WindowsServer2000、WindowsXP以及Vista操作系统。
（2）软件环境
服务器端
A.平台软件
平台应该是建立易于开发、管理、扩充以及同开发标准兼容的解决方案的基础。
服务器端平台软件全部采用Microsoft的产品，便于维护和管理，同时系统设计中还应用了Microsoft的一些新技术，来提高系统的整体性能和效率。
操作系统采用MicrosoftWindows2005Server。
Web服务器采用IIS6.0。
Web服务器从硬件角度上讲是Internet上保存Web页的计算机，从软件角度上讲是提供Web服务的服务程序。
Web服务器以及相应的浏览器技术的出现和商品化，为企业在网上发布信息和挖掘信息提供了强有力的工具。
现在由Internet上的众多Web服务器提供的超媒体数据连接服务也已迅猛发展。
Web服务器通过与对象技术相融合，正在逐步发展为能够自由挂接各种应用对象的Web应用服务器。
在此，我们主要从软件角度出发，选择适合于为该管理系统应用系统提供Web服务的服务程序。
目前，较为常用的专用Web服务器主要有两种：
IIS6.0和JavaWebServer。
IIS的设计目标是提供适合性很强的Internet和Intranet服务器功能。
IIS具有极高的执行效率，出色的安全保密性，易于管理以及启动迅速等特点。
它既可以用于集成现有的应用方式，也可用于实时Web应用系统。
JavaWebServer使用Java语言写成，故应用程序不用任何修改就可以从初级的服务器平台移植到功能强大的服务器平台。
JavaWebServer以纯Java服务器组件为特色，实现了所谓“在一处设计编写，在任何地方运行”的目标。
与CGI批处理命令不同的是，JavaWebServer与平台完全无关。
这两种Web服务器各有所长，但考虑到该管理系统需要具备较高的安全性能，对用户的请求必须在短时间内作出响应，因此选用了WindowsIIS6.0作为系统的WebServer。
另外，作为IIS的另外一个重要组成部分，是一种与编译无关的应用开发环境，开发者可以采用任意自己喜欢的语言，而无需顾及编译系统，因此与JavaWebServer相比，应用程序的开发工作量小。
WindowsIIS6.0中文版，支持.Net，可以很好的提高Web响应速度和处理速度。
因此，Web通过WindowsIIS6.0来发布，具有良好的稳定性，高可用性和运行时的可靠性。
浏览器采用InternetExplore6.0。
B.数据库系统
运行该管理系统需要处理大量的数据，而数据库系统是管理大量信息的仓库和引擎。
SQLServer2000数据库所具有的良好性能、可伸缩性，以及它与Windows2003的紧密集成，使得它非常适合充当该管理系统的数据库。
因此在构建后台数据库时，采用了SQLServer2000数据库系统软件，用以支持海量的数据存储以及多功能的数据查询。
将后台数据和HTML以及XML格式的数据结合在一起，从而大大提高了从服务器到最终用户的信息流速度。
2.2技术路线
总体技术路线是：
以复杂适应理论为指导，构件技术为核心，贯彻先进的软件开发过程管理模式，采用技术、产品、应用、服务相结合的方式，集成国际优秀的系统平台软件和应用平台软件，开发一套完备的信息化工程项目。
在技术实现上，系统基于Microsoft.Net技术框架、XML技术、WebServices技术进行建设，采用应用构件和可复用技术，面向系统整体需求，分析系统内部的各要素如用户、数据、表现、权限等，针对各要素开发系列可自我管理、自我扩展的管理构件平台，并最终形成可集成、可搭建、可维护、可扩展、高安全、高性能、高质量的信息化系统。
数据流程程图
2.3多层技术框架
为了满足系统在技术要求具有业务变化的适应性、高度的安全性、大容量数据存储处理等特点，因而在系统的技术框架中采用四层架构，利用中间件技术，把系统技术框架分为信息访问、表示逻辑、业务逻辑和数据资源四个层次（服务器端的三层结构）。
四层结构有利于软件维护及系统管理。
同时，将客户端与数据库隔离起来，客户端无权限直接访问数据库，有利于安全管理，可有效防止恶意攻击。
还可以利用中间件的安全管理特性进一步加强权限控制管理。
信息访问为第一层：
包括办公人员各级用户使用台式机、便携电脑、手机、PDA等访问表示逻辑层，其中手机、PDA为系统以后的扩展功能（可以通过手机、PDA查询）。
表示逻辑为第二层：
它的主要功能是实现用户交互和数据表示，为以后的处理收集数据，向第三层的业务逻辑请求调用核心服务处理，并显示处理结果。
业务逻辑为第三层：
由大量的业务构件（组件）组成，这些构件由应用服务器管理，实现核心业务逻辑服务并将这些服务按名字广播，管理并接受客户的服务请求，向资源管理器提交数据操作请求，并将处理结果返回请求者——即客户或其他服务器。
数据资源为第四层：
包括数据、视图、存储过程和各种文件（如多媒体文件）等，负责管理整个系统的数据资源，完成数据操作。
四层技术框架示意图如下所示：
四层技术框架示意图
2.4安全性
指的是保护软件的要素，以防止各种非法的访问、使用、修改、破坏或者泄密。
这个领域的具体需求必须包括：
利用可靠的密码技术；
掌握特定的记录或历史数据集；
给不同的模块分配不同的功能；
限定一个程序中某些区域的通信；
计算临界值的检查和。
3系统总体设计
3.1体系结构设计
分析与设计软件的体系结构。
通过系统分解，确定子系统的功能和子系统之间的关系，以及模块的功能和模块之间的关系。
3.1.1系统分解与设计
1.将系统分解为若干子系统，确定每个子系统的功能以及子系统之间的关系。
2.将子系统分解为若干模块，确定每个模块的功能以及模块之间的关系。
3.确定系统开发、测试、运行所需的软硬件环境。
3.2系统数据库结构设计
数据库设计一般要经历：
“逻辑设计—>物理设计－>安全性设计－>优化”等步骤，通常要迭代进行。
数据库设计流程如图：
3.2.1概念结构设计
说明本数据库将反映的现实世界中的实体、属性和它们之间的关系等的原始数据形式，包括各数据项、记录、系、文卷的标识符、定义、类型、度量单位和值域，建立本数据库的每一幅用户视图。
3.2.2逻辑设计
数据库设计人员根据需求文档，创建与数据库相关的那部分实体关系图（ERD）。
如果采用面向对象方法（OOAD），这里实体相当于类（class）。
3.2.3物理设计
设计表结构。
一般地，实体对应于表，实体的属性对应于表的列，实体之间的关系成为表的约束。
逻辑设计中的实体大部分可以转换成物理设计中的表，但是它们并不一定是一一对应的。
对表结构进行规范化处理（第三范式）。
表名
功能说明
列名
数据类型（精度范围）
空/非空
约束条件
补充说明
数据库表的参考格式
3.2.4安全性设计
提高软件系统的安全性应当从“管理”和“设计”两方面着手。
这里仅考虑数据库的安全性设计。
用户只能用帐号登陆到应用软件，通过应用软件访问数据库，而没有其它途径可以操作数据库。
对用户帐号的密码进行加密处理，确保在任何地方都不会出现密码的明文。
确定每个角色对数据库表的操作权限，如创建、检索、更新、删除等。
每个角色拥有刚好能够完成任务的权限，不多也不少。
在应用时再为用户分配角色，则每个用户的权限等于他所兼角色的权限之和。
3.2.5优化设计
分析并优化数据库的“时－空”效率，尽可能地“提高处理速度”并且“降低数据占用的空间”。
分析“时－空”效率的瓶颈，找出优化对象（目标），并确定优先级。
当优化对象（目标）之间存在对抗时，给出折衷方案。
给出优化的具体措施，例如优化数据库环境参数，对表格进行反规范化处理等。
数据字典设计
对数据库设计中涉及到的各种项目，如数据项、记录、系、文卷、模式、子模式等一般要建立起数据字典，以说明它们的标识符、同义名及有关信息。
在本节中要说明对此数据字典设计的基本考虑。
安全保密设计
说明在数据库的设计中，将如何通过区分不同的访问者、不同的访问类型和不同的数据对象，进行分别对待而获得的数据库安全保密的设计考虑。
3.3数据结构与程序的关系
说明各个数据结构与访问这些数据结构的各个程序之间的对应关系，可采用如下的矩阵图的形式：
系统设计（SystemDesign,SD）是指设计软件系统的体系结构、用户界面、数据库、模块等，从而在需求与代码之间建立桥梁，指导开发人员去实现能满足需求的软件。
系统设计过程域是SPP模型的重要组成部分。
本规范阐述了系统设计过程域的四个主要规程：
体系结构设计[SPP-PROC-SD-ARCHITECTURE]
用户界面设计[SPP-PROC-RM-UI]
数据库设计[SPP-PROC-RM-DATABASE]
模块设计[SPP-PROC-RM-MODULE]
系统设计过程域分为两个阶段：
高层设计阶段和详细设计阶段。
高层设计阶段的重点是软件系统的体系结构设计。
详细设计阶段的重点是用户界面设计、数据库设计和模块设计。
3.4用户界面设计
1.界面设计人员阅读需求文档和体系结构设计文档，明确界面设计任务。
2.界面设计人员与用户交流，了解用户的工作习惯和他们对界面的看法。
3.界面设计人员准备相关的设计工具和资料，收集或创作基本的界面资源如图像、图标以及通用的组件。
4.界面设计人员确定本软件的用户界面设计规则（或指南），主要包括：
优秀界面的特征或通用的设计原则；
软件主界面（如主窗口、主页面）的设计规则；
软件子界面（如子窗口、子页面）的设计规则；
标准控件的使用规则；
美学设计规则。
3.5模块设计
模块设计人员阅读需求文档和体系结构设计文档，明确模块设计任务。
模块设计人员准备相关的设计工具和资料。
模块设计人员确定本软件的编程规范，确保模块设计文档的风格与代码的风格保持一致。
模块设计一般要经历“接口与属性设计—>数据结构与算法设计”等步骤，并且通常需要反复迭代。
接口与属性设计
模块设计人员设计每个模块的主要接口与属性。
如果采用面向对象方法（OOAD），相当于设计类的函数和成员变量。
数据结构与算法设计
模块设计人员设计每个模块的数据结构与算法。
4系统的分析
4.1系统模块分析
整个系统分为九个子模块，系统整体结构如图3所示：
（1）．实验用户管理模块：
实现用户注册，登录,修改,删除,查询。
（2）.实验管理模块：
实现实验添加,修改,删除,查询。
（3）.实验台管理模块：
实现实验台信息的添加,修改,删除,查询。
（4）.时间模块管理模块：
实现时间模块的添加,修改,删除,查询。
（5）.实验报告管理模块:
对实验报告进行添加,修改,删除。
（6）.实验预约记录管理模块：
实现实验预约记录的添加，修改，删除，查询。
（7）.系统日志管理模块:
实现对系统日志的添加,修改,删除
（8）.管理员类别管理模块：
实现管理员类别的添加，修改，删除，查询。
（9）.系统管理员用户管理模块:
实现对系统管理员的添加,修改,删除。
系统整体结构图如图3.1所示
图3.1系统整体结构图
从以上结构图可以看出，系统相互联系，构成实验室资源管理系统整体。
客户是用户角色，由客户在终端控制，而此以外的，由管理员在服务端控制，整个系统的运行也由管理员来维护。
4.2系统设计思别
该实验室资源管理系统通过前端（客户端）浏览器和后台数据库向用户展示实验信息，方便的实现了实验室信息的维护和更新，使客户更快，更好的了解实验信息。
以“实验管理”模块为例，管理员将所有实验信息存入数据库相应的表中，当客户端发出浏览该动态页面的请求时，服务器就会执行相应的脚本代码，从数据库中查询出符合条件的实验信息，生成相关页面发送到客户端浏览器上。
客户端所显示的内容是随着后台管理数据库的变化而动态显示的，因此，客户端可以获得实验的最新动态信息。
4.3数据库分析与设计
数据分析——数据库中表的建立
本网站采用的是SQLServer2000数据库。
主要分为实验用户表（student）,实验表（shilian）,实验台表（tai）,时间模块表（time_board）,实验报告表（baogao）,实验预约表（yuyue）,系统日志表（login_infor）,管理员类别表（admin_type）和管理员表（admin）九个表单。
（1）表3.1为实验用户表student
列名
数据类型
可否为空
说明
Id
int
Notnull
编号
username
Varchar（50）
null
用户名
password
Varchar（50）
null
密码
realname
Varchar（50）
null
真实姓名
phone
Varchar（50）
null
电话
mobile
Varchar（50）
null
手机
zhengjian
Varchar（50）
null
证件名
zhengjian_number
Varchar（50）
null
证件号
email
Varchar（50）
null
邮箱
youbian
Varchar（50）
null
邮编
Sex
Varchar（50）
null
性别
banji
Varchar（50）
null
班级
address
Varchar（50）
null
地址
zuowei_number
Varchar（50）
null
座位号
xingyuzhi
int
null
信誉值
status
Varchar（50）
null
状态
addtime
Varchar（50）
null
添加时间
sh_infor
Varchar（50）
null
审核信息
pingjia
Varchar（50）
null
评价
（2）表3.2为实验表shilian
列名
数据类型
可否为空
说明
id
int
Notnull
编号
shilian_name
Varchar（50）
NULL
实验名称
min_time
Varchar（50）
NULL
最小预约时间
max_time
Varchar（50）
NULL
最大预约时间
isviewanswer
Varchar（50）
NULL
是否有标准答案
kuo_pic
Varchar（50）
NULL
拓扑图
sm
Varchar（50）
NULL
说明
sb
Varchar（50）
NULL
设备
（3）表3.3为实验台tai
列名
数据类型
可否为空
说明
id
int
NotNULL
编号
tai_hao
Varchar（50）
NULL
实验台台号
tai_ip
Varchar（50）
NULL
IP
tai_wai_ip
Varchar（50）
NULL
外网IP
tai_typename
Varchar（50）
NULL
实验台类型
tai_status
Varchar（50）
NULL
状态
tai_duankou
Varchar（50）
NULL
端口
shebei_name
Varchar（50）
NULL
设备名称
shebei_typename
Varchar（50）
NULL
设备类别名
Daan
Varchar（50）
NULL
答案
（4）表3.4为时间模板表time_board
列名
数据类型
可否为空
说明
Id
int
NOTNULL
编号
Time_name
Varchar（50）
NULL
模板名称
Time_infor
Varchar（50）
NULL
模板描述
（5）表3.5为实验报告表baogao
列名
数据类型
可否为空
说明
Id
int
NOTNULL
编号
username
varchar（50）
NULL
报告名称
addtime
varchar（50）
NULL
提交时间
filepath
varchar（50）
NULL
文件路径
（6）表3.6为实验预约表yuyue
列名
数据类型
可否为空
说明
Id
int
NOTnull
编号
username
Varchar（50）
NULL
用户名
shilian_name
Varchar（50）
NULL
实验名称
start_time
Varchar（50）
NULL
实验日期
first_time
Varchar（50）
NULL
开始时间
Last_time
Varchar（50）
NULL
结束时间
status
Varchar（50）
NULL
状态
tai_id
int
NULL
实验台ID
（7）表3.7为系统日志表login_infor
列名
数据类型
可否为空
说明
id
int
NOTNULL
编号
username
varchar（50）
NULL
用户名
ipaddress
varchar（50）
NULL
IP地址
addtime
varchar（50）
NULL
添加时间
（8）表3.8系统管理员类别表admin_type
列名
数据类型
可否为空
说明
typeid
int
NOTNULL
编号
typename
varchar（50）
NULL
类别名称
（9）表3.9系统管理员表admin
列名
数据类型
可否为空
说明
id
int
NOTNULL
编号
username
varchar（50）
NULL
用户名
password
varchar（50）
NULL
密码
typeid
int
NULL
用户类别ID
5系统的实现和关键技术
在明确了系统的设计思想之后，就要开始规划系统的设计目标了，也就是要明确整个系统应当实现的功能，下面将就实验室资源管理系统的各个模块分别进行介绍。
前台管理系统
前台管理系统为用户提供登录窗口，成功后可查询其目前状态信息，已预约实验，以及进行实验查询，预约实验，进行实验等相关操作。
后台管理系统
后台管理系统主要为管理员而设，提供给有权限的用户操作，对网站数据信息进行实时的发布，更新，与删除，对实验用户的相关信息进行即时处理。
5.1系统总体方案的设计与实施
本系统依照真实的实验室资源管理流程进行程序设计，整个程序主要使用Microsoft提供的语言和服务，Win
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