实验室管理信息系统毕业设计.docx

1、实验室管理信息系统毕业设计实验室管理信息系统（作者：莫某某）某某学院计算机科学系X级X班【摘要】实验室管理信息系统主要应用于实验教学及管理，完成对日常的学生实验信息进行管理。开发本系统可使学院实验室的教职员工减轻工作压力，比较系统地对教务、教学上的各项服务和信息进行管理。同时，可以减少劳动力的使用，加快查询速度、加强管理，使各项管理更加规范化。本系统在开发过程中，注意使其符合操作的业务流程，并力求系统的全面性、通用性，使得本系统具有易操作性和易管理性。在开发工具的选择上，选择了SUN公司的Java、JSP语言，后台数据库采用MySQL，WEB服务器采用GlassFish或Tomcat，这些工具

2、都是开源软件，可免费获取。在系统设计方面，分为需求分析、概要设计、详细设计、代码实现和系统测试几个部分，每个部分由团队的所有成员协同完成，论文撰写由团队成员分块执笔完成。本文就系统的具体开发过程作详细论述。【关键词】实验室管理、信息系统【Abstract】Laboratory Information Management System is mainly used in experimental teaching and management, and information on the daily management of student experiments. Development

3、 Institute of the system can reduce the work pressure of the laboratory staff to compare systematically the Senate, the teaching service and information management. At the same time, reduce the use of labor, speed up the query speed strengthen management, to make the management more standardized. Th

4、e system in the development process, attention to meet the operational business processes, and seek systematic comprehensive, universal, makes the system with ease and manageability. In the choice of development tools, select the SUNs Java, JSP language, background database using MySQL, WEB server w

5、ith GlassFish or Tomcat, these tools are open source software, freely available. In the system design is divided into demand analysis, general design, detailed design, code implementation and system testing of several parts, each part by all the members of the collaborative team to complete, thesis

6、writing block write by the team members to complete. In this paper, the system development process for the specific detail.【Keyword】Laboratory Management、Information System【第1章】 绪论本毕业论文是以学校实验室管理信息系统开发为背景，论述了实验室管理信息系统的概念、结构及系统开发的基本原理和方法，全文共分为绪论、需求分析、概要设计、详细设计、代码实现、系统测试、致谢、参考文献、附录等。1.1问题的提出随着计算机技术的发展，

7、特别是计算机网络技术与数据库技术的发展，使人们的生活与工作方式发生了巨大的改变。网络技术的应用使得计算机之间通信、信息共享成为可能，而数据库技术的应用则为人们提供了数据存储、信息检索、信息分析等功能，从而使得工作更高效地进行。数据库始于20世纪60年代，经过40多年的发展，现在已经形成了理论体系，成为计算机软件的一个重要分支。数据库技术体现了当代先进的数据管理方法，使计算机的应用真正渗透到国民经济各个部门，在数据处理领域发挥着越来越大的作用。而互联网技术的出现，更是进一步丰富的人类生活，数字化生活已经一步步走进我们的生活与工作中。互联网技术与数据库技术的结合为计算机在人类生活中的应用带来了巨大

8、的影响。产业信息化，管理现代化，科学化已经成为行业发展的重要课题，这不仅是高校提高自身竞争力，甚至是国家提高综合国力，走向国民富强的重要手段。在我国，教育是一个影响着国富民强的重要行业，随着改革开放和市场经济的发展根据中国特有的国情发展，教育得到了国家的大力扶持与社会各界的高度重视，从而使教育业向规范性与现代化的方向高速发展，但是同发达国家相比，我国的教育行业的信息技术的应用程度还很低，只有在大城市中发展较早、规模较大的院校中才使用计算机进行大规模操作，从各方面提高工作效率，取得良好的社会和经济效益，而一些新兴的、规模较小的教育机构还没有全部具备这种功能。因此可见，随着我国教育的迅速发展，信息

9、技术在其上的应用会更加地广泛和深入。 1.2现有实验室管理机制存在问题的分析学校现阶段实验室管理没有任何管理信息系统，所有的工作几乎还是手工操作来完成。这效率极低，成本很大，而且极易出错。随着社会的发展，以及学校办学规模的不断扩大，信息化是社会进程的必然趋势，实验室管理只有快、准、精才能发挥其价值。所以机器代替人力是必然的历史发展趋势，只有领导的重视和支持才能从人工操作改为计算机的自动化系统，人工操作必将被计算机代替。1.3系统开发目标与意义1.3.1系统开发目标:本系统是将现代化的计算机技术和传统的实验教学、教务工作相结合，按照实验室管理的工作流程设计完成的。为了使系统在实验室的管理中发挥更

10、大的作用，实现工作过程的自动化，提高工作效率和工作质量，现提出如下的系统开发目标：（1）系统应具有易操作性、可靠性和可管理性，同时注意到先进性。（2）对数据库进行动态管理，防止混乱。（3）能够按照用户选择的不同的条件进行简单查询和复合查询。（4）能够对查询结果进行分类汇总，实现报表打印。（5）注意数据的安全性，对数据可进行手工备份。（6）简易的用户界面，使用户熟悉操作时间短。1.3.2意义：使用计算机来管理实验室，提高了实验室管理工作的效率，方便广大师生进行开放性实验，加强了学校的管理能力。【第2章】 需求分析2.1系统需求随着我校办学规模的不断扩大，基础设施建设的不断完善，对实验室的人工管理

11、已逐渐不能满足实验教学的需求，因此，开发一套实验室管理信息系统，势在必行。实验教学的核心目的是培养和提高学生的实践能力和创新能力。传统的实验教学模式仅是完成教学大纲规定的实验内容，且验证性实验较多，不利于学生创新精神与实践能力的培养。在以素质教育和创新教育为核心的新的高等教育形势下，这种培养方式远不能满足学生能力发展的需求。为解决这一矛盾，实验室实行开放教学已势在必行1。而实验室的开放，使实验室管理出现了新情况、新问题。实验设备维护、实验教师工作量、实验安排等问题使得开放实验室建设受到极大的阻碍。为实现开放实验室建设得以顺利开展，开放实验室管理得以高效、有步骤地进行，更新实验教学体制，实施开放

12、式管理是实行开放式实验教学的保证。结合开放式实验室建设，利用Internet建立开放实验室管理信息系统是急需解决的问题。它改革了旧的教学模式，建立了新的体系，大大提高了实验室的利用率和学生学习的积极性，并把管理人员从繁重的管理工作中解脱出来。为此我们针对以上情况，设计和实现了此系统。2.2可行性需求分析可行性的目的就是用最小的代价在尽可能短的时间内确定问题是否能够解决，系统方案在经济上、技术上和操作上是否可以接受。因此，可行性研究实质上是要进行一次大大压缩简化了的系统分析和设计的过程，也就是在较高层次上以较抽象的方式进行系统分析和设计的过程。2.2.1技术可行性：该系统所需硬件设备，我校信息化

13、管理中心的服务器已经足够。本系统采用B/S架构，后台数据库采用MySQL，WEB服务器采用GlassFish或Tomcat，系统开发语言采用Java、JSP等，以上软件均为开源软件，可免费获取。JSP开发Web程序的效率非常高，环境也提供了自动代码生成机制，可以有效的减少代码编写量。基于Web的应用程序，对于程序的发布也是十分的容易，因此，开发本系统在技术上完全可行。2.2.2经济可行性：传统笔记式管理浪费了大量的人力、时间和纸张资源，而且由于人为的疏忽造成的信息错误，因此，需要将实验室管理与信息管理系统MIS的开发结合起来，以求得在速度、质量、效率和性能等方面的特性得到巨大提高，其经济效益是

14、很可观的，不仅节约了大量的人力、物力和时间，还使得以前较为复杂的管理操作方式变得简单、方便。该系统在我校信息化管理中心已架设好的WEB服务器上使用，因此系统成本主要集中在软件的开发上。而软件开发采用的工具均为免费软件，成本几乎为零。当系统投入使用后可以为学院的实验室管理部门节约大量的人力、物力。同时该系统也实现了开放性实验室管理的现代化管理模式，达到充分利用和共享网络信息与管理资源，进行科学和规范化的管理，提高了管理人员的管理质量和工作效率。它所带来的效益远远大于系统软件的开发成本，在经济上完全可行。2.2.3操作可行性：本次开发的管理系统，将本着用户使用简单、方便、容错性好、及时、准确的目的

15、，界面风格使用Web网页形式呈现，只需普通网页浏览器即可使用。用户无需掌握专业的计算机知识，无需进行任何额外软件的安装，便可在很短的时间内能够掌握其使用方法和技能。因此，在操作上是可行的。综上所述，开发实验室教学管理系统在技术上、经济上、操作上都是可行的。2.3系统功能分析在前一阶段,通过需求分析，我们对系统的定义及功能模块有了整体描述。在下面的数据库设计中实现系统各实体定义，实体间的关系及数据信息流在关系数据库中的映射结果和数据信息的物理存储问题。在以下的详细设计中将对在本阶段中对系统所做的所有详细设计进行说明。在本阶段中，确定应该如何具体地实现所要求的系统，从而在编码阶段可以把这个描述直接

16、翻译成用具体的程序语言书写的程序。主要的工作有：根据在需求分析中所描述的数据、功能、运行、性能需求和系统所确定的处理流程、总体结构和模块外部设计，设计软件系统的结构设计、逐个模块的程序描述（包括各模块的功能、性能、输入、输出、算法、程序逻辑、接口等等），以及下面的几个问题：（1）有效实现三类角色（学生、教师、管理员）的业务逻辑。（2）判断信息的正误并采取相应的校验处理步骤。（3）进行数据库的查询、修改工作。（4）接受并判断错误，输出相应的出错消息。本系统主要由三部分组成：学生系统模块、教师系统模块、系统管理员模块。下面将详细介绍各模块的业务逻辑。（1）学生系统模块总体业务逻辑 学生想进入系统进

17、行开放实验预约，必须先由管理员为其注册，否则学生是不能进入系统进行预约的。系统在此处利用存储过程封装了此处理过程，安全性高，防止非法用户进行SQL注入。浏览实验信息学生在线浏览实验信息，查看系统为实验信息设置的上限人数，当上限人数未满时，该实验才可进行预约，否则不能进行预约。并且浏览的实验信息中全部为当前时间点后进行的实验。预约实验凡进行某实验预约的学生，不可再重复进行该实验预约。若实验信息中上限人数不足，才能预约，直至预约人数达到上限人数或者时间超出实验信息规定的实验时间。否则不能进行预约。提交实验报告凡是进行预约实验的学生必须在预约实验完成后三天之内将实验报告提交，否则系统自动设置为不可提

18、交。预约实验结果查询学生可按给定的关键字进行预约实验结果查询，查看自己预约的实验是否通过系统审核。若通过，则必须按时到实验地点参加开放实验，否则系统会记录该生一次未参加实验，超过三次，系统自动将该生信息冻结，以后不能进行预约实验。若未通过系统审核，系统会给出不通过的原因。实验报告成绩查询学生若按时提交实验报告，辅导教师会在规定的时间为学生批改实验报告，并给出评定级别，每一级别在系统中都对应一定的分数权值。学生可按指定的关键字进行成绩查询。编辑个人信息学生在进入个人资料管理界面后，可进行个人信息编辑，包括已注册的全部信息和提交的实验报告，预约的实验等。撤消实验预约若出现特殊情况，学生不能按时参加

19、实验，学生也可进行撤消实验预约。但必须是在实验开始前，否则系统不会显示该实验信息，也就不能进行撤消操作。查看个人实验记录（2）教师系统模块总体业务逻辑浏览学生的实验报告教师在进行批改学生实验报告前，可浏览学生的实验报告，为批改提供内容依据。进行实验报告批改，登录成绩。教师可在线进行批量学生实验报告批改，为每一个学生选择评定级别，点击提交按钮，可进行批量成绩级别录入。（3）系统管理员模块总体业务逻辑学生信息管理 管理员可管理已注册的学生信息。教师信息管理管理员可管理教师信息，并对新入职教师进行信息入库。实验信息管理管理员可对实验信息进行管理，并可添加新的预约实验信息。管理员信息管理系统超级管理员

20、可进行权限授权给一般管理员，一般管理员也可进入授权操作。这样分级权限管理，方便管理操作，减轻系统维护工作量。系统设置系统管理员可对系统信息及系统参数进行预定设置。结构化程序设计的要求，设计出的系统功能模块图。如图1所示：实验课程管理图1-1 系统功能结构图2.4系统非功能需求：所谓非功能性需求，是指软件产品为满足用户业务需求而必须具有且除功能需求以外的特性。软件产品的非功能需求是常常被忽视的一个重要方面。软件产品非功能性需求不仅决定产品的质量，而且还会影响到软件产品的功能需求的实现。软件产品的非功能性需求包括系统的性能、可靠性、可维护性、可扩展性和对技术和对业务的适应性等。作为一个教学应用系统

21、，应具有以下的几个方面：2.4.1系统的性能指标：软件性能是软件质量优劣的一个重要指标。软件系统性能是指软件系统或构件对于其及时性要求的符合程度。及时性用响应时间或吞吐量来衡量。响应时间是对请求做出响应所需要的时间，系统吞吐量是指特定时间内能够处理的请求数量。本系统的性能要求可以支持至少一位教师和学生的正常使用，可支持人数大于50人同时在线。响应时间较短，必须能够在用户期望的响应时间内为用户提供其需要的访问信息。在线系统要求在用户按下回车键后的2秒内产生结果。系统处理的准确性和及时性是系统的必要性能。在系统设计和开发过程中，要充分考虑系统当前和将来可能承受的工作量，使系统的处理能力和响应时间能

22、够满足用户对信息的处理。由于系统的查询功能对于整个系统的功能和性能完成很重要。从系统的多个数据来源来看，学生信息查询、实验信息查询、预约结果查询、实验成绩查询及预约实验、撤消预约，其准确性很大程度上决定了系统的成败。因此，在系统开发过程中，系统采用优化的SQL语句及安全扩展存储过程来保证系统的准确性和及时性。2.4.2系统的可扩展性：系统的可扩展性指系统对技术和业务需求变化的支持能力，能保证可持续增长以满足用户需求和业务复杂性要求。对于教学系统来说，可扩展性是非常重要的。这种扩展性就是，设计的教学系统，应该可以通过适当的调整而适应不同课程的教学需要，并且为以后的系统升级留有空间。以便于在未来教

23、学发展需要的时候，可以比较方便地进行再次开发、扩充升级以改善或增加系统的功能。系统在开发过程中，应该充分考虑以后的可扩充性。例如实验信息属性添加、修改，用户查询的需求及管理工作的分级管理，信息输出打印报表等模块也会不断的更新和完善。所有这些，都要求系统提供足够的手段进行功能的调整和扩充。而要实现这一点，应通过系统的开放性来完成，既系统应是一个开放系统，只要符合一定的规范，可以简单的加入和减少系统的模块，配置系统的硬件。通过软件的修补、替换完成系统的升级和更新换代。2.4.3系统的可靠性和安全性：系统可靠性是软件质量的关键因素之一，直接关系到教学的正常进行，因此从设计之初就要考虑到这一点。系统在

24、教学使用过程中，要求运行稳定，并具有一定的容错功能，局部功能出现故障时候，不会影响其他功能，对用户的操作，不管是成功或失败，都要有适当的提示。安全性是指系统能够通过信息的机密性，完整性和可靠性提供充分的保护来预防风险，保障系统安全，是系统成功的基本要素。对于本系统的安全性要求主要是能够阻止无论来自Internet还是校园局域网内部的非授权用户，保护系统中的数据或基础结构避免受恶意攻击或者盗用。因此，系统应提供身份认证、重要数据(如用户的密码)加密保护、存取控制等有效的安全机制。2.4.4系统的可维护性和可管理性：系统的可维护性是指在不影响系统其他部分的情况下具有修正现有功能中问题或缺陷的能力。

25、本系统在设计时应采用模块化的设计方法，方便系统的维护和扩展。客户机和服务器应该采取B/S模式，这样系统的维护工作只需要在服务器端进行，不需要在客户端进行任何的升级和维护。系统的可管理性是指可以很方便地对系统进行管理。实验室教学管理平台有大量的教学内容、学生信息需要发布、管理和维护。方便的系统管理、维护功能，可以及时的处理系统信息，提高工作效率，对系统的正常运行至关重要。系统的服务器放置在信息化管理中心机房，但是系统的管理员并不能24小时在机房中，因此，系统应该具有进行远程管理和监控的功能。2.4.5系统易用性和系统响应速度系统是直接面对使用人员的，而有些使用人员往往对计算机并不是非常熟悉。这就

26、要求系统能够提供良好的用户接口，易用的人机交互界面。要实现这一点，就要求系统应该尽量使用用户熟悉的术语和中文信息的界面；针对用户可能出现的使用问题，要提供足够的在线帮助，缩短用户对系统熟悉的过程。系统设计中摒弃大量数据冗余，提出了优化数据库的解决方案，大量使用存储过程，大大提高系统响应时间和速度。系统在日常处理中的响应速度为秒级，达到实时要求，以及时反馈信息。严格保证操作人员不会因为速度问题而影响工作效率。2.5基于B/S结构技术的应用2.5.1 B/S结构技术发展简述随着IT技术的高速发展, 互联网几乎已经渗透到人们生活的每一个角落。而网络技术与数据库技术的应用，则大大改变的人们的学习、生活

27、与工作的方式，提高并丰富了人类生活。互联网的发展应用促使网页技术的产生。但在不久后，人们对静态页面并不满足，随后出现了采用CGI(Common Gateway Interface通用网关接口)和ISAPI(Internet Server Application Program Interface互联网服务器应用程序接口)来编写网页，但它们的编程比较复杂，用Perl或者是VC进行编写，将HTML标识嵌入代码中，维护相当困难。此后，随着技术日新月异的发展，相断出现了ASP、PHP、JSP等网站开发技术，它们给网站开发带来了一阵狂潮。ASP是一个Web服务器端的开发环境，利用它可以产生和执行动态的、

28、互动的、高性能的Web服务应用程序，ASP支持VBScript、JavaScript等多种脚本语言。PHP是一种跨平台的服务器端嵌入式脚本语言。其大量地借用C、Java和Perl语言的语法，并耦合PHP自身的特性，使Web开发者能够快速地生成动态页面，PHP是完全免费的，而且可以不受限制地获得源代码，甚至可以按用户需要进行个性化设计。JSP是Sun公司推出的新一代网站开发语言，具有很强的多平台支持和极大的伸缩能力，JSP可在Serverlet和JavaBean的支持下，建立功能强大的Web应用程序。2.5.2动态网站开发技术比较现在，在互联网中流行着多种动态网页实现技术，例如ASP、JSP、C

29、GI、PHP等。对应于这些动态网页技术，也存在有多种多样的Web服务器系统，例如Microsoft IIS、Apache、Cold Fusion、Tomcat等。而对于这些实现动态网页的技术，JSP技术可以说是现在最为流行和应用最为广泛的一种。JSP向世界展现了一种更为领先的技术，这正是它推出不久就深受开发人员青睐的原因。WEB开发与数据库是密不可分的。目前流行的数据库有Microsoft公司的SQL Server 2003，IBM公司的DB2，开源的MySQL，以及Oracle公司的Oracle 9i等。在JSP开发的网站使用最多的还是MySQL，因为它和JSP一样，可以免费获取，开发非营利

30、性系统成本极低。2.5.3动态网站语言及技术比较:(1)ASP、JSP、PHP共同点都提供在HTML代码中混合某种程序代码，由语言引擎解释执行程序代码的能力。在这种方式下，HTML代码主要负责描述信息的显示样式，而程序代码则用来描述处理逻辑。普通的HTML页面只依赖于Web服务器，而ASP、PHP、JSP页面则需要附加的语言引擎分析和执行程序代码。程序代码的执行结果被重新嵌入到HTML代码中，然后一起发送到浏览器。都是面向WEB服务器的技术，客户端浏览器不需要任何附加的软件支持。(2)ASP、JSP、PHP的平台支撑区别ASP是微软公司开发的动态网页语言，也继承了其产品一贯的传统，只能执行于微

31、软的服务器产品IIS或者PWS上。虽然在UNIX下也有Chili Soft的组件来支持ASP，但是因为ASP本身的功能有限，所以必须通过ASP+COM的群组合来扩充。PHP3可以在Windows，UNIX，Linux的WEB服务器上正常运行，还支持IIS、Apache等一般的Web服务器，有相当好的跨平台性。JSP与ASP在技术方面有很多相似之处，都是基于WEB应用实现动态交互网站的技术环境，但也有很多不同之处，两者的本质区别在于来源于不同的技术规范组织，其实现的基础Web服务器平台要求不同。JSP技术基于平台和服务器的相互独立，技术支持由广泛的，专门的各种工具包，服务器的组件和数据库产品开发

32、商提供，相比之下，ASP技术则主要是靠Microsoft的支持。JSP可支持任何Web服务器，包括Apache、IIS等，并支持绝大多数的流行平台，包括Solaris操作系统，Windows操作系统，MAC OS，Linux及其他NUIX系列平台。(3)ASP、JSP、PHP的应用情况PHP存在着缺乏规模支持，缺乏多层结构和提供的数据库接口支持不统一等缺点，因此PHP不适合应用于大型电子商务站点或者大型的基于B/S结构的应用程序，其适合应用在一些小型的商业站点。ASP和JSP则没有以上缺陷，ASP可通过COM/DCOM获得ActiveX规模支持，通过DCOM和Transaction Server获得结构支持；JSP则可通过Java Class和EJB获得规模支持，通过EJB/CORBA以及众多厂商的Application Server获得结构支持。2.6 JSP概述 JSP(Java Server P