高校开放式实验室设备管理系统研究

摘要:分析高校实验室设备管理的现状,阐述在高校实验室中引入实验室设备管理系统(LEMS)的必要性和可行性｡在研究B/S模式特点的基础上,采用面向对象的分析方法,给出系统的基本结构､设计特色､设计模型及实现途径,并且对系统的开发技术进行研究｡

关键词:;三层结构;;实验室;设备;数据库

中图分类号:TP393

文献标识码:A

1引言

计算机网络技术的发展和企业信息化程度的增强,极大的拓展了数据库应用技术的广度和深度｡教学仪器､设备､基础设施等都是学校实验室极其重要的硬件资源,只有运用科学的工具与手段来采集信息､进行数据处理,才能全面､综合地利用信息资源,设备管理人员才能及时准确动态地从实物和价值两方面了解各自管辖范围内各类设备的分布情况,掌握设备的新旧程度､使用状态､分布状况,掌握设备内部流动情况,才能以此推动实验室管理技术的进步,改善和加强实验室管理,辅助管理决策,全面提升实验室的管理水平｡本文以"开放实验室设备管理系统"(以下简称LEMS)应用软件开发为背景,以实现设备信息全过程管理为目的,结合学校实验室管理特点,论述了基于.NET构架的通用实验室设备管理系统的体系结构､系统开发的主要技术､系统功能的实现及系统在学校的应用｡

2开放实验室设备管理系统简介

2.1系统目标LEMS是以实现设备信息全过程管理为目的应用软件,包括:设备采购､验收､入库､借出､归还､日常运行检测､维修､异动､设备报废､设备信息统计分析等过程管理,切切实实地建立起以提高“效率”和“效益”为目标的现代设备管理工作平台｡

系统角色主要包括:系统管理员､一般管理员和普通用户｡对应各角色的用户主要有:系统维护员､设备管理人员､学院师生｡每个角色下可由系统管理员新建多个用户,角色与用户是多对多的关系｡系统管理员可以调整分配给各角色的功能模块,因此用户使用权限具有很大的灵活性｡

另外,通过使用该系统,师生可以快捷的查询实验室公用设备信息,通过填写设备借用申请单､维修表单,向设备管理员提出设备借用､维修申请,在管理员审核通过后,办理借用､维修手续｡

设备管理员可以管理系统数据库中现有设备信息,对每台设备购置､维修､借出､归还等活动进行全过程的记录和管理;设备管理员可根据设备的购置时间､类别､型号等信息进行实时查询,及时了解设备的数量､运行状况及分配情况等,为设备购置､维修､分配提供强有力的数据支持｡

2.2系统特色

* 安全性高｡具有权限管理和数据管理机制与安全措施,禁止和预防非法用户访问程序和读取数据,拥有自己独立的数据备份､转储及恢复机制｡

* 容错性强｡操作错误或数据错误能及时､自动提示,自动对有效数据进行规范化检查｡

* 实用性高｡坚持以用户实际需求为指导｡

* 操作简单､灵活｡如对设备入库提供数据导入功能,充分利用原有EXCEL数据,以便加快录入速度,减少工作量｡

* 技术先进｡但不盲目追求最新技术,以保证开发进度,保持系统稳定｡

* 配置灵活,可扩展性好,可移植性好｡基于组件的开发模式,可方便的添加､卸载系统模块,基于标准的HTTP/IP协议,使得重用业务逻辑和界面逻辑非常容易｡

3系统技术方案设计

3.1系统体系结构设计

LEMS的设计与开发,是以学校实验室设备管理为背景,以软件工程原理为指导,针对实验室设备管理的业务流程和信息流提出的｡系统以.NET作为开发工具,结合B/S模式的特点,采用数据库､计算机网络､面向对象的分析和设计方法､组件等技术开发｡系统程序与数据库只需在服务器上安装,客户端只要自身的操作系统和浏览器即可｡用户通过浏览器,直接对服务器上的数据进行操作,极大地方便信息资源的共享和统一管理､软件的维护和升级｡

3.2系统功能模块

LEMS主要包括9个主要模块｡

* 系统管理:包括系统设置､角色管理､权限管理､功能模块管理这四个子模块｡

* 基础数据管理:维护设备类别､设备生产商､供应商及维修商等信息｡

* 设备综合管理:对设备内部转移､价值变化､保管人变化､设备入库､报废､转移､借出､归还等进行动态管理｡

* 设备运行管理:设备使用过程中数据｡

* 公用设备管理:公用设备的借用､归还等｡

* 专用设备管理:专用设备借用(借用协议书)､转移､归还的管理｡

* 实验室管理:各实验室信息管理｡

* 设备统计分析:按管理要求进行分析｡

* 系统维护:管理各种日志数据(登陆日志､操作日志､系统日志),系统监控等｡

3.3体系结构建立的原则

LEMS在.NET体系结构的选择上,采取了OOA与 OOD的方法,它基于以下几个原则:

* 尽量创建可重用代码｡在确认体系结构和基础代码将要提供什么样的服务时,最重要的任务就是找出那些通用的､可重用的任务,这些任务将被不同的程序模块调用｡

* 加强设计模式与最佳实践｡在设计LEMS体系架构时,采用自底向上的设计方法｡对底层进行了最佳模式设计｡

* 提供通用功能｡提供一个健壮体系结构的另一种益处就是能够被其他组件共享的有用功能,比如定义一些异常类､日志类､页面类等,所有的基页面都继承自这些类｡

3.4CMP数据处理模式

在体系结构的数据访问部分,LEMS采用托管容器式持久性(Container-Managed Persistence,CMP)方式,在这种设计模式下我们不必考虑数据从何处来,以何种方式存放｡

在传统的数据服务组件中,有一些帮助开发人员创建和执行存储过程的方法,在更为高级的实现中,可以找到存储过程缓存､SQL语句存储等例程,甚至包括连接和过程工厂等,把创建和执行存储过程进一步抽象｡

从表面上看,CMP是一种这样的模式:系统中的所有数据对象都不考虑数据的访问方法,所有的业务对象都是纯粹的业务对象,它们维护业务数据并根据业务规则判断这些数据是否正确｡业务对象和数据访问层没有丝毫联系｡在这种模式下,容器是一个类,它的任务是得到一个未知数据源的业务对像实例,并且进行数据操作,这里的操作指CRUD(Create､Retrieve､Update､Delete)4种数据操作中的任一种｡基本的流程如下:

* 业务对象被其他某些控件调用,例如被WEB页面的后台编码调用;

* 业务对象创建一个容器和一个持久对象,也就是一个以托管容器式持久性方式运行的对象;

* 然后业务对象调用容器上的相关SELECT､INSERT､UPDATE､DELETE方法来执行实际的数据访问｡

图1说明了CMP如何嵌入到整个系统的体系结构中｡

图1CMP和系统的整合采用CMP的体系结构的一个巨大的好处就是整个业务对象中间层不再依赖于任何数据源,它的工作仅仅是维护和验证数据,数据可以来自于SQL SERVER数据库､Oracle数据库或XML文件｡

4结论

基于.NET的“开放实验室设备管理系统"在湖南大学软件学院的应用,得到了实验室老师的好评,实现了系统设计的目标:减少数据查找､传递､检查､核对的时间,提高了工作效率,规范了管理流程,实现了信息数据共享和设备台帐的数据统一,为实验室的管理决策提供强有力的数据支持｡当然,目前只是应用的一个开端,随着实验室管理模式和管理体制的不断完善,设备管理系统也会随之更加完善｡

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。