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计算机实验室综合信息管理系统设计与实现摘要:本系统采用C/S结构,ASP为开发语言,SQL Server 2000为数据库,基于Windows平台来进行设计与开发。
本文主要阐述了计算机实验室管理系统的作用,存在的问题,管理系统的设计方法和实现的功能。
关键词:计算机实验室管理信息设计功能本系统采用C/S结构,ASP为开发语言,SQL Server 2000为数据库,基于Windows平台来进行设计与开发。
为更好地完成实验教学任务、充分利用计算机软硬件资源,开发先进的计算机实验室管理系统,建立规范化、信息化管理模式已成为实验室的趋势。
1 计算机实验室管理系统的作用计算机实验室管理系统的作用主要分三个方面。
1.1 课程管理主要包括计算机实验室课程排序,教师、班级与相应科目的安排顺序,学生作业的布置与回收等信息。
1.2 设备管理主要对计算机设备进行有效管理,系统通过对设备登记、条码打印、设备维修、设备调拨、设备借出与归还、保修预警和报废提醒、设备报废等实现计算机设备的全寿命管理。
1.3 学生课后时间使用管理主要包括上机卡的发放、计时的基本方式、读卡器的设置、上机情况的登记与统计等。
2 计算机实验室管理的存在的问题2.1 环境存在的问题由于计算机实验室是提供给全体学生上课使用,所以,课程安排多,使用频率密集,上机人员大多不愿意换鞋就进入实验室,空气质量差,灰尘在计算机内部不断积累,容易引起电路板老化和损坏。
因为计算机实验室使用空调,环境比较干燥,极易引起静电的产生,容易导致计算机硬件故障的发生。
2.2 计算机硬件故障多由于灰尘、温度、使用时间、机械磨损等因素,计算机实验室的硬件故障经常出现,给日常的实验教学工作带来了影响。
2.3 计算机系统及软件故障率高计算机实验室承担的教学任务重,为满足教学要求,每台计算机需安装多种操作系统,而每种操作系统又要安装各种应用软件。
这使得重新安装一台计算机系统要花费很长时间。
开放式实验管理系统的设计与实现1开放式实验管理系统开放式实验管理系统（Open Laboratory-Management System）是一种用于支持实验室管理，并实现实验室资源共享与研究协作的系统。
它是由计算机与网络通信系统构建而成，要在实验室显著提高实验室管理效率、推动实验室研究内容协同整合、提高研究工作质量水平、保护实验室研究结果和促进实验室社会影响力。
2设计与实现实验室管理系统的设计是一个多层次的系统构建，考虑到可靠性与互通性，有许多设计步骤需要考虑，其中包括元数据管理、项目管理、用户管理、任务管理、数据管理、安全管理等。
1)元数据管理：建立数据中心，收集并组织实验室的实验结果、实验数据、实验文件等，以便在实验室的多人协同研究中形成一个有序的数据库，提供一个便捷的信息查询系统。
2)项目管理：在实验室中，多个实验者可能进行多个研究项目同时运行，因此为管理多个研究项目，需要设置项目管理，它可以把多项目信息进行归类，方便管理。
3)用户管理：通过设计用户管理策略，可以管理每个实验室成员，实现对每个用户不同功能和系统版本的控制，从而保证系统的安全性。
4)任务管理：在实验室中，多名实验者可能要执行多个任务。
为了管理这些任务，需要建立任务管理系统，对实验室活动进行计划，指派任务，并实时追踪记录等相关信息。
5)数据管理：实验室的大多数研究是基于数据的，从实验室数据的采集、保存、存储和管理等，都要依赖于专业的数据管理系统，使实验室的数据能够处理、存储和共享。
6)安全管理：开放式实验室安全管理，包括对实验室人员、设备、服务器、实验结果、数据进行管理。
为了保障实验室内数据传输的安全性，实施强制的数据安全技术管理，同时也应加强实验室内各种安全管理的实施。
以上几个步骤是实验室管理系统的设计，而实现开放式实验室管理系统，最主要的是需要建立一种适合实验室业务管理的网络，以及设计一种可以适应实验室业务变化的软件管理系统，比如可以使用Web 开发技术构建网络，使用XP等软件技术构建管理系统，然后在软件部署实施环节中，将软件与网络系统相结合，运用把网络技术与软件技术结合起来，从而实现开放式实验室的设计与实现。
目录第1章.绪论 (3)1.1 引言 (3)1.2 相关技术概述 (3)1.2.1 技术简介 (3)1.2.2 数据库技术简介 (5)1.2.3 C#简介 (6)第2章．系统需求分析 (7)2.1系统功能需求 (7)2.2系统性能需求 (8)2.3系统属性需求 (8)2.4系统硬件环境 (9)第3章．系统概要设计 (10)3.1本系统的架构设计 (11)3.2实验项目管理概要设计 (12)3.3实验预约功能概要设计 (12)第4章系统详细设计 (14)4.1 平台基础代码 (14)4.1.1 数据库连接和操作 (14)4.1.2 数据操作 (16)4.2实验项目管理详细设计 (17)4.3实验预约功能详细设计 (18)4.3.1.公告栏的设计 (18)4.3.2.实验预约设计 (19)4.3.3 实验安排的设计 (21)4.3数据库设计实现 (22)4.3.1 数据库概要设计 (22)4.3.2 创建数据库表 (25)第5章．系统的模块测试 (29)5.1实验项目管理模块测试 (29)5.2实验预约模块测试 (29)第六章．结论 (43)参考文献 (33)谢辞 (34)附录A 外文翻译－原文部分 (35)附录B 外文翻译－译文部分 (38)附录C 主要源程序 (40)第1章.绪论1.1 引言随着计算机技术、网络通信技术、多媒体技术的迅速发展，人类进入了信息时代，办公自动化、管理系统化已成为衡量一个国家，一个企业现代化水平的尺度。
高校的实验中心——高等教学实验的基地，理应拥有先进的实验设备和完备的管理体系。
开放实验室管理信息系统构筑于计算机网络之上，支持局域网与广域网的网络接入。
根据在开放实验教学中的角色，包括学生、教师、系统管理员等不同用户，可以有不同的使用权限与使用方式，有效地替代了原有的人工管理模式。
随着计算机网络的普及基于网络的开放实验室管理信息系统成为今后实验教学管理的发展方向。
开放式实验室管理信息系统的主要作用，就是通过中心数据库的综合管理功能，利用网络交互技术和实验设备自动管理技术，实现对实验室的自动化管理并方便学生和老师对实验设备的有效利用。
系统分析与设计课程设计题目计算机实验室信息管理系统学生姓名指导教师学院完成时间2013.12.201.前言 (3)1.1 系统必要性分析 (3)1.2 系统可行性分析 (3)2.需求工作流 (4)2.1 构建业务模型 (4)2.1.1 数据流图 (4)2.2 系统需求 (7)2.2.1 用例图 (7)2.2.2 活动图 (11)3.分析工作流 (14)3.1 类建模 (14)3.2 状态图 (15)3.3 顺序图 (16)3.4 包图 (22)4.设计工作流 (22)4.1 类图详细设计 (22)4.2 数据库设计 (24)5.系统实现 (27)5.1 界面设计 (27)6.总结 (32)1.前言1.1 系统必要性分析随着以信息技术为代表的现代科技时代的到来，现代信息管理手段已经渗透到社会的各行各业。
同样，高校的实验室管理手段也随着信息技术的发展而不断变革和完善。
网上计算机实验室管理作为实验室管理系统的一项功能，可以利用现代化信息技术解决计算机实验室预约过程中出现的问题，改善计算机实验室预约以及设备管理长期处于手工状态的落后局面，提高管理水平和效率。
教师和教学管理人员可以通过计算机实验室管理系统进行教学资源查询和预约功能办理，从而使得现有计算机上机课进行的更加高效规范。
以前学校计算机实验室的预约主要是采取手工操作，先由教师提出预约申请，经学院同意后送教务处，再由教务处根据其所需实验室的类型、使用人数和时间，在课表中查找，对于符合条件的标注记号后，签发实验室预约单。
整个程序繁琐费时、效率低，还时常出现差错，造成实验室预约上的冲突。
尤其是近年来，随着我国高等教育的不断发展，高校办学规模不断扩大，学生人数迅速增加，计算机实验室需要管理的对象日益多样化。
在此背景下，原有的实验室管理模式已不能再满足高等教育发展的需要。
所以开发一套计算机实验室的管理系统是十分有必要的，可以大幅度提高学校的计算机实验课管理效率，方便教师更合理的安排实验课日程。
1.2 系统可行性分析1.2.1 经济可行性系统的开发成本和今后的运行、维护成本都较低。
这些成本远远低于系统投入使用后给高校带来的实际经济效益，同时还会大大提高高校实验室管理的效率，所以经济上是可行的。
1.2.2 技术可行性计算机实验室管理系统使用JSP开发语言，调试相对简单。
当前的计算机硬件配置也完全能满足开发的需求，因此在技术上是可行的。
1.2.3 运行可行性本系统的开发，是典型的Mis 开发，主要是对数据的处理，包括数据的收集，数据的变换，及数据的各种报表形式的输出。
采用流行的JSP+Sqlserver2000体系，今后运行维护对于主机的要求很低，所以开发完成后，进行运行和维护是可行的。
2.需求工作流2.1 构建业务模型2.1.1 数据流图图2-1 数据流图顶层图计算机实验室主要有三个使用对象，分别为实验室管理员，教师和学生。
其中实验室管理员和教师可以向实验室管理系统写入信息同时可以查看实验室管理系统中信息。
学生可以通过实验室管理系统查看信息。
1实验室管理实验室管理员教师学生图2-2 数据流图0层图实验室管理系统又可以细分为三个加工，分别为用户管理，实验室相关信息管理(包括基本信息和设备信息)，和实验室预约管理。
实验室管理员可以通过用户管理模块增删改查用户信息，同时用户管理模块根据实验室管理员的输入存储相应的用户信息。
实验室相关信息管理加工可以处理管理员的对实验室相关信息的增删改查操作，同时教师可以查看实验室的相关信息。
实验室预约管理加工可以处理教师提出的实验室预约使用请求，同时管理员可以处理这些预约请求，并通过该加工将审核结果反馈给教师。
图2-3 数据流图1层图0继续细分加工之后，形成了一层图，图2-3显示了登录验证的加工，3类使用人员通过登录验证加工的验证之后进入各个相应的管理界面。
实验室预约信息1实验室信息管理实验室管理员教师2实验室预约管理学生3用户管理使用人员1登录验证2显示界面图2-4 数据流图1层图1用户管理可以细分为用户存储，用户信息显示，用户信息修改，其中管理员可以增删改查用户信息，学生和教师可以改查个人信息。
图2-5 数据流图1层图2用户信息1用户存储实验室管理员2用户信息显示教师/学生个人信息修改实验室基本信息实验室管理员1实验室信息存储2信息显示教师3实验室设备存储学生4软件安装申请5申请审核6设备损坏记录实验室相关信息管理可以细化出6个加工，实验室管理员将实验室信息通过实验室信息存储加工存入实验室基本信息表中，并通过信息显示加工显示相关信息，教师和学生可以查看相关信息。
实验室管理员可以将实验室的设备信息通过实验室设备信息及其对应的实验室等信息存入实验室设备存储表。
教师通过设备损坏记录加工记录设备损坏情况，并存入设备损坏记录表。
教师通过软件安装加工提出软件安装申请，管理员通过申请审核加工审核安装申请，同时将审核信息反馈给教师。
图2-6 数据流图1层图3实验室预约数据流图如上图所示，细化出了四个子加工，教师通过预约单填写加工提交预约信息，实验室管理员查看预约信息，通过预约单审核加工审核预约信息，同时存储实验室使用记录，并将审核信息返回到实验室占用情况显示加工，教师可以查看实验室审核情况。
教师通过实验室通知加工发布实验室上机信息，学生从实验室通知加工获取实验室上课通知。
2.2 系统需求 2.2.1 用例图教师1预约单填写2预约单审核实验室管理员3实验室占用情况显示4实验课通知学生用户信息修改软件预装审核实验室信息查询图2-7 管理员用例图管理员相关的用例如上图所示，有七个基本用例，分别为实验室基本信息维护、用户信息维护、设备信息维护、预约审核、损坏设备管理、查询以及登录验证用例。
实验室基本信息维护用例包括三个用例，分别为基本信息添加、基本信息修改、基本信息删除，通过这三个用例管理员可以对实验室的基本信息进行增删改操作。
用户信息维护和设备信息维护用例同样也包括三个用例，管理员可以通过这些用例来对用户信息以及设备信息进行增删改操作。
预约审核用例可以泛化出两个用例，分别为实验室使用申请审核和软件预装审核用例。
查询用例可以泛化出实验室信息查询，设备查询以及用户查询三个用例。
损坏设备管理用例用于管理员对实验室损坏的设备进行管理，这个用例依赖于设备信息维护用例。
登录验证用例用于验证管理员的身份，其余六个用例都依赖于登录验证用例，只有以管理员的身份登录系统，才能执行其余留个用例。
图2-8 教师用例图 教师相关的用例如上图所示，有六个基本用例，分别为预约单填写、损坏单填写、上机课公告发布、个人信息维护、查询、登录验证。
预约单填写用例可以泛化出两个用例，分别为实验室使用预约单填写和软件预装预约单填写用例。
用于教师填写预约单，申请使用实验室。
损坏单填写用例用于教师对于实验课后设备的损坏情况进行记录。
上机课公告发布用例用于在教师申请实验室成功之后发布上机课信息。
个人信息维护用例用于教师修改一些个人的信息。
查询用例可以泛化出两个用例，分别可以进行实验室信息查询和设备查询。
登录验证用例用于验证教师的身份，其余五个用例都依赖于登录验证用例，只有以教师的身份登录系统，才能执行其余留个用例。
3 学生用例图实验室信息查询设备查询个人信息维护上课信息查看图2-9 学生用例图学生相关的用例如上图所示一共有三个用例，分别为个人信息维护、登录验证、上课信息查看用例。
个人信息维护用例用于学生修改一些个人信息。
上机课信息查看用例用于查看教师发布的上机课信息。
登录验证用例用于验证学生的身份，其余两个用例都依赖于该用例。
4 整体用例图图2-10 整体用例图整体用例图如上图所示，实验室管理员的预约审核以及损坏设备管理用例分别依赖于教师的预约单填写用例和损坏单填写用例。
学生的上课信息查看用例依赖于教师的上机课公告发布用例。
2.2.2 活动图1 信息维护活动图实验室管理员进行信息维护的活动图如下图所示，首先管理员登录系统，判断登录是否成功，若不成功回到登录系统页面若成功则显示管理界面。
进入管理界面之后可以管理实验室的各项信息也可以查询各项实验室信息。
管理员点击注2 实验室使用预约活动图实验室使用预约流程活动图如下图所示，教师首先查看空闲的可供使用的实验室，可以预约这些实验室，在数据库中存储相应的预约单，由实验室管理员审核预约申请。
如果预约申请审核通过则在数据库中存储实验室使用记录表，显示预约成功。
教师看到预约成功的通知之后发布实验室上课通知，整个预约流程结束。
如果审核不通过，则直接显示不成功，整个预约流程结束。
软件条目，并在对应的实验室中安装软件同时通知教师软件安装成功。
如果审核过预约类来预约实验室，通过查询类来查询信息，通过公告类来发布公告和查看公告，通过登录类来登录系统。
图3-1 实验室管理系统类建模3.2 状态图实验室管理系统的状态图如下图所示，首先登录系统，若登录失败则返回登录界面，若登录成功，判断登录的身份，以管理员身份登录成功则进入管理员管理界面，点击设备维护可以对实验室的设备进行维护(包括增删改查操作)，提交维护内容，显示相应的信息，并返回管理员管理界面，其他信息维护同理。
点击预约单审核，则审核相应的预约单，并将审核结果写入数据库。
若以教师身份登录成功，则可以点击查看实验室各项信息，可以提交审核/损坏单，并查看审核状态，若审核成功则发布上课通知，进入实验课上课信息发布界面，并将上机课信息写入数据库中。
学生身份登录成功可以查看实验课上课信息。
最后点击注销之后，整个流程结束。
图3-2 实验室管理系统状态图3.3 顺序图3.3.1个人信息管理个人信息管理顺序图如下图所示，首先用户登录系统，进入管理主界面，点击个人信息维护之后，进入个人信息管理页面，填写相关的修改信息，通过Control层将修改写入数据库，并返回更新后的结果，最后将更新的结果在个人信息列表展示出来。
图3-3 个人信息管理顺序图3.3.2上机课信息发布上机课信息发布顺序图如下图所示，教师登录系统后进入教师管理主界面，点击上机课信息发布后进入上机课发布界面，通过Control将上机课信息写入数据库，并返回更新后的信息，最后将更新后的上机课信息展示在上机课信息列表中。
图3-4 上机课信息发布顺序图3.3.3实验室设备管理实验室设备管理顺序图如下图所示，首先管理员登录系统，进入管理员管理主界面，点击实验室设备管理之后，通过Control将相关的实验室设备维护信息写入数据库，并返回相关的信息，并在实验室设备信息列表中展示出更新的信息。
图3-5 实验室设备管理顺序图3.3.4实验室信息管理实验室信息管理顺序图如下图所示，首先管理员登录系统，进入管理员管理主界面，点击实验室信息管理之后，通过Control将相关的实验室维护信息写入数据库，并返回相关的信息，并在实验室信息列表中展示出更新的信息。
