基于WEB的開放實驗室管理信息系統設計與實現

李秀蘋

（西安外事學院，陜西 西安 710077）

0 引言

對于高校開放實驗室，要想從根本上解決開放實驗室存在的問題，就必須開發一套先進的管理信息系統來輔助開放實驗室的管理，首先該管理信息系統能對開放實驗室管理業務的各個環節進行科學的管理，滿足不同業務的需求，其次系統要求穩定可靠，可以防止非法用戶入侵，對于合法用戶管理信息系統界面應非常友好，易于操作。再次管理信息能夠與校園內其它系統進行融洽對接。最后系統的功能應易于擴展，擴充，便于以后修改?；赪EB的開放實驗管理系統應結合本校特點，本著實用，高效的原則，真對不同的用戶，從用戶角度出發，滿足不能用戶的需求。

1 系統總體結構設計

基于WEB的開放實驗室管理信息系統，在需求分析的基礎上對信息系統進行總體架構的設計，系統總體架構設計的好壞直接關系到開放實驗室管理信息系統的成敗，所以系統總體架構應滿足層次清晰，安全性好，易于擴展，易于管理，來滿足開放實驗室管理信息系統的需求?；赪EB的開放實驗室管理信息系統采用三層體系結構進行即客戶端，WEB服務器，數據庫服務器。為此在邏輯架構上表現為用戶終端，校園網WEB數據器，數據庫服務器。在應用架構上通常分為三層，表示層，中間層，數據層，表示層展現的是終端的用戶界面，如實驗預約等，中間層實際上完成的是業務處理邏輯，當客戶端需要進行數據訪問，或進行復雜的計算時，就會將請求發送給中間層，中間層接到請求后就將請求發送給數據庫服務器，數據庫服務器完成相應的操作，并將操作結果逐級返回給客戶端。這種在邏輯架構和應用架構上清晰的分層，有利于開發人員的理解與開發，這種結構清晰明了，不易出錯。如圖1-1所示：

圖1-1 系統總架構圖

2 功能模塊的設計

基于WEB的開放實驗室管理信息系統總體的功能是在滿足多用戶使用的基礎上為開放實驗室提供一個安全可靠方便管理的信息系統。從而提高開放實驗室管理的工作效率，使得管理人員從繁重的管理工作中解放出來，做好開放實驗前的準備工作，提高實驗教學質量。根據需求分析，基于WEB的開放實驗室管理信息系統具有實驗預約功能，可以將該模塊的名稱命名為開放實驗預約管理，該模塊可以提高實驗儀器設備的利用率，提高學生的實踐動手及創新能力。該管理信息系統也應具有在線答疑功能，可以將該模塊名稱命名為在線答疑管理，該模塊可以實現文件共享，提出疑難問題，進行在線實時交流等?；赪EB的開放實驗室管理系統可以實現課內實驗教學的管理，可以將該模塊命名為課內實驗教學管理模塊，該模塊可以實現實驗課表的管理，實驗成績的管理，實驗報告管理等課內實驗教學管理的功能。該系統還應實現實驗設備管理功能，可以將該模塊名稱命名為實驗設備管理模塊，實現實驗設備的統一管理，進行實驗儀器設備重組，合理整合資源，避免實驗儀器設備重復購置，為每年上報的實驗室利用率，資產統計等提供了有利的數據。實驗設備管理模塊也可以實現資產管理，實驗設備的檢索，實驗設備的維護等?；赪EB的開放實驗室管理系統還應實現實驗信息的維護功能，保證實驗信息的完整性和安全性，還應實現常用信息的便利修改，可以將該模塊命名為實驗信息維護模塊，包括數據庫的維護，基本信息維護等?；赪EB的開放實驗室管理系統的功能模塊結構模型如圖1-2所示。

圖1-2 功能模塊結構圖

基于WEB的開放實驗室管理信息系統包含五大功能模塊，形成五大管理子系統，開放實驗預約管理子系統，在線答疑管理子系統，課內實驗教學管理子系統，實驗設備管理子系統，實驗信息維護子系統?；赪EB的開放實驗室管理信息系統中各大模塊的設計模式、設計思路和設計流程基本相似，限于篇幅問題，現以開放實驗預約管理子系統為例進行詳細講解。

3 開放實驗預約管理子系統的設計

開放實驗預約管理模塊：該模塊包括實驗預約，公告管理，教師管理，學生管理等主要模塊，根據角色的不同實現不同的功能。

管理員在開放實驗預約管理模塊中：

（1）可進行開放實驗項目管理，為教師進行實驗批次管理打下基礎。

（2）管理員還可以進行公告管理，發布一些跟實驗有關的公告及實驗室的一些規章制度，為學生進行查看打下基礎。

（3）管理員還可進行教師管理和學生管理，當老師或學生密碼忘記時可以幫他們恢復密碼信息。

（4）管理員也可查看教師或學生的信息，當需求查找某位老師或學生時，可以進行查找等。

教師在開放實驗預約管理模塊中：

（1）可以進行開放實驗預約項目批次管理，為學生進行開放實驗預約打下基礎。

（2）教師也可查看公告，查看學生信息。

（3）教師還可進行實驗預約確定，打印自己的課表，打印預約學生信息。

（4）教師還可進行批改學生上傳的實驗報告，給出實驗成績。

（5）教師也可進行信息的維護，修改密碼。

學生在開放實驗預約管理模塊中：

（1）可以進行查看預約實驗根據需求進行實驗預約。

（2）預約成功后，學生可以打印預約實驗課表。

（3）實驗完成后學生還可以上傳實驗報告。

（4）還可以查看實驗成績，查看實驗公告。

（5）學生也可進行信息的維護，修改密碼等。

學院領導在開放實驗預約管理模塊中：

（1）可以查看預約實驗開放情況。

（2）可以進行公告查看，教師信息，學生信息查詢等。

給出該模塊核心用例的用例如圖1-3所示：

圖1-3 核心用例圖

根據開放實驗預約管理子系統的核心用例，進行設計，設計出系統的類圖及時序圖，實現時采用B/S開發結構模式，運用面向對象的基本思想，在Visual Studios 2008開發環境下進行的，使用C＃開發語言，采用ASP.NET 2.0技術，在進行界面開發設計時采用了母版頁技術，母版頁的應用使得整個系統界面風格統一，系統后臺數據庫采用的是微軟公司的SQL Server 2005數據庫，采用ADO.NET技術實現前端應用程序與后臺數據庫的連接，實現了開放實驗預約管理、在線答疑管理、課內實驗教學管理、實驗設備管理、實驗信息維護管理等主要的功能模塊。系統該功能的實現促進了開放實驗室的管理效率的提高，減輕了管理人員的工作負擔，同時也提高了實驗儀器設備的利用率，學生也可結合自身時間進行實驗，這樣也就大大提高了實驗的積極性。

4 測試

4.1 集成測試

基于WEB的開放室管理信息系統在進行了單元測試后又進行了集成測試，集成測試是單元測試的復測過程，是把每一個功能模塊放在一起，看整體功能是否實現，功能模塊之間是否存在沖突，全程數據結構上是否存在問題?；赪EB的開放實驗室管理信息系統由五個子系統組成，在進行測試時首先對每一個子系統的功能模塊進行集成測試，測試完成后再與其它子系統進行組合，進行集成測試，在進行測試時從不同的角色出發來進行測試。

基于WEB的開放實驗室管理信息系統在進行測試時，選擇的是自頂向下的集成測試方法，根據不同的角色，進行主控模塊的測試，然后自頂向下進行每個子系統的測試，然后再對子系統中的功能模塊進行測試。這種自頂向下的集成測試方式選用的是深度優先的結合方式。如圖1-4所示。

圖1-4 深度優先測試圖

基于WEB的開放實驗室管理信息系統中包含了五大功能模塊，測試系統是否實現了五大功能模塊的功能，然后對每一個功能模塊進行測試，如對開放實驗預約管理模塊進行測試，測試該模塊的功能是否實現，然后再對該模塊的具體模塊進行測試，測試每個具體模塊的功能是否實現，同時還要共存測試，測試功能模塊是否可以兼容共存，避免沖突出現。采用集成測試方法可以方便使用一組實際數據測試，方便實現系統中的某一個完整功能，方便查看系統的總體功能是否實現，避免功能模塊共存時產生的沖突。

4.2 系統測試

最后就是系統測試，系統測試的內容包括很多，包括功能測試，性能測試，異常處理測試，模擬運行環境測試，用戶確認測試等。主要是采用黑盒測試方法進行，確定基于WEB的開放實驗室管理信息系統是否按照基本設計說明書的要求實現了系統所有功能和性能?；赪EB的開放實驗室管理信息系統在Linux操作系統及Windows操作系統下進行測試，測試該系統是否適應不同的操作系統環境。在進行測試時采用接近實際的應用數據進行測試。分別以不同的角色進行該系統，測試該系統是否滿足整個系統需求?；赪EB的開放實驗室管理信息系統的設計與實現在功能測試上采用的是以不同角色進行系統進行了功能模塊的測試，經過測試該系統完成了功能設計說明書的要求。在性能測試上采用的是組織一個班50人的學生進行同時登陸該系統，查看系統的性能，經測試發現該系統性能還好，能正常訪問。操作性測試，在組織的50名學生中經調查發現表示易于操作的有48名，有2名學生提出了自己的個性化觀點。異常處理測試，組織部分學生進行錯誤數據錄入查看系統容錯能力，發現系統的容錯能力正常，測試網絡設備發生異常時，服務器上該系統運行正常，校園網發生異常，僅影響校園用戶的使用，該系統仍運行良好。兼容性測試，將該系統與其它系統同時運行時，沒有發現異?，F象。通過各種系統測試發現系統功能、性能、容錯性均良好。

5 結論

本課題所開發的基于WEB的開放實驗室管理信息系統是一個復雜的綜合的管理信息系統，該系統的開發將有助于高校開放實驗室的管理，解決了目前軟件管理或手工管理存在的弊端，它利用現有的實驗室資源，在校園網的基礎上實現了開放實驗預約，師生在線交流，軟硬件資源共享，促進實踐教學的綜合的信息處理平臺的發展。

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[3]何勇.武警成都指揮學院教務管理系統設計及實現：[碩士學位論文].成都：電子科技大學，2009-11-20