高校實驗室設備管理系統(tǒng)的設計研究

趙高麗

摘要：該文是研究實驗室設備管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)，通過了解高校對于實驗室設備管理的功能需求以及業(yè)務流程之后，以提高實驗室設備管理效率為目標，使用ASP.NET架構實驗室設備管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)面向的對象是管理員，教師和學生。管理員實現(xiàn)的功能主要是：系統(tǒng)配置管理，設備信息管理，注冊用戶管理，實驗室管理，借用記錄管理和預約記錄管理。教師實現(xiàn)的功能主要是：個人資料管理，設備借用管理和實驗室預約管理。學生實現(xiàn)的主要功能是：個人資料管理和實驗室管理。

關鍵詞：實驗室設備；高校實驗室；設備管理

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）22-0073-03

高校的教學體系包括理論教學和實驗教學兩部分。高校實驗室作為高等學校進行實踐教學、科學研究的主要基地。實驗儀器、實驗設備較多，很多學校仍采用傳統(tǒng)的實驗人員手工管理，耗費了大量的人力、財力和物力并且管理比較混亂，因此，高校需要一個完善的實驗室設備管理系統(tǒng)來加強對實驗設備的管理。因此本文將研究實驗室設備管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)，為高校實驗室設備管理系統(tǒng)的建立奠定了一定的基礎。

1 設計的目的與需求

本系統(tǒng)主要是通過了解學校對于實驗室設備管理的功能需求以及業(yè)務流程之后，運用ASP.NET架構實驗室設備管理系統(tǒng)。系統(tǒng)不僅能夠極大提升管理實驗室設備的效率，而且能夠?qū)崿F(xiàn)學校對實驗設備的高利用率，進而推進高校實踐教學的高效率運轉(zhuǎn)。通過運用.NET技術和軟件工程的理論知識，設計出基于B/S結構的實驗室設備管理系統(tǒng)，實現(xiàn)學校實驗設備的高利用率，提高工作人員的工作效率，促使高校實踐教學的高效率運轉(zhuǎn)。

1.1 系統(tǒng)的功能需求分析

1.1.1 系統(tǒng)性能的需求范圍

本系統(tǒng)設計初對管理員、教師和學生的功能需求進行了調(diào)研。管理員的功能需求主要包括：系統(tǒng)配置管理、注冊用戶信息審核、學生的資料管理、設備信息管理、借用記錄管理、實驗室管理和預約記錄管理。教師的功能需求主要包括：教師個人資料的管理、實驗室設備借用管理、實驗室預約管理。學生的功能需求包括：個人資料管理、實驗室管理。

1.1.2 管理員的功能需求

1）系統(tǒng)配置管理：能夠?qū)崿F(xiàn)對管理員和教師用戶的添加，并且可以對其進行刪除、修改的操作。

2）設備信息管理：顯示出實驗室已經(jīng)存在的實驗設備的信息，并對其進行管理；

3）注冊用戶管理：能夠?qū)崿F(xiàn)對新注冊用戶信息進行審核，并對其進行相應的管理；

4）借用記錄管理：通過編號，名稱，類別，借用人等，查詢借用記錄；

5）實驗室管理：能夠?qū)嶒炇倚畔⑦M行添加，查詢進行編輯操作；

6）預約記錄管理：對預約信息進行管理。

1.1.3 教師的功能需求

1）個人資料管理；修改用戶的基本資料；

2）設備借用管理；對設備借用進行登記及查詢；

3）實驗室預約管理：對實驗室的預約及查詢實驗室使用情況。

1.1.4 學生的功能需求

1）個人資料管理：查詢、修改個人的基本資料；

2）實驗室管理：查詢實驗室的基本信息。

1.2 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設計

1.2.1 數(shù)據(jù)庫概念設計

在概念設計階段中，研究者需要把自己變?yōu)橛脩?，使其能夠從用戶的角度看待系統(tǒng)，理解用戶對于系統(tǒng)的不同看法，從而使其設計的系統(tǒng)更好的滿足用戶的需求。因此第一階段的概念模式就是反映用戶需求。第二階段則把已經(jīng)形成的概念模式轉(zhuǎn)換成邏輯模式。為了使系統(tǒng)設計的復雜程度降低，本設計采取了將概念設計從整個設計過程中獨立開來，使各階段的任務分開。使用這種方法可以保證其不受特定DBMS的限制。使用E-R方法進行數(shù)據(jù)庫的概念設計，需要進行三個步驟：首先設計出局部的E-R模式，其次把設計出的分部E-R模式整合成一個全局模式，最后再對全局的E-R模式進行優(yōu)化，得到最終的模式，即概念模式。

1.2.2 設計全局E-R模式

當局部E-R模式全都設計好之后，需要把其整合到一塊構成一個全局的E-R模式。全局的E-R結構不僅需要合理地表示一個完整、一致的數(shù)據(jù)庫概念結構而且必須支持所有的局部E-R模式。實驗室設備管理系統(tǒng)的全局E-R模式如圖1所示：

1）確定公共實體類型。多個局部E-R模式的合并，首先要確定各局部結構中的公共實體類型。在這一步中僅僅按照實體類型名和鍵來認定公共實體類型。通常把同名實體類型作為公共實體類型的一類候選，把具備相同鍵的實體類型作為公共實體類型的另一類候選。

2）局部E-R模式的合并。合并需要以公共實體類型開始，以加入獨立局部結構為結束。合并的原則是：首先進行兩兩合并；先合并那些在現(xiàn)實世界中有聯(lián)系的局部結構；

3）消除沖突。沖突可以分為三類：屬性沖突，結構沖突和命名沖突。而正是為了消除這些可能產(chǎn)生的沖突，使其能夠被全部用戶共同理解和接受的同一概念模型，因此設計全局E-R模式來代替局部E-R模式。

全局E-R模式的優(yōu)化。全局E-R模式整理完成后，需要進一步根據(jù)各個部分的需求對全局E-R模式進行優(yōu)化，從而達到提升數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的使用效率的目的。一個好的全局E-R模式，不僅應該滿足準確、全面地反映用戶功能需求的基本條件外，還應盡量使實體類型的個數(shù)減少；實體類型重所含的屬性個數(shù)也要盡可能的少；實體類型間聯(lián)系無冗余等條件。

本系統(tǒng)主要是為了實現(xiàn)實驗室設備的信息化管理，提高實驗室設備的利用率，提高實驗室設備管理的效率。采用的主要是基于B/S結構的后臺操作模式，同時運用數(shù)據(jù)庫對數(shù)字化信息進行管理。并在Visual Studio上進行代碼的編譯，最終在瀏覽器上實現(xiàn)對系統(tǒng)的前臺操作。在實驗室設備管理過程中，用戶對于各個方面的需求不盡相同，本系統(tǒng)采用了E-R模式，將用戶的需求分開實現(xiàn)，首先形成各個局部模塊，再整和成一個完整的模塊。力求將用戶的所有需求滿足，并能夠清晰的展現(xiàn)在用戶面前。該系統(tǒng)的各個功能的說明如圖2所示。

2.2 系統(tǒng)模塊詳細設計及實現(xiàn)界面展示

2.2.1 登陸模塊

登陸模塊中可以使用該系統(tǒng)的人員為：管理員、教師、學生，三個角色的賬戶進行登陸認證。主要可以實現(xiàn)的功能為：當系統(tǒng)操作人員輸入了用戶名、密碼以及系統(tǒng)中的身份后，系統(tǒng)自動調(diào)取數(shù)據(jù)庫的信息，核對無誤后，操作人員方可進入系統(tǒng)并進行相關操作。若輸入的信息與數(shù)據(jù)庫中的信息不符，則該操作人員無法進入系統(tǒng)進行操作，從而確保了系統(tǒng)的安全。

2.2.2 系統(tǒng)配置模塊

系統(tǒng)配置部分的子項中包括管理員及教師信息查詢及添加。主要實現(xiàn)的功能是：管理員能夠添加管理員和教師信息，并可以對其賬戶信息進行修改和刪除的管理。但是教師并不能對此進行任何操作。保證了管理員的最高權限。

2.2.3 設備信息管理模塊

設備管理模塊的子項中包括設備類別的添加、設備類別的查詢、設備信息添加、設備信息查詢四個方面。此模塊是實驗室設備管理的核心部分。管理員可以對按照設備類別的不同分門別類的將各設備添加到不同設備類別中，防止出現(xiàn)設備管理混亂的情況。

該模塊的另一個功能是對設備信息的添加以及對設備信息的管理。管理員可以添加新設備的圖片、進價、型號等并可對其進行修改、刪除。

2.2.4 學生信息管理模塊

該模塊中只包含了一個功能即管理員對學生信息的管理。學生在登陸界面進行注冊，填入系統(tǒng)要求的信息。該信息在這個模塊顯示，管理員對學生的信息進行查看，如果符合要求則審核通過，學生方可以登陸該系統(tǒng)進行操作。否則該生注冊失敗，無法登陸該系統(tǒng)進行操作。

2.2.5 實驗室管理模塊

該模塊的主要內(nèi)容包括兩個部分即實驗室的添加和實驗室信息管理。管理對實驗室的情況進行說明，并在界面上顯示出該實驗室是否被預約或使用。方便教師用戶對實驗室預約。

2.2.6 借用和預約記錄管理模塊

這是兩個模塊，而其設計思想大致相同，因此放在一起說明。借用記錄管理模塊主要是對借用的設備儀器的記錄，其包括借用人、借用時間、歸還時間和審核。借用設備需要管理員的審核，管理員審核通過方可借出，否則不能借出。實驗室預約記錄管理模塊面向的是教師。教師登錄系統(tǒng)后，在該模塊對實驗室的信息進行查詢和預約，然后通過管理員的調(diào)控從而實現(xiàn)對實驗室的使用。

2.2.7 銷毀記錄管理模塊

該模塊的主要內(nèi)容是設備的銷毀和對銷毀情況的記錄。當出現(xiàn)損壞的設備時，管理員有權限對此設備進行銷毀，但是必須記錄清楚銷毀事由，該銷毀的設備記錄在系統(tǒng)內(nèi)，方便實驗室的管理。

3 總結

本系統(tǒng)是一個實驗室設備管理平臺，使用ASP.NET+SQL的模式定制的一個小型設備管理平臺，從功能上看，較為完整。系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)庫存儲各種數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了使用戶通過Web界面添加信息，操作系統(tǒng)的功能，同時在該界面允許用戶對其權限范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)進行瀏覽、查詢、編輯等操作。系統(tǒng)采用的是模塊化的設計方法，通過對用戶的需求的研究以及程序的應用與維護的難易度，將其置于不同的模塊當中，而后把各個模塊歸于一起，形成一個完整的系統(tǒng)。這種設計方法方便了對系統(tǒng)各個部分的的擴展與維護。其功能上滿足了當今學校對于實驗室設備管理方面的需求，能夠提高實驗室設備管理的效率，最終達到加強學校對實驗室設備管理的目的。

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