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一、系統的功能設計

在分析gis實驗室管理需求的基礎上,提出本系統的主要功能,其功能在于對實驗教學、電子文檔、儀器設備、開放預約等工作進行管理。用戶以實驗室管理員、實驗教師和學生為主。根據多層次用戶需求,主要包括以下十一個模塊:實驗室介紹模塊、師資隊伍模塊、實驗教學模塊、儀器設備模塊、教學科研模塊、開放實驗模塊、規章制度模塊、個人中心模塊、管理員隊伍模塊、工作日程模塊、軟件庫模塊。

（一）實驗室介紹模塊

本模塊主要介紹GIS實驗室三個分室的基本情況,包括地理信息系統實驗分室、測量實驗分室和遙感實驗分室。實驗管理員負責公告,包括實驗室管理條例、各種通知、實驗室的課程安排表,登記實驗室人員的考勤情況,管理教師學生的交流平臺和系統中的多媒體信息。

（二）師資隊伍模塊

介紹了GIS實驗室的師資隊伍情況,教師和學生用戶均可通過該模板查看相關專業老師的詳細情況,如年齡、職稱、學位等。管理員可以通過該模板添加或修改師資信息。

（三）實驗教學模塊

該模塊為實驗室管理系統的核心模塊。主要包括實驗教學大綱、實驗計劃安排、實驗報告批改、實驗室評估和班級管理等。教師根據教學大綱的要求制訂實驗計劃,將實驗指導書等電子資源上傳至實驗室服務器,供學生下載學習。教師通過該模塊可以批改學生的實驗報告,錄入實驗成績;生成相應的統計報表,完成實驗室的工作量統計工作;對學生班級進行管理等。

（四）儀器設備模塊

該模塊包括儀器設備基本情況,使用情況和低值易耗品情況。用戶可以查詢實驗室擁有哪些儀器設備,目前處于什么狀態（可用、外借、維修等）,低值易耗品種類和數量情況,方便用戶盡快了解儀器設備情況,提高使用效率和管理效率。

（五）教學科研模塊

該模塊收錄了專業教師近年來發表的論文與其他科研成果,展示實驗室建設歷程及獲得的各種獎項。師生可以通過該模塊下載論文學習,了解實驗室建設過程。

（六）開放實驗模塊

該模塊用于與實驗室開放有關的所有通知,如實驗室開放實施細則、開放實驗項目立項與結題申請的通知、相關表格資料下載等等;師生可以查看歷年優秀的開放實驗項目案例;學生可以提交開放實驗項目立項申請或結題材料,通過批準后,學生可進行各項開放實驗項目研究。學生可根據實驗室公布的開放細則,進行實驗室（或儀器設備）使用的預約申請并提交至系統,如果需要變更預約時間還可以進行編輯。指導教師具有管理實驗預約模塊的權限,可以根據實際情況決定實驗預約的申請是否可以通過。

（七）規章制度模塊

該模塊主要介紹各級部門制定的關于實驗室管理的各項規章制度,讓用戶全面了解實驗室管理的依據,并約束其按規章制度使用實驗室及儀器設備等。

（八）個人中心模塊

該模塊記錄了師生們注冊和登錄該實驗室管理系統時的信息,包括專業班級、學號、姓名、性別、登錄時間等,以及有無借用儀器設備等信息。

（九）管理員隊伍模塊

該模塊主要介紹各實驗室管理人員的基本情況,包括姓名、性別、出生年月、職稱、專業、學歷、學位、所在的實驗室名稱等,可供教師或學生瀏覽。

（十）工作日程模塊

工作日程模塊主要收錄了作者本單位近幾年中的工作任務詳情,并且通過已有的數據進行階段性任務分類得到一年中各個階段的理論工作任務。根據分類定期顯示下一個星期內的工作任務,可供工作人員的參考,起到提醒作用。

（十一）軟件庫模塊

該模塊提供了作者單位各個專業所需要的專業軟件、日常辦公軟件和系統軟件及其安裝的相關文件等。對一些安裝程序復雜的專業軟件,整理了詳細的安裝步驟教程,并對在安裝或使用軟件時容易出現的問題及解決方法整理成幫助文檔,供用戶下載參考。

二、系統的結構設計與實現

（一）開發環境的搭建

實驗室管理系統是采用三層架構的模式設計的,目的是實現整個系統的高內聚、低耦合的思想。三層架構的原理是將整個實驗室管理業務應用劃分為:表現層（UI）業務邏輯層（BLL）數據訪問層（DAL）。其中,表現層是展現給用戶的界面,即用戶在使用一個系統的時候他所見所得;業務邏輯層針對具體問題的操作,也可以說是對數據層的操作,對數據業務邏輯處理;數據訪問層直接操作數據庫,針對數據的增添刪除修改更新查找等。

（二）數據訪問層的設計與實現

數據訪問層主要是對原始數據（數據庫或者文本文件等存放數據的形式）的操作層,而不是指原始數據,即它的操作對象是數據而不是數據庫,具體是為業務邏輯層或表示層提供數據服務。數據庫在管理信息系統開發中扮演了非常重要的角色,因為它與管理信息系統運行中的大部分處理工作有關。換句話說,管理信息系統工作的核心是數據庫,整個管理信息系統開發的成功與否由數據庫設計的好壞決定。

（三）業務邏輯層的設計與實現

業務邏輯層主要是針對具體的問題的操作,也可以理解成對數據層的操作,對數據業務邏輯處理,如果說數據層是積木,那邏輯層是對這些積木的搭建。也叫事務邏輯層或中間層,是應用程序的核心,也是系統設計實現的難點。它負責在分布式系統的中間層處理數據,事務處理規則和業務流程約束數據的處理。在實驗室管理系統中,業務邏輯層承載著整個系統最核心的部分,在系統中承擔了以下職責:首先,對不同數據訪問層的封裝使得表示層可以不關心具體的數據訪問層;其次,業務邏輯數據的填充與轉換如管理員口令的加密;最后,核心業務的實現，這里很多業務邏輯只有一行代碼,即一個業務邏輯方法恰好對應一個數據訪問方法,但也有通過多個數據訪問方法實現業務的在實驗室管理系統的結構中,業務邏輯層是可以替換的,它不是直接耦合于表示層,而是直接通過依賴注入機制實現,這里新建一個BLL文件夾放置業務邏輯層的相關代碼。

（四）表示層的設計與實現

表示層主要表示WEB方式,也可以表示成WINFORM方式,本文則是采用了WinForm方式,編譯出可視化的圖形界面,具有很好的用戶體驗。如果邏輯層相當強大和完善,無論表現層如何定義和更改,邏輯層都能完善地提供服務。表示層的主要任務是向應用層提供持久化對象的表示服務,包含一組獨立或關聯的數據對象或數據對象協調器這里的數據對象具有近似于服務組件的特性,但并不負責數據的本地化轉換任務。表現層主要對用戶的請求接受,以及數據的返回,為客戶端提供應用程序的訪問。位于最外層（最上層）,最接近用戶。用于顯示數據和接收用戶輸入的數據,為用戶提供一種交互式操作的界面。

1.登錄界面

本系統的多層次用戶涉及到學生、教師、實驗管理員,他們有不同的權限。學生登錄后是不能夠對系統數據庫進行高權限的增刪改,主要的權限是查看、提交、申請、下載和修改自己個人信息;教師則是在學生的基礎上增加了對數據的維護權限,可以對系統數據庫進行增刪改查等操作,但是在刪除數據時是采用的是軟刪除,并不是真正的刪除,只是修改了數據的顯示為假;管理員擁有該系統的所有權限。針對以上的情況,該系統在設計時,針對不同的用戶,在登錄時需要選擇不同的身份,系統通過登錄的身份進行判斷,授予不同的權限。

2.實驗室管理系統的主界面

根據實驗室預設的十一個功能模塊,采用WindowsForm編程,形成實驗室管理系統的主界面,即通過校園網在客戶端運用單機版實驗室管理系統窗體程序對實驗室的相關信息進行訪問和管理。

三、結束語

本文著重討論了三層結構的實驗室管理系統的相關技術,采用模塊化的方法構建了該系統的功能架構并開發了實際應用的系統。本實驗室管理系統具有操作簡便,信息共享度高,較強的靈活性和可移植性等特點,能夠改善實驗室的管理狀態,提高工作效率,滿足多層次用戶的需要。不足之處是未能實現B/S模式下的實驗室管理系統,日后繼續完善。

作者:陳志云 鐘廣銳 陳冠明 單位:嘉應學院地理科學與旅游學院