基于JAVA Web的实验室管理系统的设计与实现
作者：赵小丽　李俊霞
来源：《科学与财富》2015年第27期
        摘 要：针对传统实验管理的慢速度、低效率和过多冗余数据的问题，提出了基于JAVA Web的C/S结构的实验室设备管理系统设计方案。在设计过程中，采用JSP技术、数据库技术、网络架构等多领域知识，实现了实验室管理的信息化建设。
        关键词：JAVA Web；C/S结构；数据库技术
        1引入
        在高等院校中，随着社会和科技的快速发展，学生人数的增加，办学规模的增大，实验室管理工作就越来越冗杂，传统的手工管理模式越来越不能满足当前实验室管理工作的需求。如何利用高端信息技术和现有实验设备条件使实验室管理工作变得合理化现代科学化，提高实验室的管理水平和实验设备资源的利用率，减轻实验室管理员的工作量，是实验室管理工作中一
个大问题，也是衡量高校实验室信息化建设水平的一个重要标志。而科技水平的发展和网络的广泛使用也给实验室管理工作带来了质的飞跃。我们依据校园网络开发出一套适合管理人员、任课教师和学生公用的实验室管理系统，让实验室管理工作更方便快捷，也适应于教学工作和管理工作的现代化需求。
        2系统功能分析
        2.1系统设计架构
        实验设备管理系统的设计遵循于实用性、灵活性、可扩展性、安全性和可维护性等特点，可以通过对实验设备的科技化管理，建立完整、先进的管理思想和体系。本系统基于管理人员、教师和学生三大主体人员的使用，三者对系统的操作权限是不一样的，例如管理人员可以添加设备但教师不能，教师可以使用设备但不能报废设备而管理人员可以等，学生可以查看成绩但不能修改成绩等。系统基于C/S结构，采用html页面设计和JAVA Web两种技术结合的方式实现，利用html标记语言布局结构和美化页面，利用JAVA Web技术实现人机交互。
        2.2功能需求分析
        系统功能分析是设计的基础和灵魂，做好这一点，对于整个系统就相当于完成了一半功能。在实验设备管理系统中，针对实验室日常管理工作的需要，分别设计三个角：实验室管理员、教师和学生，对于每个角，系统分别设计了不同的权限功能。实验室管理员可以对系统进行安全管理、信息管理、实验安排、实验设备管理和维护等工作；教师可以拥有个人用户管理、实验课程管理、实验过程管理等工作；学生可以进行个人信息管理、实验课记录管理、查看成绩等功能操作。
        2.3 系统模块设计
        依据系统功能需求分析，实验室管理系统可以根据功能划分成不同的功能模块，分别有：信息管理模块，个人管理模块，实验管理模块，设备管理模块，实验维护模块等，每个模块又划分成各个子模块实现具体的功能。系统模块功能划分如图1所示。
        图1 实验室管理系统功能模块图
        3后台数据库设计
        在系统实际设计中，我们用实体---关系图（E-R 图）来描述实验设备管理系统各个功能
java知识体系
之间的关系，实体---关系图主要有3个基本元素：实体、属性、关系，实体之间的关系常见的有：1：1，1：n，m：n三种，本系统功能中描述的相关实体有：系统用户实体、信息实体、实验实体、实验室实体、成绩实体、设备实体等，这些实体构成了数据库设计的基础。
        根据实验设备管理系统设计的总体要求及系统整体E-R图的描述，设计了用户基本信息表、系统发布信息表，实验信息表，设备信息表，学生成绩信息表，实验室基本信息表，课程基本信息表等数据库表，并建立彼此之间的映射关系。
        本系统依照具体的程序实现流程进行详细的程序设计，主要采用JAVA语言和JSP技术对页面进行设计，利用MySQL对后台数据库进行维护和管理。
        （1）实验管理员实体
        实验管理员实体描述的是系统用户的基本信息，包括用户标识、用户姓名、登录名、密码、身份、用户组角、添加日期等，其中用户组角是用于区分系统用户是管理员、教师还是学生。
        （2）站内信息实体
        站内信息实体描述的是站内信息的基本资料，包括信息标识、信息标题、发布人、信息内容和发布时间。
        （3）实验实体
        实验实体描述的是实验的基本信息，包括实验标识、课程名称、实验名称、课时。
        （4）实验室实体
        实验室实体描述的是实验室的基本信息，包括实验室标识、实验室名称、实验室管理员、实验室位置。
        （5）学生成绩实体
        学生成绩实体描述的是学生成绩的基本信息，包括成绩标识、学生标识、学生姓名、实验名称、教师名称和分数。
        （6）设备实体
        设备实体描述的是设备的基本信息，包括设备标识、设备名称、设备类型、设备价格、设备编号和购买时间。
        通过上述实体以及系统整体 E-R 图，进行数据表物理模型设计。下面结合系统需求和应用程序开发的实际情况，设计主要数据表如下：
        （1）用户信息表
        表名：user_t，用户信息表用于存储系统用户的基本信息，包括用户标识、用户姓名、登录名、密码、身份、用户组角、添加日期等信息。
        （2）站内信息表
        表名：news_t，站内信息表包括字段为信息标识、信息标题、发布人用户名、信息内容和发布时间。
        （3）实验管理表
        表名：experiment_t，实验管理表包括字段为实验标识、课程名称、实验名称、课时。
        （4）实验室信息表
        表名：label_t，实验室信息表包括字段为实验室标识、实验室名称、实验室管理员、实验室位置。
        （5）学生成绩表
        表名：score_t，学生成绩表包括字段为成绩标识、学生标识、学生姓名、年级、实验名称、教师名称和分数。
        （6）设备信息表
        表名：equipment_t，设备信息表包括字段为设备标识、设备名称、设备类型、设备价格、设备编号和购买时间。
        （7）权限角信息表
        表名：usergroup_t，站内信息表包括字段为角标识、角名称和角描述。
        4实验设备管理系统具体实现
        实验室管理系统的设计与实现，主要为了满足高校实验室信息化管理的需求，为高校实验室管理工作提供一个统一的信息管理平台。根据实验室日常管理的需求，从系统的功能模块上分解实现，首先利用要实现登录功能，客户端登录界面采用JAVA Web技术实现，后台连接到数据库进行判定是否登录成功。
        一旦登录成功，主界面会根据用户的角权限显示出不同的功能。首先是用户管理模块实现，在这一模块中，各类用户可以对自己的资料进行编辑并保存。然后是实验管理模块实现，在这一模块中学生可以对实验资料进行下载、上传和在线查看以及查看成绩等功能；教师可以对实验资料进行上传、下载、查看实验室课表、预约实验室、登录学生实验成绩等功能。在实验安排模块中，系统管理员根据实验室当前的使用情况以及设备的运行情况，可以对实验室有计划的编排。在设备管理模块实现中，可以对已有设备进行编辑、查询、修改状态等操作；也可以添加新设备或报废不能使用的老旧设备。最后是系统管理功能模块实现，系统管理员根据教师和学生的状态修改，可以对系统使用用户进行添加和删除，并对现有用户进行管理等工作。
        进入主界面之后，主界面主要用于根据用户的权限展示不同的功能，这些功能的访问最
重要的关键问题是对数据库的访问和结果的显示。而数据库的访问过程中，数据库的连接及数据库信息的查询会耗费大量的资源，因此在设计的时候，要考虑能否把数据库的连接都存储在一个连接池当中，需要时直接在连接池获取连接，由连接池来控制连接数据库的数量和效率，以达到最大化利用资源的目的。
        5结束语
        在本系统设计过程中，按照学校自身管理特点把不同角的功能职责划分清楚，可以做到管理人员责权分明，系统信息安全管理，操作容易等。对加强高校的信息化建设和无纸化办公、提高实验室和实验设备利用率具有一定的促进作用。
        参考文献
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        [2]张军.高校设备管理系统的研究与设计[D].吉林大学2012，6
        [3]顾小丰.高校实验室设备管理系统的设计与实现[D].电子科技大学2012，5
        [4]姜雷.基于JAVA技术的实验室管理系统的设计与实现[D]. 电子科技大学2012，11
        作者简介：
        赵小丽（1981.1-），女，汉族，河南南阳人，讲师，硕士，主要从事计算机专业课程和通信系统方面课程的讲授。

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