基于B/S与C/S混合模式的实验室综合管理系统的设计与实现

崔维军 向 波

摘要 从高校实验室的现状和实际需求出发,开发基于B/S与C/S混合模式的实验室管理系统,实现上机预约、智能排课、实验监管、远程控制等主要功能,有效地解决实验无法及时预约及人工处理预约时出现冲突和学生实验时无法控制的状况,在很大程度上提高实验室的管理水平和设备利用率,使实验室管理变得更加科学、快速、规范、高效。

关键词 实验室管理;AJAX;混合模式;远程控制

中图分类号:TP393.09 文献标识码:A 文章编号:1671-489X(2009)24-0087-03

Design and Implementation of Integrated Management Laboratory System based on B/S and C/S Mixed-mode//Cui Weijun, Xiang Bo

Abstract From the situation of university laboratory and the actual demand, designed and laboratory management system based on B/S and C/S mixed-mode, realized some key function such as experimental booking, smart course arrangement, laboratory monitoring and remote control, effectively address the problem that experiment can not be dealt with in time of booking and Students was unable to control in the class, improved the management of the laboratory level and capacity utilization to a large extent, made the laboratory more scientific, rapid, and highly efficient.

Key words laboratory management;AJAX; mixed-mode; remote control

Authors address School of Economics & Management, Nanjing University of Information Science & Technology, Nanjing, 210044, China

长期以来,众多高校计算机实验室的各种管理工作一直由人工整理和统计,存在工作烦琐、信息无法及时共享、统计不方便等问题。随着高校实验室数量的增加及规模不断扩大,以前的以人工为主的管理模式已远不能达到对实验室进行高效、科学管理的目的。同时,由于在这样一个开放性的教学环境中,学生上机玩游戏等不可控因素也是一个令实验室管理员和任课教师头痛的问题。因此,打破传统的实验室管理方式势在必行。本文将就这些问题及高校实验室分散、网络设施条件有限等实际情况,设计并实现一套基于B/S与C/S混合模式的实验室综合管理系统,从而减轻实验室工作人员负担,提高实验室利用率。

1 系统概述

本系统基于B/S与C/S两种模式,B/S部分主要采用AJAX结合J2EE的方式来实现,C/S部分全部采用Java实现。系统中引进目前较流行的AJAX技术,用来实现B/S模块中的远程机器监管功能及搜索建议等功能,实现数据在用户界面动态无刷新显示,充分改善用户使用体验,使Web应用程序桌面化。同时系统中对实验项目名称等的更新采用双击动态更新的方式实现,其效果类似于C/S类系统中相应功能的效果。

本系统采用Java语言开发,不受操作系统平台的限制,系统的运行基于JVM(Java虚拟机),只需在操作平台下安装相应的JVM即可运行该Java程序。系统的C/S与B/S部分通过数据库联系起来,实验室管理员在B/S客户端对数据库进行相应的操作,然后再由客户机通过本机MAC地址读取对应本机的操作信息,并在客户机上执行,最终实现B/S与C/S两部分系统的有机结合,来完成系统所要实现的功能。

2 系统主要功能设计

2.1 系统功能结构图通过对高校实验室现状与现实需求进行分析,得出系统的B/S部分及C/S部分功能结构图,分别如图1和图2所示。

2.2 实验预约模块设计实验预约时需要根据实验室开放情况,通过最大容纳学生人数来进行限制。用户在预约时,系统使用AJAX技术响应用户相应的请求来动态无刷新更新一部分预约信息。为了防止出现实验预约冲突,系统对已预约的时间段进行禁用,用户在预约时,这些时间段将显示为禁用状态,并给出相应的提示。为了管理的方便,每个用户可在登录后查看自己对应的预约申请,同时可删除自己没有被管理员审批或审批不通过的预约申请。所有已被管理员审批通过的预约申请将以课表和列表的形式显示给用户,用户可按实验室名称来查询对应实验室的实验安排情况。

2.3 用户管理模块设计从实际需求出发,系统共为系统注册用户划分3种不同角色:学生用户、教师用户、管理员。所有用户在默认注册时都会由系统分配由管理员设置的默认栏目访问权限,这些权限也可由管理员之后进行更改,这样在一定程度上提高系统的灵活性。系统对于用户的注册采用从后台统一导入的方式,不提供用户前台自助注册。这样做的目的是确保用户信息的真实有效,因为学生和教师用户信息数据可以由各学院提供。同时因为学院内部一般都将学生信息保存在Excel文件中,而本系统的用户数据导入又是从Excel中读取,且导入时只需要提供账号和姓名2项即可,其他信息将由管理员进行统一选择,这样可以很方便地实现同一学院/专业的学生用户或教师用户进行批量导入。

2.4 课堂交流模块设计该功能模块用来解决实验上机时不能及时交流的问题。该功能模块是采用AJAX动态无刷新显示用户所交流的问题。学生和实验指导教师在上机实验时可通过此模块来交流实验时遇到的问题,而实验指导教师可以通过该窗口为学生解决经常碰到的问题,避免多个学生提出类似问题的情况,在一定程度上节约学生和教师的宝贵时间。

2.5 电子点名模块设计实验指导教师在上机实验时可使用此功能来对学生进行实时点名。实验前实验指导教师只需向该实验班发出点名命令,教师每次实验发送的电子点名请求,系统都将生成对应的电子点名册,内容包含对应本实验班的学生名单。学生在上机实验时只需用本人账号登录并应答教师的点名即可实现电子点名。为了防别人代答的问题,系统规定在一次实验课时间段内,同一机器不允许使用2个账号同时或交替登录。

2.6 实验监管模块设计实验监管的实现是将B/S与C/S两部分结合来实现,发挥各自不同的优势。实验指导教师可通过Web界面的实验监管来对在线实验的机器进行远程控制,可实现远程关机、重启、注销操作。用户在Web客户端向对应学生发送相关命令后,学生机客户端程序会根据发送的命令在本机上执行相应的操作。同时Web端由管理员设置的禁用程序列表也将由客户端读取并在本机上终止相应的进程。该功能的流程图如图3所示。

2.7 系统配置模块设计系统的配置主要用来设置系统的一些参数,包括当前开课学期、开学时间、本学期总周数、预约系统开启状态等。这些系统运行的基本参数必须由管理员在系统正式运行前进行正确配置,否则系统无法正常运行。本系统将系统的部分参数设置为可由管理员从后台进行设置是为了提高系统的灵活性、适用性,满足不同高校用户的不同需求。系统中的当前学期和总周数必须在每学期预约开始前由管理员设置好,否则系统预约信息将不能进行正确归类,实验课表也将无法正确显示。

2.8 远程桌面功能远程桌面功能是用来配合实验监管的,管理员可通过远程桌面连接到远程机器,并实时获取远程机器的截图,掌握当前学生机上学生的实验情况。该功能采用Java多线程技术,允许多个客户端同时连接,因此该功能除了可以用来实现远程监视作用外,还可以用来实现远程教学演示,提高实验教学的生动性。

3 数据库设计

因为Microsoft公司的SQL Server数据库是目前流行的网络数据库,本系统采用SQL Server2000作为后台数据库服务器。数据库表的设计是系统设计的一个非常重要的部分,为了系统的可扩展性和灵活性,共设计20多张表,各表之间关系通过外键来关联,保证表间数据的完整与一致性。例如预约申请表中的实验课程编号、实验室编号、学院编号、专业编号等都是外键字段,这些字段需要与实验课程、实验室、学院、专业表中对应的主键建立关系,以保证表间主键与外键字段中数据的完整与一致性。但由于系统所涉及的表数量太多,这里就不再将表结构及表之间的关系逐一列举。

4 系统实现的关键技术

系统采用功能强大的SQL Server2000作为后台数据库,B/S部分采用AJAX结合J2EE的方式来实现,C/S部分采用Java语言开发。整个系统将C/S与B/S两种模式的优势进行集中,对不同功能模块采用不同的模式来设计。整个系统中将B/S部分功能与C/S部分功能紧密相连的是数据库,用户在B/S客户端发出的请求首先反应到数据库中,然后再由C/S客户端从数据库中获取相应的命令请求并在本机执行。每当客户机开机时,客户端程序会自动将本机信息与远程数据库中对应的机器信息进行匹配,如果已存在,则更新在线状态,否则新增该机器信息。其中B/S系统中获取远程机器上线和离线信息是通过AJAX与服务器进行异步通信,动态、实时、界面无刷新获取。

5 结论

本系统是在结合笔者在实验室的工作经验,并分析高校实验室管理现状的基础上,将B/S与C/S两种模式的优点进行集中,综合多种技术开发完成的。系统的成功运行,有效地解决了高校实验室目前管理上存在的问题,充分体现了高校实验室管理的信息化、网络化、科学化,提高了实验室管理水平、工作效率、实验室利用率,与以前的管理方式相比,在很大程度上降低了管理成本。系统的成功运行对提高高校实验室管理水平具有很大的意义。

本系统的创新点是将B/S与C/S两种模式结合起来,并结合AJAX技术,实现在Web界面对实验室机器进行远程操作,使实验室管理不再受空间的限制,实验员或实验指导教师在任何一个网络连通的地方,都能对实验进行管理,对实验室的机器进行管理,及时获取实验室机器动态信息及学生实验的实时情况。

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