計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

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摘要：計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，有利于提高實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理和維護(hù)的效率，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理的科學(xué)化和信息化發(fā)展。對(duì)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中采用的關(guān)鍵性技術(shù)進(jìn)行了分析，對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功能需求進(jìn)行了研究，結(jié)合計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理的信息化需要，在SOA面向服務(wù)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理；面向服務(wù)架構(gòu)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)；Web服務(wù)

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理系統(tǒng)的應(yīng)用，可以有效地對(duì)實(shí)驗(yàn)室管理流程進(jìn)行規(guī)范，對(duì)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，保證實(shí)驗(yàn)室設(shè)備安全穩(wěn)定地運(yùn)行。SOA面向服務(wù)架構(gòu)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，滿足了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功能和業(yè)務(wù)需求，可以準(zhǔn)確地對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和處理，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)模塊功能的無縫對(duì)接。

1相關(guān)技術(shù)分析

1．1面向服務(wù)架構(gòu)SOA

面向服務(wù)架構(gòu)通過對(duì)分布式系統(tǒng)進(jìn)行建立，并把應(yīng)用程序作為服務(wù)對(duì)象，可以滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)中面向用戶的基本功能需要。SOA面向服務(wù)架構(gòu)中應(yīng)用程序具有獨(dú)立的功能，并提供獨(dú)立的服務(wù)，而且為服務(wù)創(chuàng)建可調(diào)用的接口。在系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能實(shí)現(xiàn)過程中，SOA按照一定的順序?qū)Ψ?wù)進(jìn)行調(diào)用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能。SOA可以提供通信數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，實(shí)現(xiàn)不同服務(wù)之間的數(shù)據(jù)交換，不同服務(wù)之間通過特定的接口連接起來，然后采用統(tǒng)一的交互模式。SOA具有松散耦合的特點(diǎn)在不改變系統(tǒng)其他組件的基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)單一組件進(jìn)行更改，進(jìn)而滿足不同功能的需要。SOA可以為系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)化接口，這樣系統(tǒng)的服務(wù)可以通過標(biāo)準(zhǔn)化接口被各個(gè)平臺(tái)的用戶使用，在服務(wù)調(diào)用過程中采用SOAP協(xié)議和HTTP協(xié)議進(jìn)行調(diào)用。SOA在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信過程中采用XML對(duì)消息進(jìn)行定義，這樣可以在一定程度上保證通信的安全性[1]。SOA面向服務(wù)架構(gòu)的基本組成如圖1所示。

1．2WebService技術(shù)

WebService技術(shù)可以提供分布式計(jì)算，是面向服務(wù)架構(gòu)中應(yīng)用的關(guān)鍵性技術(shù)。XML是在互聯(lián)網(wǎng)上被應(yīng)用與SGML文件管理和傳輸?shù)耐ㄓ脴?biāo)識(shí)語言，XML在WebService中應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)文檔結(jié)構(gòu)以及文檔元素進(jìn)行定義。XML具有一定的通用性，可以實(shí)現(xiàn)不同的應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互。SOAP是實(shí)現(xiàn)信息交互的簡單協(xié)議，采用HTTP協(xié)議實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信，并采用XML作為數(shù)據(jù)傳輸和接收的數(shù)據(jù)格式。WSDL是WebSer鄄vice中的服務(wù)描述語言，通過XML來描述Web服務(wù)通信，并對(duì)服務(wù)的位置進(jìn)行設(shè)定。UDDI是WebService中應(yīng)用的體系框架，在SOAP基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)通信，并可以在跨平臺(tái)上進(jìn)行語言的編輯。WebService通過UDDI實(shí)現(xiàn)對(duì)電子數(shù)據(jù)交換和電子郵件等的電子服務(wù)。

2需求分析

系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是滿足實(shí)驗(yàn)室管理以及教學(xué)的基本需要，系統(tǒng)滿足管理員對(duì)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備進(jìn)行管理和維護(hù)的數(shù)據(jù)需求，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控和查看。實(shí)驗(yàn)室管理員具有系統(tǒng)管理權(quán)限，可以對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、刪除、添加和修改等權(quán)限操作，并滿足對(duì)設(shè)備信息進(jìn)行更新的功能需要。系統(tǒng)滿足對(duì)平臺(tái)操作和登錄功能的基本需要，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行模塊的劃分，對(duì)模塊功能進(jìn)行設(shè)計(jì)，滿足不同用戶對(duì)系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的基本要求。系統(tǒng)設(shè)計(jì)滿足管理員對(duì)實(shí)驗(yàn)室管理的基本需求，可以有效地對(duì)實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)查看和掌握。系統(tǒng)可以為實(shí)驗(yàn)室管理部門之間提供信息共享功能，并實(shí)現(xiàn)不同部門之間的信息交互[2]。系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有一定的開放性和擴(kuò)展性，在總體設(shè)計(jì)上從橫向和縱向?qū)ο到y(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行考慮，并滿足管理員對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行擴(kuò)展的基本需要，可以在后期增加新的功能來滿足用戶的基本需要，并為其他管理系統(tǒng)提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)接口，方便不同的管理系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享和交互。系統(tǒng)設(shè)計(jì)要滿足可靠性和安全性的基本需要，實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)是整個(gè)實(shí)驗(yàn)室管理的最基本的環(huán)境，系統(tǒng)如果發(fā)生故障會(huì)影響其他系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，因此系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上要滿足系統(tǒng)在維護(hù)和管理方面的可靠性和安全性的基本需要，并保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全性。系統(tǒng)設(shè)計(jì)要滿足方便維護(hù)和操作的需要，系統(tǒng)設(shè)計(jì)要具有個(gè)性化功能設(shè)計(jì)，方便用戶對(duì)系統(tǒng)的界面進(jìn)行操作和管理。

3系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

系統(tǒng)設(shè)計(jì)要具有全局性，實(shí)驗(yàn)室中的所有設(shè)備單元都是相互關(guān)聯(lián)的，因此要具有全局性的設(shè)計(jì)原則，把設(shè)備管理和系統(tǒng)管理有效地結(jié)合在一起，從全局上對(duì)實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)要具有集成優(yōu)化的原則，信息集成是正確的信息在一定的時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)綔?zhǔn)確的位置，這樣更好地保證系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)的完整性，有利于管理員對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行管理。過程集成實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)共享和交互，把系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程的各個(gè)過程都緊密地連接在一起，提高系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程以及信息流程的有機(jī)結(jié)合。系統(tǒng)設(shè)計(jì)中藥消除多余的業(yè)務(wù)流程部分，對(duì)系統(tǒng)模塊的時(shí)間以及信息傳輸?shù)拇涡蜻M(jìn)行調(diào)整，這樣可以有利于系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化設(shè)計(jì)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)要具有標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)原則，建立統(tǒng)一的制度來實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程的標(biāo)準(zhǔn)化，系統(tǒng)設(shè)計(jì)中對(duì)系統(tǒng)業(yè)務(wù)進(jìn)行優(yōu)化，提高系統(tǒng)模塊最大的工作效率。系統(tǒng)在功能實(shí)現(xiàn)過程中，要對(duì)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化管理，這樣可以為系統(tǒng)今后功能設(shè)計(jì)提供相應(yīng)的接口。

3.2總體架構(gòu)

系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在SOA面向服務(wù)架構(gòu)的基礎(chǔ)之上進(jìn)行設(shè)計(jì)的，總體架構(gòu)的設(shè)計(jì)實(shí)在SOA基礎(chǔ)之上，應(yīng)用WebService技術(shù)等對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)。在SOA環(huán)境下，對(duì)軟件服務(wù)轉(zhuǎn)化為WebService服務(wù)，并為系統(tǒng)模塊之間的數(shù)據(jù)互通提供接口，這樣系統(tǒng)服務(wù)可以根據(jù)需要來選擇交互的系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)其系統(tǒng)服務(wù)。系統(tǒng)架構(gòu)在SOA基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的系統(tǒng)總體架構(gòu)圖如圖2所示。在系統(tǒng)總體架構(gòu)中，表示層提供用戶對(duì)系統(tǒng)訪問的接口，用戶通過表示層的客戶端實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的操作。表示層主要是由客戶端用戶界面和客戶端控制邏輯構(gòu)成，完成對(duì)客戶端和業(yè)務(wù)層之間數(shù)據(jù)的處理。應(yīng)用層對(duì)業(yè)務(wù)邏輯進(jìn)行封裝，是系統(tǒng)的核心部分，通過應(yīng)用層功能來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)業(yè)務(wù)服務(wù)。在應(yīng)用層中服務(wù)總線可以對(duì)業(yè)務(wù)和邏輯進(jìn)行集成化管理，為業(yè)務(wù)服務(wù)提供相應(yīng)的功能，其中服務(wù)層實(shí)現(xiàn)服務(wù)交互中格式和協(xié)議功能。系統(tǒng)層實(shí)現(xiàn)不同功能模塊的設(shè)置以及其功能，是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最底層[3]。

3.3功能實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)功能主要是實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理和維護(hù)的基本需要，系統(tǒng)設(shè)備基本管理模塊功能實(shí)現(xiàn)設(shè)備的維護(hù)和查詢等基本功能。建立實(shí)驗(yàn)室設(shè)備信息，記錄實(shí)驗(yàn)室設(shè)備故障維護(hù)數(shù)據(jù)，以及對(duì)報(bào)廢設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，并實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的查詢等功能。實(shí)驗(yàn)室設(shè)備外借管理模塊功能是對(duì)設(shè)備外借進(jìn)行管理，借出設(shè)備要進(jìn)行編號(hào)設(shè)置，并對(duì)借出時(shí)間等數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入，方便管理員對(duì)設(shè)備外借情況進(jìn)行掌握。設(shè)備歸還功能是對(duì)歸還設(shè)備的情況進(jìn)行檢查，然后對(duì)設(shè)備信息進(jìn)行從新錄入，并把外借記錄刪除，把設(shè)備數(shù)據(jù)完整地存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫中。用戶管理模塊功能是對(duì)用戶的信息進(jìn)行管理，主要是對(duì)用戶的姓名和編號(hào)等基本信息進(jìn)行管理。包括對(duì)用戶信息的錄入，用戶信息的修改以及對(duì)用戶信息的查詢。用戶管理模塊方便管理員對(duì)用戶權(quán)限進(jìn)行管理，提高了系統(tǒng)使用的安全性。項(xiàng)目管理模塊是對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行管理和查詢，并在數(shù)據(jù)窗口中對(duì)項(xiàng)目數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，包括實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的名稱和時(shí)間等數(shù)據(jù)信息。在保證系統(tǒng)安全性和可靠性的前提下，盡量不對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，系統(tǒng)數(shù)據(jù)的修改由專人負(fù)責(zé)。系統(tǒng)基本管理模塊是系統(tǒng)的基礎(chǔ)組成部分，主要功能是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和管理，并對(duì)用戶權(quán)限和角色進(jìn)行分配。系統(tǒng)管理維護(hù)都是由管理員完成，包括對(duì)用戶的角色和權(quán)限的添加和刪除等功能。系統(tǒng)基本管理模塊實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)的安全可靠管理，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

4結(jié)語

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，在保證實(shí)驗(yàn)室設(shè)備穩(wěn)定安全運(yùn)行的同時(shí)，提高了實(shí)驗(yàn)室設(shè)備運(yùn)行效率。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在SOA的基礎(chǔ)上，應(yīng)用WebSer鄄vice技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)對(duì)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的管理和維護(hù)功能，有效地促進(jìn)了計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理的信息化發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]董傲通,文俊浩.基于小程序•云開發(fā)的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2019,(10).

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作者：景巧麗 趙全洲 曹海英 元元 單位：河套學(xué)院