實(shí)驗(yàn)室資源信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

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摘要：本文基于MVVM設(shè)計(jì)模式的vue.js開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)室資源管理系統(tǒng)，用于教學(xué)活動(dòng)安排和師生對(duì)實(shí)驗(yàn)室資源資源占用情況的查詢，以及預(yù)約申請(qǐng)等操作，確保實(shí)驗(yàn)室資源的利用達(dá)到最大化。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)室資源；MVVM；信息管理

1引言

隨著高校培養(yǎng)人才對(duì)實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的不斷提高[1-2]，理工科和文科的很多課程都在不斷增設(shè)課程的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目或者實(shí)驗(yàn)課程，實(shí)驗(yàn)室成為高校教師和學(xué)生越來(lái)越重要的教學(xué)活動(dòng)場(chǎng)所，很多高校也不斷加大對(duì)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的財(cái)力投入，硬件設(shè)施得到了很大的改善。實(shí)驗(yàn)室在提高高校教師的科研能力方面，以及提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新開(kāi)發(fā)能力等方面具有重要作用，是重要的科研與學(xué)習(xí)空間、實(shí)驗(yàn)教學(xué)與人才培養(yǎng)基地。然而，有些高校的實(shí)驗(yàn)室管理比較分散，從而造成一定的資源浪費(fèi)[3-4]，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室基本上都是有課的時(shí)候?qū)W生才可以進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，尤其是辦學(xué)層次比較低的一些高校，實(shí)驗(yàn)室的規(guī)模與管理水平、使用效果反映了高校的辦學(xué)水平。因此，為了充分利用實(shí)驗(yàn)室資源，提高資源利用率及其管理效率，各高校對(duì)實(shí)驗(yàn)室資源管理提出了越來(lái)越高的要求，實(shí)驗(yàn)室資源管理也因而成為當(dāng)前高校實(shí)驗(yàn)室工作的重要任務(wù)之一，各高校也在不斷投入財(cái)力提高管理效率[5-9]。本文針對(duì)廣東海洋大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的管理開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了一個(gè)信息管理平臺(tái)，用于平時(shí)的教學(xué)活動(dòng)安排和實(shí)驗(yàn)室資源占用情況查詢，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)室對(duì)師生的服務(wù)功能，從而使得實(shí)驗(yàn)室資源的利用達(dá)到最大化。

2實(shí)驗(yàn)室資源信息管理系統(tǒng)

系統(tǒng)的用戶分為資源管理和資源查詢與申請(qǐng)需求，前者為管理員，系統(tǒng)的權(quán)限大，對(duì)后者的基本情況進(jìn)行核實(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)室資源的配置情況及其使用情況、預(yù)約情況進(jìn)行統(tǒng)一運(yùn)籌和管理，可以在系統(tǒng)一些實(shí)驗(yàn)室申請(qǐng)使用的公告，也可以對(duì)各種信息增添刪除或者修改等操作。后者為師生用戶，除了可以修改設(shè)置個(gè)人的密碼等信息之外，主要有實(shí)驗(yàn)室資源占用情況（上課、待定）的查詢以及實(shí)驗(yàn)室資源的預(yù)約申請(qǐng)，查看公告等。

3實(shí)驗(yàn)室資源信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的主要目的是發(fā)揮教育信息技術(shù)在教學(xué)資源管理中的作用，方便老師和學(xué)生在日常教學(xué)活動(dòng)中對(duì)實(shí)驗(yàn)室的使用進(jìn)行線上查詢和預(yù)約。圖1是本系統(tǒng)的登陸界面，登陸用戶名為administrator和u123456或u654321兩種類(lèi)型（123456和654321分別表示教工號(hào)和學(xué)號(hào)）。系統(tǒng)根據(jù)登陸賬號(hào)的特點(diǎn)將自動(dòng)判斷和識(shí)別用戶類(lèi)型，從而區(qū)分登陸用戶具有管理權(quán)限還是使用權(quán)限。系統(tǒng)建立了基于MVVM設(shè)計(jì)模式的數(shù)據(jù)庫(kù)，包含實(shí)驗(yàn)室占用、待定、空閑情況以及配置信息、用戶信息情況等信息。

3.1實(shí)驗(yàn)室資源信息使用情況查詢

系統(tǒng)為登陸用戶提供了實(shí)驗(yàn)室查詢功能，登陸時(shí)依據(jù)登陸查賬識(shí)別登陸賬號(hào)的身份類(lèi)別以后迅速提供相應(yīng)的查詢功能，方便用戶快速找到可用的實(shí)驗(yàn)室及其所屬的區(qū)域或教學(xué)實(shí)驗(yàn)樓。信息展示頁(yè)面如圖2所示。

3.2實(shí)驗(yàn)室空閑資源的預(yù)約申請(qǐng)

為了提高實(shí)驗(yàn)室資源的利用率和高效管理，本資源管理系統(tǒng)為用戶建立了空閑實(shí)驗(yàn)室在線預(yù)約申請(qǐng)的功能。申請(qǐng)時(shí)，用戶首先登錄系統(tǒng)查詢實(shí)驗(yàn)室的配置情況以及在自己欲申請(qǐng)的時(shí)間段是否處于空閑狀態(tài)或待定狀態(tài)，如果不是空閑或待定狀態(tài)的實(shí)驗(yàn)室則不能進(jìn)入預(yù)約界面，同時(shí)系統(tǒng)會(huì)優(yōu)先推薦空閑狀態(tài)的實(shí)驗(yàn)室。預(yù)約時(shí)，選中自己想要的實(shí)驗(yàn)室，并且填寫(xiě)申請(qǐng)使用的理由、具體的時(shí)間段、申請(qǐng)人的聯(lián)系信息及其所在的學(xué)院和班級(jí)等信息。3.3實(shí)驗(yàn)室資源的可視化瀏覽為了方便老師和學(xué)生更快的申請(qǐng)到自己需要的實(shí)驗(yàn)室，系統(tǒng)增添了各樓宇實(shí)驗(yàn)室占用情況的可視化模塊，有的占用率高有的占用率低，申請(qǐng)預(yù)約的用戶可以首先選擇占用率低的區(qū)域找是否有符合自己配置要求的實(shí)驗(yàn)室，然后申請(qǐng)，從而提高用戶申請(qǐng)預(yù)約的效率。實(shí)驗(yàn)室資源的可視化結(jié)果如圖3所示。

3.4實(shí)驗(yàn)室資源系統(tǒng)的統(tǒng)籌管理

系統(tǒng)的統(tǒng)籌管理只屬于管理員，普通用戶只有使用權(quán)而沒(méi)有管理權(quán)，從而確保系統(tǒng)的安全性。本系統(tǒng)是根據(jù)登陸時(shí)的賬戶自動(dòng)識(shí)別用戶類(lèi)型從而確定對(duì)應(yīng)的權(quán)限，如果識(shí)別到管理員登陸，則界面上可對(duì)實(shí)驗(yàn)室資源的占用情況、預(yù)約情況和空閑情況以及其他用戶信息進(jìn)行查詢和添加、修改、刪除等操作，如果遇到某種緊急情況須要使用某個(gè)實(shí)驗(yàn)室，但是該實(shí)驗(yàn)室又已經(jīng)被預(yù)約的情況下，管理員可刪除該預(yù)約同時(shí)向申請(qǐng)人發(fā)送相關(guān)信息，提醒申請(qǐng)人重新進(jìn)行預(yù)約，最終達(dá)到管理實(shí)驗(yàn)室資源系統(tǒng)的目的。

4管理系統(tǒng)的核心技術(shù)

本文的資源管理系統(tǒng)采用MVVM(Model-View-ViewModel)設(shè)計(jì)模式的vue.js進(jìn)行開(kāi)發(fā)，可以大大地減少對(duì)DOM(DocumentObjectModel)的操作，框架替我們做了大部分的工作，從而專(zhuān)注于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方式進(jìn)行開(kāi)發(fā)，提升可讀性以及可復(fù)用性。MVVM設(shè)計(jì)模式的ViewModel可以理解為數(shù)據(jù)處理層，View層發(fā)生變化的時(shí)候會(huì)直接影響到ViewModel層的變化，同時(shí)，ViewModel層得到的變化也會(huì)明顯影響到View層的效果[10]，這個(gè)變化關(guān)系稱(chēng)之為雙向綁定，如圖4所示。其中，系統(tǒng)的View層主要是用于呈現(xiàn)給用戶，用戶在這里進(jìn)行交互。View中應(yīng)盡量減少邏輯，只存在簡(jiǎn)單的條件，避免耦合過(guò)多的邏輯，從而導(dǎo)致系統(tǒng)后期維護(hù)困難。其獨(dú)立于Model層的變化與改變。通常細(xì)分下來(lái)就是HTML+CSS層。ViewModel是控制層，是View層與Model層的橋梁，Model層或View層發(fā)生的更改需要ViewModel來(lái)通訊，這一部分的操作具體由vue.js實(shí)現(xiàn)MVVM雙向綁定。Model層負(fù)責(zé)主要的業(yè)務(wù)邏輯。系統(tǒng)在進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入的時(shí)候，信息會(huì)同步錄入到form變量，方便進(jìn)行后期的數(shù)據(jù)處理，我們主要通過(guò)vue.js的v-model實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向綁定，具體的實(shí)現(xiàn)使用了Observer中的Object.definePrototype()函數(shù)實(shí)現(xiàn)監(jiān)聽(tīng)數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)變化時(shí)就通知訂閱者并執(zhí)行綁定的更新函數(shù)，從而達(dá)到更新View的目的。雙向綁定功能的代碼如圖5所示。而系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可視化采用了由vue.js封裝的vue-schart的圖表組件進(jìn)行，使得采集到的數(shù)據(jù)在可視化時(shí)不繁瑣、邏輯不復(fù)雜。核心技術(shù)采用MVVM設(shè)計(jì)模式的意義在于：（1）提升開(kāi)發(fā)體驗(yàn)，View與邏輯層的分離大大提高開(kāi)發(fā)效率。（2）方便測(cè)試，測(cè)試ViewModel的代碼即可驗(yàn)證功能邏輯的正確與否。（3）MVVM模式搭配虛擬DOM技術(shù)極大地減少了直接的DOM操作。通過(guò)Diff算法節(jié)省了操作DOM所帶來(lái)的開(kāi)銷(xiāo)。

5結(jié)束語(yǔ)

本文基于MVVM設(shè)計(jì)模式的vue.js開(kāi)發(fā)了實(shí)驗(yàn)室資源管理系統(tǒng)，解決了實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放管理中的查詢、預(yù)約申請(qǐng)等操作過(guò)程的復(fù)雜問(wèn)題，充分體現(xiàn)了教育信息現(xiàn)代化在教學(xué)與科研中的作用，使得高校能夠充分利用實(shí)驗(yàn)室資源，提高資源利用率及其管理效率，為實(shí)驗(yàn)室資源的高效利用與管理奠定了便利基礎(chǔ)。

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作者：吳偉娜 于北瑜 孫會(huì)強(qiáng) 周會(huì)會(huì) 單位：廣東海洋大學(xué)數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)學(xué)院