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

摘 要：在我國的很多高校中開設(shè)了計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室不斷擴(kuò)大的規(guī)模與頻繁使用給計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的管理帶來了很多問題。本文簡述了計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)狀，探討如何設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室；管理系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；實(shí)驗(yàn)研究

1 計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)狀

很多高校在教學(xué)工作中開始教學(xué)改革，逐漸實(shí)行開放式的教學(xué)。學(xué)生借助計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室及時與老師溝通，不受時空限制，極大地方便學(xué)生們的學(xué)習(xí)。與其他實(shí)驗(yàn)室相比，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室在管理上程度難度較大。在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室很多設(shè)備需要及時更新，設(shè)備易受四周環(huán)境的影響，每天上機(jī)的學(xué)生很多隨意選擇機(jī)位。每天很多計(jì)算機(jī)同時打開、持續(xù)工作。學(xué)生在使用計(jì)算機(jī)時可能會修改或是刪除系統(tǒng)文件，在下載一些東西時可能會導(dǎo)致病毒入侵該臺計(jì)算機(jī)。以上這些問題使計(jì)算機(jī)的管理極為棘手。目前我國高校實(shí)驗(yàn)室管理計(jì)算機(jī)時主要有三個方面：第一，基本管理，包括設(shè)備廢除、引入等等；第二，信息管理，安排計(jì)算機(jī)使用的課程、教師與班級的排課等等；第三，課余時間自由開放，包括上機(jī)卡管理、記錄上機(jī)時間等等?，F(xiàn)階段，很多學(xué)校的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的管理制度存在不少問題，缺乏整體規(guī)劃。

2 計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵

2.1 安全性

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)是一個綜合管理系統(tǒng)，包括信息管理、財(cái)務(wù)管理與網(wǎng)絡(luò)控制，尤其在財(cái)務(wù)管理上安全要求最高。各類學(xué)校為了方便學(xué)生使用計(jì)算機(jī)，在課余時間實(shí)行機(jī)房對外開放，在設(shè)計(jì)機(jī)房管理系統(tǒng)必須首先考慮完全性。安全性主要指系統(tǒng)自身的安全與數(shù)據(jù)的安全，該系統(tǒng)既要免受惡意攻擊又要保護(hù)數(shù)據(jù)的完整性、正確性。系統(tǒng)安全包括4個方面：第一，安全登錄客戶端，很多學(xué)生在使用計(jì)算機(jī)時繞過登錄界面，導(dǎo)致管理失控，系統(tǒng)無法發(fā)揮作用。因此，必須嚴(yán)格要求學(xué)生首先進(jìn)入登錄界面登錄所需信息時再上網(wǎng)。第二，嚴(yán)禁學(xué)生登錄后拔掉網(wǎng)線。如果學(xué)生在正常登錄后拔掉網(wǎng)線將會導(dǎo)致客戶端與服務(wù)器信息中斷，管理員無法進(jìn)行管理。第三，數(shù)據(jù)庫安全，計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫里的信息極為重要，它記錄整個系統(tǒng)安全運(yùn)行的所有數(shù)據(jù)，比如學(xué)生的上機(jī)記錄、管理員與學(xué)生的信息等等，必須確保這些信息的安全。第四，在網(wǎng)絡(luò)傳輸中保證數(shù)據(jù)的安全。在傳輸過程中信息被修改或是阻截，整個系統(tǒng)將會紊亂，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。

2.2 系統(tǒng)速度

系統(tǒng)速度包括登錄速度、上網(wǎng)速度、傳輸信息的速度等等，它的快慢在很大程度上影響系統(tǒng)的功能。如果使用管理系統(tǒng)后，計(jì)算機(jī)上網(wǎng)速度慢或是信息響應(yīng)緩慢，那么系統(tǒng)失去了實(shí)用意義。

2.3 網(wǎng)絡(luò)延時

機(jī)房管理員主要通過遠(yuǎn)程手段管理機(jī)房，遠(yuǎn)程控制是指控制器與被控制對象在空間位置上分開，借助一些通信手段實(shí)現(xiàn)反饋信息與控制信息的傳輸。建立于Internet的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)無法實(shí)時傳遞系統(tǒng)的運(yùn)動信息。實(shí)驗(yàn)表明，傳遞信息的過程會產(chǎn)生一定的延時時間和不確定性的延時，這些情況極易丟失信息與數(shù)據(jù)，影響系統(tǒng)速度與網(wǎng)絡(luò)安全，因此，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時需要考慮網(wǎng)絡(luò)延時。

2.4 數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時主要考慮兩個方面：網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫。計(jì)算機(jī)將全部信息保存在數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)是否合理將會直接影響軟件的質(zhì)量，影響軟件訪問數(shù)據(jù)的速度。在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫時需要考慮下面幾個方面：第一，數(shù)據(jù)一致，就是指工作編碼是唯一的；第二，合理冗余，若是數(shù)據(jù)冗余較低，保證了完整的數(shù)據(jù)，但是增加了連續(xù)查詢的過程，延長了數(shù)據(jù)的響應(yīng)時間；第三，合理地?cái)?shù)據(jù)類型，數(shù)據(jù)類型的不同的運(yùn)算速度、存儲空間也不一樣，選擇合理地?cái)?shù)據(jù)類型很有必要。

3 設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)

針對實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際情況，在設(shè)計(jì)機(jī)房的管理系統(tǒng)采用C/S體系結(jié)構(gòu)，C/S結(jié)構(gòu)為三層C/S結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)C/S結(jié)構(gòu)。在傳統(tǒng)C/S結(jié)構(gòu)中包括兩層結(jié)構(gòu)，分為服務(wù)器程序與客戶機(jī)程序。兩層的C/S結(jié)構(gòu)在系統(tǒng)性能與工作效率上有很多弱點(diǎn)，所以，在設(shè)計(jì)機(jī)房管理系統(tǒng)時采用三層C/S結(jié)構(gòu)，在客戶層與數(shù)據(jù)庫管理層間加入一個添加中間層。這個中間層主要負(fù)責(zé)C/S結(jié)構(gòu)下處理的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，這樣提高了系統(tǒng)的擴(kuò)展性與靈活性。機(jī)房的管理系統(tǒng)的功能模塊主要分為兩個模塊：客戶端模塊與服務(wù)器模塊。

4 計(jì)算機(jī)的實(shí)驗(yàn)研究

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)是新的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，一個完整的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)包括五個步驟，第一步，找出實(shí)際系統(tǒng)。在研究實(shí)體系統(tǒng)要保證系統(tǒng)的相關(guān)性與完整性，劃分系統(tǒng)的環(huán)境與邊界，收集相關(guān)的信息。第二步，建數(shù)學(xué)模型，根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)的數(shù)據(jù)經(jīng)過分析，進(jìn)一步確定系統(tǒng)的要素、變量、參數(shù)等等，再用專業(yè)的數(shù)學(xué)語言描述。第三，建計(jì)算機(jī)模型，將建好的數(shù)學(xué)模型編譯成計(jì)算機(jī)語言，進(jìn)一步建立計(jì)算機(jī)模型。第四，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)將計(jì)算機(jī)模型在實(shí)際的計(jì)算機(jī)上進(jìn)行操作，在多次實(shí)驗(yàn)后確定最優(yōu)的方案。第五，結(jié)果分析，對這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與評估，判斷結(jié)果是否與實(shí)際系統(tǒng)符合。若是不符合實(shí)際情況，需要進(jìn)一步檢查實(shí)驗(yàn)步驟，重新做實(shí)驗(yàn)。計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)實(shí)際上是利用計(jì)算機(jī)根據(jù)實(shí)際的數(shù)學(xué)模型建立的模擬實(shí)驗(yàn)。

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