大型儀器設(shè)備協(xié)作共用系統(tǒng)的Web構(gòu)架的設(shè)計與分析

鄒旭

摘要：為了實現(xiàn)大型儀器設(shè)備資源的共享，提高大型儀器設(shè)備的利用率，減少重復(fù)引進(jìn)。能在大型儀器設(shè)備基本信息數(shù)據(jù)庫，實驗室信息庫，人員信息庫等數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)強(qiáng)大的信息查詢功能，以及動態(tài)信息發(fā)布，數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能。下面本文通過設(shè)計和分析實現(xiàn)大型儀器設(shè)備協(xié)作共用管理信息系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：大型儀器設(shè)備 協(xié)作共用系統(tǒng) 設(shè)計目標(biāo) 分析 構(gòu)架設(shè)計

隨著高校大型儀器設(shè)備的數(shù)量不斷增多，檔次不斷提高。儀器設(shè)備的管理問題日益突出，既要做到有效管理，充分應(yīng)用，又要對其進(jìn)行良好保養(yǎng)維修等。通過研究大型科學(xué)設(shè)備儀器的管理工作，結(jié)合軟件開發(fā)的理論知識，設(shè)計出一個合理有效的協(xié)作共用系統(tǒng)，以實現(xiàn)大型儀器能更好的為教學(xué)科研服務(wù)，進(jìn)一步能為社會提供服務(wù)，為學(xué)校創(chuàng)造效益的目的。

一、系統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo)

目前，Web服務(wù)的信息系統(tǒng)以其直觀性，易用性，靈活性，互動性等特點，越來越被大眾接受。用戶可以在任何能夠連接網(wǎng)絡(luò)的計算機(jī)上，通過瀏覽器使用用戶名登錄系統(tǒng)，查詢和管理相關(guān)信息，進(jìn)行操作。系統(tǒng)操作簡單，界面友好，管理效率提高，節(jié)省用戶時間。因此系統(tǒng)采用ASP.NET 2.0（C#）為開發(fā)平臺，SQL Server 2005 作為數(shù)據(jù)庫支持，采用安全高效的B/S（Browser）模型。系統(tǒng)在邏輯構(gòu)架上采用微軟推薦的分層式結(jié)構(gòu)三層構(gòu)架：表示層（UI）業(yè)務(wù)邏輯層（BLL）、數(shù)據(jù)訪問層（DAL）.這三層分別負(fù)責(zé)不同的工作。其中數(shù)據(jù)訪問層在最下層，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫的訪問，表示層和業(yè)務(wù)邏輯層通過它得到數(shù)據(jù)支持；業(yè)務(wù)邏輯層是整個系統(tǒng)的核心，它封裝了系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯和規(guī)則，將業(yè)務(wù)邏輯和規(guī)則與數(shù)據(jù)訪問和頁面內(nèi)容分開；表示層主要界面顯示并完成用戶與系統(tǒng)的交互。

二、系統(tǒng)分層式設(shè)計分析

通過學(xué)習(xí)和研究，分層式設(shè)計具有分散關(guān)注、松散耦合、邏輯復(fù)用、標(biāo)準(zhǔn)定義的優(yōu)點，大型儀器設(shè)備協(xié)作共用管理信息系統(tǒng)采用了分層式構(gòu)架，下面結(jié)合本系統(tǒng)的構(gòu)架設(shè)計，對各層進(jìn)行分析比較。

首先，數(shù)據(jù)訪問層（Data Access Layer）位于系統(tǒng)構(gòu)架的底層，為表示層和業(yè)務(wù)邏輯層提供數(shù)據(jù)支持。在數(shù)據(jù)訪問層中，采用DAL Interface 抽象數(shù)據(jù)訪問邏輯，并以DAL Factory 作為數(shù)據(jù)訪問層對象的工廠模塊。DAL Interface有支持MS-SQL的SQL-Server DAL的具體實現(xiàn)，Model模塊包含了數(shù)據(jù)實體對象。

在數(shù)據(jù)訪問層，采用了"面向接口編程"，抽象出接口模塊DAL，脫離了與具體數(shù)據(jù)庫的依賴，使得有利于數(shù)據(jù)庫的遷移。DAL Factory模塊專門管理DAL對象的創(chuàng)建，便于業(yè)務(wù)邏輯層的訪問。SQL Server DAL模塊實現(xiàn)IDAL模塊的接口，其中包含的邏輯就是對數(shù)據(jù)庫的查、插、改、刪操作。

其次，業(yè)務(wù)邏輯層（Business Logic Layer）封裝了系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯和規(guī)劃，是系統(tǒng)的核心，在業(yè)務(wù)邏輯層中，不能直接訪問數(shù)據(jù)庫，必須通過數(shù)據(jù)訪問層來訪問，對數(shù)據(jù)范圍的業(yè)務(wù)調(diào)用，是通過接口模塊IDAL來操作的。具體的數(shù)據(jù)訪問與邏輯無關(guān)，層與層之間的關(guān)系是松散耦合的。這樣修改數(shù)據(jù)訪問的具體實現(xiàn)，只要不涉及IDAL的接口定義，業(yè)務(wù)邏輯層就不需要修改。本系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)邏輯層采用Table Module模式，它將整個數(shù)據(jù)表看作一個完整的對象，表test_tbl的BLL模塊為Best_tbl。

再次，表示層（Presentation Layer）負(fù)責(zé)系統(tǒng)用戶和整個系統(tǒng)的交互，顯示數(shù)據(jù)和接收用戶輸入的數(shù)據(jù)。在表示層涉及的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)訪問層對數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)用訪問，而不是直接對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作。在這一層中，理想的狀態(tài)是不包括系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯，表示層的模塊結(jié)構(gòu)圖。 MVC模式是表示層設(shè)計中的重要設(shè)計模式。MVC模式可以分為模型（Model）、視圖（View）和控制器（Controller）三部分。

三、系統(tǒng)總體構(gòu)架設(shè)計

根據(jù)大型儀器設(shè)備管理工作設(shè)計的系統(tǒng)功能模塊劃分如圖所示：

通知公告：主要是對學(xué)校相關(guān)的文件，規(guī)定進(jìn)行發(fā)布，及時通知。學(xué)校管理員，實驗室管理員，對儀器設(shè)備情況的通報，工作日程的安排修改，注意事項及幫助的發(fā)布等。

大型儀器設(shè)備信息管理：對大型儀器設(shè)備的詳細(xì)的管理購置新儀器后對儀器設(shè)備詳細(xì)信息的添加，對這些信息的修改維護(hù)等操作，對儀器設(shè)備的狀態(tài)信息的維護(hù)，以便實驗室管理員對儀器的預(yù)約狀態(tài)的設(shè)置。

實驗室信息：對所有實驗室信息的管理。主要維護(hù)的信息包括實驗室的性質(zhì)，實驗室相關(guān)管理員，實驗室管轄大型儀器設(shè)備等等。

預(yù)約信息管理：設(shè)備預(yù)約信息的管理。預(yù)約信息管理分成兩大部分，三種角色管理，主要是一般用戶對儀器設(shè)備的預(yù)約信息的添加和實驗室管理員對儀器設(shè)備可以預(yù)約的狀態(tài)和日程的安排。一般用戶，實驗室管理員和學(xué)校管理員對儀器設(shè)備預(yù)約信息有不同操作權(quán)限。

用戶信息及角色管理：為保證系統(tǒng)的安全性，本系統(tǒng)采用用戶注冊登記。主要包括，用戶登陸身份驗證，創(chuàng)建新用戶，用戶角色管理，用戶信息、密碼管理，根據(jù)用戶和角色信息對模塊進(jìn)行分配等。本系統(tǒng)采用了ASPNET的Membership類來負(fù)責(zé)這方面的內(nèi)容。

實驗日志信息及統(tǒng)計管理：主要是實驗室管理員對實驗日志信息的管理，學(xué)校管理員對實驗信息的統(tǒng)計，來分析大型儀器設(shè)備的使用情況，各個實驗室工作情況，科研成果取得情況及產(chǎn)生的效益統(tǒng)計等。

本文主要介紹了大型儀器設(shè)備協(xié)作共用管理信息系統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo)，并通過例子，詳細(xì)分析了本系統(tǒng)的三層構(gòu)架模式，最后介紹了系統(tǒng)總體構(gòu)架設(shè)計。

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