基于開源框架Flask快速構(gòu)建實(shí)驗(yàn)室預(yù)約系統(tǒng)

李程慧

摘要：根據(jù)實(shí)驗(yàn)室管理需求，該文開發(fā)一個(gè)基于開源軟件的實(shí)驗(yàn)室預(yù)約系統(tǒng)。該系統(tǒng)的Web服務(wù)器采用穩(wěn)定可靠的nginx，Web應(yīng)用采用基于Python語言的Flask微框架，具有小巧易擴(kuò)展的特點(diǎn)。數(shù)據(jù)庫采用SQLite/postgreSQL，前端框架使用Bootstrap。該系統(tǒng)主要分為管理員模塊和申請(qǐng)模塊兩種身份功能模塊。在管理模塊中，管理員的任務(wù)是維護(hù)管理信息；在申請(qǐng)模塊中，申請(qǐng)人根據(jù)實(shí)驗(yàn)室空閑時(shí)間段進(jìn)行預(yù)約，通過表單提交數(shù)據(jù)，并將預(yù)約詳情返回于申請(qǐng)人。若申請(qǐng)人取消預(yù)約，則可以直接點(diǎn)擊取消按鈕。使用該系統(tǒng)，申請(qǐng)人不必親自到實(shí)驗(yàn)管理員辦公室辦理預(yù)約手續(xù)，使得實(shí)驗(yàn)時(shí)間安排更加靈活、自主，同時(shí)降低了實(shí)驗(yàn)管理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了實(shí)驗(yàn)室利用率。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)室管理；預(yù)約系統(tǒng)；Python；Flask框架

中圖分類號(hào)：TP315 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）10-0077-02

1 概述

實(shí)驗(yàn)室是高校的重要組成部分，實(shí)驗(yàn)室信息化能夠提高資源利用率和共享程度，它對(duì)深化教育改革和培養(yǎng)創(chuàng)新人才意義深遠(yuǎn)[1-3]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等院校教學(xué)中一個(gè)相當(dāng)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，在整個(gè)教學(xué)過程中起到不可替代的作用[4]。如何充分利用實(shí)驗(yàn)室有限的教學(xué)資源，有效地提高實(shí)驗(yàn)室的利用率，成為實(shí)驗(yàn)室管理中亟待解決的一個(gè)重要問題[5]。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求實(shí)驗(yàn)安排更為靈活，需要一個(gè)與實(shí)驗(yàn)室實(shí)際需求相適應(yīng)的、現(xiàn)代化的實(shí)驗(yàn)管理手段[6-9]。將互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室管理，較之現(xiàn)有的非移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室管理有著不可比擬的優(yōu)勢。在這種情形下，開發(fā)一個(gè)基于Internet的實(shí)驗(yàn)室預(yù)約系統(tǒng)顯得非常必要。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)需求分析

高校實(shí)驗(yàn)室的預(yù)約普遍采用人工方式。學(xué)生或者教師通過電話問詢實(shí)驗(yàn)室空閑情況后進(jìn)行預(yù)約，管理員將預(yù)約結(jié)果手動(dòng)記錄在借用申請(qǐng)表中，這種方式準(zhǔn)確性低、不利于查詢[10]；有時(shí)學(xué)生去管理員辦公室借用實(shí)驗(yàn)室，會(huì)出現(xiàn)預(yù)借用的時(shí)間段已經(jīng)被預(yù)約的情況[11]。因此，需要開發(fā)一套實(shí)驗(yàn)室預(yù)約系統(tǒng)來完善實(shí)驗(yàn)室的使用。

2.2設(shè)計(jì)思路

本文利用Python的Flask框架，搭建實(shí)驗(yàn)室預(yù)約系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)管理員在系統(tǒng)上發(fā)布實(shí)驗(yàn)室空閑時(shí)間段，申請(qǐng)人采用網(wǎng)上申請(qǐng)的形式進(jìn)行預(yù)約。

本文采用類似于淘寶購物的思路，將商品目錄對(duì)應(yīng)于實(shí)驗(yàn)室名稱列表；商品訂購對(duì)應(yīng)于實(shí)驗(yàn)室空閑時(shí)間段；加入購物車這一操作對(duì)應(yīng)于預(yù)約某一個(gè)時(shí)間段；購物清單對(duì)應(yīng)于預(yù)約實(shí)驗(yàn)室的多個(gè)時(shí)間段；結(jié)賬明細(xì)對(duì)應(yīng)于申請(qǐng)人預(yù)約信息詳情。

對(duì)申請(qǐng)人而言，實(shí)驗(yàn)室預(yù)約過程類似于商品訂購。但是，不同于淘寶購物的是：實(shí)驗(yàn)室某個(gè)空閑時(shí)間段是唯一的，只允許預(yù)約一次。本文采用“先到先得”的原則來決定預(yù)約結(jié)果，即假設(shè)預(yù)約系統(tǒng)顯示區(qū)有實(shí)驗(yàn)室1星期一第1節(jié)，那么代表著這個(gè)時(shí)間段是空閑的，目前沒有被任何人預(yù)約，此時(shí)若申請(qǐng)預(yù)約這個(gè)時(shí)間，那么會(huì)立即彈出預(yù)約成功信息，不必等待管理人員審核。管理員可以根據(jù)預(yù)約情況取消無效的預(yù)約?？紤]到學(xué)生實(shí)驗(yàn)主要以教師為引導(dǎo)，所以學(xué)生預(yù)約實(shí)驗(yàn)室的幾率小[12]。

2.3數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)共設(shè)計(jì)了3個(gè)表，分別為注冊(cè)信息表（users）、實(shí)驗(yàn)室信息表（rooms）和預(yù)約信息表（reservations）。其中，登錄信息表中包含了教師的信息（ID、姓名、郵箱和密碼）。實(shí)驗(yàn)室信息表（rooms）是實(shí)驗(yàn)管理員發(fā)布的可以預(yù)約的實(shí)驗(yàn)室信息（ID、實(shí)驗(yàn)室名字和描述）。預(yù)約信息表（reservations）包含了已經(jīng)預(yù)約的實(shí)驗(yàn)室信息（日期、節(jié)數(shù)、申請(qǐng)人和實(shí)驗(yàn)室ID）。

2.4功能設(shè)計(jì)

基于B/S下的實(shí)驗(yàn)室預(yù)約，在瀏覽器端完成實(shí)驗(yàn)室預(yù)約申請(qǐng)，其中涉及的功能有查看實(shí)驗(yàn)室空閑信息、預(yù)約申請(qǐng)和查看預(yù)約結(jié)果[13]。

若申請(qǐng)人預(yù)約金融實(shí)訓(xùn)平臺(tái)某個(gè)時(shí)間段，則點(diǎn)擊預(yù)約，查看實(shí)驗(yàn)室空閑時(shí)間段。假設(shè)上午有5節(jié)課，分別是第1、2、3、4、5節(jié)；下午有4節(jié)課，分別是第6、7、8、9節(jié)；晚上有3節(jié)課，分別是第10、11、12節(jié)。如圖2。根據(jù)需求預(yù)約相應(yīng)的時(shí)間段。

在圖2中，深色表示可預(yù)約，淺色表示有課或者已預(yù)約。假設(shè)申請(qǐng)人需要預(yù)約2016年3月19日下午第6、7、8節(jié)，那么點(diǎn)擊“可預(yù)約”，彈出登錄對(duì)話框。若無賬號(hào)，則需先注冊(cè)。若登錄成功，則可以進(jìn)入預(yù)約界面，如圖3：

申請(qǐng)人輸入預(yù)約開始的節(jié)數(shù)6和結(jié)束的節(jié)數(shù)8，點(diǎn)擊預(yù)約，彈出預(yù)約信息詳情，查看我的預(yù)約記錄，如圖4：

3展望與結(jié)束語

本文開發(fā)的預(yù)約系統(tǒng)基于目前國外開發(fā)極為活躍，使用相當(dāng)普遍的開源框架。Web應(yīng)用基于Python語言的Flask微框架，具有跨平臺(tái)，輕量，易擴(kuò)展的特性。該預(yù)約系統(tǒng)使用了大量現(xiàn)成的Flask擴(kuò)展插件，不僅加速了系統(tǒng)開發(fā)的進(jìn)度，而且大大提高了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的安全性與穩(wěn)定性。

預(yù)約實(shí)驗(yàn)室需要注意幾個(gè)問題：避免“人滿為患”現(xiàn)象，每個(gè)實(shí)驗(yàn)室的儀器設(shè)備數(shù)量是一定的，在預(yù)約時(shí)要考察人數(shù)是否已經(jīng)飽和[14]。若同一實(shí)驗(yàn)室同一時(shí)段被多個(gè)老師預(yù)約，那么實(shí)驗(yàn)管理員根據(jù)預(yù)約信譽(yù)[15]（即以往預(yù)約的可靠性、按時(shí)使用實(shí)驗(yàn)室的概率）的高低來決定本次借用實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)先級(jí)的高低。引入預(yù)約信譽(yù)這一機(jī)制，能夠有效地解決實(shí)驗(yàn)室常常出現(xiàn)的“人滿為患”和“門庭羅雀”現(xiàn)象。目前，該系統(tǒng)僅允許教師預(yù)約，在今后的努力中，需要考慮學(xué)生預(yù)約以及預(yù)約人數(shù)是否飽和問題，進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)室預(yù)約系統(tǒng)。

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