高校機(jī)房管理系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

張建

（安徽經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，安徽 合肥 230031）

高校機(jī)房管理系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

張建

（安徽經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，安徽 合肥 230031）

本文針對高校機(jī)房規(guī)模不斷擴(kuò)大和服務(wù)對象復(fù)雜多樣的特點(diǎn)，根據(jù)安徽經(jīng)濟(jì)管理干部學(xué)院機(jī)房的目前的管理現(xiàn)狀，結(jié)合對課程安排等問題提出了有效管理機(jī)房并充分利用課余時間開放機(jī)房設(shè)備.充分利用現(xiàn)有資源開發(fā)一套高效的管理系統(tǒng)，既可以為學(xué)生提供更加有效、安全、便捷的上機(jī)進(jìn)行課程實(shí)踐環(huán)境，又可以提高管理人員對公共機(jī)房的科學(xué)管理水平.本系統(tǒng)開發(fā)過程中采用了VC++數(shù)據(jù)庫編程、網(wǎng)絡(luò)編程等核心技術(shù)和VC的繪圖技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了預(yù)定目標(biāo).

計費(fèi)管理；ADO；屏幕監(jiān)控；Socket；遠(yuǎn)程管理；數(shù)據(jù)可視化

1 前言

目前高校的機(jī)房主要的服務(wù)對象是全院師生，主要提供實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)、業(yè)余有償自由上機(jī)實(shí)踐和考試任務(wù).為了使這些任務(wù)得以優(yōu)質(zhì)高效完成，對機(jī)房的管理工作提出了新的挑戰(zhàn).特別是隨著高校辦學(xué)規(guī)模的逐漸擴(kuò)大、上機(jī)實(shí)踐課程任務(wù)和計算機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)部門的計算機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量的增加，高效地管理這些機(jī)房成為了迫切需要解決的問題.機(jī)房管理信息系統(tǒng)要解決人工管理方式中存在的問題，又要彌補(bǔ)其它傳統(tǒng)管理系統(tǒng)方式中的不足，利用現(xiàn)代計算機(jī)和數(shù)據(jù)庫開發(fā)技術(shù)來代替人工處理機(jī)房工作是很必要的.很大程度上可以提高工作質(zhì)量和效率，提高機(jī)房的利用率和機(jī)房管理水平，保證機(jī)房管理的穩(wěn)定和高效運(yùn)作，確保學(xué)生正常上機(jī)，提高機(jī)房的工作效率，使機(jī)房的利用率達(dá)到最大化，基于對這些情況的仔細(xì)調(diào)查、分析，基于以上情況利用現(xiàn)有的硬件資源，結(jié)合計算機(jī)軟件開發(fā)技術(shù)開發(fā)一套完整的公共機(jī)房管理系統(tǒng).使公共機(jī)房管理真正實(shí)現(xiàn)信息化，管理水平提高到一個新臺階.

2 系統(tǒng)分析

1.1 可行性分析

軟件的開發(fā)必須遵循安全可靠、穩(wěn)定、維護(hù)性好等原則，既要能滿足目前的需要，又要能適應(yīng)將來擴(kuò)展升級的需要.

從技術(shù)角度來看：本系統(tǒng)采用Visual C++6.0作為開發(fā)工具來開發(fā)該系統(tǒng)界面以及實(shí)現(xiàn)各個模塊功能，并利用ADO技術(shù)連接訪問數(shù)據(jù)庫，利用VC的網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)和繪圖技術(shù)開發(fā)軟.

從經(jīng)濟(jì)角度：就經(jīng)濟(jì)效益來分析，軟件的開發(fā)成本不大，而其它的投入也只是計算機(jī).由于系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)環(huán)境均已具備，無需重新開發(fā)建設(shè)，所以系統(tǒng)開發(fā)、運(yùn)行所需的費(fèi)用是比較低的.

1.2 需求分析

需求分析關(guān)系到設(shè)計的合理性和實(shí)用性，現(xiàn)提出機(jī)房管理需求情況：

（1）系統(tǒng)能夠產(chǎn)生學(xué)生使用計算機(jī)情況的詳細(xì)記錄，對設(shè)備的使用可以直接追索到使用者，業(yè)余時間上機(jī)還增加監(jiān)控方式，要基本上能夠杜絕惡意損壞等行為的發(fā)生；

（2）老師可以根據(jù)正常實(shí)驗(yàn)上機(jī)記錄統(tǒng)計學(xué)生的出勤情況，為學(xué)校和老師更有效的了解學(xué)生實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)情況提供數(shù)據(jù)依據(jù)；

（3）學(xué)生通過登錄認(rèn)證或刷卡認(rèn)證方式使用計算機(jī)，系統(tǒng)會根據(jù)課程表判斷是課堂上機(jī)，還是業(yè)余自費(fèi)上機(jī)；學(xué)生在下機(jī)時必須做退出或注銷操作，否則可能會被認(rèn)為正在使用而計費(fèi)情況.

（4）自動控制，管理端可以喚醒（開啟）和關(guān)閉指定的或全部的客戶端計算機(jī)，當(dāng)客戶端無人再次登錄使用時鎖定，一定時間后自動關(guān)閉；

（5）機(jī)房管理員可以遠(yuǎn)程控制學(xué)生機(jī)，提供必要的遠(yuǎn)程協(xié)助功能并可以實(shí)時撲捉到學(xué)生屏幕信息用來監(jiān)控用機(jī)情況；

（6）管理機(jī)應(yīng)能自動計費(fèi)，實(shí)現(xiàn)課程表的相關(guān)管理功能，做到根據(jù)課表自動區(qū)別計費(fèi)與否；

（7）系統(tǒng)有完整的設(shè)備管理庫并提供實(shí)時監(jiān)控這些設(shè)備的使用，為高校固定資產(chǎn)管理提供機(jī)房設(shè)備情況的參考；

（8）完成機(jī)房計算機(jī)使用情況統(tǒng)計匯總與報表的生成;按年度或?qū)W期統(tǒng)計分析機(jī)器使用情況，機(jī)房賬務(wù)情況，完成實(shí)驗(yàn)課時量.

3 系統(tǒng)設(shè)計

3.1 系統(tǒng)模塊的劃分

通依據(jù)上面的需求分析，經(jīng)研究與論證，結(jié)合機(jī)房管理實(shí)際情況，設(shè)計出系統(tǒng)主要模塊：

（1）機(jī)房計費(fèi)管理模塊：主要實(shí)現(xiàn)用戶管理和賬戶功能，包括用戶的添加、刪除、修改和查詢等操作；賬戶管理實(shí)現(xiàn)帳戶充值、賬戶的掛失和解掛等操作.如圖所示.

（2）網(wǎng)絡(luò)管理模塊：完成公共機(jī)房網(wǎng)絡(luò)管理工作，包括對學(xué)生機(jī)的開啟和關(guān)閉、屏幕監(jiān)控、硬件設(shè)備的管理，提供消息收發(fā)、文件收發(fā)和遠(yuǎn)程幫助等操作功能.

（3）客戶端模塊：集成了機(jī)房管理系統(tǒng)中的計費(fèi)程序、登錄控制管理的部分程序和數(shù)據(jù)通信等程序功能.

（4）數(shù)據(jù)可視化模塊：系統(tǒng)中產(chǎn)生大量的用戶使用數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理，生產(chǎn)相應(yīng)圖表圖形.

3.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計

數(shù)據(jù)庫設(shè)計根據(jù)系統(tǒng)的需求分析要求主要是對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行的一些詳細(xì)的設(shè)計，包括設(shè)計數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)和建立數(shù)據(jù)庫.根據(jù)用戶的需求和系統(tǒng)功能功能設(shè)計數(shù)據(jù)庫，既要考慮到現(xiàn)實(shí)情況以及程序設(shè)計時實(shí)現(xiàn)的可能性，又要使設(shè)計出的數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的冗余度盡可能小以減少存儲空間，并使設(shè)計出的數(shù)據(jù)庫盡可能滿足高一級范式的要求.本系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫表主要是在ACESS下創(chuàng)建的，根據(jù)系統(tǒng)要求設(shè)計出用戶信息表，類似的設(shè)計出：上機(jī)信息表、上機(jī)歷史記錄表、機(jī)器基本情況表、課程安排基本情況表和管理人員信息表.

3.3 主要模塊設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)采用基于局域網(wǎng)的客戶/服務(wù)結(jié)構(gòu)模式，主要包括計費(fèi)管理子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理子系統(tǒng)、信息管理子系統(tǒng)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)可視化等模塊.

3.3.1 計費(fèi)管理子系統(tǒng)

客戶端遠(yuǎn)程登錄，通過遠(yuǎn)程服務(wù)器驗(yàn)證合法有效用戶后可以使用本臺客戶機(jī)，并開始計費(fèi)功能.

實(shí)現(xiàn)原理：VC對timer計時器的操作.首先通過添加wm_timer消息來產(chǎn)生On_timer消息響應(yīng)函數(shù)，然后通過settimer（1,18000,NULL）函數(shù)設(shè)置計時器，程序執(zhí)行了這個settimer函數(shù)后，就會自動按照你設(shè)置的時間每隔一段時間調(diào)用On_timer函數(shù)，最后在On_timer函數(shù)里添加訪問系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的動作代碼.計費(fèi)操作的過程是在計費(fèi)對話框中的On_timer消息響應(yīng)函數(shù)實(shí)現(xiàn)的.具體實(shí)現(xiàn)方法步驟：

（1）創(chuàng)建ADO對象如ado，利用ado對象的OpenRecordset（）打開遠(yuǎn)程管理機(jī)中得數(shù)據(jù)庫；

（2）利用ado對象的m_pRecordset指針的GetCollect()訪問并取出當(dāng)前學(xué)號的用戶的賬戶余額；

（3）如果取出的余額（yue）小于0.05（以1元錢每小時計），此時余額不足，直接將余額置成0，利用m_pRecordset指針的PutCollect方法將實(shí)際余額0寫入遠(yuǎn)程系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫完成一次計費(fèi)出現(xiàn)余額不足提示對話框，客戶端啟動倒計時關(guān)閉系統(tǒng)；

（4）如果取出的余額（yue）大于0.05，利用m_pRecordset指針的PutCollect將當(dāng)前余額減去0.05后再寫入遠(yuǎn)程系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，成功完成一次計費(fèi)，計時器歸零重新開始計費(fèi)；

（5）系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫記錄更新Update，以便下次訪問到最新的真實(shí)的數(shù)據(jù)，關(guān)閉系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫并執(zhí)行定時器消除Ki1lTimer(1)操作.

3.3.2 網(wǎng)絡(luò)管理子系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

網(wǎng)絡(luò)管理子系統(tǒng)設(shè)計功能包括遠(yuǎn)程控制操作、鎖屏和解鎖控制操作、遠(yuǎn)程監(jiān)控操作和遠(yuǎn)程服務(wù)等操作.

3.3.2.1 遠(yuǎn)程控制啟動、注銷和關(guān)機(jī)等操作實(shí)現(xiàn)

遠(yuǎn)程開關(guān)機(jī)器操作，即在管理端對需要關(guān)閉的客戶端計算機(jī)發(fā)送關(guān)機(jī)指令，客戶端計算機(jī)收到指令后啟動關(guān)機(jī)程序關(guān)機(jī).為了有效節(jié)省能源系統(tǒng)提供自動關(guān)機(jī)功能，就是在客戶端無人再次登錄時關(guān)閉計算機(jī).

遠(yuǎn)程控制是利用Windows系統(tǒng)編程接口(WIN API函數(shù))和鉤子技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的.其基本原理是，客戶端的Socket發(fā)送命令到服務(wù)端的Socket，同時當(dāng)服務(wù)器收到相應(yīng)的指令，就執(zhí)行相應(yīng)的操作說明，當(dāng)然，這些都是在服務(wù)端的管理計算機(jī)作上運(yùn)行的.操作的本質(zhì)就是調(diào)用API函數(shù)BOOL ExitWindowsEx(UINT uFlags,DWORD dwReserved);可以根據(jù)uFlags的取值不同分別實(shí)現(xiàn)注銷、重啟、強(qiáng)行關(guān)機(jī)等操作.

通過以上的設(shè)計可以使應(yīng)用程序獲得獲得相關(guān)權(quán)限，執(zhí)行注銷、重新啟動或關(guān)閉計算機(jī)等操作.結(jié)合遠(yuǎn)程通信編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理中的遠(yuǎn)程控制.

3.3.2.2 遠(yuǎn)程屏幕鎖定和解鎖

客戶端在正常登錄認(rèn)證之前處于鎖屏狀態(tài)，當(dāng)用戶輸入正確的用戶名和密碼登錄后，經(jīng)過驗(yàn)證為合法用戶，管理機(jī)向該客戶端計算機(jī)發(fā)送解屏信息，此時客戶端用戶可正常使用客戶端計算機(jī)，屏幕解鎖完成.本系統(tǒng)設(shè)計是采用鎖定鍵盤功能鍵，如WIN鍵或Ctrl-Alt-Del等，限定了鼠標(biāo)和隱藏了任務(wù)欄.鎖定后用戶既不能終止客戶端登錄程序，也不能啟動其它進(jìn)程.

3.3.2.3 遠(yuǎn)程監(jiān)控

遠(yuǎn)程監(jiān)控操作包括遠(yuǎn)程屏幕監(jiān)控和遠(yuǎn)程硬件設(shè)備監(jiān)控管理.管理端可以捕捉到監(jiān)控遠(yuǎn)程客戶端計算機(jī)屏幕信息和操作情況，可以提供上機(jī)監(jiān)管和提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量；遠(yuǎn)程設(shè)備監(jiān)控管理是對客戶端計算機(jī)的硬件情況實(shí)時列表檢測，管理人員可以有效和固定資產(chǎn)中計算機(jī)設(shè)備情況進(jìn)行定期核對，以便有效管理固定資產(chǎn)內(nèi)部設(shè)備的完整性.

3.3.2.4 遠(yuǎn)程服務(wù)

在網(wǎng)絡(luò)管理中遠(yuǎn)程服務(wù)是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程計算機(jī)之間的文件和消息的收發(fā)操作以及遠(yuǎn)程協(xié)助管理操作即協(xié)助控制計算機(jī).遠(yuǎn)程服務(wù)體現(xiàn)了在加強(qiáng)了學(xué)生之間的交流和學(xué)習(xí)的同時，也實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)程協(xié)助控制操作，這在計算機(jī)教學(xué)起到輔助作用.

3.3.3 數(shù)據(jù)可視化的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

可視化技術(shù)可以提高使用者對數(shù)據(jù)的理解和識別能力，使管理人員很容易的從大量數(shù)據(jù)中分析總結(jié)出有效的決策信息.

3.3.3.1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)可視化的實(shí)現(xiàn)原理和意義

圖表圖形可視化，根據(jù)歷史上機(jī)記錄庫分類匯總成相應(yīng)統(tǒng)計表，將每年度每月份上機(jī)使用和收入情況繪制成直方圖；如果公共機(jī)房總上機(jī)情況的分析問題，需要計算總機(jī)時中各個教學(xué)系部使用構(gòu)成比例時，這就需要繪制出餅型圖顯示出來，管理人員可以更好的對比各個月份課余機(jī)房使用情況.分析收入和安排值班情況.

本系統(tǒng)中數(shù)據(jù)可視化主要是分別用直方圖和餅形圖對各年度機(jī)房收入情況和平時上課實(shí)訓(xùn)機(jī)時統(tǒng)計匯總信息作可視化處理.對處理結(jié)果數(shù)據(jù)利用VC的GDI繪圖技術(shù)繪制出相應(yīng)直方圖和餅形圖.

3.3.3.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)可視化步驟：

（1）直方圖數(shù)據(jù)項(xiàng)處理.從數(shù)據(jù)中提取所要的數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行圖表處理.先設(shè)置12個內(nèi)存變量m0-m11分別用來存放1月至12月份的上機(jī)使用機(jī)時的消費(fèi)金額之和.這12個變量值是用來繪制直方圖的有效數(shù)據(jù).

（2）直方圖數(shù)據(jù)項(xiàng)映射.在數(shù)據(jù)映射過程中，實(shí)現(xiàn)數(shù)值數(shù)據(jù)和幾何圖形的映射，實(shí)質(zhì)就是將數(shù)據(jù)項(xiàng)的數(shù)值數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成幾何數(shù)據(jù).利用所得出數(shù)據(jù)和幾何要素進(jìn)行映射，結(jié)果如下所示.

直方圖數(shù)據(jù)映像處理圖

（3）直方圖繪制和顯示.

根據(jù)前面對數(shù)據(jù)項(xiàng)的處理和映射，利用VC的GDI繪圖技術(shù)繪制出相應(yīng)直方圖.系統(tǒng)用戶選擇年度后點(diǎn)擊繪制直方圖按鈕，即可繪制出直方圖.

4 系統(tǒng)應(yīng)用及總結(jié)

4.1 系統(tǒng)應(yīng)用情況

高校公共機(jī)房管理系統(tǒng)于2014年開始在安徽經(jīng)管學(xué)院西校區(qū)公共機(jī)房正常使用，運(yùn)轉(zhuǎn)良好，受到師生的好評，用戶需求分析中的功能模塊基本上全部實(shí)現(xiàn).該系統(tǒng)的運(yùn)行，給我們省級基礎(chǔ)教學(xué)示范中心帶來許多便利和效益.大大減輕了管理人員的工作負(fù)擔(dān)，提高了工作效率，同時有效提高設(shè)備的使用率提高了教學(xué)質(zhì)量.

4.2 總結(jié)

本文選擇高校公共機(jī)房計算機(jī)管理為研究對象，以實(shí)現(xiàn)機(jī)房的全自動化管理、提高工作效率、降低勞動強(qiáng)度為目標(biāo)，在分析機(jī)房計算機(jī)管理需求和模式的基礎(chǔ)上，以網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)為手段，提出了用C/S架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)機(jī)房計算機(jī)管理的模型，并依此模型開發(fā)了一個可行的系統(tǒng).采用本系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)房管理實(shí)現(xiàn)了學(xué)校機(jī)房的規(guī)范化制度化管理，同時也方便了學(xué)生上機(jī)使用，簡化了管理員的管理.在機(jī)房管理員的監(jiān)控下，實(shí)現(xiàn)了機(jī)房的自助式管理，基本上達(dá)到了設(shè)計時的要求.

〔1〕覃國蓉，何濤.校園機(jī)房課堂監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn).計算機(jī)應(yīng)用與軟件，2011(28).

〔2〕鄭昌波，秦前清，袁軍.簡化計算機(jī)遠(yuǎn)程控制技術(shù)研究及實(shí)踐.計算機(jī)工程與設(shè)計，2005，26（6）.

〔3〕唐彬.Visual C++案例開發(fā)集錦.電子工業(yè)出版社.

〔4〕董萬歸.機(jī)房管理系統(tǒng)中一種登陸控制的設(shè)計與實(shí)現(xiàn).軟件導(dǎo)刊，2010，9（5）.

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