基于云計算的實驗室管理信息系統(tǒng)設(shè)計

傅涵 李松菀 程凱

摘 要：當(dāng)今大學(xué)高校的發(fā)展十分迅速，各大高校也開始建立分?；蛟鲈O(shè)多個校區(qū)，使得各大高校很難對所有校區(qū)進行高校的綜合管理，在這樣的背景下，云計算技術(shù)成為各管理系統(tǒng)的優(yōu)化方向，利用云計算技術(shù)合理的對龐大的數(shù)據(jù)信息進行收集，達到信息的共享、存儲和快速處理的目的，有效地解決實驗室管理信息系統(tǒng)在建立和優(yōu)化過程中的種種疑難問題?；谠朴嬎愕膶嶒炇夜芾硇畔⑾到y(tǒng)著力于將云計算技術(shù)的優(yōu)勢特點與管理系統(tǒng)進行有機融合，運用新時代的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計算機技術(shù)來構(gòu)建創(chuàng)新型的實驗室管理信息系統(tǒng)。作者主要通過深入研究云計算技術(shù)，非常詳細(xì)的介紹了分模塊式的新型管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架和控制中心，并介紹各模塊的功能，方便讀者了解各模塊的功用及特點。最后與傳統(tǒng)的信息管理系統(tǒng)進行對比，強調(diào)了創(chuàng)新性云計算系統(tǒng)的優(yōu)勢所在，在提高工作效率、對數(shù)據(jù)的高效利用等方面做出的創(chuàng)新性改變。

關(guān)鍵詞：云計算技術(shù) ；實驗室管理；高校；創(chuàng)新

引言：云計算技術(shù)在科技發(fā)展的新技術(shù)，嚴(yán)格意義上其屬于計算機技術(shù)的一種，由于其分布式的理念主要用于虛擬網(wǎng)盤的存儲技術(shù)，就像常用的百度網(wǎng)盤一樣都是云計算技術(shù)的標(biāo)志性成果，同時云計算技術(shù)通常與計算網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相配合使用，用于網(wǎng)絡(luò)通訊等多種方面。首先說云計算技術(shù)的工作方式主要就是提供一個虛擬存儲盤，用戶將所有的數(shù)據(jù)存儲到其中，然后會在云端自由處理，在需要調(diào)用某項數(shù)據(jù)時可以很方便的進行服務(wù)式提取。所以說云計算的實驗室管理信息系統(tǒng)，就是用這樣的理念進行優(yōu)化，方便用戶的使用，從而提高工作效率，更加有效的為實驗室服務(wù)。

就傳統(tǒng)的實驗室管理信息系統(tǒng)時期，幾乎所有的本科及以上高等院校的實驗室基本都是各不相關(guān)的，如果想要了解其他實驗室的教學(xué)信息資源，只有去其他實驗室進行請教一圖，實驗室之間的軟件設(shè)施和教學(xué)信息共享能力十分落后。所以引進云計算技術(shù)就是滿足各大高校不斷擴大、不斷豐富的教學(xué)資源的收集、共享的需要，再加上現(xiàn)今的實驗室信息管理系統(tǒng)又有更進一步的要求，不僅僅是對龐大的數(shù)據(jù)進行迅速反應(yīng)和快速計算，更要求有更加多樣化、更加人性化的新要求。利用云計算技術(shù)就是解決上述這一難題，將各自分散的實驗數(shù)據(jù)進行分類和綜合，實現(xiàn)快速提取的資源共享功能。從某種意義上說，云計算技術(shù)的出現(xiàn)為完美解決信息管理系統(tǒng)的最大難題，適合各高校多校區(qū)、多實驗室在網(wǎng)絡(luò)上協(xié)同辦公的的需求。以下，將詳細(xì)介紹云計算技術(shù)與實驗室信息管理系統(tǒng)的結(jié)合。

一.云計算技術(shù)對該系統(tǒng)的優(yōu)化目標(biāo)分析

（一）傳統(tǒng)信息管理系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析

傳統(tǒng)的信息管理系統(tǒng)由于沒有一個完整的分類步驟，導(dǎo)致對實驗室里的資源不能夠充分利用，這就導(dǎo)致有的實驗室一直處于滿負(fù)荷的工作狀態(tài)，該實驗室的資源甚至不能很好的滿足實驗室人員的需要，例如計算機的數(shù)量不夠人均一臺；與此同時，有的實驗室資源的利用相對浪費，是一種供大于需的狀態(tài)，甚至發(fā)生大量的計算機處于閑置狀態(tài)，顯得非常不協(xié)調(diào)。這種現(xiàn)象就是由于信息管理系統(tǒng)的監(jiān)管功能并不完善，無法很好的對每一臺計算機的使用狀態(tài)進行監(jiān)管，即使有的計算機或其他資源處于無人問津的狀態(tài)，學(xué)?；蚬芾韱T也無法掌握真是的情況，這就是實驗室的資源利用率低的主要原因。上述以計算機的使用情況為例闡述了傳統(tǒng)信息管理系統(tǒng)資源利用率低的主要原因。當(dāng)然在實際情況下，實驗室不僅僅有這一種資源，還包括學(xué)習(xí)資料等多種資源，但是無論何種資源都存在這樣的問題。

（二）應(yīng)用云計算技術(shù)的優(yōu)化方向探討

從總的方向來說，運用云計算技術(shù)優(yōu)化實驗室信息管理系統(tǒng)就是為了方便學(xué)生進行工作，提高工作效率，同時實現(xiàn)信息的共享，加強各實驗室之間的聯(lián)系，幫助學(xué)生可以實時的進行合作，探討出更加豐富的科研知識。但是在具體的模塊的基礎(chǔ)上針對不同模塊的不同要求，又對具體的優(yōu)化方向進行了劃分。

總體系統(tǒng)的優(yōu)化主要是針對傳統(tǒng)的信息管理系統(tǒng)的漏洞進行補償同時豐富系統(tǒng)的具體功能。這就需要我們引入云計算技術(shù)的先進技術(shù)和理念，設(shè)計出一個包容高校的全體實驗室及校區(qū)的綜合信息管理系統(tǒng)，來提高教學(xué)等資源的利用率、運算速度和工作效率，與此同時還要求該系統(tǒng)擁有多樣化的功能，例如數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)的處理以及調(diào)用和管理方面的業(yè)務(wù)管理功能。引入云計算技術(shù)，就需要我們摒棄傳統(tǒng)的信息管理思路和教學(xué)方法，將實驗室所涉及的儀器和儀表網(wǎng)絡(luò)化，進行統(tǒng)一管理，實時的對各儀器進行評估，如果發(fā)現(xiàn)運行不當(dāng)?shù)膯栴}及時進行優(yōu)化。這樣就為高校實驗的進行提供了方便，規(guī)范化了實驗室信息管理機制，對以往的傳統(tǒng)管理方法進行了很大程度上的優(yōu)化。

二.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能設(shè)計

（一）系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計

首先要明確系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計的開發(fā)環(huán)境，也就是基于云計算實驗室信息管理系統(tǒng)是以云計算系統(tǒng)軟件和虛擬化存儲軟件的環(huán)境下進行開發(fā)，在校園網(wǎng)這個高校最普遍的平臺上進行開發(fā)，實現(xiàn)跨校區(qū)的實驗室監(jiān)管和全校性的業(yè)務(wù)連續(xù)性。

這里講述利用云計算的分布式設(shè)計即分層進行設(shè)計的理念，依靠計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和虛擬存儲技術(shù)進行信息管理系統(tǒng)框架的搭建，該系統(tǒng)為了高效的統(tǒng)一管理各校區(qū)的資源，協(xié)同工作提高工作效率，所以將云計算技術(shù)的核心架構(gòu)分成了四個層次：（1）基礎(chǔ)性設(shè)施是云計算技術(shù)的硬件，通過在學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)管理中心架構(gòu)服務(wù)器集群，然后將各實驗室所需的計算能力、寬帶帶寬和資源獲取權(quán)限進行統(tǒng)一分配，為該系統(tǒng)的正常運行提供性能保障。（2）基礎(chǔ)管理層也是信息管理系統(tǒng)中信息存儲和管理分配層，對各實驗室的數(shù)據(jù)進行分布式管理，運用類似于圖書館的虛擬化分類將各類信息進行虛擬化管理，這一層主要是保證數(shù)據(jù)在共享、存儲、傳輸中的安全性，在此基礎(chǔ)上追求高速的信息傳輸速度和存儲速度。（3）應(yīng)用接口層是識別用戶是否有使用該系統(tǒng)的權(quán)限，需要進行身份驗證才能得到授權(quán)，該接口實現(xiàn)了應(yīng)用層的具體應(yīng)用與上述基礎(chǔ)層硬件之間的連接，而用戶這有通過驗證得到授權(quán)之后才能對雙方的接口進行操作保障系統(tǒng)的安全運行。（4）最終的應(yīng)用軟件層，就是用戶可以在電腦界面看見的擁有一定的操作空間的系統(tǒng)管理軟件，是人機交互的直接接口，在這里可以讓信息管理系統(tǒng)按照人的意愿來進行管理。

三.展望實驗室管理信息系統(tǒng)的發(fā)展前景

云計算技術(shù)是實驗室管理信息系統(tǒng)的優(yōu)化和升級，是在現(xiàn)階段的互聯(lián)網(wǎng)爆炸和IT浪潮下應(yīng)運而生的一種技術(shù)，而信息管理系統(tǒng)主要還是LIMS技術(shù)的發(fā)展，如今基于云計算技術(shù)的LIMS技術(shù)已經(jīng)不僅僅局限于創(chuàng)通系統(tǒng)所擁有的人員管理、資源整合和報告打印等的技術(shù)，在二十一世紀(jì)的今天，全球化的思潮將這一系統(tǒng)推向了一個新的層面，在儀器儀表的發(fā)展、觀瀑采集和遠(yuǎn)程訪問等等領(lǐng)域都有了前所未有的巨大發(fā)展。

云計算技術(shù)的應(yīng)用需要硬件設(shè)備作為支撐，近二十年來，儀器的制造更加精良并且在儀器相互之間的連接和系統(tǒng)的綜合控制成為了大家最關(guān)注的的一點。在傳統(tǒng)的儀器管理領(lǐng)域，需要花費大量的人力物力才能實現(xiàn)儀器的連接，對工作人員有較高的經(jīng)驗要求，還要與廠家的技術(shù)服務(wù)人員進行對接非常的繁瑣。所以近幾年出現(xiàn)例如云計算技術(shù)在內(nèi)的高新技術(shù)很好的解決了這一問題，引入最先記得電子信息俘獲技術(shù)就可以很好的彌補工作人員的能力不足，甚至不需要進行編程就可以實現(xiàn)，甚至簡單到就像在電腦上連接打印機進行打印，任何一個人都可以做到。隨著更多譬如云計算技術(shù)之類的先進技術(shù)的引進會使實驗室管理信息系統(tǒng)更加的簡單，甚至進行全自動管理也不再是不可能的。

結(jié)語：通過對云計算技術(shù)的引進，不僅方便了學(xué)校的管理，而且方便了教師進行教學(xué)和對學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)進行了解?？傊?，基于云計算平臺的實驗室管理信息系統(tǒng)使高校的管理更進一步，做出了重大貢獻，也實現(xiàn)了計算機技術(shù)與管理技術(shù)的結(jié)合。

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