大學實驗室信息管理系統(tǒng)的設(shè)計

摘要：文章基于B/S模式，針對大學實驗室的信息管理研究一個解決方案，同時完成系統(tǒng)的設(shè)計。文章首先指出當前大學實驗室信息管理普遍存在的問題并說明了開發(fā)大學實驗室信息管理系統(tǒng)的意義，然后從需求出發(fā)對具體問題進行具體分析，從而得出該系統(tǒng)具體的功能點，最后對該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫進行分析。

關(guān)鍵詞：大學實驗室;信息管理;數(shù)據(jù)表

中圖分類號：TP311? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）14-0042-03

隨著經(jīng)濟水平的發(fā)展和我們國家越來越重視科學技術(shù)的發(fā)展，越來越多的大學將國內(nèi)外先進設(shè)備引入到大學實驗室里，而大學實驗室又是老師和學生進行課堂教學和科學研究的重要場所，所以這就對大學實驗室的信息化管理提出了更高的要求。因此，加強大學實驗室的信息管理工作就成為高校的一項重要工作。實驗室的信息化管理不僅可以提高實驗室的使用效率，還可以提升實驗室的安全性，并且可以有效地維護大學的實驗室資產(chǎn)，實現(xiàn)資產(chǎn)的科學管理。

1 系統(tǒng)開發(fā)背景與意義

大學實驗室是老師和學生進行課堂教學和科學研究的重要場所，學生可以利用實驗設(shè)備在實驗室里親自動手做實驗，這有助于提高他們的動手能力和創(chuàng)新能力;老師也可以利用這些實驗設(shè)備開展實驗教學活動，這有助于學生加深對所學知識的理解，提高綜合素質(zhì)。因此，實驗室對大學、對學生、對老師都非常重要。

當前，很多大學校園里的實驗室或多或少存在軟硬件資源浪費的情況，究其原因還是沒有建立一個統(tǒng)一的資源信息共享平臺。實驗室在日常運行管理的時候常會出現(xiàn)如下一些問題，例如：

1）日常運行管理方式落后[1]。部分大學的實驗室仍然采用傳統(tǒng)的運行管理方式，通過手工抄寫來記錄實驗室的軟硬件維護、檢查以及日常使用情況。手工記錄容易造成漏填漏報、內(nèi)容不全、字跡潦草、統(tǒng)計困難、信息傳遞遲滯等問題，因此傳統(tǒng)管理模式有待改變。

2）資源利用率不高。由于學校里沒有一個統(tǒng)一的實驗室信息管理平臺，所以學校、分院、實訓中心就沒有一個查詢實驗室數(shù)據(jù)的統(tǒng)一入口，這就造成了部分實驗室出現(xiàn)經(jīng)常性的開放率低或者設(shè)備閑置的情況，從而導致了資源浪費。

3）實驗室耗材管理落后。實驗室耗材是實驗教學不可或缺的一部分，如果沒有一個信息管理平臺，依然靠手工記賬來進行出入庫的辦理、耗材領(lǐng)用等，就不能夠隨時掌握各個實驗室耗材的庫存和使用情況，如果耗材補充不及時可能還會影響了實驗教學和科研活動的有序開展。

所以，為了解決這些問題，本文開發(fā)一套大學實驗室信息管理系統(tǒng)，可以對大學校園里的所有實驗室的日常運行進行統(tǒng)籌管理，形成一個大學校園內(nèi)的實驗室資源共享平臺，充分利用實驗室的軟硬件資源，提升實驗室的管理水平。

2 相關(guān)技術(shù)

2.1 B/S結(jié)構(gòu)

B/S（Browser/Server，瀏覽器/服務(wù)器）模式又稱B/S結(jié)構(gòu)[2]。相比于C/S模式，B/S模式對用戶更加友好，他們無須另行安裝客戶端，直接通過瀏覽器即可對服務(wù)端進行訪問。因此，B/S模式的一個非常大的優(yōu)勢就是運維簡單，它是對C/S模式的擴展。

2.2 Java開發(fā)語言

Java是一門面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言 [3]。Java從發(fā)布至今一直都走在Internet編程的前沿，后續(xù)的每一個版本都進一步鞏固了這一地位。經(jīng)過這么多年，Java 現(xiàn)在還是Internet編程的最佳選項之一?，F(xiàn)如今，Java更是成了智能手機Android操作系統(tǒng)的編程語言。

2.3 PostgreSQL數(shù)據(jù)庫

PostgreSQL是一款開源并且功能強大的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫[4]。很多小公司小項目在進行數(shù)據(jù)庫選型的時候都會優(yōu)先考慮PostgreSQL，因為它是一款開源軟件，而開源特性使得PostgreSQL的使用成本更低，因此深受眾多小企業(yè)的歡迎。

2.4 Tomcat 服務(wù)器

Tomcat也是眾多中小企業(yè)追捧的一款Web應(yīng)用服務(wù)器。Tomcat不僅開源，而且屬于輕量級服務(wù)器，因此成本和難度都較低。正是這個原因所以很多中小型系統(tǒng)在進行設(shè)計和實現(xiàn)的時候都會選擇Tomcat作為首選應(yīng)用服務(wù)器。大學實驗室信息管理系統(tǒng)屬于小型系統(tǒng)，所以應(yīng)用容器選擇Tomcat。

3 模塊設(shè)計

結(jié)合大學實驗室信息管理的實際需求，通過分析和討論，可以將本系統(tǒng)分為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、動態(tài)數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)統(tǒng)計管理3大模塊，具體如圖1所示。

3.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理模塊

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理模塊具體可以包括實驗室基本信息、所屬分院信息、適用專業(yè)和班級信息等相關(guān)數(shù)據(jù)的管理。管理員用戶首先需要根據(jù)學校以及分院的具體專業(yè)設(shè)置，將實驗室的名稱、用途、實驗器材、門牌、座位數(shù)等基本信息一次性錄入或者導入到系統(tǒng)中。系統(tǒng)管理員的賬號具有最高權(quán)限，系統(tǒng)管理人員需要用該賬號登錄系統(tǒng)，然后給所有教師和實驗員分配各自的賬號和密碼，不同賬號的權(quán)限等級都不一樣。不同權(quán)限的賬號登錄系統(tǒng)后，可以執(zhí)行的操作也不一樣，甚至看到的界面展示也不完全一樣。比如只有查看權(quán)限的賬號登錄后只能進行查看，而無法進行編輯或者修改。

3.2 動態(tài)數(shù)據(jù)管理模塊

動態(tài)數(shù)據(jù)管理模塊具體可以包括使用記錄、檢查記錄、維修記錄和耗材記錄等相關(guān)數(shù)據(jù)的管理，這些數(shù)據(jù)都是動態(tài)產(chǎn)生并且動態(tài)變化的。每個學期開學后實驗室就會投入使用，自然而然地就會產(chǎn)生相應(yīng)的使用記錄，教師在實驗課結(jié)束后需要將上課節(jié)次、使用日期、實驗內(nèi)容、實驗人數(shù)等信息錄入到系統(tǒng)中，并作為動態(tài)數(shù)據(jù)進行保存和管理。實驗室開放使用后，實驗室管理人員需要定期對實驗室進行檢查，而檢查就會產(chǎn)生相應(yīng)的檢查日志，主要包括實驗室的安全、衛(wèi)生、軟硬件運行狀態(tài)等，這些檢查記錄由實驗室管理人員在檢查之后進行錄入。雖然實驗設(shè)備使用都會遵循相應(yīng)的規(guī)范和守則，但是還是難免會產(chǎn)生故障，出現(xiàn)故障后需要及時進行維修，并在維修完成后及時將維修相關(guān)的信息錄入系統(tǒng)，例如維修責任人、維修時間、維修實驗室門牌號、維修設(shè)備號、故障原因等。實驗室耗材不僅有各種各樣的型號，而且種類也非常多，所以同樣需要對它們進行分類管理和記錄。需要記錄的內(nèi)容具體可以包括耗材的名稱、種類、型號、購買數(shù)量、購買日期、使用日期、使用數(shù)量、剩余數(shù)量等，這些記錄需要教師在課后根據(jù)課上耗材的使用情況在系統(tǒng)中進行如實登記。耗材數(shù)據(jù)是支撐和統(tǒng)計各項教學狀態(tài)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)資料，在教學管理中不可或缺[5]。本系統(tǒng)將把這些動態(tài)數(shù)據(jù)記錄在數(shù)據(jù)庫中，并利用系統(tǒng)前端頁面有效地展示數(shù)據(jù)和相應(yīng)的統(tǒng)計情況。

3.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計管理模塊

數(shù)據(jù)統(tǒng)計管理模塊主要是將已經(jīng)錄入系統(tǒng)中的各項數(shù)據(jù)進行計算、分析和統(tǒng)計，并將結(jié)果通過圖表等形式展現(xiàn)出來。例如，系統(tǒng)可以根據(jù)已有數(shù)據(jù)將每個實驗室的使用率、實驗室檢查情況以及維修情況通過柱狀圖展示在系統(tǒng)界面上。系統(tǒng)還支持定制化，可以將各類統(tǒng)計數(shù)據(jù)按照使用人員的需求以不同形式和方式進行展現(xiàn)。這種多樣化的展現(xiàn)方式可以讓管理人員準確掌握目前各個實驗室的運行狀態(tài)、使用率、檢查維修情況等，實現(xiàn)了實驗室軟硬件資源等相關(guān)數(shù)據(jù)在全校范圍內(nèi)的共享和流通，為實驗室的發(fā)展和建設(shè)提供了參考依據(jù)，同樣為實驗教學的順利開展提供有力的數(shù)據(jù)支撐。依托于這個系統(tǒng)，資產(chǎn)管理員的工作也更加方便了，資產(chǎn)管理員可以從系統(tǒng)中查看各類耗材的基本信息和當前的使用情況，并從統(tǒng)計數(shù)據(jù)中了解到耗材的使用率、庫存等情況，并結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)和學校的規(guī)劃及時補充耗材，保證耗材的及時更新和補充，確保實驗教學順利進行。同時，系統(tǒng)保存著所有耗材的所有使用和購買等相關(guān)記錄，這些都可以隨時打印生成電子表格作為耗材的使用憑證，不用再擔心紙質(zhì)材料丟失等問題。得益于該系統(tǒng)，實驗室耗材的管理模式和方式得到了極大的改進。

4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

對大學實驗室信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計其實就是對該系統(tǒng)保存相關(guān)信息的數(shù)據(jù)表的設(shè)計。對數(shù)據(jù)表進行設(shè)計的過程中要把握的一個原則就是要盡可能降低不同數(shù)據(jù)表之間的依賴性，從而保證其獨立性。具體設(shè)計如下。

1）實驗室信息表。該表保存實驗室的基本信息，具體如表1所示。

2）實驗室使用記錄表。該表保存實驗室使用班級等相關(guān)情況，具體如表2所示。

3）實驗室檢查記錄表。該表用于記錄各個實驗室的衛(wèi)生、安全等檢查情況，字段設(shè)計如表3所示。

4）實驗室維修記錄表。該表用于記錄各個實驗室發(fā)生的故障時間、原因、維修責任人等維修情況，字段設(shè)計如表4所示。

5）耗材信息表。該表保存各個實驗室中耗材的名稱、數(shù)量等信息，字段設(shè)計如圖5所示。

6）人員信息表。該表用于記錄分配了賬號的人員在校園內(nèi)的身份信息，字段設(shè)計如表6所示。

5 結(jié)束語

大學實驗室信息管理系統(tǒng)不僅可以解決大學校園實驗室資源高效共享的問題，還可以提升大學實驗室統(tǒng)籌管理的水平，具有非常積極的意義。

參考文獻：

[1] 韋巍.淺談高校實驗室管理信息系統(tǒng)的開發(fā)模式[J].農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息，2008（12）：111-112.

[2] 袁健.基于B/S模式的實驗室設(shè)備借用管理web系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（2）：235.

[3] 耿祥義，張躍平.Java大學實用教程[M].3版.北京：電子工業(yè)出版社，2012.

[4] 王珊，薩師煊.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論[M].5版.北京：高等教育出版社，2014.

[5] 周葉華，桑世慶，孫霞，等.高職院校實驗室信息管理平臺的研究與實現(xiàn)[J].科學技術(shù)創(chuàng)新，2020（6）：77-79.

收稿日期：2022-03-09

基金項目：項目名稱：多波長陣列可調(diào)諧激光器的單片集成線寬壓窄技術(shù)研究（項目編號：62004094）

作者簡介：陳愷（1988—），男，江蘇揚州人，講師，碩士，研究方向為通信與信息系統(tǒng)。