高校計算機(jī)機(jī)房登記管理平臺設(shè)計

摘要：文章開發(fā)了一套高校計算機(jī)機(jī)房管理系統(tǒng)，旨在簡化機(jī)房使用申請與審批流程。系統(tǒng)采用前后端分離的架構(gòu)，前端基于Vue.js，后端使用Django，數(shù)據(jù)存儲于MySQL數(shù)據(jù)庫，通過Docker容器進(jìn)行部署。核心功能包括用戶角色管理、機(jī)房申請?zhí)峤慌c審批以及申請狀態(tài)的通知。系統(tǒng)經(jīng)過功能和非功能測試，驗證了其在高并發(fā)情況下的穩(wěn)定性與安全性。通過優(yōu)化數(shù)據(jù)庫查詢、前端資源加載和后端API響應(yīng)，系統(tǒng)性能顯著提升，響應(yīng)時間縮短，資源利用效率提高?；谟脩舴答仯到y(tǒng)對界面設(shè)計、申請流程和通知功能進(jìn)行了優(yōu)化，提升了用戶體驗。未來的改進(jìn)方向包括自動化審批、數(shù)據(jù)可視化和移動端支持，進(jìn)一步增強(qiáng)系統(tǒng)的易用性和管理效能。

關(guān)鍵詞：機(jī)房管理系統(tǒng)；Vue.js；Django；性能優(yōu)化

中圖分類號：TP311" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

隨著高校信息化管理需求的不斷提升，計算機(jī)機(jī)房的傳統(tǒng)管理模式愈發(fā)暴露出其局限性。傳統(tǒng)的人工登記和審批流程不僅效率低下且容易引發(fā)數(shù)據(jù)冗余與使用沖突，難以滿足現(xiàn)代高校對于資源調(diào)度和管理透明度日益復(fù)雜的要求。具體而言，現(xiàn)有的人工管理方式在應(yīng)對多用戶高頻次使用時，常常導(dǎo)致資源利用不均、審批延遲以及信息同步不及時等問題，嚴(yán)重影響了機(jī)房的合理使用與管理效率^［1-2］。

近年來，信息管理系統(tǒng)逐漸應(yīng)用于高校的機(jī)房管理中，但現(xiàn)有系統(tǒng)多功能單一，擴(kuò)展性不足，無法適應(yīng)多樣化的管理需求。例如：部分系統(tǒng)缺乏完善的用戶權(quán)限管理機(jī)制，審批流程依然高度依賴人為操作，難以實現(xiàn)全流程的自動化和高效管理^［3］。因此，文章設(shè)計一套高效、靈活、自動化的機(jī)房管理系統(tǒng)，成為解決這一問題的重要途徑^［4］。

基于此，本研究開發(fā)了一套獨立的高校計算機(jī)機(jī)房登記管理平臺。該平臺采用前后端分離的架構(gòu)，前端基于Vue.js，后端采用Django框架，數(shù)據(jù)庫使用MySQL，以保障系統(tǒng)在數(shù)據(jù)處理方面的高效性與穩(wěn)定性。同時，平臺通過Docker實現(xiàn)容器化部署，結(jié)合CI/CD流程，實現(xiàn)了持續(xù)集成與自動化部署，確保系統(tǒng)在開發(fā)、測試和生產(chǎn)環(huán)境中的一致性與可靠性。此外，平臺支持插件擴(kuò)展功能，具備良好的靈活性，如集成一次性密碼（One Time Password，OTP）認(rèn)證模塊，以增強(qiáng)系統(tǒng)的安全性與可擴(kuò)展性。

1 相關(guān)研究與技術(shù)

1.1 相關(guān)研究

隨著信息化管理在高校中的廣泛應(yīng)用，機(jī)房管理系統(tǒng)逐漸從傳統(tǒng)的人工登記過渡到基于信息系統(tǒng)的自動化管理。然而，許多現(xiàn)有系統(tǒng)仍存在功能單一、擴(kuò)展性差等問題，難以滿足復(fù)雜的管理需求^［5-6］。因此，開發(fā)一套能夠兼顧功能完備性、靈活性和高效性的機(jī)房管理平臺，依然具有重要的實踐意義和研究價值。

1.2 核心技術(shù)

本平臺采用的技術(shù)棧旨在解決這些不足，提供高效、靈活的機(jī)房管理解決方案。

Vue.js：作為前端框架，Vue.js提供了靈活的響應(yīng)式設(shè)計，支持組件化開發(fā)，實現(xiàn)了用戶友好的界面和順暢的交互體驗。

Django：后端采用Django框架，具備快速開發(fā)、安全性高、擴(kuò)展性強(qiáng)等特點。Django的認(rèn)證系統(tǒng)支持用戶角色管理，確保不同權(quán)限用戶的操作安全。

MySQL：作為數(shù)據(jù)庫，MySQL提供高效的數(shù)據(jù)存儲和查詢功能，確保系統(tǒng)在處理大量申請數(shù)據(jù)時的穩(wěn)定性和可靠性。

Docker：通過Docker實現(xiàn)容器化部署，確保開發(fā)環(huán)境與生產(chǎn)環(huán)境的一致性，提供跨平臺兼容性。

CI/CD自動化：通過CI/CD流程實現(xiàn)持續(xù)集成與自動化部署，提升開發(fā)效率，減少人為操作帶來的錯誤風(fēng)險。

這些技術(shù)的結(jié)合使得系統(tǒng)在保障穩(wěn)定性的同時，具備良好的擴(kuò)展性與可維護(hù)性。

2 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

本平臺采用了前后端分離的架構(gòu)，前端使用Vue.js，后端基于Django框架，數(shù)據(jù)庫采用MySQL。系統(tǒng)通過REST API實現(xiàn)前后端的數(shù)據(jù)交互，確保系統(tǒng)模塊的獨立性和可擴(kuò)展性。用戶通過前端界面進(jìn)行操作，后端負(fù)責(zé)處理業(yè)務(wù)邏輯與數(shù)據(jù)存儲。

為了保證系統(tǒng)的高可用性和跨平臺兼容性，系統(tǒng)選擇Docker進(jìn)行容器化部署，確保開發(fā)環(huán)境與生產(chǎn)環(huán)境的一致性。同時，結(jié)合CI/CD自動化集成工具，實現(xiàn)了代碼的持續(xù)交付和自動化部署，提升了系統(tǒng)的開發(fā)和維護(hù)效率。

2.2 前端實現(xiàn)（Vue.js）

前端使用Vue.js框架，提供了簡潔且高效的用戶界面。系統(tǒng)包括以下功能模塊。

用戶登錄與角色管理：用戶（教師）和管理員通過不同的權(quán)限登錄系統(tǒng)，教師可以提交機(jī)房使用申請，管理員具有審批和管理權(quán)限。

申請表單：教師可以通過平臺填寫機(jī)房使用登記申請，包含使用時間、用途等信息，可實時查看申請狀態(tài)。

實時通知與狀態(tài)更新：系統(tǒng)支持申請狀態(tài)的實時更新，教師可以隨時查看申請是否被批準(zhǔn)、拒絕或待審批。

Vue.js的組件化設(shè)計使得前端頁面可以靈活構(gòu)建，確保用戶操作流暢，同時通過響應(yīng)式設(shè)計適配多種設(shè)備，提升用戶體驗。

2.3 后端實現(xiàn)（Django）

后端采用Django框架，負(fù)責(zé)處理業(yè)務(wù)邏輯、數(shù)據(jù)存儲及對前端請求的響應(yīng)。系統(tǒng)的主要功能模塊包括：（1）用戶管理與權(quán)限控制。Django的認(rèn)證系統(tǒng)負(fù)責(zé)用戶登錄與權(quán)限管理，確保不同角色（教師與管理員）的操作安全。管理員可以管理所有用戶和申請，教師只能訪問與自己相關(guān)的申請。（2）機(jī)房使用申請管理。后端提供了機(jī)房使用申請的增刪改查操作。教師提交的申請會被存入數(shù)據(jù)庫，管理員可以查看所有申請并進(jìn)行審批。（3）數(shù)據(jù)存儲與查詢。MySQL數(shù)據(jù)庫用于存儲用戶信息、申請表單和申請記錄。數(shù)據(jù)庫設(shè)計簡潔高效，確保系統(tǒng)在處理大量數(shù)據(jù)時的穩(wěn)定性。

Django的基于視圖的架構(gòu)和REST API設(shè)計確保了系統(tǒng)的高效開發(fā)和維護(hù)。

2.4 插件擴(kuò)展與OTP集成

平臺支持插件擴(kuò)展功能，能夠根據(jù)需求引入外部模塊。作為一個示例，系統(tǒng)集成了OTP插件，允許用戶通過一次性密碼進(jìn)行安全認(rèn)證。這一插件通過系統(tǒng)的擴(kuò)展接口進(jìn)行集成，可以根據(jù)需要啟用或停用，不影響系統(tǒng)的核心功能。

2.5 系統(tǒng)部署與自動化（Docker和CI/CD）

系統(tǒng)通過Docker實現(xiàn)容器化部署，確保開發(fā)、測試和生產(chǎn)環(huán)境的一致性。每個模塊都被打包為獨立的容器，方便系統(tǒng)的快速部署與擴(kuò)展。

借助CI/CD自動化工具，系統(tǒng)可以在代碼提交后自動觸發(fā)構(gòu)建、測試和部署流程，減少人為干預(yù)，提升開發(fā)效率并降低部署風(fēng)險。

3 系統(tǒng)測試與性能優(yōu)化

3.1 功能測試

功能測試的主要目的是驗證系統(tǒng)的各項功能是否按照設(shè)計正確運行。本系統(tǒng)的功能測試覆蓋了以下幾個關(guān)鍵模塊：（1）用戶登錄與角色管理。測試不同角色的用戶（教師、管理員）是否能夠正確登錄并訪問各自權(quán)限范圍內(nèi)的功能。測試結(jié)果表明，教師只能提交申請，不能訪問管理功能；管理員能夠查看并審批所有申請。（2）機(jī)房申請與審批流程。功能測試驗證了教師能夠成功填寫并提交機(jī)房使用申請，申請表單數(shù)據(jù)正確傳輸?shù)胶蠖?，管理員能夠查看并審批申請。流程測試表明，申請?zhí)峤弧徟?、狀態(tài)更新等操作順暢無誤。（3）通知與狀態(tài)更新。測試申請狀態(tài)的實時通知功能，確保教師能夠在申請狀態(tài)發(fā)生變更時收到通知。測試結(jié)果顯示，系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確發(fā)送通知，教師可實時查看審批狀態(tài)。

3.2 非功能測試

非功能測試主要關(guān)注系統(tǒng)在壓力下的性能表現(xiàn)以及穩(wěn)定性。

負(fù)載測試：通過模擬多用戶并發(fā)訪問，測試系統(tǒng)在高并發(fā)情況下的響應(yīng)速度。測試結(jié)果顯示，系統(tǒng)在100個并發(fā)用戶下能夠保持較快的響應(yīng)速度，超過500個并發(fā)用戶時，頁面加載時間開始增加，但系統(tǒng)仍能正常處理請求。

壓力測試：測試系統(tǒng)在極端負(fù)載下（如1000個并發(fā)用戶）的表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)在超負(fù)荷請求下會出現(xiàn)短暫的響應(yīng)延遲，但未發(fā)生崩潰。通過優(yōu)化后端API和數(shù)據(jù)庫查詢，系統(tǒng)在高負(fù)載下的穩(wěn)定性有所提升。

安全測試：對系統(tǒng)的權(quán)限管理和數(shù)據(jù)保護(hù)進(jìn)行了安全性測試，確保不同角色的用戶無法越權(quán)訪問系統(tǒng)功能。測試結(jié)果顯示，系統(tǒng)的權(quán)限管理設(shè)置有效，未發(fā)現(xiàn)越權(quán)訪問的情況。

3.3 性能優(yōu)化

在非功能測試中，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)響應(yīng)時間和資源使用存在改進(jìn)空間，因此進(jìn)行了以下性能優(yōu)化：（1）數(shù)據(jù)庫優(yōu)化。通過對數(shù)據(jù)庫中的關(guān)鍵字段（如申請記錄中的時間戳）設(shè)置索引，減少了查詢和寫入的延遲，尤其是在處理大量申請記錄時，查詢時間明顯縮短。（2）前端優(yōu)化。減少了不必要的API調(diào)用，壓縮了前端資源文件（如JavaScript和CSS），縮短了頁面加載時間。啟用瀏覽器緩存，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度。（3）后端優(yōu)化。引入緩存機(jī)制（如Redis），減少數(shù)據(jù)庫的重復(fù)查詢，優(yōu)化了后端API的響應(yīng)時間。優(yōu)化后，系統(tǒng)在高并發(fā)情況下的運行效率明顯提升。

4 系統(tǒng)改進(jìn)與未來工作

4.1 系統(tǒng)改進(jìn)

自平臺開發(fā)完成并投入測試后，系統(tǒng)根據(jù)用戶反饋進(jìn)行了若干優(yōu)化與改進(jìn)。

用戶界面優(yōu)化：初期版本的界面設(shè)計較為簡潔，但用戶反饋希望能夠進(jìn)一步提升操作的便利性。對此，前端進(jìn)行了重新設(shè)計，增加了更直觀的圖形化界面與操作提示，簡化了用戶的使用流程。

申請流程簡化：原有的申請表單項目較為煩瑣，經(jīng)過用戶反饋后，新增了從以前申請表復(fù)制到現(xiàn)有表的功能，提高了申請?zhí)峤坏男省?/p>

導(dǎo)出功能增強(qiáng)：最初的系統(tǒng)僅支持通過網(wǎng)頁簡單導(dǎo)出xls的原始申請表。為了提升管理員體驗，增加了自由選擇字段導(dǎo)出到xlsx申請表的功能，方便管理員期末生成對應(yīng)的表。

安全性優(yōu)化：為了進(jìn)一步提升系統(tǒng)的安全性，新增了通過郵件重置密碼的功能。

4.2 未來工作

盡管系統(tǒng)當(dāng)前功能齊全，運行穩(wěn)定，但仍有一些潛在的優(yōu)化方向和擴(kuò)展空間。

智能化審批流程：未來可以引入基于規(guī)則的自動審批機(jī)制。對于常規(guī)的機(jī)房申請，可根據(jù)預(yù)設(shè)條件（如使用時間段、機(jī)房空閑狀態(tài)等）實現(xiàn)自動審批，減少管理員的工作量。

數(shù)據(jù)分析與可視化：未來可以加入數(shù)據(jù)分析模塊，通過對機(jī)房使用情況的統(tǒng)計與分析（如使用頻率、使用者分布等），生成可視化的統(tǒng)計報告，幫助管理員優(yōu)化資源調(diào)度。

移動端支持：盡管當(dāng)前系統(tǒng)已實現(xiàn)響應(yīng)式設(shè)計，但未來可以開發(fā)專門的移動端應(yīng)用，以便用戶能夠通過手機(jī)更加便捷地提交申請和查看狀態(tài)。

更多插件支持：系統(tǒng)插件化設(shè)計為未來的擴(kuò)展提供了極大的靈活性。除了OTP插件，未來可以引入更多功能模塊，如設(shè)備管理插件、預(yù)約提醒插件等，進(jìn)一步提升系統(tǒng)的使用體驗。

云端部署支持：未來可以將系統(tǒng)遷移至云平臺，利用云端的彈性與高可用性，進(jìn)一步提升系統(tǒng)的擴(kuò)展能力和可維護(hù)性，特別是在大規(guī)模并發(fā)訪問的情況下。

通過這些未來的工作方向，系統(tǒng)將能夠更加智能化、多樣化，進(jìn)一步提升高校機(jī)房管理的效率和用戶體驗。

5 結(jié)語

本研究開發(fā)了一個獨立的高校計算機(jī)機(jī)房登記管理平臺，旨在解決傳統(tǒng)機(jī)房管理中存在的效率低下、流程復(fù)雜等問題。通過前后端分離的架構(gòu)設(shè)計，平臺實現(xiàn)了用戶角色管理、機(jī)房申請自動化處理以及管理員審批功能，極大提升了機(jī)房管理的效率和透明度。

系統(tǒng)采用了Vue.js前端、Django后端及MySQL數(shù)據(jù)庫，確保了數(shù)據(jù)處理的穩(wěn)定性與安全性。同時，Docker容器化部署和CI/CD自動化集成工具的使用，簡化了系統(tǒng)的運維與擴(kuò)展。借助插件擴(kuò)展功能，平臺還可以靈活集成外部模塊，如OTP插件，增強(qiáng)了系統(tǒng)的安全性和適應(yīng)性。

通過系統(tǒng)測試和性能優(yōu)化，平臺展示出良好的穩(wěn)定性與擴(kuò)展性，能夠滿足高校復(fù)雜的機(jī)房管理需求。未來，平臺將在智能化審批、數(shù)據(jù)分析與可視化、移動端支持等方面繼續(xù)優(yōu)化，以進(jìn)一步提升用戶體驗和管理效率。

綜上所述，本平臺為高校機(jī)房管理提供了一種高效、靈活且可擴(kuò)展的解決方案，具有廣泛的應(yīng)用前景。

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（編輯 王永超）

Design of registration and management system for university computer laboratories

XIE" Yucheng

（Guizhou Communication Polytechnic University， Guiyang 551400， China）

Abstract：" This report presents the design and implementation of a computer laboratory management system for higher education institutions， aimed at streamlining the process of laboratory usage requests and approvals. The system adopts a decoupled architecture， with the frontend developed using Vue.js and the backend utilizing Django， while data is managed through a MySQL database. Docker containers were employed for deployment， ensuring scalability and ease of maintenance. The system’s core functionalities include user role management， submission and approval of lab usage requests， and realtime status notifications. Comprehensive functional and nonfunctional testing was conducted， demonstrating the system’s stability and security under high concurrency. Performance improvements were achieved by optimizing database queries， frontend resource loading， and backend API responses， leading to reduced response times and enhanced resource efficiency. Based on user feedback， refinements were made to the user interface， request submission process，and notification features， contributing to an improved user experience. Future enhancements will focus on automating the approval process， incorporating data visualization features， and supporting mobile platforms to further improve usability and management efficiency.

Key words： laboratory management system; Vue.js; Django; performance optimization