科学仪器共享管理系统的设计与实现硕士学位.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流科学仪器共享管理系统的设计与实现硕士学位.精品文档.中国科学技术大学工程硕士学位论文科学仪器共享管理系统的设计与实现 作者姓名: 学科专业: 软件工程导师姓名: 完成时间: 二*年*月*日University of Science and Technology of ChinaA dissertation for masters degree of engineeringThe Design and Implementation of Shared Management System of Scientific InstrumentsAuth
2、ors Name: Speciality: Software EngineeringSupervisor: Finished Time: *. 15th, 20*书脊科学仪器共享管理系统的设计与实现软件学院中国科学技术 大学中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文,是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名:_ 签字日期:_中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一,学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥
3、有学位论文的部分使用权,即:学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。公开 保密(_年) 作者签名:_ 签字日期:_摘 要 科学仪器是实验室的主要技术装备,是高等学校从事教学、科研的重要物质基础,是学校办学实力和水平的重要标志之一。随着实验室的科学仪器的数量逐渐增多,如何科学管理和使用科学仪器,充分发挥科学仪器的作用,已经成为科学仪器拥有单位所关心的一个重要课题。本文针对科学仪
4、器在使用管理中存在的问题,在深入分析科学仪器管理业务流程的基础上,设计并实现了一个科学仪器共享管理系统(Shared Management System of Scientific Instruments, SMSI系统)。本文在描述SMSI系统的全局设计和模块构成的基础上,着重详细描述了页面导航、仪器管理、网上预约管理、查询统计、邮件相关功能管理等重要模块的需求分析、设计与实现。系统在需求分析阶段,应用软件原型法,让所有该系统的参与者达到对软件需求的一致认识;在设计阶段,采用分层设计思想,将每个模块分成表示层、业务逻辑层以及数据访问层,为系统的维护提供了方便;系统的实现则主要基于.NET中的
5、Web和Web Service技术。SMSI系统采用基于角色的页面管理,为系统中不同角色的用户提供相应的页面导航功能及页面访问权限控制,切实提高了页面访问的安全性。SMSI系统有效解决了科学仪器实际使用管理中存在的一些主要问题,提高了科学仪器的共享率、使用率和管理能力。系统使用方便、界面友好,已在中国科学技术大学生命科学实验中心上线运行并取得好评。关键词:科学仪器 管理系统 .NETAbstractScientific instruments are main technical equipments of laboratories. They are important material f
6、oundations of teaching and researching for institutions of higher education, and are important signs of schools strength and level. Along with a gradual increase in the number of scientific instruments, scientific instruments owners pay close attention to how to scientifically manage and use scienti
7、fic instruments, and give full play to the role of scientific instruments. By deeply analyzing the business processes of management of scientific instruments, this thesis designed and implemented a Shared Management System of Scientific Instruments(SMSI system), which solves problems in use and mana
8、gement of scientific instruments This thesis describes the overall design and module composition of SMSI system, and then some important modules including page navigation, equipment management, online booking management, query and statistics, management of E-mail related functions are described in m
9、ore detail. In requirements analysis phase, all participants in the system reached a common understanding of the demand of software by using software prototyping. In design phase, by using the idea of stratified design, each module was divided into three layers, which were data access layer, busines
10、s logic layer and presentation layer. It makes the maintenance of system easier. The implementation of the system was based on technologies of .NETs Web and Web Service. By using page management based on roles, SMSI system provides the corresponding page navigation and the control of access to the p
11、age for the different roles of users, thereby increasing the security of access to the page.SMSI system has solved some main problems of scientific instruments management and improved the sharing rates, usage rates, and management capabilities. The system is easy to use, and has a friendly interface
12、. The system is running on the Life Science Laboratory Center of USTC, and has achieved high praise.Key Words: Scientific Instruments, Management System, .NET 目 录摘 要IAbstractII第一章 绪论11.1 系统开发背景及意义11.2 国内外研究与应用状况21.3 本人的主要工作31.4 论文的组织结构3第二章 相关技术介绍52.1 ASP.NET52.2 Web Service技术62.3 事务处理与异常捕捉72.4 ASP.N
13、ET内嵌JavaScript脚本72.5 AJAX技术82.6 富文本编辑技术92.7 本章小结9第三章 SMSI系统的整体介绍103.1 需求描述103.1.1 功能性需求103.1.2 非功能性需求113.2 SMSI系统的全局设计123.2.1 SMSI系统的网络拓扑结构133.2.2 .Net三层框架设计133.2.3 安全方面的考虑143.3 SMSI系统的主要模块构成153.4 本章小结16第四章 SMSI系统部分重要模块的需求分析174.1 页面导航模块174.2 仪器管理模块194.2.1 仪器分类管理子模块194.2.2 仪器分类属性管理子模块204.2.3 仪器的综合信息管
14、理子模块204.3 网上预约管理模块204.3.1 “我要预约仪器”子模块214.3.2 预约信息管理子模块214.4 查询统计模块214.4.1 仪器在线状态子模块224.4.2 使用时间统计子模块224.5 邮件功能管理模块224.5.1 系统邮件功能设置子模块234.5.2 “我的邮件功能设置”子模块234.5.3 事件触发的邮件子模块234.5.4 系统定时触发的邮件子模块244.6 本章小结24第五章 SMSI系统部分重要模块的设计与实现255.1 页面导航模块255.2 仪器管理模块305.2.1 仪器分类管理子模块345.2.2 仪器分类属性管理子模块365.2.3 仪器的综合信
15、息管理子模块385.3 网上预约管理模块425.3.1 “我要预约仪器”子模块445.3.2 预约信息管理子模块465.4 查询统计模块475.4.1 仪器在线状态子模块475.4.2 使用时间统计子模块485.5 邮件功能管理模块515.5.1 系统邮件功能设置子模块525.5.2 “我的邮件功能设置”子模块525.5.3 事件触发的邮件子模块545.5.4 系统定时触发的邮件子模块545.6 本章小结55第六章 总结与展望566.1 论文工作和总结566.2 未来工作展望57参考文献58致 谢60第一章 绪论1.1 系统开发背景及意义科学仪器是大型、精密、贵重、稀缺的仪器设备(范世福,20
16、09),具有丰富的使用功能,可为多种学科和领域服务。充分发挥这类仪器设备的投资效益和使用效益,使其最大限度地为教学、科研、生产和社会服务是至关重要的。改革开放以来,我国一直注重科学技术的发展,国家已经投入巨资用于购买和生产科学仪器。据统计,目前我国的科学仪器的数量已超过欧盟15国的总量。然而我国的科学仪器使用率却远低于发达国家的水平。贵重仪器无法共享的现象在科研界很普遍,很多几十万上百万元的进口科学仪器,使用几次后就被闲置在那里。提高科学仪器的使用率,提高大型仪器的开放程度势在必行。综合而言,科学仪器共享管理目前可能存在以下一些主要问题(葛磊,2008)(胡少六 等,2008):1、实验计划性
17、不强。由于实验的计划性不强,即使没有人做实验,仪器管理员也要处于待命状态。这既增加了仪器管理员的负担,也浪费了仪器拥有单位的人力资源。2、实验费用管理难以实施,部分欠款无法追缴。仪器使用费的人工管理方式,给实验收费增加了很多人为因素,使得实验收费没有严格的标准,仪器的拥有单位很难实现对实验收费的统一管理。3、仪器状况难以实时掌握。仪器的拥有者很难从整体上知道,当前哪些仪器是处于故障状态,哪些仪器处于使用中状态,哪些仪器又处于空闲状态。4、仪器使用效率较低。仪器使用效率的提高涉及多方面因素,如仪器种类及数量的配置是否合理,仪器管理相关流程是否繁琐,等等。同时,提高共享率也是提高仪器使用效率的一个
18、重要途径。5、仪器管理员的工作量难以统计。这使得多劳多得的分配方式难以实施,势必会降低仪器管理员的工作热情。国家“十一五”科学技术发展规划(科技部,2006)明确指出,要强化共享机制、建设科技基础设施与条件平台,重点任务之一就是搭建大型科学仪器设备共享平台。20062020年国家信息化发展战略(新华网,2006)提出,要建立并完善全国教育与科研基础条件网络平台,提高教育与科学仪器网络化利用水平,推动教育与科研资源的共享。本文作者实习期间所在单位为中国科学技术大学生命科学实验中心开发了“科学仪器共享管理系统(Shared Management System of Scientific Instr
19、uments, SMSI系统)”。未采用SMSI系统前,该实验中心使用简单的计算机辅助工具方式进行仪器管理,实践中也存在着与前文中所述相同的突出问题。SMSI系统的开发目的在于有效提高科学仪器的使用效率,增强仪器的使用管理能力,推动科学仪器能被更广泛的用户方便地共享使用,同时为仪器购置提供决策支持。本文以SMSI系统这一具体项目为背景,描述了系统的整体设计及相关重要模块的设计和实现。1.2 国内外研究与应用状况科学仪器管理及维护的方式目前主要有以下几种:纯人工管理;使用简单的计算机辅助工具进行管理;利用专业的计算机软件系统进行管理。当某实验室的科学仪器的数量愈来愈来,其对信息化的要求也将越来越
20、高。随着计算机应用技术的迅速发展,在欧美一些发达国家,专业的计算机软件系统在企业中的应用已经相当普遍,如MAXIMO软件系统等(侯文瑞 等,2004)。这些系统已经相当成熟,功能比较完善。目前国内的管理方式多采用在严格的管理制度的基础上,进行人工的管理或者使用简单的计算机辅助管理;或系统是基于局域网,它的最终用户是管理人员,其他人员无法使用相关的数据,开放和共享程度较差。基于互联网的系统中,不仅能够提高大型科学仪器的使用效率、共享率、对仪器的使用管理能力,对科学仪器的使用实行全程管理,并为仪器购置提供决策支持的系统并不多见。目前,大多数高校在使用的仪器管理系统是北京化工大学开发的高校教学科研仪
21、器设备管理系统(单机版或WEB版)。这套系统的主要功能包括教学科研仪器设备的账务管理、教育部要求的各种上报数据的生成和管理。该系统存在着以下的缺点和局限性。1、系统采用基于局域网的开发模式,封闭性较强,不能很好地融入校园网环境。2、系统最终用户仅是管理人员,其他人员无法共享使用相关数据。3、系统在操作和管理维护上都比较困难。如,缺乏动态管理能力,不支持仪器设备的多方面统计查询功能,等等(田伟威,2006)。因此,该系统已远不能满足现实需求。由于服务器连接个数和数据通信量的限制,传统的C/S结构软件(即客户机/服务器模式)比较适于用户数目不多的局域网内使用。在实现对分布性、共享性要求较高的系统时
22、,C/S结构的弊端被暴露出来。而B/S结构软件(浏览器/服务器模式)是对C/S结构的一种改进(鲁力群 等,2003)。B/S结构中,软件应用的业务逻辑完全在应用服务器端实现,用户表现完全在Web服务器实现,客户端只需要浏览器即可进行业务处理,是一种全新的软件系统构造技术。不局限于任何硬件平台和软件环境,应用程序安装在后台服务器中,可以被每一种操作系统上的通用浏览器所浏览,实现跨平台操作,成为网络应用系统的发展趋势。1.3 本人的主要工作本人在SMSI系统中主要负责几个功能模块的需求分析、设计、实现和测试工作,以及系统中所用到的技术调研。具体工作如下:1、研究各科学仪器及其实验的特点,分析各科学
23、仪器的使用流程以及管理流程,研究当前存在的问题,熟悉业务的需求。通过画面原型方法,逐步确定用户的需求。2、SMSI系统实现过程中用到的技术调研。如:ASP.NET相关技术、Web Service技术、事务处理与异常捕捉、ASP.NET内嵌JavaScript脚本、AJAX技术以及富文本编辑技术。3、对SMSI系统的Web Service、页面导航、仪器管理以及网上预约管理等重要模块的需求分析、设计与实现。4、整合各功能模块以及测试工作。测试包括单元测试以及集成测试。5、SMSI系统维护工作。主要包括查询统计以及邮件功能管理等模块的需求分析、设计与实现。1.4 论文的组织结构本文共六章,具体章节
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- 科学仪器 共享 管理 系统 设计 实现 硕士学位
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