开题报告

杭州电子科技大学

毕业设计（论文）开题报告

题 目

分院实验室管理系统——监控子系统

学 院 计算机学院

专 业 软件工程

姓 名 廖振魁

班 级 050552

学 号 05055211

指导教师

穆海伦

一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义

1 实验室管理系统的概况

实验室信息管理系统（Laboratory Information Management System），是指通过计算机网络，采用科学的管理思想和先进的数据库技术对实验室的各种信息进行全面管理的计算机软、硬件系统，是计算机技术、管理科学和分析测试技术的集合体。

最早的LIMS思想出现在20世纪七十年代，当时实验室的数据管理停留在手工记录阶段，实验室人员的工作负担非常重。于是在八十年代，一些专业人员开始编写小型程序辅助部分的实验室工作，第一代LIMS的操作都集中在中心计算机上完成，属于集中式处理，数据处理能力比较小，尽管与如今的软件系统相比它们还处于初级水平，但得到了广泛地应用，因为它们能为技术人员减轻大量繁重的工作；第二代LIMS系统基于第三方的关系数据库，系统首次采用PC作为数据终端，建立起比较简单的网络体系，应用软件的功能变得更加强大；九十年代初期，伴随着个人计算机系统的不断发展，LIMS进入了一个崭新的发展时期，出现了第三代LIMS系统，C/S构架的管理模式成为主流，普遍采用SQL网络数据库，大大提高了数据处理能力。九十年代中期，LIMS有了进一步的发展，Windows NT网络操作系统的兴起，带动基于该平台开发的LIMS开始流行，良好的用户界面、操作简单、优秀的性价比等特点吸引了越来越多的用户。目前LIMS己经发展到了第四代，系统大量采用Internet、Intranet和Web技术，统一的浏览器界面和以Web服务器为中心的分布式管理体系极大地方便了LIMS的推广应用。

在高校中的实验室管理系统主要包括实验项目管理、仪器设备管理、实验室人员管理等几个主要方面，完善的实验室管理系统是指通过计算机将各实验室连接起来，通过建立以实验室为中心的分布式管理系统，根据科学的实验室管理理论和计算机数据库技术，建立起一套完整的体系，从而实现实验数据网络化共享、无纸化记录与办公、资源与成本管理以及人员的量化考核等，为实验室管理水平的整体提高提供先进的技术支持。 2 国内外研究动态 2.1 国外研究现状

西方发达国家的LIMS市场在20世纪九十年代就已经完全打开，LIMS已经成一个标准词汇为大家广为接受，并且已经应用到社会的各行业，特别是科研机构和教育行业，同时取得了可观的收益。在提高效益的同时，LIMS在企业需求的带动下不断的向前发展。当前在许多发达国家，他们利用现代的管学、最新的数据库技术和计算机网络技术来全面组织、配置、管理实验室内各种资

源，使它们得到最有效的利用，使整个实验室的工作实现智能化、自动化、办公的无纸化，从而取得最佳的经济效益。 2.2 国内研究现状

国内对于实验室管理信息系统的研究才起步不久，基本上采用学习、紧跟国外先进管理技术的方法。随着信息管理技术的日以发展，教育界也希望通过信息管理达到学术的交流和资源的共享。

我们高校传统的实验管理主要是以人工方式进行的，存在着工作繁重，查询、调研、统计不方便等弊端，这种人工管理往往耗费了很多的人力、物力，却达不到令人满意的效果。90年代以后，我国也陆续开发了一些具有自主知识版权的实验室管理信息系统，但与一些先进国家相比滞后约10到15年，可以说我国高校的实验室管理信息系统的研究与开发还处于萌芽阶段，但对实验室管理系统的探索已经开始。但是这还是一个长期的过程，因为我国高校实验室管理当前还比较混乱，人工管理模式的实验室占大多数，没有相应的完善的标准管理流程，这还需要我们进行进一步的研究和实践。当前也相继出现一些商业的实验室管理系统软件，但是由于高校实验室管理的特殊性，实验室的类型也复杂多样，很多都需要专门定制，成本较高，采用商业软件的高校还是比较少。

3 选题的依据和意义

实验室管理是教学管理的重要组成和完成教学任务的基础，随着计算机网络技术的发展，管理工作的信息化、网络化、现代化已经成为必然的发展趋势，实验室信息管理面临快速的发展和不进则退的巨大挑战，如何不断健全实验室信息管理系统，提高实验室信息管理质量，是高等学校实验室管理最重要的任务之一。建立一个适合高等学校的统一的、完善的、安全的、易于管理的网络化实验室信息管理系统，从而实现信息的集中管理、分散操作和信息共享，使传统的实验室管理向数字化、无纸化、智能化、综合化的方向发展，以此提高工作效率和管理水平是管理者应该解决的问题。

本课题以高校分院嵌入式综合实验室的管理过程作为研究对象，旨在研究开发出一套服务于实验室管理者，并方便学生与实验室的交互，有利于提高实验室开放度与管理水平的行之有效的管理信息系统。

当前分院实验室还是以人工管理为主，实验室各部门分发实验设备需要手工登记，设备借入借出、折旧、报废等同样要进行手工登记、实验室的相关查询还必须到实验室进行。特别是此实验室还承担学生上机的安排，更是增添了管理人员的麻烦。事实证明：这种传统的管理模式既浪费人力资源，又不利于提高工作效率。于是，开发一套实验室管理系统已经迫在眉睫。

世界进入了信息时代，信息化建设是实现国家现代化建设的基础，而教育信息化更是国家信息化建设的重点，其中实验室信息管理系统的建设是教育信息化的薄弱点。

本课题的提出与完成，将对如何在该学院通过实施实验室管理信息系统来规范实验室日程管理、减轻管理人员的劳动强度、提高工作效率、促进实验室对外交流与信息共享、合理安排教学进行一次很好的探索，为将来在学院全面实施LIMS打下良好的基础。课题对如何在基础管理较差、设备繁多、教学实验任务繁重的高等院校开发LIMS进行了探索，因此有相当的理论意义。

另外该系统的应用与实施，将大大提高实验室的利用率，方便实验室管理人员进行管理，学生上机问题也将得到很好的解决，使该实验室更好的达到预期建设效果。因此从实践方面看，也具有很大的意义。

更重要的是根据该实验室的特殊之处进行开发，该实验室既包括一般计算机实验室所特有的计算机以供学生上机，另外还包括该实验室特有的嵌入式实验设备，因此必须同时对设备和上机进行管理。在这里采用了C/S和B/S混合管理的模式，其中C/S用来对实验室内部计算机上机进行实时控制，B/S用来对实验室信息进行查询统计。该系统的开发将为该类实验室的建设进行有益的探索并提供一定程度的参考。

二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：

本课题以计算机学院嵌入式综合实验室的管理过程作为研究对象，主要研究实验室实时控制的管理问题，拟解决的主要问题有：

1） 实验室管理工作主要包括学校教学上机安排、设备管理、上机实时管理、绩效管理和实验室信息的查询和统计。本课题功能部分主要是实现实验室管理系统中的实时上机管理部分。主要包括上机机位管理、上机设备管理、实时上机情况查询统计、系统管理。

其中上机机位管理包括机位分配和机位监控，如机位锁定、注销和关机等。机位分配主要是指实验人员前来实验室上机时系统自动或管理员手动为其分配上机机位。机位监控是指对实验室内部机器起到监视控制的作用，主要有查看机位信息（包括机位状态，上机人员信息、所使用设备等），控制主要有锁定、注销、关闭客户机等。

上机设备管理包括设备申请、审批、分配和回收，另外还需进行设备故障记录。这里的设备管理是指上机过程中使用设备的管理，不包括设备的整个生命周期的跟踪。主要有实验过程中申请使用设备，管理员对设备申请进行审批并分配和回收设备，系统会生成设备使用记录。另外为了方便管理员管理，在实验过程中的设备出现故障可在此直接进行记录。

实时上机情况的查询统计包括当前实验室状况的查询和统计，包括当前上机人

数、机位信息、设备信息等。例如可统计当前正在使用中的机位数，当前实验室内的人数、上机的目的等。

系统管理包括一般C/S管理系统都必须的登录、注销、锁定和退出，另外还包括系统的定时提醒、账户密码的修改、系统参数设置等。

2） 最后将整个系统与另外的B/S部分（教学上机安排、设备管理等）进行整合集成，并在嵌入式综合实验室应用实施，以达到为分院实验室建设节约资源，方便管理，提高实验室利用率的目的，还可以为分院其他实验室以后的建设提供一定的借鉴作用。

3） 学院的嵌入式综合实验室目前的管理手段和模式还比较落后，本课题需要对该实验室的管理现状进行充分的调查和研究分析，找出该实验室管理工作中需要解决的问题。

4） 针对嵌入式综合实验室工作中存在的问题，提出系统的解决办法和适用于嵌入式综合实验室的管理模式，优化实验室管理的业务逻辑，研究实验室的设备管理方法、教学任务的管理、人员管理和对数据整理的分析等内容。

三、研究步骤、方法及措施

1 研究步骤

1） 了解整个实验室管理的业务流程，进行业务流建模。在前期主要采用面向过程的建模方法，进行业务建模和数据流建模，理清整个实验室管理的业务流程后，并对业务流程不合理的地方进行优化。为了更清楚的描述整个系统的业务，还将采用UML进行建模，以利于以后用面向对象的思想进行设计和编码。软件能够满足客户的业务需求，才能真正称得上是优秀的软件。

2） 在业务流模型明确以后，进行界面的结构设计，此时主要在数据流图完成后开始向面向对象的设计过渡，主要采用Swing进行界面设计，根据UML模型进行类的设计。另外还需考虑通信规约的设计、数据库的设计。

3） 设计完成后采用Java语言进行编码，并对C/S子系统进行测试。测试方面除了从性能、正确性上进行测试以外，另外还要从功能方面进行测试，检查是否达到预期效果，满足客户要求。

4） 最终将是对系统的各个部分（包括B/S和C/S）进行集成和整合。整合的好，系统才能真正达到预期的目标。

5） 总结系统的优缺点和项目的开发流程等。 2 系统开发关键

1） 通信的稳定性、安全性是一个难点。由于本人缺乏网络通信设计方面的经验，系统在这方面可能会存在一定的隐患。这方面将通过网上搜集相关通信程序，并参考已经很成熟的应用层协议的设计，如HTTP、SMTP等，以保证网络设计的可靠性。

2） 该系统的界面将是一个亮点，更是一个难点，对于监控程序来说，管理端的界面将直接关系到客户的使用，在这里的主要研究目标是让用户能很直观的管理实验室，尽量减少用户完成一项任务的操作步骤。这里打算一方面从网络上直接下载相关Swing界面程序，到Sun网站上了解Swing的特性，并掌握已经提供的界面相关的类，会使得设计变得简单；另一方面参考其他的C/S系统的设计，如学校机房、电影院售票系统等。

3） 功能测试按照需求分析的文档进行测试。性能测试则稍显麻烦，对于实验室当前的40台计算机，通信中的并发访问问题可能还不会引起服务器的崩溃。对于性能上相关的问题，可以通过在网上搜索前人的经验和教训，在设计和编码时提前注意。最后的测试中为了能模拟实验室环境，采用10台计算机同时连接交换机进行测试。

4） C/S和其它的子系统的交互同样是一个难点，其中主要体现在各部分的交互上和数据库的一致性、安全性和完整性上。软件的各个部分都共享数据库的内容，而开发各部分的人都没有开发一个项目的经验，容易造成不一致。这个问题还需要在软件设计时提前考虑，对数据库设计进行通盘考虑，并在交互部分定义共同的接口，才能尽量减少在整合测试时候的问题。项目的成功与否就在于系统的整合程度。 3 系统软件和开发平台

1） 操作系统：Windows 2000/WINDOWS NT/WINDOWS XP等； 2） 数据库：商用数据库ORACLE/SQL SERVER； 3） 编程语言：JAVA； 4） 开发框架：Swing。

四、研究工作进度：

序号 1 2 3 4 5 6 7

时间

2008-12-11 ～ 2009-02-10 2009-02-11 ～ 2009-02-25 2009-02-26 ～ 2009-04-05 2009-04-06 ～ 2009-04-25 2009-04-26 ～ 2009-05-15 2009-05-16 ～ 2009-05-27 2009-05-28 ～ 2009-06-05

内容

相关技术及业务学习

编写开题报告

系统分析及相关知识的学习

系统设计 系统编码及调试 撰写毕业论文 毕业答辩准备

8 9 10

五、主要参考文献：

[1] 蔡明山.高校实验室综合管理系统研究与设计[D].湖南大学电器与工程院,2003. [2] 沈莉.基于WEB的开放式实验室管理系统的设计与实现[D].华东师范大学,2005

[3] 张静,袁龙飞.高等学校基于网络环境下的实验室信息管理系统的研究与应用[J].高校实验室工作研究,2008(1).

[4] 宋晓悦.高校开放式实验室管理系统的设计与实现[D].天津师范大学研究生管理学院,2008.

[5] 杨启仁.基于B/S结构的实验室管理系统设计[D].重庆大学通信工程学院,2006. [6] 夏梅花.计算机机房管理系统的设计与实现[D].华东师范大学软件学院,2007. [7] Wei Pan Feinstein, Dr. J. Scott Hawker. A Study Of Technologies For Client/Server Applications[J]. Department of Computer Science University of Alabama.

[8] Qin Li, Huibiao Zhu and Jifeng He. An Inconsistency Free Formalization of B/S Architecture.Software Engineering Institute[J], East China Normal University.

六、指导教师审核意见：

指导教师签字：

年 月 日

七、系、室、部（研究所）评议意见：

1. 适合本专业的毕业设计课题；

2. 不适合本专业的毕业设计课题；

3. 其他

系、室、部（研究所）主任签字：

年 月 日

八、开题小组评审意见：

开题小组组长签字：

年 月 日

九、学院领导（答辩委员会）审核意见：

1．通过； 2．完善后通过； 3．未通过

学院领导（答辩委员会）签字：

年 月 日

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/uzbo.html