毕业设计论文某高校实验室资源统计系统的设计

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1、某高校实验室资源统计系统的设计摘 要计算机技术发展迅速，运用计算机管理各种机构资源也随之发展起来。相比以往传统的手工记录管理，使用相应合适的管理系统，给人们带来诸多方便。它大大减轻了管理人员的工作负担，提高了资源的利用率，减少了错误的发生。因此人们对各资源管理系统的需求已经迫在眉睫。本文介绍了使用CSP技术开发基于后关系型数据库Cach的实验室资源管理系统的方法。分析了实验室资源管理系统的目的、系统的组成原理和模块。其主要模块包括人员管理模块、器材管理模块、实验室管理模块和实验项目管理模块。它利用管理对象之间定义的关系将对象联系起来以便于管理。利用文中介绍的方法来构建管理系统，能够起到一定的简

2、单管理作用。关键词：Cach；资源管理；CSP；对象The Design of Lab resources management system based on DB CachAbstractAs the computer technology has been developing rapidly, using computer techniques to manage all kinds of resources is growing up.Comparing to the traditional record management by hand, it is convenient fo

3、r people to use a proper management system that can lighten the managers working burden and raise the utility of the resources, as well as reduce the errors. Thus, the resources management is needed.This paper introduces Lab resources management system using the CSP technology that is based on relat

4、ionship database Cach. Then, this paper gives the analysis of the usage, composing and module. The major function modules include personnel management, equipment management, lab management and lab object management. It is the use of the relationship among the managed items to manage the related item

5、s. Building up a management system in the way which is introduced in this paper, can simplify the process of management.Key words: Cach; Resources management; CSP; Object目 录论文总页数：23页1引 言11.1课题背景11.2国内外研究现状21.3本课题研究的意义21.4本课题的研究方向22后关系型数据库CACH和CSP技术22.1后关系型数据库Cach简介32.2CSP技术简介43系统需求分析43.1实验室资源管理系统的产生

6、43.2实验室资源管理系统的总体目标53.3运行环境和操作系统53.4系统的数据流程63.5系统功能分析83.6预期成果94实验室资源管理系统的实现94.1 数据库类的关系104.2 数据库定义114.3 页面实现155系统测试及维护185.1测试指标185.2系统测试18结 论20参考文献211 引 言长期以来，实验室资源的管理一直依靠一个或多个管理员手工的进行操作管理。然而，管理目标之间错综复杂的关系常常使管理人员感到手忙脚乱，一不小心就会造成记录错误，从而导致资源管理的混乱，大大浪费了工作人员的时间和精力，降低了资源的利用率；更有甚者，导致无法使用实验资源。现在，实验室资源管理不仅仅是管

7、理实验室的器材，还包括实验室工作人员的管理，实验室器材的管理，以及实验项目的管理，关系相当复杂，如工作人员对器材的借出及归还，实验项目所需要的人员和器材，项目负责人所面对的实验等，如果按照以往的方式人工记录的话，一旦发生以外则很难修正，而且易于产生混乱。而使用以PC为平台的管理系统则方便、安全更多。管理人员只需要将必要的信息输入到系统中，系统负责建立并保存相关数据，将实验室工作员、器材、项目三者有机结合，以保证实验室资源有序、顺利、合理的安排，提高实验室资源的利用效率。1.1 课题背景自1980年出现了第一个商品化的关系数据库产品后，到现在关系数据库大行其道。然而，在实践中人们发现关系型数据库

8、系统虽然技术已相当成熟，但其局限性也是显而易见的：它能很好地处理所谓的“表格型数据”，却对技术界出现的越来越多的复杂类型的数据无能为力。作为一种旧技术，关系型技术有很多的局限性，是的它在当今世界的适应性大大降低，主要表现在他的效率性能、可扩展性、和使用的简洁性较差，以及难于适应和现代快速应用开发技术相匹配的新需求。Cach是新一代高性能数据库技术，被誉为创新的“后关系型”数据库。作为后关系型数据库，他整合了对象数据库访问、高性能的SQL访问、强大的多位数据访问这三种方法能够天衣无缝地同时访问相同的数据。数据只要在单一的整合数据字典种描述一次，就可被这三种方法访问。Cach提供了比关系型技术更加

9、高效的性能，更大的扩展性，更快速的编程能力和更加便捷的使用性能。Cach还在另一方面远远胜过传统的数据库技术。Cach为开发复杂的、基于网页应用程序提供了丰富的集成开发环境。Cach Service Page(CSP)技术可以进行快速开发，动态产生。对于那些不基于浏览器的应用，用户接口可以用任何一个流行的程序设计语言来编写，例如可以任意选用程序员自己熟悉的VB，Delphi，Java，或者C+来编程。剩下的工作都交给Cach运行，这样可以得到最好的结果(最快的编程效率，最高的性能，最低的维护成本)。另一方面，Cach也提供了与其他技术的交互，支持大多数通用的开发工具，所以开发方法的选择范围很大

10、。1.2 国内外研究现状Cach数据库主要应用于医疗领域,在美国和欧洲的HIS系统中，Cach数据库所占的比例是最大的，被医疗界公认为首选数据库。在国内，关于该数据库的开发及应用处于试用阶段，只有为数不多的医疗机构采用，大多数程序员及DBA没有接触过该数据库。1.3 本课题研究的意义通过研究该课题，我们可以了解并熟悉该类型的数据库，为以后接触更多的对象型数据库打好基础；同时，也为以后在该系统上进行更深一步研究及开发的同学做好准备。1.4 本课题的研究方向综合运用以前所学的专业知识，设计开发一个实验室资源管理系统网站，本设计要求实现简单而有效地对实验室资源的管理，系统针对工作人员、实验室器材、实

11、验项目和可用实验室等关键字段开放基于单个字段或是组合选项的热点查询等这些功能，具体包括以下内容：在设计与开发中，重点如何解决各模块基本信息的添加查询的问题。在设计与开发中，难点是联系所需的各模块数据的问题。本系统的开发要求采用B/S结构，进行设计与开发。首先分析实验室资源管理系统的相关功能，结合本次毕业设计的相关要求写出需求分析；其次，综合运用以前所学的相关知识和该设计所需的特定知识，选择所熟悉的开发工具进行本毕业设计的开发；在设计中以需求分析为基础，写出系统开发计划、实现流程及相关问题的实现方法；同时，在开发设计与实现中，要保存好相关的设计文挡，为后面的毕业论文的写作准备材料；最后，系统开发

12、完毕后，进行调试和试运行，做好调试和试运行的相关记录，也为后面的毕业论文的写作准备材料。2 后关系型数据库Cach和CSP技术伴随计算机的大量普及，众多费时费力而有效率低下的管理方法日渐没落。随之而来的管理效果和花费不得不受到人们的重视。从小型企业各种繁琐信息的记录浪费资源，到大公司日益增多的资料难以查询，无不体现出资源管理系统的重要性。而监控也仅仅是一种手段，必须和企业的管理机制挂钩，有了比较好的衔接才能真正的实现事半功倍。就各大中小企业和部门中，众多实验室资源的完善管理成为管理者的恶梦。选择合适而高效的资源管理系统，可用大大减轻管理者的工作负担，降低管理信息出错的可能性，为进一步提高实验室

13、资源的利用率做好准备。2.1 后关系型数据库Cach简介Cach是新型的后关系型数据库（Post-Relational Database）,也是独树一帜的edbms；而且它是一个先进而成熟的技术，它以ANSI和ISO标准M语言的独特多位数据模型为基石。再Cach中的对象模型具备了符合ODMG标准的完整的对象特性，而且融合了为OLTP专门优化国的SQL技术，并无缝集成了为实现快速开发Web应用的最新技术。这种数据库创新地摆脱了传统关系数据库的局限性，它再性能上全面超越了关系数据库，能够更好地满足Internet时代对于能处理复杂数据存储的数据库技术的迫切要求。Cach数据库主要应用于医疗领域,在

14、美国和欧洲的HIS系统中，Cach数据库所占的比例是最大的，被医疗界公认为首选数据库。以下是该数据库的特点： 1) 速度快。Cach数据库在同等条件下查询相同数据比Oracle等普通数据库要快。原因是Cach数据库又叫做后关系型数据库（Post-Relation）,顾名思义，Cach是基于普通关系型数据库如：Oracle, SQL server, Sybase等的基础之上并有所改进而产生的。2) 使用简单。Cach数据库支持标准SQL语句，因此不太熟悉M语言的用户依然可以轻易对数据库中的数据进行操作。3) 接口容易。Cach数据库支持ODBC标准接口，因此在与其他系统进行数据交换时非常容易。同

15、时Cach亦可以将数据输出成文本文件格式以供其它系统访问调用。4) 真正的3层结构。Cach数据库能够真正意义上实现3层结构，实现真正的分布式服务。升级扩容方便。正因为由上述分布式3层结构，所以当企业需要增加客户端PC或企业进行扩大规模时，不需要重新购买或更新主服务器，只需要适当增加二级服务器的数量即可，二级服务器相对来说要比主服务器要便宜许多，因此，企业可节约资金减少重复投资。5) 对象型编辑。Cach数据库是真正的对象型数据库，开发时用户可直接用数据库定义自己想要的对象，然后再在其它开发工具中调用该对象的方法和属性即可完成开发工作，非常方便。支持远程映射和镜像。Cach数据库支持远程的映射

16、和镜像，比如在不同城市之间，或在同一城市的不同区域之间，Cach可以进行镜像（Mapping），使不同区域的Cach数据库同步联系起来，虽然在不同区域，但大家使用起来就像共用一个数据库。6) 持WEB开发。Cach 数据库提供自带的Web开发工具，使用维护非常方便，符合当今软件业发展的趋势。7) 价格便宜。Cach数据库的价格比Oracle要便宜许多。2.2 CSP技术简介CSP（Cach Server Page）：为了适应现在越来越多的Web应用程序的需要，该系统所使用的对象型数据库Cach提供了自己的Cach Server Page技术。CSP能够建立和部署高性能的、高可伸缩性的Web应用

17、。开发人员可通过两种方式来开发Web应用，一种是使用Cach类建立对象框架来创建动态网页，一种是通过基于HTML的标记语言把Cach脚本嵌入到HTML中去。当然，也可以正在一个应用中同时使用两种方法。CSP的各个请求都是利用标准的Web服务器和HTML协议处理的。当一个HTML的客户端，通常是一个Web浏览器，通过HTML向Web服务器发出请求的时候，如果Web服务器认为这个请求是CSP的请求，那么Web服务器会把这个请求传送到Cach，在Cach中正在运行的CSP服务便处理这个请求并且送回一个页面给Web服务器，再由这个Web服务器把该页面发送给发出请求的浏览器。CSP不仅管理着Web服务器

18、和Cach之间的通讯，并且引用应用程序代码来生产页面。CSP技术应用如图1:图1 CSP技术应用3 系统需求分析3.1 实验室资源管理系统的产生伴随计算机的大量普及，众多费时费力而有效率低下的管理方法日渐没落。随之而来的管理效果和花费不得不受到人们的重视。从小型企业各种繁琐信息的记录浪费资源，到大公司日益增多的资料难以查询，无不体现出资源管理系统的重要性。所以一种能够对资源进行准确而有效日的日常管理，又能够更深一步地将所管理的资源联系起来再管理的系统，是我们迫切需要的。因此实验室资源管理系统的产生就显得尤为重要。它是当今计算机发展的必然产物，也是未来管理方式不可或缺的。3.2 实验室资源管理系

19、统的总体目标实验室资源管理系统总体目标：通过对各模块如人员、器材、项目等基本信息的操作，将资源操作所联系的对象记录在案，实现对实验室资源的有效记载和管理。基于Cach的实验室资源管理系统能够将管理对象生成对象型类，系统针对工作人员、实验室器材、实验项目和可用实验室等关键字段开放基于单个字段或是组合选项的查询，并能自动生成Web页便于使用，从而帮助系统使用者真正实现对于实验室资源的简单管理。3.2.1 系统所需的环境系统结构图如图2：图2 系统结构由上图可知，CACH数据库的主要操作都在Web Server和Cach Application Server上，这两个平台起到将HTML操作请求转化成

20、数据库操作的作用。Web Server：判断客户端浏览器所发送的HTML请求是否为CSP的请求，如果是做则将请求发送到Cach。Cach Application Server:接受来自于Web Server的CSP请求，按照相应的要求对数据进行操作并保存。3.3 运行环境和操作系统通过分析，后台环境选用Windows Server 2003做为开发平台。主要是因为：1) Windows Server 2003为服务器版本，对各数据库的支持更好。2) 做为学生，长期使用Windows操作系统，并且曾学习了MCSE2003相关课程，对该版本系统更为熟悉，便于开发。3) 该系统开发所用的多种软件如D

21、reamweaver等其他系统（如Linux）不支持。3.4 系统的数据流程P1器 材管 理 C1 器材基本信息 P2人 员管 理 C2 工作人员基本信息 C3 项目负责人基本信息 P3实验室管 理 管 理 员 C4 实验室使用信息 P4试 验项 目 C5 试验项目基本信息 图3 数据流程该系统模块都是相对独立的，每个模块都至少有一个主类，多个继承类或嵌入式类。主类定义了该模块对象的基本信息，其他继承类都具有该主类所有的属性，还可以添加自己特有的属性，主类和继承类都可以继承；嵌入类则根据它所嵌入的类的调用而调用，同样可继承。类与类之间可以有多种关系，包括一对多、多对一、多对多等，这些关系在构建

22、类时定义，实现时按照关系。 器材信息 正确的信息 C1 器材基本信息类 器材信息P1.2查 询处 理P1.1输入P1.3修 改处 理 查询请求 修改请求 修改 器材 后的 信息 信息 汇总 汇总P1图4 器材管理模块 工作人员信息 正确的信息 C2 工作人员信息类 C3 管理人员信息类P2.2查 询处 理P2.1输入P2.3修 改处 理 查询请求 修改请求 修改 人员 后的 信息 信息 汇总 汇总P2图5 人员管理模块 实验室信息 正确的信息 C4 实验室信息类 项目管理信息 项目信息类 C5 查询请求 修改请求P3.3修 改处 理P3.2查 询处 理P3.1输入 实验室 项目 修改 信息 信

23、息 后的 信息P3图6 实验室使用管理模块试验项目管理信息 正确的信息 C5 试验项目信息类P4.1输入 添加相关信息P4图7 实验项目管理模块3.5 系统功能分析1) 各管理对象基本数据操作：要对各对象的数据进行操作，首先我们要对Cach数据库的数据结构有个大体的了解。和常用的关系型数据库以二维表存储数据不同，Cach以多维数组存储数据，因为减少了表连接等处理过程（这在关系型数据库中是非常频繁的），所也运用多维数组能更快地存储数据。和关系型数据库不同，Cach的数据面向对象，在数据库中，每个对象为一个独立的类（Class），Cach支持多种对象建模技术，包括多重继承、封装、多态、引用、采集、

24、关系和BLOB。如：每个类都相对独立，单指一个对象，包括这个对象的数据和方法、函数等。举例而言，所有工作人员和管理人员都属于Person类，该类包含了每个人都有的基本信息如姓名、性别、年龄等；工作人员类则继承于Person类，它拥有Person类所有的属性，之外还可以添加自己特有的属性；而管理人员类可以再继承于工作人员类，依此类推。Cach还支持嵌入类，嵌入类随主类的调用而调用，当主类种某属性有多值难以确定时，可以使用嵌入类将该属性再划分。每个类还可以包含该类的方法和函数等，使用该类时可以同时调用其所包含的方法、函数等，函数和方法同样可以继承。当数据模型（即类）建好之后，运用CSP技术可以在H

25、TML页面上由CachApplication Server自动生成简单而功能完善的页面，数据库自动链接，在页面上就可以对数据进行操作。对程序员来说减轻了大量的开发负担。2) 各管理对象关联数据的操作：在对各对象数据数据进行关联之前，需先对各对象间的关系进行定义。在构造类时，就可以制定类之间的关系。如：一个管理人员可以管理多个工作人员，而每个工作人员之可以有一个上司，我们就制定工作人员与管理人员之间的关系为N：1；一个工作人员可以借出多种器材，而每种器材可以借给多个工作人员(器材数量够的话)，制定工作人员与器材的关系为N：N。在类定义中：Relationship Employees As Lab

26、.Employee Cardinality = many, Inverse = Controler ;类中定义好以后，在Web端页面显示方面，除了类本身包含的方法或函数等，我们还可以另外创建一个持久类，该类不包含任何数据属性，只包含方法。每次调用方法使用该类后，可以显示我们所要的结果。如：将多个器材信息联系到一个工作人员信息上，等等。3.6 预期成果本设计预期成果是实现对实验室资源的有效管理。以管理员身份登录，可以在各模块中添加查询相应的对象信息；同时，可以将不同模块的对象联系起来，实现关联对象信息的管理。提供本毕业设计开发的软件和毕业设计论文。4 实验室资源管理系统的实现系统构架如图8：工作

27、人员管理网站主页实验室管理实验室器材管理试验项目管理图8 系统构架该系统被设计为管理员专用，当管理员进入管理页面后，可用选择所需管理的模块：在器材管理模块中，可添加查询器材，查看所有器材列表。做为最基础的信息模块，不能进行该模块以外的任何数据操作，只能进入其他模块进行相应的操作；在工作人员管理模块中，可用添加新的工作人员，查询工作人员，还可用将器材添加到工作人员的借出记录中；在实验项目管理模块中，可用将实验项目所需的工作人员、器材、使用实验室等添加到相应的实验项目；在实验室使用模块中，可添加相应的工作人员、管理人员、器材等。各模块的实现，分为数据库定义和页面操作两大部分：4.1 数据库类的关系

28、Person属性 Address属性 嵌入 继承Employee属性 BorrowTools Controller 1:n 1：1 继承 Employees 1：nManager 属性 TaskNeedManager 1:1Manufacturer属性 Tools属性 嵌入 TaskNeedTools 1：nTask属性 TaskNeedWorker 1：n LabNeedTools 1:nLabroom属性 TaskNeedLabroom 1：n LabNeedManager LabroomNeedWorker 1：1 1:n 图9 数据库关系4.2 数据库定义4.3 页面实现1主页图10:

29、 主页图10 主页因为该系统设计为只由管理员使用，无需登录，打开页面后管理员可直接参与管理实现代码：function Button1_onclick()window.open(ShowEmployee.csp) function Button2_onclick()window.open(ShowLabroom.csp) function Button3_onclick()window.open(ShowTools.csp) function Button4_onclick()window.open(ShowTasks.csp)      &nb

30、sp;                  2工作人员管理在首页点击“工作人员管理”按钮，进入工作人员管理模块。首先显示所有工作人员信息列表。 function Button1_onclick(userName)window.open(ShowTools.csp?name=+userName) function Button2_onclick()window.refresh(ShowEmployee.csp) 在该页可以选择下一步操作，如显示人员信

31、息、借出器材、注销人员等。页面左上方点击“AddEmployee”图标，进入添加/查询工作人员页面。function update(id) #server(.formLoad(id)#; return true;这里可添加新员工的详细个人信息。所需添加的工作人员信息完成后，点击“确定”，数据会存贮到数据库中；点击“清除”将重新输入全部数据3实验室使用管理由首页进入实验室使用管理模块后，首先显示实验室列表，可以选择添加工作人员、器材等到所选的实验室（同人员管理相似）。 实验室编号:#(LabList.Get(LabNumber)# 实验室名称:#(LabList.Get(LabName)# 实验

32、室类型:#(LabList.Get(LabStyle)# 实验室简介:#(LabList.Get(Description)# 可以添加和查询实验室；进入添加器材和人员页面后，可以将所需的工作人员和器材联系到该实验室。4实验器材管理可用查看实验室中可用的实验器材，也可以添加查询器材信息。若想借用器材，则进入工作人员管理模块进行。function jumptourl()window.location.href(http:/127.0.0.1:8080/Cachlab/servlet/CheckBorrow?borrower=&toolName=&toolLeft=); /将器材信息连接到当前工作人

33、员信息 5实验项目管理模块由首页进入实验项目管理模块后，首先显示项目列表，可以选择添加工作人员、器材、实验室等到所选的项目（同人员管理相似）。 可以添加和查询实验项目；进入添加器材和人员页面后，可以将所需的工作人员和器材联系到该项目。5 系统测试及维护5.1 测试指标1) 能够对各模块添加修改对象信息。2) 能够对各模块的信息进行查询。3) 能够查看各模块的信息列表。4) 能够将多个模块的相关信息联系起来并存储，能够插看并修改。5.2 系统测试测试的目的时未来发现程序的错误。因此，测试的关键问题是如何设计测试用例，即设计一批测试数据，通过有限的测试用例，在有限的研发时间内，尽可能多的发现程序中

34、的错误。打开主页，选择“工作人员管理”按钮，点击后进入工作人员列表，如图11：图11 查看人员列表点击页面左上“AddEmployee”图标，进入添加/查询页面，如图12：图12 添加人员以“张三”为例，添加需要的选项信息后，点击“确定”按钮，将数据存储入数据库。点击“查询工作人员按钮”，弹出查询页面，选择并输入查询条件进行查询，效果如图13：图13 查询所添加的人员人员添加成功后返回人员列表页面（ShowEmployee.csp），可以发现人员列表中出现新添加的人员“张三”，如图14：图14 新添加的人员点击“张三”中的按钮“借出器材”，进入器材列表页面，在这可以选择想要借出的器材，如图15

35、：图15 可借器材列表选择想要的器材，点击“确定借出”按钮，将该器材联系记录到该人员的借出信息，显示该人员的借出情况，如图16：图16 显示借出的器材结 论通过对基于后关系型数据库Cach的实验室资源管理系统的开发，使我对Cach有了更深入的了解，同时对后关系型数据库/面向对象型数据库有了更深刻的理解。在把以前学的理论运用到实践的过程中，才发现实际开发经验的重要性，很多东西看似简单，但在实际开发中会遇到很多细节问题，这是没有开发经验的人意识不到的。特别是通过这次项目的开发，我意识到了自己的很多不足，比如在项目版本管理上就出现过混乱情况，同时对设计模式的应用还不够熟练，总的来讲，我的思想已经完成

36、了从“怎么做出”到“怎么做好”的转变。这对我以后的专业发展是极其重要的。从技术方面来讲，在现在各种实验室管理操作及其繁琐的情况下，通过技术手段解决人们的难题是当前计算机技术的趋势，而且目前面向对象的软件(包括数据库管理系统)开发及使用正在高速发展，日益低廉的计算机费用使得越来越多的用户加入到计算机使用者的行列中。对实验室而言，在各种管理系统迅猛发展的大环境下，适时的推出这个实验室资源管理系统无疑会对简单而轻松的管理实验室资源产生极大的帮助。参考文献1 李武.SQL SERVER7.0起步与进阶M.北京：国防工业出版社,2003。2求是科技.SQL Server2000 数据库管理于开发技术大全M.北京：人民邮电出版社，2005。3Microsoft Press. Querying Microsoft SQL Server 2000 with Transact-SQLM.北京：清华大学出版社，2002。4吴涛著.网站全程设计技术M.北京：清华大学出版社，2003。5张跃平等著.JAVA 2实用教程M.北京：清华大学出版社，2004。6姜晓铭等著.Java编程语言程序开发宝典M.北京：冶金工业出版社，1999。7武延军等著.精通JSP编程技术M.北京：人民邮电出版社，2001。 第18页 共23页