实验室预约管理系统论文

实验室预约管理系统

摘 要

大学生不但要学习优秀的的理论基础、更要具有良好的实践能力。因此目前各所高校都在走素质教育之路，逐步重视学生的素质培养，实验教学逐渐占据到了举足轻重的位置。传统的实验教学管理主要是靠手工操作，造成了大量人力、物力和时间的浪费，因而设计一种适合当前教学要求的实验室预约管理系统已经成为一种必然。

本文主要利用Java Spring、Spring MVC、Mybatis框架与Web技术相结合，结合软件工程的开发思想，采用相应程序软件对理想的实验室预约管理系统进行开发。

关键词 实验室；高校平台；互联网；管理系统

Laboratory Reservation & Management System

Abstract

College students should not only learn excellent theoretical basis, but also need perfect practical ability. Therefore, all colleges and universities are taking the road of quality education, gradually attaching importance to the quality training of students, and experimental teaching has gradually occupied a pivotal position. Traditional experiment teaching management mainly relies on manual operation, which possibly causes a lot of waste of manpower, resources and time. So it is necessary to design a laboratory reservation or management system which is suitable for the current teaching requirements.

This article mainly uses Java Spring, Spring MVC, Mybatis and Web technology to combine with the development ideas of Software Engineering, and uses the corresponding software to develop the ideal laboratory reservation & management system.

Keywords Laboratory; University; Internet; Management System

第一章 绪论

1.1 研究背景和现状

实验室作为实践教学中的重要手段，在学习的教学中扮演了重要的角色。正式认识到了实验室教学的重要性，各个学校的实验室也是鳞次栉比的落成。实验室的仪器、耗材、低值品等的需求也越来越大，古老的登记管理方式已经渐渐显得力不从心。面对日益增多的实验教学需求，更加简便、清晰、规范的实验室管理系统也应运而生。

1.2 研究目的和意义

实验室预约管理系统LRMS（即Laboratory Reservation & Management System）是用于给予各大高校提供实验室的预约、管理功能从而在多方面提高诸如系统延展性、管理快捷性的功能而研究开发的面向对象编程的管理系统。

面对日益增多的实验教学需求，传统的人工管理方式预约方式受到了强烈的冲击。现高校大量实验室处于市场机制的过程中，因多种原因还未采用各种现代化管理手段，无法快速、全面、准确地掌控实验室的合同状况、试验进度、人员管理等实验室信息；人员和任务分配过程较复杂；检验任务书、试验报告、原始记录等信息需要重复录入，而且查询、生成不方便；实验仪器设备的查询、维修、校准、各种标准文本的发放、查询等管理手续繁琐；从检验任务书的传递、检验，以及检验报告等都由人工处理；虽然各部门都配备了电脑，但是大多数部门的计算机都是独立使用，没有很好地实现资源共享。这种不适应当前检验工作需要的现状，说明了引入实验室管理系统的必要性。

LRMS通过使用现代化的管理、预约方式实现高校实验室、实验仪器与实验耗材管理的规范化、信息化；提高实验教学特别是开放实验教学的管理水平与服务水平；为实验室评估、实验室建设及实验教学质量管理等决策提供数据支持；智能生成每学年教育部数据报表、协助高校轻而易举完成数据上报工作。从这一角度来讲，LRMS是最适宜现代高校实验室整体框架布局的应用软件系统之一。LRMS运用计算机技术，特别是现代网络技术，为实验室管理、实验教学管理、仪器设备管理、低值品与耗材管理、实验室建设与设备采购、实验室评估与评教、实践管理等相关事务进行网络化的规范管理。

为了帮助各实验室建立一套较为完善的管理体系并帮助实验室管理清晰的各类学术资料。使用SSM框架进行程序设计搭建一款全新的带有预约功能的管理系统进行高级网站类别的实验室互动管理符合当前各大学校及国家型实验室的科学需求，具有较高的可行性和实现价值。

1.3 国内外研究现状

对国内外进行研究主要为了更好的对系统在社会上有一些之地作出主要的贡献。主要对现有的类似系统进行地位以及普及率的分析，其次对相应的国内政策进行研究，因为该软件的服务对象及需求方为国内高校学生。所以必须熟知我国国情以及国内推新的政策以及国内提倡和力挺的新型业务类型。除了对国内进行分析外还需要了解国外已有的软件的优缺点，避免本软件有类似问题。

1.3.1 国内研究现状

在国内,虽然早在20世纪70年代末就有人提出过LMS（Laboratory Management System）思想，但由于当时计算机技术水平较低，拥有的软硬件已属淘汰之列，国内的相关研究工作比国际滞后约15年。

实验室管理系统的真正应用LIMS始于20世纪90年代，也在一些领域进行了简单应用,但是这些应用因为受到了许多因素的制约，还很狭窄、不广泛。近年来尽管我国实验室管理系统得到了一些发展，也有自主产权的实验室管理系统出现，但从整体上看特别是院系级实验室管理系统的开发与研究还相对比较滞后。2000年以后出于各方面的努力，相关管理技术开始为大众所了解，并于2002年4月在北京成功举办了首届中国实验室信息管理系统学术研讨会与展示会。

国内信息化的建设和软件技术的发展客观上促进了实验室管理系统的应用和推广。加入WTO后，国外先进的管理理念和管理思想传入国内，更宽广的LIMS的概念得到普及，也使国外的各种管理系产品得以更快地传入国内。各类实验室业务的快速发展对实验室管理系统提出了更高的要求，而当前的管理产品有一定的局限性，迫切需要对其产品更新换代来保证功能的全面性。

1.3.2 国外研究现状

对于实验室类管理系统最早为LIMS概念的（即Laboratory Information Management Systems）实验室信息管理系统。由于当时计算机的出现和实验室管理的需要,人们开始对自动化计算和自动化控制产生强烈的期望。到20世纪70年代末,国际上出现了第一代实验室管理系统，但只能在小型机上进行构建。

20世纪80年代,随着大规模集成电路的普及,计算机数据处理能力和数据吞吐量的提高,以及各种仪器的自动化水平的大大提高,使实验室单位时间内能完成的测试量大大增加,这就对实验室管理提出了更高的要求,采用计算机管理系统来管理实验室成为可能。

到了90年代,随着计算机水平及处理能力的进一步发展和Microsoft Windows系统的广泛普及,软件构架的应用逐渐普及起来,而为了进一步提高数据处理能力,开始采用SQL数据库,使得实验室管理变得更加简单、有效。

90年代中后期,Internet技术开始普及,采用Web技术的实验室管理信息系统开始出现，以Web服务器为中心的管理系统和统一的浏览器界面成为管理系统应用的一个新方向。

近年来,实验室管理系统除了技术方面的创新外,更加强调遵循质量规范。在之前,实验室管理信息系统主要强调对数据的存储、查询等管理功能,主要集中于计算机数据管理的实现上。当前实验室管理信息系统更加强调对实验室整体规范管理的实现上,对数据管理的计算机实现进展到应用管理理论全方位地对整个实验室的运行实施管理,实验室的一切工作都在满足质量要求的前提下进行,而实验室类管理系统因此成为提升实验室专业水准、提高效率的重要工具,可以更全面地对实验室系统的运行进行规范化、有效化管理。近年来,国外在这方面的进展非常迅速,先进的信息处理以及计算机技术得到了很多应用。

1.4 关于开发工具

1.4.1 Eclipse

Eclipse 是一个开放源代码 的、基于Java 的可扩展开发平台。就其本身而言，它只是一个框架和一组服务，用于通过插件组件构建开发环境。Eclipse最初是由IBM 公司开发的替代商业软件 Visual Age for Java的下一代IDE 开发环境 。

本次开发主要使用了SSM技术。SSM全称Spring + SpringMVC + MyBatis，是继SSH之后，目前比较主流的Java EE企业级框架，适用于搭建各种大型的企业级应用系统。

1.4.2 MySQL

MySQL是关系型数据库管理系统，属于Oracle旗下产品。MySQL是最流行的关系型数据库管理系统之一，在Web应用方面，MySQL是最好的关系数据库管理系统应用软件之一。

MySQL将数据保存在不同的表中，而不是将所有数据放在一个大仓库内，这样就增加了速度并提高了灵活性。MySQL所使用的SQL语言是用于访问数据库的最常用标准化语言，一般中小型网站的开发都选择MySQL作为网站数据库。

1.5 课题的基本内容

本实验室预约管理系统聚焦于三个主要子功能系统：用户系统、预约系统、管理系统，这三个子系统为实验室预约管理系统提供最基本的用户功能与最重要的实验相关管理功能。本系统采用Eclipse进行功能开发并运用Java进行相关编程，采用SSM框架进行基本系统的搭建，除此之外运用MySQL数据库用于存储数据内容。

用户系统：最基本的系统功能，用于对用户进行管理以及提供用户与实验室内各系统的接口。

预约系统：系统最核心的功能之一，用于提供和维护实验室本身的预约功能。

管理系统：对实验室进行管理的系统，也是系统进行管理的主要功能，可以实现对各子实验室的掌控。

1.6 论文的主要工作和成果

通过在撰写之前对于相关资料的收集、对类似的系统进行相关研析总结后，已经基本完成系统中需要涉及相关的设计内容，并期望达到如下设计成果：

通过使用现代化的管理、预约方式实现高校实验室、实验仪器与实验耗材管理的规范化、信息化；提高实验教学特别是开放实验教学的管理水平与服务水平；为实验室评估、实验室建设及实验教学质量管理等决策提供数据支持；智能生成每学年教育部数据报表、协助高校轻而易举完成数据上报工作。

运用计算机技术，特别是现代网络技术，为实验室管理、实验教学管理、仪器设备管理、低值品与耗材管理、实验室建设与设备采购、实验室评估与评教、实践管理等相关事务进行网络化的规范管理。

帮助各实验室建立了一套较为完善的管理体系并帮助实验室管理清晰的各类学术资料。

1.7 论文的组织结构

本文除摘要与结论外共分为六个章节，主要的内容均围绕着实验室预约管理系统的设计与实现，在项目的初期根据市场现状及其背景信息，进一步明确本系统的研究意义。首先本文对管理系统进行一个全面的需求分析，以此来确定其业务需求和市场前景。之后本文进行系统的概要设计和详细设计，明确了系统的具体内容，从而完成了本篇系统分析与设计的文档。

第1章：绪论，通过一系列的数据和分析介绍了实验室预约管理系统的市场现状，通过分析得到了该系统的研究意义，同时对项目的应用环境与技术系统进行了分析，并明确了课题的基本内容，得到了论文的组织结构。

第2章：需求分析，主要针对系统进行一系列的可行性的分析和性能需求分析，以确定本系统的可行性。同时针对系统的功能模型进行分析，并且绘制用例图，数据流图，数据字典等内容来描述系统。针对这些功能模型，可以用来确实本系统是否可以满足业务上的需求。

第3章：概要设计，主要针对该系统的体系结构进行设计，将系统的功能进行逐一划分，绘制结构图，并且对实体关系进行基本设计，绘制E-R图。

第4章：详细设计，主要针对该系统的主要流程进行设计，进一步清晰的表示系统的业务流程，表明一些操作机制，根据系统需要的实体关系对数据库表进行详细的设计。

第5章：系统实现，展现了该系统所有的功能实现、相应核心代码内容以及用户界面的模式。读者可以清晰地看出整个系统运行的流程并分析代码，

第6章：系统测试，展示了本系统的测试原则和用例。通过测试用例可以清楚地看出创作者对边界测试、特殊性输入的测试以及正常测试等内容。

第%1章 系统需求分析

需求分析是系统开发前必不可少的过程。对于每个系统来说，其制作后的成品应该要无限满足用户的需求，这样才能使用户体的验感更加友好，达到更高的用户满意度高。这就需要对系统进行需求分析。首先要对系统的整体框架有大概的了解，模块划分明确，最后再根据用户以及市场所反应出来的需求进行整理，以保障系统实现不偏离用户的需求。

2.1 系统概述

本系统主要是针对于实验的日常实验安排和其他事项的管理。简化相关步骤。首先该系统分为前端和后端，前端为学生进行登录，学生登录进去后可以查看到自己的信息，预约实验并且看到实验预约结果。实验完成后可以查看到实验成绩。

管理员通过后端页面进行登录，管理员的权限无区别，登陆进去后可以对院校信息，学生信息，专业信息进行修改；相应实验对应的老师管理员可以录入相关实验的成绩，老师可以查看学生的相关信息，可以修改实验的内容。

2.2 可行性分析

可行性分析主要从四方面对本系统进行研究。从技术层面对软件实现的难度进行分析，保证软件是可行的；从经济效益层面对软件开发时需要投资的成本和日后的系统带给开发者的收益进行分析，保证系统能够拥有足够的资金进行日后的开发；从用户体验以及操作层面进行分析，保证软件发行后用户有良好的用户体验；从社会层面对当下社会背景进行分析，保证软件的根本响应国家的号召以及坚持国家所提倡的原则。并且进最大能力靠拢国家接下来的发展方向。

2.2.1 经济可行性分析

经济可行性所探究的内容包括但不限于网站的投资、开发过程的投入、硬件的购置、服务器的维护。在开发时所需要花费的资金以及系统的维护等都算在经济支出之内，而主要的收入在于各大高校及企业对于该系统使用权的购入。

一方面，使用Eclipse、MySQL进行功能开发所消耗的成本较低，主要集中在支持开发人员的日常工作上，而硬件的配置需求不高，因此所有的花费主要集中在网站后期服务器的维护中。因为实验室管理系统本身是为了广大高效学生服务，因此我们可以采取招募志愿者、选择喜爱互联网和有志创业学生参与网站维护与用户管理。

另一方面，高校对于合格且性能优良的实验室管理系统会有较合理的支出，用于给系统提供资金支持并获取相应收益是理想的。此网站若在高校企业当中相互传递且存在稳定，通过时间与口碑的积累，所获收益也将年年增长。与外界的合作将会进一步加强，投资回报也相对客观。

2.2.2 技术可行性分析

本系统基于Jsp+SSM+Tomcat+MySQL， 并采用B/S模式，由于JSP、SSM功能强大，而Tomcat和MySQL灵活易维护在开发方面具有方便快捷、使用灵活的特点，以及目前的广泛实际应用，因此使用JSP、SSM、Tomcat和MySQL是开发轻平台的最佳组合从而说明本系统在技术方面可行。硬件方面，科技飞速发展的今天，硬件更新的速度越来越快，容量越来越大，可靠性越来越高，价格越来越低，其硬件平台完全能满足此系统的需要。

2.2.3 市场可行性分析

传统的实验室管理采用人工模式，由实验室主任负责管理实验室的人员流动、器材维护以及设备引进，但是人工模式下，实验室的管理容易产生疏忽，从而导致实验室的运作出现问题，并消耗预算之外的更多资源。开发实验室管理系统可以帮助各大高校进行校内实验室的智能管理，帮助实验室管理人员更加简便、清晰、规范地掌握实验室的各方面资源，而基于此之上的网站型管理系统更为安全便捷。所以利用开发实验室管理系统具有良好的市场前景，在经济意义上和实用性上均远超传统的实验室管理模式。

2.3 用例分析

为了帮助各实验室建立一套较为完善的管理体系并帮助实验室管理清晰的各类学术资料，使用Eclipse进行程序设计进行高级网站类别的实验室预约管理系统符合当前各大学校及国家型实验室的科学需求，具有较高的可行性和实现价值。因为我们进行了这一管理系统的开发。

本部分内容介绍包含但不限于实验室预约管理系统LRMS的开发内容部分，并已提前列出可行性分析的基准保证内容。

用例模型是系统既定功能及系统环境的模型，它可以作为用户和开发人员之间的契约。同一个用例模型即为需求工作流程的结果，可当作分析设计工作流程以及测试工作流程的输入使用。在实验室管理系统的开发中，该用例模型从管理员、学生用户两个角度阐释了实验室预约管理系统的使用，主要包括了其对于各个模块的用例关系展示，如图2.3-1所示。

图2.3-1实验室预约管理系统总用例图

如图2.3-2为该实验室管理系统的实验管理模块用例图。教师以管理员身份进入系统后可以进行实验方面的管理。

图2.3-2实验管理模块用例图

如图2.3-3为该预约模块用例图。学生以用户身份进入系统后可以预约实验。

图2.3-3预约模块用例图

如图2.3-4为该实验室管理系统的信息模块用例图。教师以管理员身份进入系统后可以管理实验室或查看其各方面内容。

图2.3-4信息模块用例图

2.4 数据流模型

数据流模型从数据传递和加工角度，以图形方式来表达系统的逻辑功能、数据在系统内部的逻辑流向和逻辑变换过程，是结构化系统分析方法的主要表达工具及用于表示软件模型的一种图示方法。本系统的数据流图详细地展示了该实验室系统的数据流向，并且分三层按复杂度依次展示。2.4-1为该系统的0层图。

图2.4-1实验室管理系统0层图

为了更好地展示数据数据之间的流向，绘制了1层数据流图，如图2.4-2

图2.4-2实验室管理系统1层图

一层数据流图只能大概描绘出当前系统的数据流向，无法具体表现各个模块的数据走向，因此绘制了相应模块的2层数据流图。

预约模块主要是管理员进行管理，通过管理员登录来对学生用户的预约进行审核，2层数据流图如图2.4-3

图2.4-3预约模块2层数据流图

实验模块在管理员界面进行处理，针对于实验项目相关内容进行编辑，其2层数据流图如图2.4-4所示。

图2.4-4实验模块2层数据流图

实验室模块主要包含了对实验室相关内容的统计，以及需要时对实验室的信息进行修改，2层数据流图如图2.4-5所示。

图2.4-5实验室模块2层数据流图

信息模块分为两部分，一部分是用户方面可以登录查看自己信息和预约内容，另一方面是管理员可以对用户信息进行一个操作，其2层数据流图如图2.4-6和2.4-7所示。

图2.4-6信息模块2层数据流图

图2.4-7信息模块2层数据流图

针对于系统的数据结构进行的仔细分析，除数据流图外，同时可以摘取主要数据成员以绘制出数据卡片，形成数据字典进行下一阶段的系统分析。

2.5 数据字典

数据字典是系统分析与设计中一个重要的存储数据源定义和属性的文档，对数据的数据项、数据结构、数据流、数据存储等内容进行定义和描述，从而对数据流图中的各个元素做出详细的说明。该系统对数据进行分析的数据字典如下。

用户信息表的主要作用是存储注册实验室预约管理系统的的用户其相关的个人账户信息，包含了用户名、登录密码等重要的系统网络交互和个人信息存储部分。如图2.5-1。

图2.5-1用户信息表数据字典

管理员信息表的主要作用是记录管理员的信息：名称、密码等内容。如图2.5-2所示。

图2.5-2管理员信息表数据字典

实验室信息表的主要作用是记录系统内当前存在实验室的相关信息，包含编号、地址等鉴别实验室的重要组成部分。如图2.5-3所示。

图2.5-3实验室信息表数据字典

预约信息表作用是记录预约实验的相关内容，如实验名称、实验内容等。如图2.5-4所示。

图2.5-4预约信息表数据字典

学院信息表主要记录学生所属院区信息，如图2.5-5所示。

图2.5-5学院信息表数据字典

专业系信息表记录学生用户所属专业的信息，包含编号等内容。如图2.5-6所示。

图2.5-6专业信息表数据字典

2.6系统开发环境

2.7 本章小结

本章针对实验室预约管理系统LRMS的系统需求，对该系统整体进行了一系列的可行性分析，又对系统的功能模型、数据模型部分而采用用例图、数据流图、数据字典，进行了详细的介绍，更加详细的展现了系统的需求。同时也针对系统的部分性能问题进行了分析，更加明确了本系统相关的研究内容以及研究目的，从而构建了本章详尽的需求分析。

第三章 概要设计

3.1 功能模块设计

该系统项目多且繁琐，对于设计系统结构图，能够更好的对大量项目进行管理，灵活地进行开发并定位错误信息，从而完成实验室管理系统这一项目。在经过需求分析后进行概要设计，可以方便详细设计中确定开发流程和一些注意事项，从而进行项目下一步的开发与测试系统。

在该实验室管理系统中，系统主要由三个模块即信息模块、实验室模块、预约模块共同构成，其中信息模块可以对系统用户相关信息进行管理，实验室管理模块负责实验室相关内容，如实验室管理员、实验项目安排，预约模块可以预约实验项目，预约后会在管理员界面进行显示，管理员处理完预约信息后用户可以查看预约结果。该系统的总结构图如下图3.1-1所示。

图3.1-1系统结构图

信息模块主要是处理学生用户的信息，学生的用户信息中含有如学院信息、专业信息等。其模块结构图如3.1-2所示。

图3.1-2信息模块结构功能图

实验室模块包含了对实验室和实验项目的管理，管理员可以在系统中对其进行编辑。其结构功能图如图3.1-3所示。

图3.1-3实验室模块结构功能图

预约功能模块处理实验项目预约部分，用户提出实验预约请求后，管理员进行审核来确定其能否通过预约。其结构功能图如图3.1-4所示。

图3.1-4预约模块结构功能图

3.2 数据库概要设计

该项目的数据库采用MySQL，并且利用Mybatis框架进行连接。

MySQL将数据保存在不同的表中，而不是将所有数据放在一个大仓库内，这样就增加了速度并提高了灵活性。MySQL所使用的SQL语言是用于访问数据库的最常用标准化语言。

MyBatis是一款优秀的持久层框架，它支持定制化 SQL、存储过程以及高级映射。MyBatis避免了几乎所有的JDBC代码和手动设置参数以及获取结果集。MyBatis可以使用简单的XML或注解来配置和映射原生信息，将接口和POJO对象映射成数据库中的记录。

3.2.1 数据库安全性

安全问题是任何一个应用到数据库的应用程序都无法忽视的问题，其中数据库本身的安全性更是重中之重，系统中有很多重要的数据都存储在数据库当中，对此应当做好一系列的数据库安全防护工作，如弱口令检查、用户密码加密存储等初级手段，以及对不同的用户进行不同的权限控制，防止对数据库信息进行恶意破坏等进阶手段。在IDEA与数据库的连接中，可以直接观测到当前连接数据库的数据表，满足用户对数据库的操作访问。

3.2.2 数据库完整性

数据库的完整性一般是为了使数据库中的数据在逻辑上保持一致性和有效性等，通常采用一系列完整性约束来保证，如字段属性的约束、主键约束、外键约束等等。

字段属性约束，是一种域级别的约束。可以有效的保证数据的有效性，一般可以通过限制字段的数据类型、缺省值、是否可为空等规则来确保录入的数据的有效性。

主键约束，是应用于每条数据记录上的实体级别的约束。可以有效的保证每条数据的唯一性。简单来说，设置主键约束以后，改属性不能为 NULL且不能存在重复的值，保证了数据的唯一性和完整性。

外键约束，是一种参照性的约束。主要是指关系中外键约束必须为另一个关系的主键的有效值，或者为 NULL。能够完美的维护数据表之间的数据的完整性。

3.2.3 数据库并发性

在一个系统的背后，可能会有很多个独立的服务在进行支撑，但数据库一般只会有一个，对于整个系统而言，此时数据库属于共享资源。当多个服务同时对数据表中同一条数据进行读写操作时，如果没能妥善的处理好这种并发的情况，极有可能会出现读写数据不正确的情况，这样就破坏了数据的一致性和完整性。所以在设计之初，就应该考虑到这种情况，为之提供妥善的并发机制。

3.3 数据模型设计

系统的高性能体现最直观的方式就是实体关系图，所以系统的实现保障来源于一个健壮的数据库设计。本系统的模块较多且前后台交互密集，所以更需要一个完整的实体关系图来展示。

LRMS数据库预约管理系统的总实体关系图如下图3.3-1所示。

图3.3 -1LRMS系统总E-R实体关系图

用户这一实体包含编号、用户名、密码、姓名、性别、系别编号、专业编号等属性。该部分的实体属性图如下图3.3-2所示。

图3.3-2用户实体属性图

管理员这一实体包含编号、用户名、姓名、系别、密码、性别等属性。该部分的实体属性图如下图3.3-3所示。

图3.3-3管理员实体属性图

实验室这一实体包含编号、地址等属性。该部分的实体属性图如下图3.3-4所示。

图3.3-4实验室实体属性图

预约实验这一实体包含编号、实验时间、预约人数、实验名称、可容纳人数、实验室编号、管理员编号、是否发布、预约时间、是否借宿等属性。该部分的实体属性图如下图3.3-5所示。

图3.3-5预约实体属性图

成绩这一实体包含编号、学生编号、实验编号、分数、成绩记录数、管理员编号等属性。该部分的实体属性图如下图3.3-6所示。

图3.3-6成绩实体属性图

学院这一实体包含编号、学院名称等属性。该部分的实体属性图如下图3.3-7所示。

图3.3-7学院实体属性图

专业这一实体包含编号、学院编号、专业名称等属性。该部分的实体属性图如下图3.3-8所示。

图3.3-8专业实体属性图

实验室管理员这一实体包含编号、实验室编号、管理员编号等属性。该部分的实体属性图如下图3.3-9所示。

图3.3-9实验室管理员实体属性图

3.4 本章小结

本章主要是对整个实验室预约管理系统LRMS的功能模块和数据库的概要设计做出了说明，在系统体系结构中，绘制出了本项目的系统结构图，简单明了的表示了用户可在系统中所使用的一系列功能，同时进一步对实体的具体属性，以及实体之间的关系进行了简单的设计和说明。

除此之外，针对数据库方面进行了基本的介绍，介绍了数据库在设计上的一些约束和范式等，尤其是在数据库安全性能方面，进行了一些说明，避免因为安全性问题带来的不必要的损失。主要通过对本系统进行的一些概要设计，以助于完成系统的详细设计。

第四章 详细设计

4.1 程序流程设计

整个系统是如何进行数据之间的交互的，对于接收到的数据如何进行处理，以及系统发生一系列的变化都需要了解清楚系统整体的流程，根据具体的业务逻辑绘制系统的流程图。根据流程确定操作流程的准确性，在不同的功能上使用不同形状的图形来表示。本部分便是对整个实验室预约管理系统各模块具体的程序流程设计。

如图4.1-1为LRMS的管理员进行登录的流程设计，管理员由此流程进入后台控制页面。

图4.1-1 管理员登录流程图

如图4.1-2为LRMS的用户进行登录的流程设计，用户由此流程进入前端用户页图4.1-2 用户登录流程图

如图4.1-3为LRMS的信息模块系统。系统运行后会显示信息，并且若为管理员则会提供编辑和删除的选项对用户信息进行调整。

图4.1-3 信息模块流程图

如图4.1-4为LRMS的实验室模块。进入该模块后会判断是否为管理员，若为真则可以正常进入该模块内部进行实验室相关管理。

图4.1-4 实验室模块流程图

如图4.1-5为LRMS的预约模块。在该页面会判断管理员及用户，前者可以进行预约的查看与审批，后者则可以进行申请和取消。

图4.1-5 预约流程图

4.2 数据库详细设计

数据库是以一定方式储存在一起、能与多个用户共享、具有尽可能小的冗余度、与应用程序彼此独立的数据集合，可视为电子化的文件柜——存储电子文件的处所，用户可以对文件中的数据进行新增、查询、更新、删除等操作。在关系数据库中，数据库表是一系列二维数组的集合，用来代表和储存数据对象之间的关系。

本部分内容主要是参考3.3中的E-R图，根据程序中的实体以及实体之间的关系进行数据库设计从而建立数据库表。

该设计总共分为八个表。分别为学生用户表、管理员用户表、实验室表、实验预约表、学院表、专业表、实验室管理员表、学生成绩表，主要信息为字段名称、数据类型、是否为主键、数据描述。

以下内容是针对该实验室管理系统的各个系统从而进行每个表的逻辑设计进行表结构的创建，以此可以帮助系统设计者构建与MySQL相连接的数据库体系。

学生用户表的属性包含编号、学号、密码、姓名等部分。见下表4.2-1。

表4.2-1 学生用户表

管理员用户表见下表4.2-2。

表4.2-2 管理员用户表

实验室表的属性包含编号、地址部分。见下表4.2-3。

表4.2-3 实验室表

学院表的属性包含编号、学院名称部分。见下表4.2-4。

表4.2-4 学院表

专业表的属性包含编号、学院编号、专业名称部分。见下表4.2-5。

表4.2-5 专业表

实验室管理员表的属性包含实验室编号、管理员编号部分。见下表4.2-6。

表4.2-6 实验室管理员表

学生成绩表的属性包含编号、学号、预约编号、分数等部分。见下表4.2-7。

表4.2-7 学生成绩表

预约表的属性包含编号、预约人数、实验课题等部分。见下表4.2-8。

表4.2-8 预约表

4.3 UML时序图

实验室预约管理系统的各个流程，可以具现到时序图中，时序图体现了在进行相应操作时候调用的函数和各个层面的流转。将该系统时序图分为两部分，一部分为学生登录进行实验预约功能，另一部分为管理员进行相应修改时的时序图，分别如图4.3-1和4.3-2所示。

图4.3-1学生界面时序图

图4.3-2管理员界面时序图

4.4 本章小结

本章针对该实验室管理系统LRMS的流程进行了系统的详细设计和数据库表结构的设计，可以根据不同的模块画出对应的流程图，并根据绘制的系统流程图更加深入地了解该系统是如何进行操作的。同时本章根据不同实体之间的关系，以及系统的业务需求设计表结构，每个属性对应了一个字段，可以更加的清楚数据库表中字段的意义，同时可以明确每个字段的类型、主外键关系、及其用途等，能够让我们对数据库的物理结构更加清晰明了。

第五章 系统实现

5.1 实验管理模块设计实现

实验预约管理系统主要功能围绕着实验室进行，教师通过登录后台页面进行相应的操作。例如：修改实验室信息，实验相关信息，审核学生的实验申请，然后提交学生实验成绩。

5.1.1 实验管理模块界面实现

实验管理模块中的实验室管理员部分实现图如图5.1.1-1所示。

图5.1.1-1实验室管理员实现图

实验管理模块中的实验室部分实现图如图5.1.1-2所示。

图5.1.1-2实验室管理实现图

实验管理模块中的实验项目部分实现图如图5.1.1-3所示。

图5.1.1-3实验项目管理实现图

实验管理模块中的实验成绩部分实现图如图5.1.1-4所示，主要为已经参加实验的同学进行成绩评分。

图5.1.1-4实验成绩管理实现图

5.1.2 实验管理模块代码实现

该部分为实验项目的增删改查sql语句实现代码。

<insert id="add" parameterType="com.ssm.lab.model.Appointment" useGeneratedKeys="true" keyProperty="id">

        insert into appointment (title,stu_num,date,start_ts,end_ts,note,sign_start_ts,sign_end_ts,lab_id,manager_id,cts,context,sign_num,is_pub,is_end,app_desc)

    values(#{title},#{stu_num},#{date},#{start_ts},#{end_ts},#{note},#{sign_start_ts},#{sign_end_ts},#{lab_id},#{manager_id},#{cts},#{context},#{sign_num},#{is_pub},#{is_end},#{app_desc})

    </insert>

    <select id="list" resultType="com.ssm.lab.model.Appointment" parameterType="com.ssm.lab.model.Appointment">

        select a.*,m.realname,m.mdesc,l.address,m.college_id,c.college        

        from appointment a left join managers m on a.manager_id=m.id

        left join laboratory l on a.lab_id=l.id

        left join college c on m.college_id=c.id

        where 1=1

    <if test="title != null and title != ''">

and a.title like concat('%',#{title},'%')

    </if>

    <if test="realname != null and realname != ''">

and m.realname like concat('%',#{realname},'%')

    </if>

    <if test="college_id != null and college_id != ''">

and m.college_id = #{college_id}

    </if>

    <if test="manager_id != null and manager_id != ''">

and a.manager_id = #{manager_id}

    </if>

    <if test="date != null and date != ''">

and a.date like concat('%',#{date},'%')

    </if>

    <if test="start_ts != null and start_ts != ''">

and a.start_ts &gt;= #{start_ts}

    </if>

    <if test="end_ts != null and end_ts != ''">

and a.end_ts &lt;= #{end_ts}

    </if>

    <if test="is_pub != null and is_pub != ''">

and a.is_pub = #{is_pub}

    </if>

    <if test="is_end != null and is_end != ''">

and a.is_end = #{is_end}

    </if>

    </select>

    <select id="id" resultType="com.ssm.lab.model.Appointment"

        parameterType="java.lang.String">

        select a.*,m.realname,m.mdesc,l.address,m.college_id,c.college

        from appointment a left join managers m on a.manager_id=m.id

        left join laboratory l on a.lab_id=l.id

        left join college c on m.college_id=c.id            

         where a.id=#{0}

    </select>

    <update id="update" parameterType="com.ssm.lab.model.Appointment">

        update appointment

        <trim prefix="set" suffixOverrides=",">

            <if test="title !=null and title != ''">title=#{title},</if>

            <if test="stu_num !=null and stu_num != ''">stu_num=#{stu_num},</if>

            <if test="date !=null and date != ''">date=#{date},</if>

            <if test="start_ts !=null and start_ts != ''">start_ts=#{start_ts},</if>

            <if test="end_ts !=null and end_ts != ''">end_ts=#{end_ts},</if>

            <if test="note !=null and note != ''">note=#{note},</if>

            <if test="sign_start_ts !=null and sign_start_ts != ''">sign_start_ts=#{sign_start_ts},</if>

            <if test="sign_end_ts !=null and sign_end_ts != ''">sign_end_ts=#{sign_end_ts},</if>

            <if test="lab_id !=null and lab_id != ''">lab_id=#{lab_id},</if>

            <if test="manager_id !=null and manager_id != ''">manager_id=#{manager_id},</if>

            <if test="context !=null and context != ''">context=#{context},</if>

            <if test="sign_num !=null and sign_num != ''">sign_num=#{sign_num},</if>

            <if test="is_pub !=null and is_pub != ''">is_pub=#{is_pub},</if>

            <if test="is_end !=null and is_end != ''">is_end=#{is_end},</if>

            <if test="app_desc !=null and app_desc != ''">app_desc=#{app_desc},</if>

        </trim>

        where 1=1

        <if test="id !=null and id != ''"> and id=#{id}</if>

    </update>

<delete id="del" parameterType="java.lang.Integer">

delete from appointment where id = #{1}

</delete>

5.2预约模块设计实现

预约模块为学生用户提交实验申请，教师在自己的实验项目管理界面进行通过或者拒绝的操作，学生可以取消预约，但会相应的扣除信誉分。

5.2.1 预约模块界面实现

预约模块的界面实现图如图5.2.1-1，5.2.1-2，5.2.1-3，5.2.1-4所示。

图5.2.1-1预约模块实现图1

图5.2.1-2预约模块实现图2

图5.2.1-3预约模块实现图3

图5.2.1-4预约模块实现图4

5.2.2 预约模块部分代码

@Controller

@RequestMapping("/jsp/appointment")

public class AppointmentController {

    @Resource

    AppointmentService appointmentService;

    @Resource

    CollegeService collegeService;

    /*

     * 管理用户列表

     * */

    @RequestMapping("/page")

    public String page(@RequestParam(value="pageNo",defaultValue="1")int pageNo,HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,HttpSession session,

            Model model,Appointment o) throws IOException {        

        o.setIs_pub("1");

        PageHelper.startPage(pageNo,Constants.Common.pageSize," cts desc ");

     List<Appointment> li=appointmentService.list(o);

     PageInfo<Appointment> pageInfo = new PageInfo<Appointment>(li,Constants.Common.pageSize);     

     li=pageInfo.getList();

    String cts=DateUtils.DateTimeToString(new Date());

     for(Appointment a:li){

        a.setSign_start_ts(a.getSign_start_ts().replace("T", " "));

        a.setSign_end_ts(a.getSign_end_ts().replace("T", " "));

        if(!a.getIs_end().equals("1")){

            if(cts.compareTo(a.getSign_start_ts())<0)a.setIs_end("-1");

        else if(cts.compareTo(a.getSign_end_ts())>0)a.setIs_end("1");

        else if(a.getSign_num()>=a.getStu_num())a.setIs_end("1");

        else a.setIs_end("0");

        }

    }

     model.addAttribute("pageInfo", pageInfo);

     model.addAttribute("o", o);

     List<College> cli=collegeService.list(null);

     model.addAttribute("cli", cli);

        return Constants.Common.jsp + "/appointment_list";

    }

    @RequestMapping("/info")

    public String info(@RequestParam(value="pageNo",defaultValue="1")int pageNo,HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,HttpSession session,

            Model model,Appointment o) throws IOException {

             o=appointmentService.id(o.getId()+"");

             if(o!=null&&!o.getIs_end().equals("1")){

                 String cts=DateUtils.DateTimeToString(new Date());

                 o.setSign_start_ts(o.getSign_start_ts().replace("T", " "));

             o.setSign_end_ts(o.getSign_end_ts().replace("T", " "));

             if(cts.compareTo(o.getSign_start_ts())<0)o.setIs_end("-1");

             else if(cts.compareTo(o.getSign_end_ts())>0)o.setIs_end("1");

             else if(o.getSign_num()>=o.getStu_num())o.setIs_end("1");

             else o.setIs_end("0");

         }

             model.addAttribute("o", o);

             return Constants.Common.jsp + "/appointment_info";

    }    

}

5.3信息模块设计实现

信息模块包含的内容是整个实验预约管理系统运行的基础，几乎包含了所有可记录信息，例如：学生信息，管理员信息等。

5.3.1 信息模块界面实现

该界面一部分单独显示，另一部分与另两个模块进行融合显示，其实现图如图5.3.1-1,5.3.1-2,5.3.1-3,5.3.1-4所示。

图5.3.1-1信息模块实现图1

图5.3.1-2信息模块实现图2

图5.3.1-3信息模块实现图3

图5.3.1-4信息模块实现图4

5.3.2 信息模块部分代码

@Controller

@RequestMapping("/back/college")

public class BackCollegeController {

    @Resource

    CollegeService collegeService;

    @RequestMapping("/page")

    public String page(@RequestParam(value="pageNo",defaultValue="1")int pageNo,HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,HttpSession session,

            Model model,College o) throws IOException {

         PageHelper.startPage(pageNo,Constants.Common.pageSize," cts desc ");

     List<College> li=collegeService.list(o);

     PageInfo<College> pageInfo = new PageInfo<College>(li,Constants.Common.pageSize);

     model.addAttribute("pageInfo", pageInfo);

     model.addAttribute("o", o);

        return Constants.Common.back + "/college_page";

    }

    @RequestMapping("/toedit")

    public String toedit(@RequestParam(value="pageNo",defaultValue="1")int pageNo,HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,HttpSession session,

            Model model,College o) throws IOException {

        if(o.getId()!=null){

            o=collegeService.id(o.getId()+"");    

        }

        model.addAttribute("o", o);

        model.addAttribute("pageNo", pageNo);

        return Constants.Common.back + "/college_add";

    }

    @RequestMapping("/save")

    public String save(@RequestParam(value="pageNo",defaultValue="1")int pageNo,HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,HttpSession session,

            Model model,College o) throws IOException {

        if(o.getId()!=null){

            collegeService.update(o);

        }else{

            collegeService.add(o);

        }

        model.addAttribute("o", o);

        model.addAttribute("pageNo", pageNo);

     return "redirect:/back/college/page?pageNo="+pageNo;

    }

    @RequestMapping("/del")

    public String del(@RequestParam(value="pageNo",defaultValue="1")int pageNo,HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,HttpSession session,

            Model model,College o) throws IOException {

            collegeService.del(o.getId()+"");

            return "redirect:/back/college/page?pageNo="+pageNo;

    }     

}

5.4 小结

实验预约管理系统通过Eclipse进行代码编写和系统运行环境的搭建来实现在网页上的显示和其后端的相应操作。编写该部分时已基本实现该系统的基本功能。

第六章 系统测试

6.1 信息模块测试用例

6.2 实验管理模块测试用例

6.3 预约模块测试用例

结 论

面对日益增多的实验教学需求，传统的人工管理方式和人工预约方式受到了强烈的冲击。现高校大量实验室处于市场机制的过程中，因多种原因还未采用各种现代化管理手段，无法快速、全面、准确地掌控实验室相关的各项信息。因此我们设计了这项功能较全面的LRMS实验室预约管理系统。

LRMS通过使用现代化的管理、预约方式实现高校实验室、实验仪器与实验耗材管理的规范化、信息化；提高实验教学特别是开放实验教学的管理水平与服务水平；为实验室评估、实验室建设及实验教学质量管理等决策提供数据支持；智能生成每学年教育部数据报表、协助高校轻而易举完成数据上报工作。从这一角度来讲，LRMS是最适宜现代高校实验室整体框架布局的应用软件系统之一。LRMS运用计算机技术，特别是现代网络技术，为实验室管理、实验教学管理、仪器设备管理、低值品与耗材管理、实验室建设与设备采购、实验室评估与评教、实践管理等相关事务进行网络化的规范管理。

在本文档中，依次对实验室预约管理系统的设计与实现进行了研究以及需求分析、概要设计和详细设计，仔细地对该系统绘制了数据流图、程序流程图、实体属性图、数据库表等重要内容，从而更好地验证了LRMS的设计与实现的可能性。并且在实验的最后，我们完成了对于整个实验室的代码设计。

总而言之，LRMS设立的初衷是为了帮助各实验室建立一套较为完善的管理体系并帮助实验室管理清晰的各方面资源。本系统主要利用Java Spring、Spring MVC、Mybatis框架与Web技术相结合，结合软件工程的开发思想，采用相应程序软件进行开发，最终实现了理想的效果。