创新实验室系统毕业设计大概.docx
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创新实验室系统毕业设计大概
毕业设计(论文)
题目基于Web创新实验区
管理平台开发
专业计算机科学与技术
班级计升本101
学号2100912031
学生刘彪
指导教师谈姝辰
2012年
摘要
随着社会科技的飞速发展,当今社会对大学生的综合素质要求越来越高,尤其是在实践和创新能力方面。
“高素质创新型应用人才”已成为各高校的人才培养目标。
而目前的实验教学模式,难以适应学分制下各专业及学生的个性化、特色化的要求,阻碍了创新型人才的培养,也导致现有设备、仪器的综合利用率很低。
针对这一问题,提出《计算机专业学生实践创新能力培养模式的探索与研究》教学研究项目,并开发配套的创新实验区管理平台,以利于实验教学改革。
通过对此系统的开发,掌握基于Web的开发技术和开发方法,并总结Web管理系统的技术特点和方法技巧,再深入研究如何开发出伸缩性强、扩展性好、重用性高和易维护、易管理的通用Web应用。
本文首先简要介绍了在开发此系统时用到的一些技术基础和工具使用。
然后对本模块进行了需求分析,提出了本模块的总体设计。
在对需求进行深入剖析的基础上,提出了系统的功能模块划分及其功能实现。
并着重描述了模块核心功能的实现和界面布局使用的主要技术和方法。
关键词:
Web,JSP,平台
Abstract
Withtherapiddevelopmentofscienceandtechnology,thesocietyforthecomprehensivequalityofcollegestudentsincreasinglyhighdemand,especiallyinthepracticeandinnovationabilities."High-qualityinnovativetalents"hasbecomethegoalofpersonneltrainingoftheuniversity.Whilethecurrentteachingmode,itisdifficulttoadapttothecreditsystemundertheprofessionalandstudent'spersonalized,thecharacteristicsoftherequirements,hindersthecultivationofinnovativetalents,alsocausestheexistingequipment,equipmentutilizationrateisverylow.Aimingatthisproblem,putforward"computerstudents'abilityofpracticeandinnovationexplorationandresearchonthecultivationmode"teachingandresearchproject,andsupportingthedevelopmentofinnovationexperimentationareamanagementplatform,tofacilitatethereformofexperimentalteaching.Throughthissystemdevelopment,graspthedevelopmentbasedonWebtechnologyanddevelopmentmethods,andsummarizesthetechnicalfeaturesofWebmanagementsystemandmethods,in-depthstudyofhowtodevelopstrongscalability,goodscalability,reusabilityishighandeasytomaintain,managementofthegeneralWebapplication.
Thisarticlebrieflydescribesthedevelopmentofthephone,someofthetechniquesusedinthefoundationandtools.Thenthedemandanalysisthismoduledo,putforwardtheoveralldesignofthemodule.In-depthanalysisofneedsbasedontheproposedsystemfunctionmodulesandtheirfunctionstoachieve.AndfocusoncorefunctionsofthemoduledescribestheimplementationandInterfacelayoutmodethemaintechniquesandmethodsused.
KEYWORDS:
Web,JSP,Platform
前言
随着国家对创新型人才越来越重视,社会对创新性人才越来越需要,许多高校为了适应这种需要开始建设创新型实验区,来培养大学生的创新能力。
可以说创新型实验区的建设是对乐于实践、喜欢动手的同学提供了一个很好的平台。
但是对于实验区的管理员来说,由于实验区内贵重仪器众多,并且高校学生众多,这就给实验区的管理员带来了工作上的不便,也让他们的管理工作不能快速高效。
对于学生来说,如果想预约实验室的话,也不是很方便,并且不能及时了解实验区的最新动态。
对于老师来说,他们需要一个平台来和学生、实验区的管理员沟通。
因此基于这三方面的需求,需要设计开发一个创新实验区的管理系统,来满足他们的需求。
这个创新实验区管理系统是基于Web服务器的。
在权限设置上,分为学生、老师和管理员,每个人登录到界面所具有的功能也就不同。
在功能上,学生的核心功能是预约实验室,老师的核心功能是审批预约,管理员的功能便相对较多,例如,实验室的管理,实验室设备管理,发布公告等等。
这个系统开发成功后,将大大提高老师和实验区管理员的工作效率,也将为广大学生所服务。
第1章引言
1.1课题背景
由于国家提出培养创新人才,高校对创新型人才的培养尤为重要,尤其是对大学生的动手实践能力培养。
为了提高学生的自我创新能力,方便老师、实验室管理员的工作,开发了这个管理平台。
最初实验室的管理都是靠人力来完成。
当实验项目比较少的时候,人力还可以完成。
但因为实验项目、实验室和实验人数的增加,如今我们需要一种更有效的方法来管理实验室。
随着社会的发展,现在B/S模式的流行,高校都纷纷通过这种形式展现自己的资源。
创新实验区管理就是B/S模式中的一个例子。
创新实验区管理系统是通过服务器和客户浏览器来实现资源的共享。
它通过判断客户端提交的信息,完成对实验区各方面的管理。
利用Internet的迅速发展和各种资源的网络化实现,来完成繁琐的人工操作,提高了可靠性、提高了工作效率、突破了时间和空间的限制。
利用电脑和网络管理实验室不仅存储量大、保密性好、寿命长而且查找方便、检索迅速、成本也低。
同时创新实验区管理系统把来自不同院系的预约的信息集中统一管理,免去不少人力和麻烦。
1.2开发目的
本次开发,将实现实践教学的动态、开放性管理,达到提高实践教学的工作效率,优化资源配置,提高实验管理水平的目的。
主要开发目标如下:
(1)基于校园网,方便教师远程进行操作。
(2)基于校园网,方便学生远程进行操作。
(3)基于校园网,方便管理员远程进行操作。
系统应具有便捷的管理和查询功能,以达到提高老师和实验室管理员的工作效率,方便学生自主研发有兴趣课题的目的。
1.3功能介绍
本系统主要包括实验区规章制度、仪器设备、实验区公告、学生意见反馈、实验室预约、后台管理等功能模块。
教师可以通过网页形式简单地操作就可为本课程要求预约实验室,而实验室管理员只需简单地设置,即可一目了然地查看到实验室预约情况,并可对其进行合理地调整。
本系统的开发,能有效地节省实验室手工安排的时间,还能避免手工安排的不合理和重复等问题,充分地利用实验室资源。
1.4本课题在国内外研究现状与趋势
随着Internet网在教育界的广泛应用,各高校相继创建了各自的校园网,实验中心是高校基础教学的重要实验与实习基地,为适应新形势下高校对实验教学的要求,我们必须在提高实验中心的硬件水平的同时,也努力提升实验中心的实验教学和管理水平。
为此,建立一个实验分配管理系统势在必行,目标是提高教育质量、强化实验环节、提高实验水平,同时建立一个与外界进行信息交流的窗口。
现如今,随着各大高校越来越重视实验的重要性,实验项目与日俱增,如何合理分配实验室,已经成为当前各大高校实验室课程安排的难题,经过对高等院校实验教学管理信息化程度的调查研究发现,目前高校实验教学方面普遍存在的是实验预约只停留在纸质的方式。
手动分配实验室,因管理人员无法及时了解每天机房安排课时上机情况,同时因任课老师临时调用,易造成冲突,调度不方便,费时费力。
因此,就现有的实验室资源如何配合任课老师的教学最合理地、最大限度地安排、管理,就成为该系统保证教学进度、提高教学质量的工作中的重点。
正所谓“科学技术是第一生产力”,科技的进步大大地提高了生产率。
然而,在高校这个知识密集的地方,如何才能提高办学效率,更好地完成教学任务,跟上社会发展步伐,这是一个摆在教学工作者面前的一个迫切的问题。
应用信息化来改造传统的教学管理模式是一个重要途径,近几年来,随着各高校办公自动化工作的推进,教务管理自动化也被摆上了日程。
在实验室管理中占有很大比重的一项就是每学期的实验课程排定工作。
并且随着高校规模的扩大,实验室数量以及教学班级数量的不断增加,再加上全国素质教育的不断推广,实验课时在总课时中所占的比例越来越大,纯人工排课的难度和工作量呈几何级数增长。
基于B/S结构的开放实验室预约系统以校园网为依托,采用科学、高效的教学管理方式,使学生预约实验室比原来更加方便、快捷。
从各方面的情况来看,虽然计算机硬件技术的发展已经到了相当高的水平。
但是,机房实验预约管理软件的开发目前还处于初级阶段,随着这项技术的不断深入发展,就要求有更好、更完善的软件系统应用到机房实验预约管理当中去,加上大学的计算机机房是学校教学科研实验的重要场地。
所以机房实验预约管理必然成为未来现代化机房管理的发展趋势。
第2章系统开发语言及工具
2.1系统的软件要求
实现环境:
WindowsXP操作平台。
实现技术:
B/S设计结构,标准三层架构模式,JSP技术。
实现语言及工具:
使用MyEclipse开发JSP网站程序。
开发过程中用到的软件有:
ApacheTomcat6.0,MySQLDatabase,MyEclipse,PowerDesigner,MySQL-front。
2.2MyEclipse
MyEclipse,是一个十分优秀的用于开发Java,J2EE的Eclipse插件集合,MyEclipse的功能非常强大,支持也十分广泛,尤其是对各种开源产品的支持十分不错。
MyEclipse企业级工作平台(MyEclipseEnterpriseWorkbench,简称MyEclipse)是对EclipseIDE的扩展,利用它我们可以在数据库和JavaEE的开发、发布以及应用程序服务器的整合方面极大的提高工作效率。
它是功能丰富的JavaEE集成开发环境,包括了完备的编码、测试、测试和发布功能。
2.3开发语言JSP
2.3.1JSP技术简介
JSP(JavaServerPages)是由SunMicrosystems公司倡导、许多公司参与一起建立的一种动态网页技术标准。
JSP技术有点类似ASP技术,它是在传统的网页HTML文件(*.htm,*.html)中插入Java程序段(Scriptlet)和JSP标记(tag),从而形成JSP文件(*.jsp)。
用JSP开发的Web应用是跨平台的,既能在Linux下运行,也能在其他操作系统上运行。
JSP技术使用Java编程语言编写类XML的tags和scriptlets,来封装产生动态网页的处理逻辑。
网页还能通过tags和scriptlets访问存在于服务端的资源的应用逻辑。
JSP将网页逻辑与网页设计和显示分离,支持可重用的基于组件的设计,使基于Web的应用程序的开发变得迅速和容易。
Web服务器在遇到访问JSP网页的请求时,首先执行其中的程序段,然后将执行结果连同JSP文件中的HTML代码一起返回给客户。
插入的Java程序段可以操作数据库、重新定向网页等,以实现建立动态网页所需要的功能。
JSP与JavaServlet一样,是在服务器端执行的,通常返回给客户端的就是一个HTML文本,因此客户端只要有浏览器就能浏览。
JSP页面由HTML代码和嵌入其中的Java代码所组成。
服务器在页面被客户端请求以后对这些Java代码进行处理,然后将生成的HTML页面返回给客户端的浏览器。
JavaServlet是JSP的技术基础,而且大型的Web应用程序的开发需要JavaServlet和JSP配合才能完成。
JSP具备了Java技术的简单易用,完全的面向对象,具有平台无关性且安全可靠,主要面向因特网的所有特点。
2.3.2JSP技术的优势
(1)一次编写,到处运行。
除了系统之外,代码不用做任何更改。
(2)系统的多平台支持。
基本上可以在所有平台上的任意环境中开发,在任意环境中进行系统部署,在任意环境中扩展。
相比ASP/.net的局限性是显而易见的。
(3)强大的可伸缩性。
从只有一个小的Jar文件就可以运行Servlet/JSP,到由多台服务器进行集群和负载均衡,到多台Application进行事务处理,消息处理,一台服务器到无数台服务器,Java显示了一个巨大的生命力。
(4)多样化和功能强大的开发工具支持。
这一点与ASP很像,Java已经有了许多非常优秀的开发工具,而且许多可以免费得到,并且其中许多已经可以顺利的运行于多种平台之下。
(5)支持服务器端组件。
Web应用需要强大的服务器端组件来支持,开发人员需要利用其他工具设计实现复杂功能的组件供Web页面调用,以增强系统性能。
JSP可以使用成熟的JAVABEANS组件来实现复杂商务功能。
2.3.3JSP技术的弱势
(1)与ASP一样,Java的一些优势正是它致命的问题所在。
正是由于为了跨平台的功能,为了极度的伸缩能力,所以极大的增加了产品的复杂性。
(2)Java的运行速度是用class常驻内存来完成的,所以它在一些情况下所使用的内存比起用户数量来说确实是“最低性能价格比”了。
从另一方面,它还需要硬盘空间来储存一系列的.java文件和.class文件,以及对应的版本文件。
2.4Tomcat6.0
Tomcat是Apache软件基金会(ApacheSoftwareFoundation)的Jakarta项目中的一个核心项目,由Apache、Sun和其他一些公司及个人共同开发而成。
Tomcat很受广大程序员的喜欢,因为它运行时占用的系统资源小,扩展性好,支持负载平衡与邮件服务等开发应用系统常用的功能;而且它还在不断的改进和完善中,任何一个感兴趣的程序员都可以更改它或在其中加入新的功能。
Tomcat是一个轻量级应用服务器,在中小型系统和并发访问用户不是很多的场合下被普遍使用,是开发和调试JSP程序的首选。
对于一个初学者来说,可以这样认为,当在一台机器上配置好Apache服务器,可利用它响应对HTML页面的访问请求。
实际上Tomcat部分是Apache服务器的扩展,但它是独立运行的,所以当你运行Tomcat时,它实际上作为一个与Apache独立的进程单独运行的。
这里的诀窍是,当配置正确时,Apache为HTML页面服务,而Tomcat实际上运行JSP页面和Servlet。
另外,Tomcat和IIS、Apache等Web服务器一样,具有处理HTML页面的功能,另外它还是一个Servlet和JSP容器,独立的Servlet容器是Tomcat的默认模式。
不过,Tomcat处理静态HTML的能力不如Apache服务器。
2.5MySQL
MySQL是一个小型关系型数据库管理系统,开发者为瑞典MySQLAB公司。
在2008年1月16号被Sun公司收购。
而2009年,SUN又被Oracle收购。
MySQL是一种关联数据库管理系统,关联数据库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的SQL“结构化查询语言”。
SQL是用于访问数据库的最常用标准化语言。
MySQL软件采用了GPL(GNU通用公共许可证)。
由于其体积小、速度快、总体拥有成本低,尤其是开放源码这一特点,许多中小型网站为了降低网站总体拥有成本而选择了MySQL作为网站数据库。
MySQL的特性包括[3]:
使用C和C++编写,并使用了多种编译器进行测试,保证源代码的可移植性;支持AIX、FreeBSD、HP-UX、Linux、MacOS、NovellNetware、OpenBSD、OS/2Wrap、Solaris、Windows等多种操作系统;为多种编程语言提供了API。
这些编程语言包括C、C++、Eiffel、Java、Perl、PHP、Python、Ruby和Tcl等;支持多线程,充分利用CPU资源;优化的SQL查询算法,有效地提高了查询速度;既能够作为一个单独的应用程序应用在客户端服务器网络环境中,也能够作为一个库而嵌入到其他的软件中提供多语言支持,提供TCP/IP、ODBC、JDBC等多种数据库连接途径;提供用于管理、检查、优化数据库操作的管理工具;可以处理拥有上千万条记录的大型数据库。
2.6系统的B/S构架模型分析
B/S模式是基于Intranet的需求而出现并发展的。
Intranet是应用TCP/IP协议建立的内部专用网络,它采用诸如TCP/IP、HTTP、SMTP和HTML等Internet技术和标准,能为内部交换信息提供服务。
同时,它具有连接Internet的功能和防止外界入侵的安全措施。
另一方面,由于数据库具有强大的数据存储和管理能力,并且能够动态地进行数据输入和输出,如果把数据库应用于Internet上,不仅可以实现大量信息的网上发布,而且能够为广大用户提供动态的信息查询和数据处理服务,进而加强单位与客户之间以及单位与单位之间的信息交流,提高单位的经济效益。
目前许多基于web得管理系统都是基于B/S模式的,如图2-1所示:
图2-1B/S模型
2.6.1B/S模式的结构模型
B/S模式,即浏览器/服务器模式,是一种从传统的二层C/S模式发展起来的新的网络结构模式,其本质是三层结构C/S模式。
2.6.2B/S模式的工作原理
在B/S模式中,客户端运行浏览器软件。
浏览器以超文本形式向Web服务器提出访问数据库的要求,Web服务器接受客户端请求后,将这个请求转化为SQL语法,并交给数据库服务器,数据库服务器得到请求后,验证其合法性,并进行数据处理,然后将处理后的结果返回给Web服务器,Web服务器再一次将得到的所有结果进行转化,变成HTML文档形式,转发给客户端浏览器以友好的Web页面形式显示出来。
2.6.3B/S模式的特点
B/S模式管理信息系统基本上克服了C/S模式管理信息系统的不足,其主要表现在:
(1)系统开发、维护和升级的经济性。
(2)B/S模式提供了一致的用户界面。
(3)B/S模式具有很强的开放性。
(4)B/S模式的结构易于扩展。
(5)B/S模式具有更强的信息系统集成性。
(6)B/S模式提供灵活的信息交流和信息发布服务。
第3章系统分析
3.1总体需求概述
大学生在课余时间申请到实验室自主研发自己设计的项目,这给老师和实验室管理员也就带来了许多不方便之处,不论是对实验室的预约还是对实验室的意见反馈都不能及时的了解。
创新实验区管理系统便可以解决以上问题,它可以方便实验室管理员对实验室的管理,提高老师的工作效率,也节约了学生的自由时间,将更多的时间用于对自己项目的研发上。
许多高校的实验室管理还处于人工阶段。
当需要检查和上报数据时,使本来就复杂的管理工作变得更加的艰难。
因此学校应建立实验室数据库来管理实验室的各项信息。
实验室建设的不断扩大,使许多仪器处于闲置状态。
因此,学校应该提供设备共享机制,提高设备的利用率。
而且许多学校有多个校区,这使实验室主管缺少与教师和学生的沟通,为解决这难题,需利用校园网络,共享实验室信息。
3.2系统可行性分析
通过调查,知道了系统的规模与目标。
研究了系统的模型,认为这个系统可以开发。
从技术方面:
可以运用现有技术完成。
创新实验区管理系统的建设周期短,而且已有成熟的技术,多样的设计方案可供选择;在界面的设计方面可以使用ASP、PHP、JSP等语言,后台数据库使用的MYSQL数据库降低开发成本,现在几乎全部的浏览器都支持解析HTML文档。
从经济方面:
这个系统成本比较低。
基于WEB的管理系统在使用、管理和维护时比较方便;具有良好的复用性和可扩充性,可以运行在多种操作系统平台之上,对于那些有一般计算机知识的人员就可以轻松上手。
从操作方面:
用户可以独立操作。
此系统是面向大学教育,所以不论是对于老师还是学生,操作简单方便。
而整个创新实验区管理系统采用友好的WEB交互界面,简洁明了,实验室管理员经过简单的学习就可以使用,不需要对数据库进行深入的了解。
3.2.1技术可行性
由于近几年国内软件技术的飞速发展,开发一个基于Web的创新实验区管理系统并不是一件很难的事情。
在确定好基于B/S架构的基础上,做好需求分析。
创新实验区管理系统的开发周期相对短,而且已有相当成熟的技术,多种的设计方案可供选择;在界面的设计方面可以使用ASP、PHP、JSP等语言,本次系统开发便是使用了JSP语言,后台数据库使用的MySQL数据库,MySQL数据库适合小项目的开发,而且使用便捷。
在服务器端,也有很多种服务器可供使用,本系统的开发是使用的Tomcat6.0。
并且现在几乎全部的浏览器都支持解析HTML文档。
3.2.2经济可行性
本次开发成本较低,所运用的服务器和数据基本都是免费使用,对于面向校园网的系统开发最合适不过,以后的系统维护方便经济,所以在经济可行性方面,此次的基于Web的创新实验区管理系统是可行的。
3.2.3操作可行性
基于Web的创新实验区管理系统是基于校园网,面向高校的。
本系统对于那些有一般计算机知识的人员就可以轻松上手。
此系统是面向大学教育,所以不论是对于老师还是学生,操作简单方便。
而整个创新实验区管理系统采用友好的Web交互界面,简洁明了,实验室管理员经过简单的学习就可以使用,不需要对数据库进行深入的了解。
所以在操作可行性方面,基于Web的创新实验区管理系统是可行的。
3.3系统数据流图
第4章系统设计
4.1系统总体结构设计
综合考虑了在系统分析阶段提出的需求分析和可行性分析,自顶向下地把系统划分为六个主要功能模块,这六个功能模块分别为公布规章制度模块、实验区仪器设备模块、学生研究领域公布和通知公告模块、学生意见反馈模块、实验预约模块、后台管理模块。
六个主要功能模块
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