高校科研管理系统的设计与实现

摘要

随着科学技术的发展，高校科研已经发展到一个新的阶段。科研项目不断增加，支持科研的力度也在增大，但是这些要素的发展是零散的，所以这些科研的项目仍需要具有一个专门管理的系统。建立这样一个系统不仅有利于规范科研项目，更对于高校的科研建设具有非常大的影响。

本文从高校科研管理的水平以及推进高校教育信息化的角度出发,在通过文献调研分析现有科研管理系统的基础上,开发了一个基于https://www.360docs.net/doc/6419008263.html,的高校科研管理系统。本文以推进高校科研管理高效信息化为目标，阐述了高校科研管理系统的建设背景、需求分析、系统设计和实现等的方法和内容。该高校科研管理系统采用了三层框架技术、以Visual Studio作为开发环境，运用https://www.360docs.net/doc/6419008263.html,网络开发语言并结合SQL Server作为系统数据库软件搭建了满足学校需求的系统。本高校科研管理系统包含了六模块：申报管理、结题管理、成果管理、经费管理、统计查询、系统管理。系统的管理高效而简洁，基本上把高校的科研数据进行了信息化的处理和记录对科研项目规范化管理，同时，提高了科研项目管理的便捷性，减轻工作负担，删除了繁琐的科研项目业务流程，对其实现简化的目标，增强管理效用，有利于对该系统进行推广应用，给予其他高校在科研管理这一方面以启示。

关键词：三层架构；https://www.360docs.net/doc/6419008263.html,；管理系统；信息化

Abstract

With the development of science and technology, scientific research in universities has developed to a new stage. The number of scientific research projects continues to increase, and the expenses required for scientific research are slowly being resolved. Scientific research projects still need to have a specially managed system. The establishment of such a system is not only conducive to standardizing scientific research projects, but also has a great impact on the scientific research construction of universities.

Based on the analysis of the existing scientific research management system through literature research, this paper develops a scientific research management system based on https://www.360docs.net/doc/6419008263.html,. In order to promote the efficient information of scientific research management in Colleges and universities, this paper expounds the construction background, demand analysis, system design and implementation of scientific research management system in Colleges and universities. The university scientific research management system uses three-tier framework technology, visual studio as the development environment, https://www.360docs.net/doc/6419008263.html, network development language and SQL serve as the system database software to build a system to meet the needs of the University. The university's scientific research management system includes nine modules: declaration management, project management, conclusion management, achievement management, fund management, statistical inquiry, personal data, and system management. The management of the system is efficient and concise. It basically processes and records the scientific research data of colleges and universities, and standardizes the management of scientific research projects. At the same time, it improves the convenience of scientific research project management, reduces work burden, and deletes cumbersome scientific research projects Business process, to achieve the goal of simplification, to enhance management effectiveness, is conducive to the promotion and application of the system, to give other universities in the field of scientific research management inspiring.

Key words: 3tier architecture; https://www.360docs.net/doc/6419008263.html,; management system; information

目录

摘要 (1)

Abstract (2)

第1章绪论 (5)

1.1 选题背景与意义 (5)

1.2 研究现状 (5)

1.3 本文研究内容 (6)

第2章系统相关技术 (9)

2.1 系统三层架构 (9)

2.2 https://www.360docs.net/doc/6419008263.html, (10)

2.3 SQL Server (10)

2.4 Visual Studio (10)

第3章系统需求分析 (12)

3.1 需求分析 (12)

3.1.1 系统功能性需求 (12)

3.1.2 系统非功能性需求 (12)

3.2系统可行性分析 (13)

3.2.1 技术可行性 (13)

3.2.2 经济可行性 (13)

3.2.3 管理可行性 (13)

第4章系统设计 (14)

4.1 系统总体设计 (14)

4.1.1 系统架构设计 (14)

4.1.2 系统功能结构 (15)

4.1.3系统运行流程 (16)

4.2 系统详细设计 (18)

4.2.1 界面设计 (18)

本系统界面分为两块，左边是系统功能，右边显示系统的主要内容。错误!未定义书签。

4.2.2 模块设计 (19)

4.2.3 数据库设计 (19)

5.1 系统运行环境 (23)

5.1.1服务器 (23)

5.1.2客户端 (23)

5.2系统界面实现 (23)

5.2.1用户注册与登录 (24)

5.2.2项目申报管理 (25)

5.2.3项目结题管理 (27)

5.2.4项目成果管理 (28)

5.2.5项目经费管理 (29)

5.2.6项目统计查询 (31)

5.3 系统运行维护 (32)

6.1软件测试简介 (33)

6.1.1系统功能测试 (33)

6.1.2测试的主要方法 (34)

6.2系统测试用例 (34)

6.2.1科研员用户登录测试 (34)

6.2.2审批员用户登录测试 (35)

6.3测试结果 (35)

第1章绪论

1.1 选题背景与意义

截至2019年6月15日，全国高等学校共计2956所，其中：普通高等学校2688所（含独立学院257所），其中专科层次院校共有1423所，另外有成人高等学校268所。[1]，高等学校的数量庞大，人才汇集，所以在科学研究领域更能凸显其作用。近些年，科研成果的数量不断上升，而与此同时，科研的水平也达到了一个新的层次，但是，高校虽然在这些领域获得了非常优异的成绩，但是，与之不匹配的是高校的科研管理系统。如果一个高校缺乏科研管理系统，那么就会制约其的发展，使人才不能再科研领域发挥作用，可谓是对我国科研界的一大损失。因此，建设一个高效简介，清晰明了的科研管理系统，是现阶段科研发展所要求的，更有效地管理，能让高校的科研实力增强，有利于科研工作的顺利进行，可以说是意义非凡。

相比起传统模式的科研管理，我们可以看到如今的科研管理系统的先进性，比如：传统模式下的科研项目管理需要人工对数据进行记录，一方面不利于科研水平的提高，另一方面数据容易丢失，查找起来也方便快捷。而传统的人管理方式有一定的步骤，教师在申报时应该认真填写资料，学科办人工地将要审核批准的表格进行审阅，[2]。如果继续沿用这种管理方式，那么肯定会被社会淘汰，难以完成一些庞大繁杂数据的储存，查询，统计。为高校科研管理出一份力。

这种方式不仅造成了时间上的浪费，而且业务流程复杂，难以进行查询和统计，工作量庞大。

1.2 研究现状

1.2.1 国内研究现状

目前，随着国内计算机技术的飞速发展，国内的众多高校都加入到开发一套符合自身特点，能有效服务于本校科研项目的科研管理系统，这些系统的研发能带来不少好处：有利于科研成果的转化；增加对科研信息的掌控；扩大科研信息的交互性；增进高校间科研人员的交流沟通；推动科研工作的顺利实施等。区别于人工管理，系统化管理能避免数据输入的重复以及减少由于人工输入出错的概率，大大增加了输入信息的准确度。然而，不是所有高校和科研机构都有能力开发一套属于自己的有个性的科研项目管理系统，这些高校或者科研所还在初步探索如何建设科研项目管理系统的阶段，对于一些不成熟的管理系

统，需要进行升级改造，完善管理系统的结构；增加管理系统的人性化程度，灵活性；提高管理的效度等。有一部分高校仍沉迷于传统，但是传统的操作方式会对数据管理造成一定影响，因为传统模式下，数据的管理仍需要人工进行干预，对科研成果呈现出保护和管理的状态，人工输入占据主流，因为相比起系统化的管理系统，传统的弊端已经显而易见。人工的查询由于资料过于繁杂和厚重，工作的时间就很少，对数据的处理不具有敏锐力，一到查询就暴露其巨大的缺点，易用性不足。

1.2.2国外研究现状

国外高校一般具有较大时效性差，工作的速度不够快，相关的操作细节不够具体，不够简便，流程不清晰，对于日益剧增的科研项目管理更是无法满足要求。

高校的信息化进程不断深化，众多高校已经开始开始了项目管理的系统化，并且在一定层面上，获得了良好的效益。使用管理系统，有以下的好处：高校间的数据信息可以相互交流，能容易地实现共享；减少繁琐的业务流程以及数据处理的时间。但是，不足的是，一部分的科研管理系统仍处于不完善的阶段，仍未能大规模地推广，在信息处理上还存在漏洞和不足，需要优化和升级。所以，高校需要就自身的需要，开发适合自身需要和实际的系统，这个系统需要贴合现实，增强实用性。如果系统成功被开发，那么将会对科研项目的管理领域产生巨大的影响，针对现阶段存在的不足进行改善，系统能更好地服务于科研，对科研项目的发展也是一次巨大的推动。

在国外有专门的团队对系统进行管理和更新，检测。但是相对于国外，国内的现状却是不同，因为国内科研项目的管理系统开发比较晚，部分技术不成熟，导致了高校使用的时候存在诸多弊端，因此带来了许多使用上得不方便。其次，在数字理论方面，高校通常做得不足，缺乏理论的支撑，系统的特性就会极不稳定，但是近年来，高校逐渐重视系统的建设，所以加大了在数据理论研究的经费支出，同时高校也购置了大量的硬件，系统软件等，开发了相对应的应用系统，在两个层面支撑管理系统的最终成型，所以形成了一定规模的管理系统。

1.3 本文研究内容

本文在资料采集方面下了狠功夫，查阅了数量庞大的文献资料，与此同时，还参考了众多相关的系统开发实体操作，在系统的实现上积累了一定的经验，最后，从学校的现实处境出发，使科研管理项目系统最终落成。

论文从以下几个方面展开：

（1）系统开发相关技术和开发工具：表现层使用https://www.360docs.net/doc/6419008263.html,页面，业务逻辑层使用C#

语言编写；创建数据库和各表的SQL语句，在SQL Server中执行查询创建数据库和各表；在Visual Studio环境中编写代码，开发系统；

（2）系统分析：首先从技术，经济，以及管理的层面对系统是否可行做出判断，得到肯定的结果后，在针对需求做进一步的调查研究，对系统的需求做充分的归纳，考虑系统应满足的非功能需求。

（3）系统设计：对系统的设置可以从两个层面入手，即总体还有详细。总体设计包括系统的架构，运行环境、功能结构、运行流程等；详细设计包括具体设计界面、功能模块和数据库。

（4）系统实现：以高校的需求为基点，针对特定的具体化的要求，把这些要求融入系统的实现功能中，最后测试系统的功能运行效果。

1.4文章组织结构

第1章绪论

本章介绍了选题的背景和意义，分析了国内外研究现状和应用价值，并讨论了本课题的研究内容，最后阐述了本文的章节安排，展示了论文的总体结构。

第2章开发运行环境及相关理论知识

本章对高校科研管理系统的相关理论技术和开发工具进行了详细的描述，为进-步的研究打下了基础。

第3章系统需求分析

本章分析了高校科研管理系统的可行性，分别从三个角度分析：技术、经济和管理确认了该系统的可行性。并分析了系统的使用需求，为下一步的系统设计的实现提供了分析和实现角度。

第4章系统设计

本章进行了该高校科研系统的总体设计和详细设计，列出了该系统的架构设计、运行环境设计、功能结构设计、运行流程设计并呈现了设计界面、功能模块和数据库，为系统的实现和运行提供了逻辑和架构准备。

第5章系统实现

本章对科研项目管理系统系统的功能和运行效果进行了测试和实现，详细列出了系统的各功能实现界面。同时结合科研实际需求，对系统进行运行维护。

第6章系统测试

本章对高校科研管理系统的运行进行了系统功能测试，对测试方法和测试用例以及测

试结果进行了描述，为系统的实现和完善提供了测试准备。

第2章 系统相关技术

2.1 系统三层架构 三层架构就是在逻辑上，系统是分为三个层次的。分别是表现层、业务逻辑层、数据访问层。下面用现实生活中的饭店进行生动的类比说明，帮助读懂三个层面是如何运行的[11]。

图2-1 三层架构类比图

比如：在饭店的分工中，每个人都是分别负责属于自己的工作，其工作内容因为职位的不同而产生差异。服务员就负责记录顾客对菜品的要求，端水，擦桌子，上菜，这是服务员提供服务的范围，和服务员配合工作的还有厨师，服务员将顾客点的单子给厨师，厨师根据单子的要求做出合乎顾客口味的菜品，而食材的来源新鲜与否，是否齐全，责任主要是采购员的，厨师根据菜品的要求询问采购员食材放在哪，是否有购买，再做烹调的准备，采购员买到一天中餐厅所需要的菜，是其主要的职责，也是餐厅正常经营的保障。三种角色各有各的任务和要求，相互配合，才能正常营业，正常工作，生产才不会停滞。在这个过程中，我们可以看到每一个流程的工作时相互配合的又是相互联系的，呈现出三层的架构模式。将服务员，厨师，以及采购员再进行详细的划分，可以看到：服务员就像是三层架构中的表现层，顾客对餐厅产生的第一印象就是服务态度，如果服务态度好，顾客自然觉得不错，而服务员只要负责和顾客沟通，接受顾客所输入的数据，再告知顾客，即

表示层 数据访问层

业务逻辑

层 系统

服务员 采购员

厨师 饭店

数据的输出，而相比起服务员，厨师更像是业务逻辑层，作为厨师就像一个交通的枢纽，一方面需要接受服务员的信息输入，另一方面要对采购员的采购物品进行分类和辨析，这其实就是具体的业务逻辑包含对数据的验证等功能。而最后采购员就是数据访问层，负责对餐厅采购的菜进行一个规划计算，负责与厨师进行数据的交换。这样的三层架构一方面能提高各部分工作的效率，分工不含糊，从而增加经济效益，而如果我么仅仅关注其中一层，那么就有有很多弊端，最重要的就是餐厅不能正常运营，相对于系统来说就是系统罢工了，不再运行了。用三层结构来规划餐厅，也可以用三层结构规划系统，只有职责明确，合理联系，在系统额后阶段，维修或者管理就会轻松不少，不至于过于繁重。因此本文就采用了三层架构的形式进行逻辑的分析。

2.2 https://www.360docs.net/doc/6419008263.html,

https://www.360docs.net/doc/6419008263.html,[13]是.NET framework的组成部分之一，它是一种通过HTTP请求允许在web服务器上动态创建文档的技术。

https://www.360docs.net/doc/6419008263.html,提供了完整的在运行期间使用的服务器端对象模型。使用页面的控件几乎可以完成Windows Forms类的所有功能，功能多样，在操作的时候不迟缓，灵敏度较高。可以同时创建“Web站点”和“Web应用程序”。两者都是提供https://www.360docs.net/doc/6419008263.html,、C#、其他文件的集合，在处理方式上有差别。

https://www.360docs.net/doc/6419008263.html,页面的一个关键特性是无状态。在默认的设置下，服务器的服务范围不包括用户曾请求过的信息。但是，https://www.360docs.net/doc/6419008263.html,在这个问题上给出了一个新的实施措施。

2.3 SQL Server

SQL Server是关系数据库管理系统，它支持标准的SQL语言。只要用户对标准的SQL 语句比较熟悉，那么通过这个系统就可以实现数据间的交流互换，从而实现创建各种数据库对象的功能等。倘若对SQL语句没有了解或者了解的程度不深，那么，它依旧能帮到我们，这对于初学者可以说是十分善良，有利于初学者掌握其中的操作。因此，本文采用SQL Server作为数据库。

2.4 Visual Studio

Visual Studio[17]是一个完全集成的开发环境，它提供了以下功能：

文本编辑器——开发者可以在其中编写C＃、Visual Basic和Visual C ++代码。但该文本编辑器相当复杂，实用性比较差。

设计视图编辑器——此编辑器允许开发者在项目中放置用户接口和数据访问控件；

支持窗口——这些窗口允许开发者查看和修改项目的各个方面，也可以用来指定编译选项。

从环境中编译的能力——调用编译器并给编译器传递所有相关的命令——行参数，将问题具体化。还可以运行编译的可执行文件。

集成调试器——为开发者无缝链接到一个调试器，允许设置断点和观察变量。

访问其他程序——让开发者不必离开开发环境检查和修改计算机或网络的各个方面。

第3章系统需求分析

3.1 需求分析

3.1.1 系统功能性需求

科研项目管理系统应该根据不同的身份信息，设置不同的权限，让各种身份都享有应有的权限，但是不能越权处理事务，对权限进行管理能确保各种身份的用户能合理使用系统，控制用户的行为，规范业务流程。

系统的可依赖性需要被时刻关注，管理项目系统需要在输入数据的时候进行备份，而且在丢失数据的时候还要有还原的功能。因为不测时时发生，所以一旦系统故障缺少这两种功能，那么造成的损失是非常大的。为避免故障的出现，备份和还原就成了必然的条件和要求，这样才不至于丢失数据信息，造成惨重的损害。保密性是科研项目管理系统的另一个特色，因为科研属于研究性的项目，对信息的保密程度需要被重视，所以系统需要自动识别哪些人是科研人员，哪些人是侵略者，不能让不相关的人登录系统，这是必须的。只有这样数据才是安全的，稳定的，可靠的。因为科研项目需要进行考评以及对成果和经费进行管辖，科研项目管理系统基本上满足了科研的各方面的需求，从整个流程出发，将这样一种科研过程进行记录和安排。

3.1.2 系统非功能性需求

系统的非功能性需求[18]是在设计开发系统时除了满足基本的功能需求外还应该实现的要求，主要包括安全性、可靠性等。

安全性：基于保护数据的安全而考虑，在对系统开发的时候，就增加了对用户进行审批的流程，用户只有经过审核和批准才能最终进入系统内部，而系统对身份的确认是非常严格的，因为每一种身份都有权利的限制，为了权限不被随意滥用，也处于对安全性的考虑，所以对用户进行身份的辨别是必要的。

可靠性：在科研管理系统开发之后，我们需要对系统的稳定性进行检测，以确保他能在保存数据的时候稳定地运行，而不至于由于波动导致数据的丢失，系统在测试过稳定性之后才能被投入使用。

容错性：该系统经过了多样的测试，在编写代码的时候也应该对异常进行合理的处理，不能一有错误就将数据删除或者删减，系统需要对这些数据进行辨别，在能改正的情况下，尽量地帮助用户改正，也可以选择自动恢复原有的数据或者忽略故障继续的运行。容错性是系统具有优良特性的前提，如果系统没有容错性，那么很多数据的保存就会受阻。

易使用性：科研项目管理系统应该给用户一个简明的界面操作，不至于过度的将步骤繁杂化，使用户一看到就知道有哪些操作步骤，需要进行哪几步的操作，减少用户思考的时间，给用户提供多的选择按钮，而不是让用户尽可能的输入数据。

可维护性：该系统采用了三层的架构，减少了各层之间的矛盾分化，同时在编写代码时，要注意对符号等细节的注意，以确保往后对数据修改不至于太繁琐。

可扩充性：该系统使用块状功能分区，所以能增加更多的新的功能，以适应未来对多种功能需求的到来，更容易地对功能进行扩展。

3.2系统可行性分析

3.2.1 技术可行性

本人学习了相关课程，对这类的技术有了一个新的认识。在老师们的指导下，完成过网站建设与管理实践、管理信息系统设计等实践课，积累了一些编程方面的经验教训。本文开发的科研项目管理系统，初步计划采用的编程语言是C#，使用目前比较成熟且应用广泛的https://www.360docs.net/doc/6419008263.html,技术。在研发系统的时候，首先要对这个系统有一定的概括性的认识，打牢基础，对相关的文献进行精细化的阅读，在现有的系统里汲取经验，归纳经验，从现实生活出发，研发具有针对性的系统，了解业务流程，把总体的功能规划需要列表，再变成系统中功能模块的设计，最后落实到开发实现上。在实际的操作中，如果遇到了哪些不懂的问题，那么我们就需要思考，实在不行遇到如陌生的实现特定功能的类库、代码运行不了的问题等可以请教老师、同学，也可以借助网络查询：比如同样的问题的解决方案、经验丰富的程序员的经验心得，官方的帮助文档等。因此，基于这样的研究，可以知道研究高校科研项目的管理系统是行得通的。

3.2.2 经济可行性

由费用—效益分析可知：首先，开发科研项目管理系统可以用免费软件；其次，在学校可以免费下载各种资料。第三，需求调研不需要去外地出差；最后，科研项目管理系统能减少了纸质表格申报和人工收集汇总的消耗等，好处非常多。

3.2.3 管理可行性

科研项目管理系统的推广不会出现工作人员对流程繁琐的排斥，因为它的使用能减少原来工作人员的劳动，同时，对于高校所具备的大量高素质人员来说，速度较快，界面简洁的高校科学项目管理系统，与原有的工作状态在交接上比较简单。

由以上三点的论述，我们可以下肯定的结论。

第4章系统设计

4.1 系统总体设计

4.1.1 系统架构设计

科研项目管理系统分为三层，表现层、业务逻辑层、数据访问层。表现层（浏览器）与用户交互，接受用户请求，将用户请求传递给业务逻辑层处理，业务逻辑层调用数据访问层对数据库进行操作，然后将业务逻辑层将处理结果交给表现层，表现层将处理结果显示给用户，实体在三层间传递数据。系统架构设计如图所示：

图4-1 系统架构设计图

4.1.2 系统功能结构

本系统实现了六大功能：项目申报管理、结题管理、成果管理、经费管理、统计查询和系统管理。科研人员对科研项目进行项目申报、结题申报、成果申报和经费申报，同时也可以查询项目和经费信息和状态，审批员对科研人员的各项申报进行审批，更新审批状态。系统管理员可以进行系统统计查询以及对系统和系统用户进行管理。功能结构图如图：

表现层（用户界面）

业务逻辑层（具体业务逻辑）

数据访问层（具体操作数据库，连接、插入、删除、更新、查询、

备份、还原）

SQL Server 数据库

用户1 用户2

用户3

用户n

……

实体

图4-2 系统功能结构图

4.1.3系统运行流程

本系统定义了三种用户角色，系统管理员，评审专家，科研人员。系统管理员具有全部的权限，具有审核和维护的功能，评审专家负责科研项目的审批，科研人员可以申报项目和查询。使用该系统的用户，除了系统管理员，都需要注册。注册流程很简单，只需要填写一些基本信息，包括用户名、密码、性别、学院、邮箱等等，然后提交即可。但刚刚注册的用户暂时无法登录，需要系统管理员审批并为其分配角色。整个注册过程运行流如图：

开始

用户填写基本信息

提交注册

系统管理员审批，赋予

角色

结束

：

图4-3系统运行流程图

系统管理员审批允许用户账号登录后，用户可以进行登录操作。用户登录时会验证用户名和密码是否匹配，当用户名和密码都正确时，用户登录成功，进入系统。系统根据用户角色不同赋予不同的权限，用户可以在自己权限范围内使用系统。运行流程图如图：

开始

用户登录

用户名密码错误

验证

用户名密码正确

判断角色

赋予不同的用户角色

用户使用系统

结束

图4-4 登录运行流程图

4.2 系统详细设计

4.2.1 界面设计

系统界面分为两块，左边是系统功能，右边显示系统的主要内容。

图4-5 界面设计图

4.2.2 模块设计

模块化是系统设计的一种思路，它将系统要实现的功能划分成若干模块，每个模块完成特定的功能，各模块组合起来一起实现系统复杂的功能。基于这样的思想，有以下功能分区：

（1）申报管理：实现了科研项目申报、申报项目维护、审批的功能。 （2）结题管理：对科研项目结题进行管理，实现了结题报告申请、审批功能。 （3）成果管理：对科研成果进行管理，实现科研成果申报、维护、审批功能。 （4）经费管理：实现了经费支出添加、经费支出维护、经费支出审批的功能。 （5）项目统计查询：包括项目信息和经费信息查询。 （6）系统管理：实现对系统的角色进行管理。 4.2.3 数据库设计

高校科研项目管理系统主要分为科研人员、管理员和审批员，科研项目在系统中从录入、审批到存放，主要分为项目管理、成果管理、经费管理和角色管理、用户管理，数据库主要有五个数据库表，数据库主要有如下所示：

申报项目表：科研人员在系统中进行项目申报，需要在系统中输入申报信息名称、项目编号、申报时间、项目来源单位、参加成员、负责人等信息，以便项目审批员对项目进行审批。期中申报项目ID 是主键，是区分各项目的主要信息，也可根据项目ID 查询项目。申报项目表如下：

表4-1 申报项目表

系统

系统功能导航

主要内容

项目信息表：科研人员在录入科研项目后，此科研项目将在数据库中存放，并可由科研人员更新进度、结题等，项目信息表用于存放科研项目的信息ID、项目名称和编号、成员等，审批人员将看到此项目信息，并进行审批，更新审批状态。

表4-2项目信息表

结题报告表：科研人员在科研项目结题后，在系统上传科研结题报告包括结题报告ID、课题名称、项目编号、课题的目的和意义、科研研究的方法和步骤以及结论，最后由审批人员进行更新审批。