开放实验管理平台的需求分析

第1章需求分析

1.1系统功能描述

1.1.1用户及主要操作功能

1.用户

学生、教师、管理员

2.主要操作功能

实现网上辅助教学和网络化、智能化管理。实现教师的教学方式、学生的学习方式和师生互动方式的改革，充分发挥现代信息技术的优势，为教师的教学和学生的学习提供服务。

开放实验平台是一个基于Web的实验教学管理系统,它由5个中心组成,分别完成实验平台管理、实验信息发布、提供实验环境、实现教学互动和实验资源管理等功能。

平台管理中心为开放实验平台提供全面的系统管理和维护功能,如:

(1)实验对象管理。对学生、教师、实验室人员及及用户权限等进行管理。

(2)设备资源管理。记录实验室开放情况和各类实验设备运行状态。

(3)实验教学管理。编排实验课程表,安排实验课,对实验教学进行统计和检索。

(4)实验平台管理。网络配置、数据库管理和维护,实验成果登记,实验资源上传下载等。

信息发布中心为开放实验平台提供全面、准确、及时的信息服务,如:

(1)提供教学和实验改革方面的新情况、新消息,以及精品课程介绍;

(2)介绍实验室建设情况,如实验室改造计划,新项目、新设备引进情况;

(3)公布各学期的教学计划、实验安排、实验资源的分配;

(4)对各种新的实验技术和实验设备进行介绍。

1.2功能模块图1.2

系统，

以提高教学质量和工

1.;

2.用户管理:系统管理员可以添加用户;设置不同类别的用户身份、系统使用权限;用户可以修改自己账号密码;

3.实验室管理:实验管理员对各实验室负责教师的个人信息进行添加、删除、修改;实验室软硬件设备参数信息及实验室文字性介绍维护;

4.实验设备资产管理:资产管理员对计算中心实验设备资产管理，规范设备领用借用审批流程，维修、报废等信息登记;

5.实验教学计划管理:实验管理员对每学期的实验教学计划、所开设班级等数据的添加，实验教师根据自己所属各门课程对应的实验项目、实验大纲、实验课件等文档的提交;

7.实验报告、成绩管理:学生填写提交实验报告;实验教师批阅、成绩录入，并归档;

8.预约管理:实验管理员处理、答复教师和学生提出的实验室预约信息，并对集

体预约做出合理的课程安排，管理预约时间段的实验室信息;

9.信息查询:针对实验教师和学生提供实验课表、实验室信息、教学计划、实验报告、实验大纲学生成绩;中心管理员和资产管理员对设备资产信息的查询; 10.新闻通知发布:实验管理员发布计算中心相关的通知、新闻。

1.3开发环境及开发工具

1.3.1系统软件与硬件需求

第2章概要设计

2.1系统的体系结构

系统的架构设计应具满足结构简洁层次清晰，重用性好，易扩展、保证数据安全的目标。且应具有高可伸缩性，满足学院未来发展。

分布式多层结构在当今管理信息系统建设中表现出了很好的应用效果，特别是其稳定性和安全性上的优势，较好的满足了大型管理信息系统的需求。通过分层设计，可以解决模块的紧藕合问题，分层分工问题，构件化开发和集成问题。在分析实验室业务数据后确定该系统采用基于B/S模式的三层架构设计，提高系统的执行效率，增强系统的稳定性和安全性。下面对系统的结构设计做详细说明。

1.逻辑架构

从信息化角度来看，业务数据流中主要解决的问题是数据的采集和处理，如何保障采集的数据的真实性以及数据同步共享是我们考虑的重点，采用“集中存储/分布管理”应用架构是一个必然的选择，集中式架构可以保证基础数据的统

一的，原始数据可以实现跨层次的共享，这样就可以解决标准化和数据同步的问题。

部署WEB应用服务器和数据库服务器，用户通过校园网登录到应用服务器使用系统，日常业务互不影响。这样通过最基础的原始数据，随时进行各种条件和条件组合统计汇总。系统采用“集中存储/分布管理”应用架构，既满足了系统实时业务处理的需要，又满足了集中管理的需求，有效降低系统的复杂度，减少数据的不一致性外，还增强了的监控力度，避免中间层次人为作假的可能性。由于该系统的数据分散存储，相对来说应用程序服务器的负荷并不大，因此不需要提供容错能力和负载平衡能力，可以把应用程序和数据库放在同一台服务器，这样形成了物理上看似两层、逻辑上是三层的分布式结构。

2.应用架构

考虑到系统的规模并不是十分庞大，但分层的思想有利于开发人员对系统的理解。因此，对于本系统来说经典的三层结构，即可满足要求。将应用分为三个层次，如图所示:

表现层用于处理人机交互。目前最主流的两种表示层是Windows窗口格式和WEB浏览器格式。它主要的责任是处理用户请求，例如鼠标点击、输入、HTTP 请求等。专注于信息通信实验管理系统的业务流程。快速搭建基本应用，保持高度的伸缩性和扩展性。采用WEB页面为用户提供友好，方便的操作。

逻辑层，模拟了实验室管理中的实际活动。专注于数据库平台与JAVA平台技术本身，采用当今业界领先的软件工具化思想，利用成熟中间件产品提供的开发工具接口，快速移植和搭建应用系统。

数据层，处理数据库、消息系统、事务系统。负责数据侧重于建立完整、稳定的基本资料和建设科学的数据存储结构。

2.2系统功能结构设计

2.2.1开放实验教学资源管理模块

2.2.2开放实验教师管理模块

2.2.3 开放实验学生管理模块

2.3实验教学资源管理模块

对计算中心的实验设备资产建账，维修报废等管理，领用借用等规章制度的建立。

(l)登记开放实验项目及开放时间、机房，为全院师生提供实验室开放信息; (2)对新添设备分类、编号，建立固定资产管理卡片，登一记明细账，记录设备信息;

(3)实验课表安排;

(4)建立设备使用(借用、领用)申请审批流程;

(5)设备报废申请、批复流程，并登记设备报废情况;

(6)学期结束对各开放实验室的开放情况汇总

(7)建立各种设备统计报表，向上级管理部门和用户提供信息、查询数据等。2.4开放实验教师管理模块

(1)按照教学计划下达一学期的实验教学任务;

(2)按照实验大纲制定实验课的授课计划、实验项目;

(3)对学生提交的实验报告批阅并登记成绩，实验报告和成绩点归档;

(4)学期结束统计实验开出率等各项数据开放实验预约

2.5开放实验学生管理模块

为学生提供自主实验的场所和条件，能够合理有效的支配时间进行实验上机。

(1)学生对项目培训、实习等实验课程的预约申请;

(2)学生进行开放实验需预约登记，开放实验课程的查询相关内容;

(3)对预约申请审批并给予回复，集体预约审批后安排课表，并作实验记录;

2.6数据库设计

1.学生基本信息表

2.学生详细信息表

3.教师基本信息

4.院系班级表

5.学籍管理表

6.课程设置表

7.设备表

8.用户信息表

3.其他性能要求

3.1安全保密设计

1.在用户登录系统时进行身份验证，只允许合法用户进入系统；

2.可以新用户注册

小结

开放实验教学平台的设计融合了网络技术、控制技术和数据库技术,它涉及到实验网络的建设、实验平台软件的开发、各类硬件设备的配备、实验教学内容组织和实施、老师和学生的互动设计等诸多方面,有相当的难度,所以在建设过程中可以遵循以下几个原则:

(1)总体设计分步实施。实验教学平台可集成计算机专业的大多数实验,所以在进行实验平台建设时,应进行总体规划,先设计整个平台的总体框架,并针对各实验课设计出详细的开发方案,然后分步实施,逐个开发实验系统,最后构成完整的实验平台。

(2)先软件后硬件。在建立开放实验平台时,考虑到开发周期、所需费用、技术难度和维护成本等问题,可优先开发通过计算机软件就可以操作的实验或虚拟实验,而后开发对硬件设备要求较高,远程控制难度大的实验。

(3)有选择性开发。并不是所有的实验都适合放到开放实验平台上,在设计开放实验平台时要充分考虑不同实验的具体教学要求,结合不同的教学方式来设计实验内容