高校科研管理系统的设计与实现王建玺

高校科研管理系统的设计与实现

一、系统架构及主要功能设计思路

1、项目需求背景和建设目标：

随着科技的日益发展，高校的科研活动和科研能力成为反映高校综合实力的重要指标，而通过信息化的手段对日常科研工作进行管理，整合科研工作流程，为决策层提供真实有效的依据，是提升科研管理水平的有效途径，也是当今高校科研管理的大势所趋。

目前大多数高校科研管理工作，很大程度上还是依赖人工来进行，通过Excel、word等办公软件来处理大量的数据，这种方式难以及时有效的掌握最新的科研情况，为科研管理增加许多工作量，为领导进行科学决策带来一定的影响。同时科研处和广大科研人员以及各单位科研秘书之间缺少一种快捷高效的沟通方式。所以科研管理信息化平台项目（以下简称平台）的构建是非常必要的，该平台服务于学校科研工作，为辅助领导进行科研管理决策提供有利的信息支持，有助于学校整体科研工作管理水平的提高。

通过科研管理信息化平台，可以实现科研工作的网络化管理，形成一个及时更新的科研数据中心和科研管理沟通平台，全面、实时、准确地提供学校的有关科研信息，为学校领导有关科研决策提供辅助支持，为学校教师开展科研活动提供方便、快捷的服务，为科研管理人员开展工作提供极大的便利。鉴于此，项目建设目标如下：

◇全方位的科研管理，面对从事科研活动的校内外的老师、学生，多级用户，完全兼容社科类和理工类；平台应该服务所有从事科研活动的科研人员，为科研人员提供一个管理个人科研活动的网络空间，实现个人科研申报、成果登记、查询网络化，免除了填写各种统计报表的麻烦，节省工作时间，提高工作效率。

◇辅助院系的科研负责人或科研秘书管理本单位科研工作。借助平台，院系领导可以及时掌握、了解本单位教师的科研情况，科研秘书可以方便地完成有关的科研管理任务，如项目申报组织、项目中检等工作。

◇平台还可以将各种数据进行汇总分析，形成直观的分析图标，进行横向和纵向的比较，从而为领导提供学校各类科研信息，为科学决策提供支持。

◇定制考评平台：建立科学合理考核体系，定义各种分类评价指标。以考核为推动力，拉动全体科研人员的积极性，使科研有序、高效，使平台成为日常工作中的科研平台。

◇全面、实时、准确地提供学校的有关科研信息。通过教师个人填报、科研秘书审核后，全校的科研项目、科研论文、科研著作、学术活动、工作量统计和科研考核结果等数据信息即可在平台上显现，全体教职工均可以登录查询，通过不同的权限设置，还可以对其中的数据进行修订和审核，保证数据的准确、真实性，从而让大家通过平台随时掌握学校最新的科研情况。

◇实现全面的网络化管理,实现网上办公。提供了文件传送（发文）、Email、手机短信等多种通讯手段；实现项目申报和评审、中检、终结的网络化，从而实现无纸化办公目标。

2、用户组成及需求描述：

平台应该是一个开放式的网络化管理平台，服务于全校从事科研活动或者科研管理活动的教职工。平台的用户可以分为科研人员、科研秘书、科研管理人员、校领导、系统管理员等五种用户，并可以根据业务的需求自定义综合科、成果科、项目科等各种角色。不同的用户权限不同，其发生的业务范围和业务对象相应加以区别。各种用户通过网络进行协同工作，其示意图如下：普通用户、科研管理人员、系统管理员

不同角色在平台中的描述如下：

科研人员：科研人员可以在平台中管理自己的科研项目和科研成果，在线申报项目和进行中检终结，通过平台接收通知和文件，并可以反馈意见等。科研人员的功能见下图：

科研人员功能示意图

单位科研秘书：学校各单位对应一名科研秘书，负责本单位的各项科研管理业务。具体包括科研人员、科研项目、科研成果、学术活动等数据的审核管理工作，以及所属单位的科研考核工作和项目申报中检终结工作。科研秘书还可以向所属单位的科研人员发送通知和文件，并接收反馈信息。功·能示意图如下：

科研秘书功能示意图

科研管理人员：主要是科研处工作人员，负责全校各项科研管理业务。科研处通过平台可以建立学校的科研管理评价指标，管理全校的科研人员、科研项目、

科研成果和学术活动等数据，在线组织科研考核、项目申报与评审、项目中检和终结、年度统计等多项工作。另外科研处还可以通过平台发送通知、文件和有关科研动态，负责平台的维护和管理。功能示意图如下

科研管理人员功能示意图

学校领导：平台中需要能够为校领导设置账号和密码，提供各项数据综合查询分析的功能，方便校领导及时了解到最新、最直观的科研动态分析，辅助领导决策。

系统管理员：系统管理员是平台中的超级用户，由平台初始化时自动产生。系统管理员主要用于维护数据，进行各项参数设置等。系统管理员主要有数据备份与恢复、系统日志管理、数据导入导出、角色和权限设置、Email服务器设置、系统参数设置等功能。

3、系统功能说明：

平台从结构上可以分为科研门户网站和科研管理系统两大部分。其中科研管理系统可以划分为核心业务流程、基础数据库和系统服务三部分。

（1）科研门户网站

科研门户网站高校科研活动信息披露和交流的平台。该部分和科研活动相结合，适时动态发布科研信息，提升科研处知名度。科研门户网站由科研处简介、科研动态、通知新闻、学术活动、项目管理、成果管理、科研考核、下载专区、科研检索、友情链接等栏目组成，栏目和栏目内容可以在网上动态更新维护。科研检索包括科研人员、科研项目、科研论文、著作、获奖、学术活动等信息的检索，检索内容和科研管理系统的数据保持同步更新。

（2）科研管理系统

科研管理系统是平台的核心部分。科研管理系统不仅要有科研管理功能，还要有沟通交流的功能。科研管理系统向全校老师开放，系统要支持老师、院系和科研处三级用户使用模式。老师可以登录系统录入和维护自己的项目、成果等科研信息，院系用户可以登录系统维护本单位的科研人员、科研项目和科研成果等信息。科研处用户管理全校的科研信息。老师个人录入的数据需要经过院系和科研处的审核。

科研管理系统包括机构管理、人员管理、项目管理、成果管理、学术活动、科研考核、年度统计、网站管理、网上办公和系统维护等几个子系统。系统中各

项分类指标需要能够灵活定制，各级用户的使用权限也需要能够灵活设置和修改。

科研机构科研机构包括院系所、研究机构、重点研究基地等。我们可以将机构分为实体和非实体两种类型。所有的科研人员、成果、项目等都按照实体机构进行归口管理。实体单位一般是指系部、各机关处室等，实体机构必须设置科研秘书和科研负责人。非实体机构一般指的是各种研究机构和研究基地，非实体机构可以依附实体机构进行管理，也可由科研处直接管理，可以不设置科研秘书。

科研人员科研人员指从事科研工作的老师、科研管理人员以及相关的科研辅助人员。人员库构建后，可以及时掌握学校科研人员的基本情况，并可以相应的生成学校的专家库等。人员库可以记录人员的姓名、年龄、性别、职称、职务、学位、学历、学科方向、学术特长和联系方式等信息。人员库信息可以直接从学校人事管理系统中实时转入所需要的人员信息，保证信息的准确性。

科研项目科研项目指已经立项后的项目，包括不同来源、不同级别、横向纵向等各类项目。学校可以自定义项目的分类，并将学校的分类标准和教育部的分类标准进行对接。项目主要包括如下一些信息：项目名称、项目分类、项目类别、项目性质、项目级别、立项情况、项目进行状态、项目结项情况、项目成员组成情况、项目经费情况等。项目的工作量可以在项目组成员中分配。

科研成果科研成果一般可以分为科研论文、著作、鉴定成果、专利等。论文又可以根据发表期刊的级别分为核心期刊论文和非核心期刊论文。对核心期刊学校可以进一步细分。著作可以分为专著、编著、译著、工具书等类别。科研成果的工作量可以在项目组成员中进行分配。

学术活动学术活动指学校主办或者参与的学术会议、发表的会议论文、国内国外的学术交流等。平台对学术活动进行记录存档，建立完备的学术活动数据库。

基础数据库是通过个人录入、逐级审核入库的方式建立起来的。平台中个人录入的数据要经过科研秘书和科研处两级审核通过才能正式入库。以此来保证数据的正确性和完整行。另外平台中要有强大的数据查询分析功能，一方面要提供关键字段的组合查询，另一方面要提供自由组织查询条件的功能，并可以设

置排序字段和排序方式。查询结果可以导出成Excel格式的文件，以备打印和做其它分析用。

科研考核科研考核主要是通过建立科研工作量的量化指标和设置岗位考核标准，通过对科研项目、科研成果、科研奖励、学术交流等信息的综合分析，计算科研人员和科研单位的科研工作量，由系统自动判断是否通过考核及考核等级。

对科研项目、论文、著作、获奖、学术交流等按照不同分类来设置工作量分值进行量化考核。分类方式和工作量分值都可以由系统用户设置、调整，统计时可以根据系统设计的计算模型自动进行。

项目申报和评审

通过平台可以完成校级项目的在线申报和评审工作。申报和评审工作包括发布申报信息、组织申报、申报材料审核、分配专家、组织专家评审、评审结果统计分析等流程。具体操作流程如下：

项目申报和评审流程图

项目中检和终结

通过平台可以对在研项目进行中检、终结管理。平台中要有中检终结的提醒和催办功能。当项目接近中检和终结时间，系统能自动发出提醒。如果项目负责人没有按期进行中检和终结，管理员可以通过平台发布催办通知。根据拖延日期与否和时间长短，平台有相关项目和个人的信誉记录。

项目负责人可以在线提交中检终结报告，科研处在线审核报告材料，必要时还可以组织专家进行评审。

年度统计

教育部每年要组织高校进行科研年度统计工作。年度统计分为科技和社科两部分，并且每年都会派发统计系统。平台需要兼容教育部统计系统，并能进行同步升级，避免实现信息孤岛，实现业务的统一。

4、系统技术方案

为保证科研管理平台能够实现技术需求书上提出的业务要求和技术要求，我们提出了完备的技术解决方案。技术方案分为技术目标、技术框架和技术特点等几个部分来分别阐述。

（1）技术目标

科研管理平台投入使用后，用户众多，数据量大。而且科研管理平台是网络化使用模式，平台还需要和学校数字化建设的大环境结合在一起。所以我们在技术保证实现如下目标：

◇系统能够可持续运行稳定。系统能够支持大量并发访问，能够处理海量数据。

◇充分考虑和学校公共数据平台的结合。后台数据库采用ORACLE，数据库设计上遵循学校有关数据标准。

◇系统支持LDAP身份认证。

◇系统设计完全模块化。设计上做到模块清晰、接口开放，利于进行二次开发和系统扩展。

◇界面友好，操作简便人性化。

（2）技术框架

科研管理平台的技术框架分为系统运行环境和系统应用体系结构两部分。

系统运行环境主要由操作系统、数据库系统和J2EE运行环境组成。我们完全基于先进的J2EE平台技术，可以跨Window、Linux、Unix和Solaris等多种操作系统进行系统部署实施。数据库系统也可以是SqlServer、Oracle或者Mysql。我们根据学校整体规划的需要，在科研管理平台中采用Oracle数据库。

系统应用体系结构是指应用系统的技术架构。我们基于J2EE技术，并巧妙融合了Hibernate技术和Struts框架技术，另外加上各种常用的公用组件，这样构成了科研管理平台的技术骨架。基于这种纯Java的技术骨架，我们设计出一个分为数据处理层、业务逻辑层、控制层和表示层的四层技术架构。

（3）技术特点

◇网络化系统采用WEB应用模式。系统在服务器上部署好后，用户不用安装任何客户端软件，直接用浏览器访问服务器网站就可以使用系统。

◇数据集中管理我们采用关系型数据库对各项数据进行集中管理，这样可以做到数据的及时更新汇总，也方便数据的备份恢复等维护工作

◇高度模块化系统有多个子系统组成，子系统间相互联系又有很大的独立性，可以方便学校有选择有步骤的实施项目。

◇高度参数化系统中很多考核和统计指标都由用户自定义，这样方便学校随时根据业务变化来调整系统参数。

◇易用性系统操作流程清晰，操作简单，用户不需要进行复杂的业务培训就可以轻松使用系统。

◇跨平台性软件系统采用JAVA开发技术和N层应用体系结构，因此，数据库服务器系统、Web服务器系统和应用服务器系统可以运行于包括Windows NT/2000/XP、Unix和Linux、RedHat Linux等多种操作系统平台上。

◇高效缓存为提高系统运行速度，加强多用户同时访问系统时的系统反应能力，我们采用了先进的缓存技术，有效提高系统的运行性能问题。

（4）安全问题

科研管理平台的安全问题可以分为运行环境安全问题和应用程序安全问题两个方面。

运行环境安全问题主要是指科研管理平台所部署的服务器安全问题。服务器需要防止计算机病毒和黑客入侵，数据库需要做定期备份。如果服务器在学校数据中心统一托管，这些问题一般可以由学校网络信息中心统一进行管理。

应用程序安全问题主要是系统中不同用户要具有不同操作权限，防止越权操作行为的发生，以免引起数据和管理上的混乱。我们在科研管理平台中采用ACL权限控制方式，具有很大的灵活性。科研处可以根据学校实际情况来灵活设计平台使用过程中的安全策略。

（5）系统的兼容性

在高校信息化日益重要的时代，构建系统时需要考虑到第三方的系统兼容的问题，以避免信息孤岛的产生。对于科研管理平台为“数字化高校”的一部分，需要和其他教务、人事、办公OA、邮件服务器等系统整合为一体，使不同系统兼容，实现学校的数字一体化。

如何使各个子系统进行兼容，可以从两个层次上进行考虑。第一、业务流程上的兼容，即不同系统之间需要进行整合；第二、业务数据上的兼容，即保证不同系统在数据上保持同步，从而实现系统间的兼容。数据的同步需要构建一个统一的数据标准平台，不同业务接口需要从该数据标准平台中获取数据，保证不同的系统有统一的业务数据编码、业务数据定义等。

科研管理平台采用J2EE技术，可以在最大限度上提供和第三方系统的接口，实现业务流程的兼容；而对于科研的业务数据的定义，充分考虑到了各种国标、教育部信息化标准、CSSCI等期刊库，同时该系统的数据结构完全兼容教育部统计系统，为全国多个高校所采用，所以科研管理平台的科研业务数据部分可以作为高校数字化统一数据标准平台的科研组成部分，而对于人员、机构亦可以和人事等其他系统保持一致。

（6）运行环境

平台的运行环境由服务器和客户端组成。平台可以在已有的服务器上进行部署，服务器必需要有Java运行环境，也可以使用专门的服务器。在服务器上除了要求有Java运行环境外，还需要部署Web服务和数据库服务。Web服务和数据库服务可以部署在一台服务器上，也可以部署在两个不同的服务器上。

5、技术框架

二、论文主体框架及主要观点和主要技术措施方法

学生在完成项目的基础上书写毕业论文，毕业论文主要阐述科研管理系统的设计过程和实现。论文应该能够表达出学生软件工程思想的正确应用，体现出项目的设计、应用的关键技术以及解决问题的思路等等。

论文主体框架包括：项目背景描述、需求分析、总体设计、详细功能设计、实现、系统测试和总结，共7部分。

1、项目背景描述

背景描述主要论述科研管理系统实际运行流程以及科研管理系统设计的必要性和应用的实用价值。

2、需求分析

主要描述两方面内容，一是系统的功能性需求和性能需求，二是将要完成的项目比现有相关系统的优势。

其中，功能性需求使用UML描述。先画用例图，再进行功能表达。

3、总体设计

主要论述项目开发应用的设计架构以及系统的功能结构。

如果选择J2EE开发则系统设计架构需要描述SSH结构在项目中的应用，以

图形表示加以文字说明，清晰描述Struts、Spring和Hibernate各自将要实现的功能以及所起的作用。

系统的功能结构主要用图表示，同时加以文字描述。

4、详细功能设计

详细设计部分主要包含两部分内容，一是系统用到的数据库的设计，二是详细功能设计。

根据系统的应用场景需要使用Oracle设计数据库，要求严格按照关系数据库设计步骤完成设计。必须给出ER图和对应的关系模式。

详细功能设计主要设计公用类结构、各个方法基本结构以及相互调用关系。

5、实现

实现部分主要描述项目成果，通过界面和程序流程图体现。给出系统核心功能的界面和重要功能的程序流程图，不能在论文中给出大量的程序代码。

6、测试

描述测试策略，和实际测试方案与结果。

7、总结

总结通过毕业设计对自己有什么提高，在应用能力上有什么收获，写出自己的成果同时找出自己的不足。

三、关键问题及解决方案

1、系统架构的设计

通过查阅相关资料深入理解不同设计架构的区别，找出适合本课题的架构应用，给出架构应用的结构图。

2、系统的功能结构设计

平台应该是一个开放式的网络化管理平台，服务于全校从事科研活动或者科研管理活动的教职工。平台的用户可以分为科研人员、科研秘书、科研管理人员、校领导、系统管理员等五种用户，并可以根据业务的需求自定义综合科、成果科、项目科等各种角色。不同的用户权限不同，其发生的业务范围和业务对象相应加以区别。要正确把握各类用户的功能，认真分析模块之间的关系。

3、数据库设计

学生需要根据场景描述设计出合理的数据库，范式满足第二范式即可。可以

严格按照关系数据库设计步骤完成，E-R图必须给出，然后按照转化规则转成关系模式，从而创建数据库。同时根据需要，将对数据的各个操作设计为存储过程来完成。

4、安全问题

科研管理平台的安全问题可以分为运行环境安全问题和应用程序安全问题两个方面。

运行环境安全问题主要是指科研管理平台所部署的服务器安全问题。服务器需要防止计算机病毒和黑客入侵，数据库需要做定期备份。如果服务器在学校数据中心统一托管，这些问题一般可以由学校网络信息中心统一进行管理。

应用程序安全问题主要是系统中不同用户要具有不同操作权限，防止越权操作行为的发生，以免引起数据和管理上的混乱。我们在科研管理平台中采用ACL权限控制方式，具有很大的灵活性。科研处可以根据学校实际情况来灵活设计平台使用过程中的安全策略。

5、系统的兼容性

如何使各个子系统进行兼容，可以从两个层次上进行考虑。第一、业务流程上的兼容，即不同系统之间需要进行整合；第二、业务数据上的兼容，即保证不同系统在数据上保持同步，从而实现系统间的兼容。数据的同步需要构建一个统一的数据标准平台，不同业务接口需要从该数据标准平台中获取数据，保证不同的系统有统一的业务数据编码、业务数据定义等。

四、参考文献

基本参考文献：

[1] 互联网上关于考试系统的有关资料；

[2] 软件设计架构类书籍；

[3] UML建模基础；

[4]Oracle程序设计；

[5] 软件工程；

[6] 关系数据库概论；

.NET方向参考文献

[7] C#程序设计；

[8] https://www.360docs.net/doc/5d2430261.html,2.0程序设计；

[9] https://www.360docs.net/doc/5d2430261.html,2.0程序设计；

[10] MSF过程模型；

[11] 互联网上关于.NET多层应用程序设计的相关资料。

Java方向参考文献

[7] JSP程序设计；

[8] J2EE项目开发类教程；

[9] Java语言程序设计；

[10] 互联网上关于J2EE中数据访问的相关资料。

五、指导学生进行论文撰写及项目设计的指导方案

学生在指导下完成项目设计并撰写论文。

1、项目设计指导方案

1）学生通过查阅相关资料和走访相关人员，明确科研工作管理流程，由此完成需求分析规格说明书初稿；

2）学生提交需求分析结果，判断是否符合实际、工作量大小以及难度，指导学生调整相关需求；

3）学生根据提出的修改方案完成需求分析规格说明书，包括功能模块的划分。

4）学生根据选择的开发技术，结合软件经典架构，设计出本系统应用的架构，并提交系统架构图。如果合适，继续下一步；否则，修改。

5）学生设计出系统的功能结构图，给出每个模块细化的功能，并提交细化结果。

6）学生根据需求分析，完成数据库设计，并提交完成的数据库。根据实际判断数据库设计是否合理，提出可能的修改意见；学生根据指导意见修改完善数据库设计。

7）项目实施过程。开发过程中遇到技术细节问题，指导学生解决策略。

8）学生提交成果，如存在问题，返回完善。

2、论文撰写指导方案

学生在开发项目的同时可以考虑论文框架，论文中主要阐述项目开发的背

景、需求、总体设计、详细设计、实现与测试几个部分。

1）学生完成项目后开始撰写论文，论文模板中给出样例。学生要严格按照模板撰写论文。

2）学生首先列出论文撰写提纲，并提交。提出指导性意见后，学生做出修改并再次提交，直至提纲符合要求。

3）按照提纲撰写论文每一个部分，撰写完成后成为论文初稿，提交。首先判断论文是否有雷同，提出论文内容修改意见和格式修改意见。

4）学生按指导意见修改论文并再次提交，直至论文撰写符合要求。

5）论文指导完毕后要求学生准备答辩PPT。