基于.NET实验室管理系统设计与实现.doc

1、 目 录 第 1 章 .绪论 . 3 1.1 引言 . 3 1.2 相关技术概述 . 3 1.2.1 ASP.net 技术简介 . 3 1.2.2 数据库技术简介 . 5 1.2.3 C#简介 . 6 第 2 章系统需求分析 . 7 2.1系统功能需求 . 7 2.2系统性能需求 . 8 2.3系统属性需求 . 8 2.4系统硬件环境 . 9 第 3 章系统概要设计 .10 3.1本系统的架构设计 . 11 3.2实验项目管理概要设计 .12 3.3实验预约功能概要设计 .12 第 4 章 系统详细设计 .14 4.1 平台基础代码 .14 4.1.1 数据库连接和操作 .14 4.1.2 数

2、据操作 .16 4.2实验项目管理详细设计 .17 4.3实验预约功能详细设计 .18 4.3.1.公告栏的设计 .18 4.3.2.实验预约设计 .19 4.3.3 实验安排的设计 .21 4.3数据库设计实现 .22 4.3.1 数据库 概要设计 .22 4.3.2 创建数据库表 .25 第 5 章系统的模块测试 .29 5.1实验项目管理模块测试 .29 5.2实验预约模块测试 .29 第六章结论 . 43 参考文献 .33 谢辞 .34 附录 A 外文翻译原文部分 .35 附录 B 外文翻译译文部分 .38 附录 C 主要源程序 .41 第 1 章 .绪论 1.1 引言 随着计算机技术

3、、网络通信技术、多媒体技术的迅速发展，人类进入了信息时代，办公自动化、管理系统化已成为衡量一个国家，一个企业现代化水平的尺度。高校的实验中心 高等教学实验的基地，理应拥有先进的实验设备和完备的管理体系 。 开放实验室管理信息系统构筑于计算机网络之上，支持局域网与广域网的网络接入。根据在开放实验教学中的角色，包括学生、教师、系统管理员等不同用户，可以有不同的使用权限与使用方式，有效地替代了原有的人工管理模式。随着计算机网络的普及基于网络的开放实 验室管理信息系统成为今后实验教学管理的发展方向。 开放式实验室管理信息系统的主要作用，就是通过中心数据库的综合管理功能，利用网络交互技术和实验设备自动管

4、理技术，实现对实验室的自动化管理并方便学生和老师对实验设备的有效利用。其主要功能包括：实验室教学管理系统、实验室状态信息实时发布、实验预约等自动化管理功能。 毕业设计的主要工作和论文组织 我主要负责实验项目管理功能和实验预约功能两大模块的实现。实验项目管理的功能是对所做实验的具体要求。包括实验的名称，学时，学分。实验者的年级，人数等。实验预约包括 查看 公告信息（即时公告）、系统用户登录（系统登录）、公告信息更新（公告更新）、开放实验项目（开放设置）、学生预约实验（预约实验）、学生查询预约实验（预约查询）、实验室人员查询打印预约学生名单（打印名单）、实验室人员录入学生成绩 等。 论文部分结构为

5、： 第 1章：绪论 第 2章：系统需求分析 第 3章：系统概要设计 第 4章：系统详细设计 第 5章 : 系统的模块测试 第 6章：结论 1.2 相关技术概述 1.2.1 ASP.net 技术简介 Web 窗体页是用 ASP.NET 技术生成的。 ASP.NET 是一种统一的 Web 平台，它提供了生成企业级应用程序所必需的全部服务。 ASP.NET 又是基于 .NET Framework 生成的，因此整个框架都可用于任何 ASP.NET 应用程序。您可以使用任何与公共语言运行库兼容的语言（包括 Microsoft Visual Basic、 Visual C# 和 JScript .NET）

6、来创作应用程序。 ASP.NET 页框架是一种编程框架，它在 Web 服务器上运行以动态地生成和管理 Web 窗体页。在 Visual Studio 中， Web 窗体提供了窗体设计器、编辑器、控件和 调试功能，这些功能结合在一起，将使您能够为浏览器和 Web 客户端设备快速地生成基于服务器的可编程用户界面。 Web 窗体页在任何浏览器或客户端设备上运行。但是，您可以将 Web 窗体页设计为以特定的浏览器（如 Microsoft Internet Explorer 5）为目标，并利用特定浏览器或客户端设备的功能。 ASP.NET 支持基于 Web 的设备（如移动电话、手持型计算机和个人数字助理

7、 (PDA)）的移动控件。 ASP.NET 页框架创建了传统客户端 /服务器 Web 交互的抽象模型，使您能够使用支 持快速应用程序开发 (RAD) 和面向对象编程 (OOP) 的传统方法和工具来进行应用程序编程。 在 Web 窗体页中，可以使用属性、方法和事件来处理 HTML 元素。ASP.NET 页框架为响应在服务器上运行的代码中的客户端事件提供统一的模型，从而使您不必考虑基于 Web 的应用程序中固有的客户端和服务器隔离的实现细节。该框架还会在页处理生命周期中自动维护页及该页上控件的状态。 ASP.NET 页框架和 Web 窗体页还支持服务器控件，这些控件将常见的 UI 功能封装在易于使

8、用并且可再次使用的控件中。 ASP.NET 支持 XML Web services。 XML Web services 是包含通过 Internet 协议公开的业务功能的组件。利用 XML Web services，应用程序可以使用 HTTP 和 XML 消息等标准在基于 Web 的应用程序之间交换信息，从而跨越防火墙移动数据。 XML Web services 不受特定的组件技术或对象调用约定的约束。这样，用任何语言编写的、使用任何组件模型和在任何操作系统上运行的程序都能够访问 XML Web services。 ASP.NET 提供了内 部状态管理功能，它使您能够保存和管理应用程序特定、会

9、话特定和开发人员定义的信息。此信息可以独立于页上的任何控件。它可以在页间共享，如客户信息或购物车的内容。 ASP.NET 提供了分布式状态功能。您可以在一台计算机或几台计算机上创建同一应用程序的多个实例。 ASP.NET 使您能够在可选的 global.asax 文件中包含应用程序级别的事件处理代码。您可以使用应用程序事件来管理应用程序范围的信息，并按顺序执行应用程序启动和清理任务有关。 所有 ASP.NET 代码（包括服务器脚本）都经过了编译，可提供强类 型、性能优化和早期绑定以及其他优点。代码一旦经过编译，运行库会进一步将 ASP.NET 编译为本机代码，从而提供增强的性能。 注意 Web

10、 窗体页、 XML Web services 和组件都会被编译成动态链接库 (.dll) 文件。一旦经过编译，这些文件将无需在运行它们的 Web 服务器上注册。 配置 ASP.NET 配置设置存储在基于 XML 的文件中。由于这些 XML 文件是 ASCII 文本文件，您可以读取和修改这些文件，因此对 Web 应用程序进行配置更改比较简单。每个应用程序都可以有它自己的配 置文件，您可以扩展配置方案，使其符合自己的要求。 Visual Studio 为向本地或远程服务器部署应用程序提供了一种简化的机制。只需将文件复制到指定的应用程序目录或者使用更为专门化的可配置部署项目，即可安装这些文件。 AS

11、P.NET 应用程序在运行时，会以有限的权限在名为 ASPNET 的 Web 服务器上的特殊本地用户的上下文中执行。这样就限制了它对 Windows 资源和进程的访问，从而增强了 Web 应用程序代码的安全性。 ASP.NET 还为 Web 应用程序提供了各种授权和身份验证方案。您可以 根据应用程序的需要方便地移除、添加或替换这些方案。 ASP.NET 利用运行库调试基础结构来提供在本地或从 Web 服务器远程使用的跨语言和跨计算机调试支持。此外， ASP.NET 页框架提供使您可以将检测消息插入窗体的跟踪模式。 可以调试托管和非托管对象，以及公共语言运行库和脚本语言支持的所有语言。 ASP.

12、NET 包括多种功能和工具，它们使您能够设计和实现高性能的 Web 应用程序。这些功能包括： 基于 ASP 进行改进的进程模型。 自动编译请求的页并在服务器上存储这些页。 ASP.NET 特定的性能 计数器。 利用 ASP.NET，您可以创建高性能的 Web 应用程序，使它们符合应用程序同时处理大量请求时的要求。 1.2.2 数据库技术简介 一个成功的信息管理系统，是建立在许多条件之上的，而数据库是其中一个非常重要的条件和关键技术。 信息管理系统所涉及的数据库设计分五个步骤：数据库需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计与加载测试。 （ 1） 数据库需求分析的任务是将业务管理单证流化为数据流，划

13、分主题之间的边界，绘制出 DFD 图，并完成相应的数据字典。 （ 2） 概念设计的任务是从 DFD 出发，绘制出本主题 的实体关系图，并列出各个实体与关系的纲要表。 （ 3） 逻辑设计的任务是从 E-R 图与对应的纲要表出发，确定各个实体及关系的表名属性。 （ 4） 物理设计的任务是确定所有属性的类型、宽度与取值范围，设计出基本表的主键，将所有的表名与字段名英文化（现在很多软件能支持中文字段，如MS SQL Server，我就是用的中文字段名），实现物理建库，完成数据库物理设计字典。 （ 5） 加载测试工作贯穿于程序测试工作的全过程，整个录入、修改、查询、处理工作均可视为对数据库的加载测试工作

14、。 要设计出一个好的信息管理系 统数据库，除满足系统所要求的功能外，还必须遵守下列原则： 基本表的个数越少越好。 主键的个数越少越好。键是表间连接的工具，主键越少，表间的连接就越简单。 字段的个数越少越好。 所有基本表的设计均应尽量符合第三范式。 数据库的设计中，如何处理多对多的关系和如何设计主键，是两个有着较大难度、需要重点考虑的问题。下面我们着重从 SQL 应用、数据库设计范式和查询优化等方面来分析本课题的系统关键技术和实现难点并加以解决。 1.2.3 C#简介 C#是一种现代的面向对象语言。它使程序员快速便捷地创建基于Microsoft .NET 平台的解决方案。这种框架使 C#组件可以

15、方便地转化为 XML 网络服务，从而使任何平台的应用程序都可以通过 Internet 调用它。 C#增强了开发者的效率，同时也致力于消除编程中可能导致严重结果的错误。 C#使 C/C+程序员可以快速进行网络开发，同时也保持了开发者所需要的强大性和灵活性。 C# (C sharp) 是微软对这一问题的解决方案。 C#是一种最新的、面向对象的编程语言。它使得程序员可以快速地编写各种基于 Microsoft .NET 平台的应用程序， Microsoft .NET 提供了一系列的工具和服务来最大程度地开发利用计算与通讯领域。 使用 C#语言结构，组件可以方便转化为 XML 网络服务，从而使它们可以由

16、任何语言在任何操作系统上通过 Internet 进行调用。 效率与安全性 :用更少的代码做更多的事，同时也不易出错。 商业过程和软件实现的更好对应 企业的商业计划要付诸现实，必须在抽象的商业过程和实际的软件实现之间建立紧密地对应。 C#语言允许类型定义的，扩展的元数据。这些元数据可以应用于任何对象。项目构建者可以定义领域特有的属性并把他们应用于任何语言元素 -类，接口等等。 第 2 章 系统 需求 分析 软件需求分析的基本任务是准确的回答“系统必须做什么”通过软件需求分析才能把软件功能的性能的总体设计概念描述为具体的软件需求规格说明，从而奠定软件开发的基础。本章主要对系统的功能、性能、属性等进

17、行分析做了具体分析，以及对系统开发环境以及所用到的开发语言和开发数据库的选择都进行了详细的分析。 2.1 系统功能需求 近几年来高校管理变革的逐步推进，实验室管理系统的建设的进一步规范化、复杂化， 高校实验室管理工作也变得更加繁重和复杂。 传统实验教学的组织模式和教学方式明显存 在许多缺陷，这就使得我们不得不研究更好的高校实验室管理系统 。 开放式实验室管理信息系统的主要作用，就是通过中心数据库的综合管理功能，利用网络交互技术和实验设备自动管理技术，实现对实验室的自动化管理并方便学生和老师对实验设备的有效利用 。 教学管理系统流程见图 2-1。 图 2-1 教学管理系统 该开放实验室管理信息系

18、统共分五大模块。分别为：实验室管理、实验室人员管理、实验设备管理、实验项目管理和实验预约。 我主要负责 实验项目管理和实验预约 两个模块的实现。 （ 1）实验项目数据管理：包括实验课程的基本信息的按条 件增加，删除，修改。 实现对实验课程的具体安排和空闲实验的公告。能反应学生选完试验后的安排情况，包括实验的课程编码，课程名称，选课同学的年级，专业，选课的教室，最多能容纳人数和每组的最多人数，还有所选实验的学时和学分，实验地点等等。 （ 2）实验预约管理：功能主要有查看公告信息（即时公告）、系统用户登录（系统登录）、公告信息更新（公告更新）、开放实验项目（开放设置）、学生预约实验（预约实验）、学

19、生查询预约实验（预约查询）。 2.2 系统性能需求 为了保证系统能够长期、安全、稳定、可靠、高效地运行，该系统应该满足 以下性能需求： 、 统处理的准确性与及时性 系统处理的准确性与及时性是系统的必不可少的性能。如查询相关信息时必须查全率，所有相关的包括查询关键字记录都必须查到。在系统的设计和开发过程中，要充分考虑到系统当前和将来可能承受的工作量，对所有的数据要进行及时的更新。 、 系统的实用性和易维护性 本系统是直接面向全院的教师，每个教师每天都有相当多的工作要处理，这就需要系统能够提供简单易用的人机交互界面，可以尽可能的提高工作效率，同时也可以对出现的问题教师可 以自己解决，不需要延误工作

20、的进展。 、 系统的标准性 系统设计、开发、使用过程中，要涉及到很多计算机硬件、软件。所有的这些都要符合主流的国际、国家和行业标准。 、 系统的开放性和可扩充性。 系统在开发过程中，应该考虑到以后的可扩充性。随着信息的不断增加，功能不断强大，用户所要求要实现的功能不断增多等等，那么系统要提供足够的手段进行功能的调整和扩充。 2.3 系统属性需求 、 正确性：要求设计的系 统达到预期目标，运行基本不存在错误。 、 可靠性：在正常条件下，不出现故障。 、 效率：对于浏览、查询、添加、删除等一些操作，要求及时响应，在 1-2s内。 、 完整性：要求在发生意外（如停电）是数据不会丢失。保证数据的完整性

21、。 、 可维护性：要求系统运行出错时，能够快速、准确地对其定位、诊断、和修改、恢复。 、 安全保密性：凡是要使用本系统必须得到管理员的许可 并给定用户名密码，并通过验证才可进入本系统。 、 可理解性：要满足不同文化层次的用户，对系统提供的各种菜单、按钮、其功能一目了然，易于理解。 2.4 系统硬件环境 处理器 Intel Pentium 及以上 内存 256MB 及以上 硬盘空间 40G 及以上 光驱 40X 及以上 显卡 16M 及以上显示加速卡 显示器 SRGB 显示器或以上 第 3 章 系统 概要 设计 系统设计的目的是使所 设计的系统的功能能够顺利的实现，并且恰如其分的满足用户的需求。

22、 一般对于系统设计都使用“分而治之”的方法，分而治之是指把一个复杂的问题分解成若干个简单的问题，然后逐个解决。这种朴素的思想来源于人们的生活与工作经验，完全适合于技术领域。 依据“分而治之”的思想，系统设计过程可以划分为两个阶段：高层设计阶段和详细设计阶段。高层设计阶段的重点是体系结 构设计。详细设计阶段的重点是用户界面设计、数据库设计、模块设计 等。 见 图 3-1。 图 3-1 系统开发流程 体系结构是软件系统的基本和主体的形态，也就是软件系统中“最本质”的东西，一个软件系统的体系结构设计的好不好，可以用“合适性、结构稳定性、可扩展性、可复用性”这些特征来评估，评估体系结构好不好的第一个指

23、标就是“合适性”，即体系结构是否适合于软件的“功能性需求”和“非功能性需求”。 体系结构是系统设计的第一要素，详细设计阶段的工作如用户界面设计、数据库设计、模块设计、数据结构与算法设计，等等，都是在体系结构确定之后开展的，而编程和测试则是更后面的工作。如果体系结构经常变动，那么建筑在体系结构之上的用户界面、数 据库、模块、数据结构等也跟着经常变动，用“树倒猢狲散”来比喻很恰当，这将导致项目发生混乱。所以体系结构一旦设计完成，应当在一定的时间内保持稳定不变，只有这样才能使后续工作顺利开展。 体系结构设计之源来自于需求，一个好的设计师应当能够分析需求文档，判断哪些需求是稳定不变的，哪些需求是可能变动的。于是根据那些稳定不变的需求设计体系结构，而根据那些可变的需求设计软件的“可扩展性”。从字面上看，稳定性和扩展性似乎有点矛盾，两者之间存在辩证的关系：如果系统不可扩展的话，那么就没有发展前途，所以不能只关心稳定性而忽视可 扩展性；而软件系统“可扩展”的前提条件是“保持结构稳定”，否则软件难以按计划开发出来，稳定性是系统持续发展的基础。