1、本科毕业论文（20 届）基于 JSP 的实验室资源管理系统的设计与实现Design and Implementation of Laboratory Resource Management System Based on JSP所在学院专业班级 计算机科学与技术学生姓名指导教师完成日期摘 要实验室管理是现在高校十分重视的一个环节，也是一项耗时长，工作量大的工作。随着高校招生规模的不断扩大、实验室规模的不断扩大、实验室资源日渐增多，实验室的管理工作变得越来越繁杂，传统的手工管理方式已经满足不了当前实验室建设的需求。计算机技术和网络技术的飞速发展让各种实验室资源管理系统相继出现，改善了很多高校实验
2、室管理的现状。实验室资源管理系统实现了实验室的信息管理化，极大的提高了学校的管理水平。本论文针对当前实验室资源管理系统的研究背景，进行了详细的分析，又详细描述了国内外研究现状，掌握其发展历史和发展方向。在初步了解的基础上，结合本课题的要求，对本系统进行了全面的需求分析，简单介绍了下系统开发需要用到的工具和关键技术。根据需求分析，结合具体的功能和系统角色，作出系统的总体设计。在总体设计的基础上，借助当前最流行的工具和模型对本系统进行了数据库设计和系统实现。最终较为完整的实现了人员管理、实验管理、课程管理、基础设置管理、设备管理、在线交流信息管理等功能。本系统采用 UML 建模语言和 Visio
3、建模工具建立系统功能图、活动图，采用了JSP 技术和 B/S 体系结构。系统在 SQL Server 平台上设计系统的数据库结构，采用MyEclipse 工具进行开发。经过系统测试，系统能稳定高效运行，满足系统需求分析。关键词：JSP；B/S 体系结构；实验室资源管理；信息管理系统ABSTRACTLaboratory management is a very important part of college now, but also a time-consuming and workload work. With the continuous expansion of colleges r
4、ecruiting students scale、 the expanding the laboratory scale and the increasing number of laboratory resources, laboratory management work becomes more complex, the traditional manual management has failed to meet the current needs of the laboratory building. The rapid development of computer techno
5、logy and network technology makes all kinds of laboratory resources management system appeared，which improve the current situation of a lot of colleges laboratory management.In view of the background of the current laboratory resources management system research, this paper carry out a detailed anal
6、ysis, and describes the research status at home and abroad in detail, to master its developing history and the development direction. On the basis of the preliminary understanding, combined with the requirements of this subject, this system has carried out the comprehensive requirement analysis and
7、introduced the tools and key technology that system development needs to use. According to the demand analysis, combining with specific functions and system roles, this paper make the system overall design, and carried out the system database design and the system implementation with the aid of the
8、most popular tools and model. Finally the paper complete the implementation of the personnel management, experiment management, course management, infrastructure management, equipment management, online information management, etc. The whole system is basically meet the requirements, which the syste
9、m is simple and easy to use, the information inquiry is convenient, the functions are complete, and the scalability of the system is good. The system adopts the UML modeling language and Visio modeling tools to build system function diagram, activity diagram, which also using the JSP technology and
10、the B / S architecture. The system design database structure of the system on the SQL Server platform, and use MyEclipse tools for development. After the system test, the system can run stably and efficiently, which meet the system requirement analysis.Key words: JSP; B/S Architecture; Laboratory Re
11、source Management; Information Management System目 录第 1 章 绪论 .11.1 选题背景及意义 .11.1.1 课题研究背景 .11.1.2 课题研究的目的和意义 .21.2 实验室资源管理系统发展历史和国内外研究现状 .31.2.1 实验室资源管理系统发展历史 .31.2.2 国外实验室资源管理的研究现状 .31.2.3 国内实验室资源管理的研究现状 .41.3 论文内容和作者的主要工作 .51.3.1 论文内容 .51.3.2 作者的主要工作 .51.4 论文的组织结构 .5第 2 章 系统需求分析 .72.1 系统开发工具和关键技术简介
12、 .72.1.1 MyEclipse 简介 .72.1.2 SQL SERVER 2008 简介 .72.1.3 JSP 技术简介 .82.1.4 JDBC 技术简介 .82.1.5 B/S 结构概述 .92.2 系统需求分析 .102.2.1 系统可行性分析 .102.2.2 系统业总体业务描述 .102.2.2 系统功能需求 .122.2.4 系统用例分析 .142.3 本章小结 .16第 3 章 系统的总体设计 .173.1 总体设计 .173.1.1 系统设计思想 .173.1.2 系统功能模块划分 .183.1.3 主要模块功能设计说明 .183.3 数据库设计 .213.3.1 数
13、据库需求分析 .213.3.2 数据库概念设计 .223.3.3 数据库逻辑设计 .243.4 本章小结 .26第 4 章 系统实现与测试 .274.1 系统实现和运行环境 .274.2 建立数据库连接 .274.3 系统组件编写 .284.4 系统前台的实现 .304.5 系统后台的实现 .324.6 系统测试 .344.6.1 测试环境 .344.6.2 实例测试 .344.6.3 测试总结 .354.7 本章小结 .36结论 .37参考文献 .38攻读学士学位期间发表的论文和取得的科研成果 .40致谢 .41第 1 章 绪论1.1 选题背景及意义1.1.1 课题研究背景JSP(JavaS
14、erver Pagers)是由 SUN 公司倡导、许多公司参与一起建立的一种新型动态网页技术标准 1。它不但拥有 Servlet 技术的有点，并且其源代码能够直接嵌入到HTML 中，使程序的开发更加快速简单。JSP 采用面对对象思想，具有强大的可伸缩性，支持多平台的运用，因此在开发信息管理系统上得到了广泛的应用。因此 JSP 技术为基于 B/S 模式下的实验室资源管理系统的开发提供了一个简捷而快速的方法。随着社会信息技术的飞速发展，各种各样的网络管理系统都逐步发展起来并日渐得到完善。教育界也在追求通过信息管理系统达到学术资源的共享和交流，基于此，各大高校的校园管理网站都得到了应用，网络选课系统
15、、网络教学系统等都得到了很好的使用效果。而随着实验教学越来越得到高等院校的重视，随着高校招生规模的不断扩大，实验室硬件基础设施的建设也达到了一个新的高潮，学校通过国家计划、银行贷款等方式不断增设实验室设备。面对越来越多的实验室资源，越来越多的学生及其实验资源分配和课程安排，利用实验室资源管理系统才能更好的提高管理效率，为学生提供更多更好的实践机会和实践环境。在传统的管理模式下，实验室仪器设备和资金的管理往往比较繁杂和混乱，无法使管理者精确掌握现有资金、设备的状况，极大地影响了实验室资源与教学的有效管理和计划。由于管理者和学生间缺乏交流，导致教学计划安排受阻，仪器设备的使用效率也大大降低，学生的
16、实验综合素质的提高速度也受到影响。使用实验资源管理系统能让学生自由合理的安排实验时间。通过上网，学生能自由预约实验课，管理者能清晰一目了然的查询到所有的实验课程安排和实验资源分配，并快捷有效的进行一定的调整。随着国内各大高校对教育质量的要求越来越高，实验教学也得到越来越多的重视和投资，这种形式对实验室的教学规模、效果、资源、形式的合理利用都提出了更大的挑战，如何对实验室进行高效、科学的管理显得十分重要，为此，必须要引进更科学、规范、现代化的实验室资源管理系统。1.1.2 课题研究的目的和意义实验室的日常工作往往涉及到每个实验的教学部、学生、教师等，是一项工作量巨大、耗时长的工作。这些规模庞大、
17、事务繁忙的实验室工作，再以传统的手工操作模式来管理已经显得力不从心，效率低下，这使我们就迫切的需要计算机的辅助管理，简化管理员的相关工作。设计与实现这样一套现代化的实验室资源管理系统，主要有以下目的和意义：（1）实验室资源管理系统有助于降低实验室管理人员的工作量，可以让实验室管理人员从繁琐的手工操作的管理工作中解放出来。以往以各类纸质材料保存的各种实验资源信息往往容易破损和丢失，不利于数据统计和今后的利用，通过网络管理系统也能很好的解决。（2）实验室资源管理系统能有效帮助规划实验室资源的分配和利用，提高实验设备的利用效率。（3）实验室资源管理系统有助于为实验教学提供一个高效的信息交流平台。通过
18、互联网，师生之间跨越时间、空间的限制进行交流，更好的处理实验教学安排，更好的提高实验教学效果。（4）实验室资源管理系统也更好的为实验评估提供了一个平台，每个老师都能通过该系统每场实验教学的学生表现进行评估，学生也能及时查询了解自己的实验评估结果。了去了以往那些繁琐的信息传递过程，改进了落后的信息传播方式。（5）实验室资源管理系统使实验室教学工作更规范化、标准化。在统一的这样一个管理系统下，实验教学所涉及的各数据：专业、学生、课程名、实验室等等，所有的数据都是同一个称呼，所有的信息都清晰了然。（6）实验室资源管理系统能推动高校整体教学水平的提高，促进实验教学的宣传和推广，提高学生的综合素质，提升
19、学生的实践、创新能力。实验室管理系统在高校已经应用多年，并且还在不断完善。本课题研究制定一种科学合理的管理方法，是一套更为全面的、符合当前环境下高校最新需求的实验室资源管理系统，对提高实验室的管理水平、教学质量，对提高管理人员的宏观决策有着非常重大的现实意义。1.2 实验室资源管理系统发展历史和国内外研究现状1.2.1 实验室资源管理系统发展历史早在 1970 年 Walert.T Keunvena 定义了管理信息一词为： “以口头或书面的形式，在合适的时间向经理、职员以及外界人员提供过去的、现在的、预测未来的有关企业内部及其环境的信息，以帮助他们进行决策” 2。到 1985 年才出现了一个管
20、理信息系统的一个较为完整的定义：“它是一个利用计算机硬件和软件，手工操作、分析、计划、控制和决策的模型，以及数据库的用户机器系统。它能提供信息支持企业或组织的运行、管理和决策功能” 3。我们称用系统思维的方法加上现代计算机和现代通信技术的辅助，能够为管理者提供信息服务的人机系统为管理信息系统 4。而实验室信息管理系统（Laboratory Information Management System，缩写为 LIMS）指的是采用现代技术，通过计算机对实验室的各种信息进行管理的一种系统 5。完整的 LIMS 应该包含了设备管理、数据管理、事务管理、网络管理和资源管理等众多的管理模块，成为一个整体。
21、如同其他技术一样，LIMS 字产生以来，也经历了一个从低到高的发展过程，随着计算机软件硬件和网络技术等的不断发展，LIMS 也在不断的更新换代。总体来说，LIMS 大致经历了以下几代：（1）终端/主机结构：这是一种传统手工管理的计算机模拟，整个系统的全部操作都是由大型主机来完成的，终端只是一种输出设备，用来显示运行的结果，它的数据处理能力很小，开发难度大，系统维护成本也很高。（2）客户机/服务器结构：系统被分为客户机和服务器两部分，服务器后台运行控制数据库的操作和外部设备等，而客户机在前台交互，进行数据库处理，报告请求等。该系统的大部分处理是在客户端执行的，所以当用户很多的时候，安装维护就会受
22、阻，整个系统的拓展性也很差。（3）浏览器/服务器结构：这是现在被广泛使用的一种结构模式，用户只需要在客户端用浏览器进行交互操作、报告请求等，其处理都是在服务器上运行。由于采用统一的浏览器，使得用户操作简单，系统易于维护，拓展性很好。这种结构的 LIMS 是随着网络浏览器的高速发展而产生的，凝结了当前最新的信息技术结构，代表了当前的发展方向 6。1.2.2 国外实验室资源管理的研究现状最早在 20 世纪 60 年代末，国外的 LIMS 技术就已经出现了，跟随着计算机技术的迅速发展，LIMS 也取得了长足的进步。如今的 LIMS 已经从强调对数据库的存储查询等管理转为更加强调对实验室整体的一个管理
23、实现，新一代的实验室管理系统将更为全面的提升实验室专业水准、提高实验室工作效率，使实验室的管理水平紧跟时代的步伐 7。近年国外先进的信息处理技术和计算机技术的应用也让 LIMS 迅速的发展起来。就全球范围的使用情况来看，欧美等发达国家的实验室早已全面应用了 LIMS，专门开发经营 LIMS 的外企也有几十家，他们开发的系统在国外的上万家实验室得到应用。举世闻名的杜邦化学、可口可乐公司、通用电气、美孚石油等公司都采用了LIMS，并依此取得了十分客观的收益 8。诸如 Accelerated Technology Laboratories 公司的 Neo Mate LIMS、Labware 公司的L
24、abwareLIMS、AAC Infotray AG 公司的 LABbase 以及英国实验室系统公司的 Nautilus LIMS 和 Sample Manager LIMS 等都是国外目前相当著名的实验室管理系统 9。它们都是些功能齐全，发展成熟产品，能充分满足各种实验室的不同需求，将实验室研究人员从效率低下的手工重复劳动中解放出来，提高对实验室资源的利用率。除了各大研究性实验室之外，国外的高校尤其是教育水平较高的著名高校，也都基本都应用了 LIMS，让他们学校的实验教学和管理工作得到了极大地发展。早在 20世纪 90 年代，欧美发达国家的顶级高校就成功实现了数字化校园的建设，也包括了实验室
25、管理。经过这么多年的不断改善，国外的实验室管理已经进入稳定运行阶段。1.2.3 国内实验室资源管理的研究现状20 世纪 90 年代我国才刚开始应用实验室管理系统，1998 年 LIMS 网络系统由石油化工科学研究院首次开发成功，比国外晚了十多年。到了 21 世纪，中国实验室信息管理系统学术研讨会与展示会陆续开展，自 2002 年开始每两年一届，对 LIMS 在国内的推广和发展起到了积极的作用 10。经济全球化带动了科技全球化，国外先进的管理理念慢慢传入中国，LIMS 也得到迅速地认知和推广，各种 LIMS 产品被传入国内，各高校也不惜重金积极研究发展适合自己的 LIMS。由于我国高校和国外高校还存在不小的差异，所以我们也不能盲目模仿国外的那些成功案例，我们必须在借鉴的基础上自主研发、创新，不断对我们的 LIMS 产品进行更新换代，这样才能不断提高我们实验
