（计算机科学与技术专业论文）机器资源管理系统的设计与实现.pdf

飞一r 学位论文版权使用授权书 删，j i l | l l rllir ll删ll y 17 812 3 3 。 本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特 授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。 同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 靴敝储獬：鸹删 签字日期：办i o 年石月，日 聊虢沥嘶 签字f 1 期：c 岛f 。年易月f1 日 一 中图分类号：t p 3 9 3 0 9 u d c ：0 0 4 9 学校代码：1 0 0 0 4 密级：公开 北京交通大学 硕士学位论文 机器资源管理系统的设计与实现 d e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no fm a c h i n er e s o u r c em a n a g e m e n t s y s t e m 作者姓名：陶佰明学号：0 8 1 2 0 4 9 5 导师姓名：冯凤娟职称：高级工程师 学位类别：工科学位级别：硕士 学科专业：计算机科学与技术研究方向：数据库研究与应用 北京交通大学 2 0 1 0 年6 月 卜l r 致谢 本论文的工作是在我的导师冯凤娟导师的悉心指导下完成的，冯老师严谨的 治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢两年来冯老 师对我的关心和指导。 ， 本次毕业设计是在实习过程中的实际项目，公司并未提供太多的技术指导， 在设计实现上曾一度出现迷茫和无助。在此，我要衷心感谢冯凤娟导师在我的设 计实现过程中给予我的巨大帮助，为我提供设计思路，解决困难，并及时纠j 下错 误，帮助我把握正确的设计方向，使我能够及时、顺利地完成本系统。 在论文的撰写过程中，冯老师对我的论文予以多次的修改补充，指导我如何 写出一篇出色的毕业论文，冯老师的孜孜不倦和谆谆教导深深的感染了我，使我 能够不断的修改论文，同时自己也能不断进步。 冯风娟导师对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷 心的感谢。 _ 7 中文摘要 摘要： 当前流行的企业资源管理系统中，e r p ( e n t e r p r i s er e s o u r c ep l a n ) 已经成为企业 先进管理思想的体现，但是成功引进e r p 软件受诸多因素的影响，其中软件设计 起决定性的作用。本论文设计以学习研究e r p 软件设计思想为主，旨在通过对资 源管理方面的实例系统进行研究分析，提出更合理的软件解决方案，从软件角度 降低e r pj x l 险，降低软件维护、升级费用，从而使企业获得最大收益。 论文以机器资源管理系统为实例，首先从系统需求分析入手，将系统分为四 大功能模块，分别为基本信息维护功能、主机分配功能、预测功能和报表功能， 其中基本信息维护功能分为角色控制、项目维护、机器维护三个子功能；在完成 功能需求的同时，要求系统满足非功能性需求，如系统性能、安全性、可靠性、 易用性等要求。 在功能的实现过程中，对分配功能和预测功能辅以算法实现。分配算法，首 先通过银行家算法，获取所有可分配的安全序列，然后通过短作业优先与项目等 级相结合，计算最优安全序列，并按此序列分配资源；预测算法以狄色预测理论 为基础，建立g m ( 1 ，1 ) 模型，通过对历史数据分析处理，求得数据序列的拟合值， 根据拟合值计算预测数据，并辅以差值分析校验，保证预测的精准性。 系统实现上采用b s 方式，以m v c 模式为基础搭建系统框架，加强框架类的 设计，减小程序间的耦合性以及避免代码重用；使用j a v a s c r i p t 描述界面信息，增 强界面友好性和易用性，并用a j a x 技术实现界面与后台的异步处理，保证系统的 性能需求；后台选用d b 2 数据库，以执行存储过程和s q l 脚本为主，增强系统数 据的安全性和可移植性。 关键词：e r p ；资源管理；银行家算法；灰色预测理论；g m ( 1 ，1 ) 模型 k e y w o r d s ：e r p ：r e s o u r c em a n a g e m e n t ：b a n k e r sa l g o r i t h m ：g r e yp r e d i c t i o n ： g m ( 1 ，1 ) m o d e l p l ， -il-， 气， a b s t r a c t a b s 。l 。i t a c i ： e r p ( e n t e r p r i s er e s o u r c ep l a n ) ，w h i c hi s av e r yp o p u l a rs y s t e mo nm a n a g i n g c o m p a n yr e s o u r c e ，i sg r o w i n gt ob ea na d v a n c e di d e o l o g yo nc o m p a n ym a n a g e m e n t f i e l d h o w e v e r , t h e r ea r el o t so fa d v e r s ef a c t o r sw h i c hw o u l dl e a daf a i l u r eo ni m p o r t i n g e r ps o t t w a r e o n eo ft h ec r i t i c a l i t yf a c t o r si st h ed e s i g no fs o f t w a r ei t s e l f i nt h i s d o c u m e n t ，w ef o c u s eo nd e s i g n i n gas c i e n t i f i cs o l u t i o nt oi m p r o v et h er o b u s t n e s so f t h e s o f t w a r et h r o u g hs t u d y i n gt h ei d e ao fe r pd e v e l o p m e n t t h u s ，w ec a nr e d u c et h er i s k o f b r i n gi na ne r p s o f t w a r e ，l o w e rt h ec o s to f s o f t w a r em a i n t e n a n c ea n du p g r a d e i nt h ed o c u m e n t ，w et a k em a c h i n er e s o u r c em a n a g e m e n ts y s t e ma sa ni n s t a n c e f i r s t ，w es t a r tw i t ha n a l y z i n gt h er e q u i r e m e n t so fs y s t e m ，a n dd i s p a r ti ti n t of o u rm a j o r f u n c t i o n s ：b a s i ci n f o r m a t i o nm a i n t e n a n c e ，h o s ta s s i g n m e n t ，f o r e c a s tf u n c t i o na n dr e p o r t f u n c t i o n i n s i d et h eb a s i ci n f o r m a t i o nm a i n t e n a n c ef u n c t i o n ，w e h a v et h r e e s u b f u n c t i o n s ：r o l ec o n t r o lf u n c t i o n ，p r o j e c tm a i n t e n a n c e ，m a c h i n em a i n t e n a n c e a l s o b e s i d et h ef u n c t i o nr e q u i r e m e n t s ，t h e r ei sn o n f u n c t i o n sn e e dt ob es a t i s f i e d ，l i k es y s t e m p e r f o r m a n c er e q u i r e m e n t ，s e c u r i t yr e q u i r e m e n t ，u s a b i l i t yr e q u i r e m e n ta n d s oo n w h i l ea c h i e v i n go ft h ef u n c t i o n s ，w ea p p e n da r i t h m e t i c e so nh o s ta s s i g n m e n t f u n c t i o na n df o r e c a s tf u n c t i o n i na s s i g n m e n tf u n c t i o n ，f i r s tw eu s et h eb a n k e r s a l g o r i t h mt oc a l c u l a t et h es a f es e c q u e n c e ，a n dt h e nc o m b i n et h ep r o j e c tl e v e la n d p e o j e c tl e n g t ht og e n e r a t ean e wp r o j e c tp r i o r i t y , u s i n gw h i c hw ec a ng e tt h eo p t i m a l s e c q u e n c ef r o ms a f es e c q u e n c e ，a n dt h e na s s i g nh o s t sb yt h eo p t i m a ls e c q u e n c e i n f o r e c a s ta r i t h m e t i c e ，w et a k eg r e yp r e d i c t i o na sb a s i ct h e o r y , a n db u i l tg m ( 1 ，1 ) m o d e l t oa n a l y z et h eh i s t o r yd a t a b yc a l c u l a t i n gt h ef i t t e dv a l u eo fd a t as e c q u e n c e s ，w e f o r e c a s tt h ed a t ao ff u t u r e a l s o ，w ea p p l yd i f f e r e n t i a la n a l y s i sf u n c t i o nt om a k es u r et h e f o r e c a s td a t aa c c u r a t e w eu s eb st oi m p l e m e n tt h ew h o l es y s t e m ，u s i n gm v cp a t t e nt oc o n s t r u c tt h e f r a m eo fs y s t e m a n db ye n h a n c i n gt h ef r a m ec l a s s e s ，w er e d u c et h ec o u p l i n go fc o d e s a n da v o i dc o d er e u s e u s i n gj a v a s c r i p tt od e s c r i b ei n t e r f a c e s ，a n da j a xt e c h n i q u et o h a n d l ea s y n c h r o n o u sd a t at r a n s m i s s i o n ，w h i c hm a k e sg o o ds y s t e mp e r f o r m a n c e i nd a t a l a y e r , w eu s es t o r ep r o c e d u r ea n ds q ls c r i p t sa sm a i nm e t h o d s t oh a n d l ed a t ap r o b l e m k e y w o r d s ：e r p ；r e s o u r c em a n a g e m e n t ；b a n k e r sa l g o r i t h m ；g r e yp r e d i c t i o n ； g m ( 1 ，1 ) m o d e l 厶l 一 趣 一 一 1 - r j 厶 0 目录 中文摘要。v a b s t r a c t 一v i i 第一章绪论l 1 1 机器资源管理系统概述l 1 1 1 系统简述1 1 1 2 系统背景1 1 2 机器资源管理系统的理论背景2 1 2 1 系统理论介绍。2 1 2 2e r p 系统介绍3 1 3 论文组织结构5 1 4 本章小结6 第二章机器资源管理系统的需求分析7 2 1 系统总体需求分析7 2 1 1 系统实现目标7 2 1 2 系统需求设计一8 2 2 系统功能需求8 2 2 1 基本信息维护功能9 2 2 2 主机分配功能1 1 2 2 3 预测功能1 2 2 2 4 报表功能1 3 2 3 非功能性需求一13 2 4 实现平台与技术框架介绍1 4 2 4 1 实现平台介绍1 4 2 4 2 系统框架技术介绍15 2 5 本章小结1 6 第三章机器资源管理系统的算法设计1 7 3 1 分配算法1 7 3 1 1 分配策略1 7 3 1 2 算法解释1 7 3 1 3 算法实现举例2 0 3 2 预测算法2 2 r l - 厂 3 2 1 灰色预测理论介绍2 2 3 2 2 灰色建模实现2 3 3 2 3 系统建模2 5 3 3 本章小结2 7 第四章机器资源管理系统的设计与实现2 9 4 1 数据库设计2 9 4 1 1 实体类型设计2 9 4 1 2 主要数据字典2 9 4 2 系统实现2 9 4 2 1 总体设计实现3 3 4 2 2 基本信息维护功能实现3 6 4 2 3 主机分配功能实现4 8 4 2 4 预测功能实现5 4 4 2 5 报表功能实现5 7 4 3 本章小结5 9 第五章总结与展望6 1 参考文献6 3 冷 一 乒 1 _ 第一章绪论 1 1 机器资源管理系统概述 1 1 1 系统简述 机器资源管理系统是对企业机器资源进行维护管理的软件系统。机器资源是 企业资源的一种，其内容为i t 资源，包括p c 机、服务器、路由器等，在众多企 业中，r r 设备已经成为企业正常运转不可缺少的工具，因此合理的使用i t 设备， 使其发挥最大作用，是企业管理者要解决的一个重要问题。 机器资源管理系统是针对上述问题的研究实现，通过对设备的维护、分配、 使用预测，合理地规划i t 设备在企业中的使用，保证了企业的j 下常运转，同时提 高设备的使用率。其功能不仅是对整体资源的集中管理，同时还是管理者在企业 决策上的主要依据。 1 1 2 系统背景 随着企业部门规模的壮大，部门内部机器数量不断增多，面对庞大的资源数 量，按照传统的分配方法将产生繁重的作业量，同时，由于各项目组不能及时释 放已占用资源，导致资源流通速度慢，使用效率低，甚至导致新项目无资源可用。 传统的分配工具存在的弊端： ( 一) 分配方法落后易错 传统的分配方法主要通过手工分配，利用e x c e l 来记录机器资源的占用情况， 由于机器型号增多、数量增大，使用e x c e l 不能够直观的体现机器的使用情况，同 时手工分配容易产生遗漏、错误信息，比如，由于操作失误，导致某台机器的使 用情况记录为已被占用，而实际上并未被使用，经过长时间难以发现，使得此机 器长时间闲置，从而导致资源的浪费。 ( - - ) 分配策略简单 原有的分配策略极其简单，主要是通过人员之间的沟通，项目组提出设备需 求，则i t 人员即时的分配资源，导致没有宏观的算法来把握分配尺度。随意的分 配资源，使得对未来资源的稀缺情况把握不足，将导致资源短缺情况的发生。 p卜 ( 三) 资源使用吞吐率低 由于部门项目对机器资源的需求量非常大，导致资源短缺的情况时有发生， 同时，各项目的周期难以准确映射到机器使用记录表中，使得项目周期与机器使 用周期出现差值，导致机器在未被使用情况下，由项目组长期占用，而新项目启 动又缺少机器可以使用，资源的使用吞吐量低，从而产生资源浪费。 ( 四) 设备管理与实际占用情况不符 由于缺少统一明确的管理，当项目组出现缺少某型号机器时，经常在项目组 之间私下借、换自己所占有的机器，而并无明确记录，导致数据极难追溯，使得 责任分不清，出现机器故障或设备维修、报废时，操作困难。 ( 五) 设备使用不当 传统分配方法中，机器占有情况及其混乱，导致很多可用机器存在被私自更 换硬件配置、更换位置的情况，而且由于难以追溯，设备硬件配置不精确，经常 需要进入系统或拆机才能确定配置，浪费大量时间。 ( 六) 宏观统计模糊不清 使用传统分配方式，更大的弊端是不能及时得到资源分配的统计情况，如某 项目组所占资源的比例，某项目组对资源消耗应支付的报酬，以及机器损坏、维 修等支出的统计。有些统计信息甚至无法得到，这就导致在宏观统计上难以把握， 从而使得管理层在资源引进方面难以预测，难以决策，对部门效益有极大影响。 总之，没有先进的管理手段和合理的分配方式，将直接影响部门项目的进展 情况，导致部门利益降低，因此，迫切需要先进的管理手段，配合科学、合理的 分配方法来提高机器的使用效率，提高部门的收益。 1 2 机器资源管理系统的理论背景 1 2 1 系统理论介绍 机器资源管理系统是针对企业i t 资源的管理，是e r p 系统的一种，具备e r p 系统的一切特点，能够以供应链的思想为指导，将集成性、系统性、协调性集于 一身；而且，它具备了e r p 系统风险性特征和收益性特征，合理的规避风险， 扩大收益，也是本系统的主要目的【引。 同时，本系统又与传统的e r p 系统不同。传统的e r p 系统是以顺序执行为主， 如生产管理，是将原始材料按照工艺路线顺序进行加工制作，最后生成成品以及 其他连带产品【3 】；而本系统则是针对可重复使用资源的管理，通过循环使用，合理 2 1 j 分配，及时收回，达到资源的合理化分配【4 1 。 因此，机器资源管理系统是新的e r p 系统，是以e r p 思想为指导，实际情况 为基础而设计的循环资源管理系统。 1 2 2e r p 系统介绍 e r p 全称是e n t e r p r i s er e s o u r c ep l a n n i n g ，中文名称是“企业资源计划”。当前， e r p 是企业管理中广为流行的一种信息管理系统，e r p 在解决企业存在的供销存、 财务、计划、质量、制造等核心业务问题时，能够起到良好的作用，并为公司产 出效益【5 j 。自我国提出通过以信息化来推动工业化进步的发展方向以来，e r p 软件 以应用软件代表的身份，成为了促进企业信息化的强力助手。e r p 本身虽然只是 一个软件，但究其根本是一种先进的管理思想，是在先进的信息技术平台基础上， 构架企业业务流程的一种科学系统【6 】。 ( - - ) e r p 的核心理念 e r p 的核心理念是供应链管理。供应链是一种新型的管理理念，它更加突出 了在供应商，制造商，分销商，用户之问形成合作竞争模式。它的基本特性有三 个：集成性、系统性、协调性【7 1 。 供应链管理的第一个基本特性是集成性。即以企业部门之间，企业之间为基 础的集成，包括信息流，物流，工作流，资金流等多方面的集成，实现资源优化。 与物质资源管理相区分，供应链管理更强调跳出企业边界的束缚，建立跨部门， 跨企业的联合。企业资源的优化范围从局部空间向全局扩展，加大了资源的利用 空间，通过业务外包，动态联盟等管理办法，达到社会资源的最大化利用。在信 息资源的利用上，供应链管理增强了企业之间的信息共享与同步响应，即实现了 信息资源的共享性集成，消除信息孤岛【8 j 。 供应链的第二个基本特性是系统性。管理系统化更加强调企业的各部门以及 各合作伙伴的经营活动，都应以供应链整体的角度为出发点，进行规划和控制， 只有全局的优化才能使企业获得最优的产出效果，因此，供应链管理更能够达到 双赢的合作，而且在对供应链进行评价时，应从供应链的整体角度去宏观评价， 这与传统的企业管理信息系统( m i s ) 有明显的不同，m i s 主要是从单个部门，单 个企业的角度进行规划，缺少对在供应链上进行整体资源优化的能力，然而，e r p 则是从供应链的上游的供应商信息管理到下游的客户关系管理( c r m ) ，全部以整体 的角度去优化，从而确定了企业能够获得真正的最优化全局资源【9 】。 供应链的第三个基本特性是协调性。虽然供应链管理强调合作，但是合作的 前提是要通过协调机制作保证，如果没有协调在合作之间制衡，合作很难长期保 持，因此供应链的管理缺不了协调机制的辅助。供应链的协调从职能的角度看， 包括制造与分销之间的协调，供应与制造之间的协调，多点库存的协调；从协调 方法的角度上，包括信息协调和非信息的协调。传统的m i s 系统并不能使企业拥 有这些协调功能，因为其基础只是部门的资源管理，而e r p 系统是跨部门，跨公 司的管理，因此有能力实现部门之间、公司之间的协调功能【1 0 】。 ( 二) e r p 的风险与收益 企业家在实施e r p 时，必然期待e r p 能带来巨大的收益，对于e r p 的投入 将是一笔不小的投资，动则几十万甚至上百万，如此投入大，收益缓慢的举动， 就不得不考虑e r p 究竟能带来多大的收益】。 按照产品生命周期，可将e r p 分为四个生命周期：引入期，适应期，收益期， 更新期【1 2 】。在四个生命周期中，e r p 的投资收益可分别描绘如图1 1 ： ii l ：n 投资f 1 1 线 一 引入期适应期收益期 更新期 时间 图1 1e r p 投资收益曲线 f i g u r e l 一1i n v e s t sa n dp r o f i t sg r a p ho fe r p 图1 1 说明： 引入期的投资主要是人、物、资金的大量投入，而获得的收益则是理念的更 新，系统流程的改造； 适应期的投资主要是针对新系统，对使用者的培训与学习，此阶段主要是提 高使用者对系统认识，熟悉业务处理： 收益期对e r p 系统的投入以系统维护为主，而在利润上，则达到最大的收益， 同时提高管理水平，使企业的整体管理更上一层楼； 4 1，1， 更新期，在已有的系统上更新或升级系统，从而达到管理创新，管理水平不 断提高的目的。 对于e r p 收益的分析，也可从其应用效果上来判断。根据实际数据的分析统 计：库存减少1 5 3 5 ，生产率提高1 0 1 5 ，准确交货率达1 0 0 ，生产管理 良好率达1 0 0 ，成本降低1 2 0 。由此可见，e r p 系统对于企业提高生产率，创 造更多利润，是极其具有帮助的【1 3 】。 任何一项投资必然伴随着风险的存在，而e r p 又具有投资大，收益慢的特点， 因此企业家在对于e r p 投资的时候，就不得不考虑对投资风险的估计，正确估算 e r p 投资风险的高低，也j 下是企业家在决定实施e r p 要考虑的主要问题【l4 1 。 e r p 的风险综合起来分为三种：软件风险，实施风险，转变风险。三种风险 的具体表现为：1 ) 缺乏整体规划或规划不够合理；2 ) 项目准备不够充分；3 ) e r p 实 施过程中控制不严格，阶段成果不能达标；4 ) 业务流程的设计不合理；5 ) 系统安全 设计不够完善；6 1 意外事故或者灾难导致【1 5 】。 在实际实施过程中，如果e r p 实施成功的概率是2 0 ，则表明e r p 的实施j x l 险是非常大的。从我国企业的管理层次来看，e r p 最大的风险之一是软件问题， 而且更有可能的是软件的使用过程并非建立新的e r p 管理体系，而是沿袭传统的 管理制度【l6 | 。 此外，e r p 的投入是一个系统工程，其投入、产出于其他固定资产的投入、 产出比较，并不直观明了，需要长期的使用，才能见到回报，得到收益。这种并 非立竿见影的收益，非常需要管理者的支持，否则将直接导致e r p 系统实施的失 败。 1 3 论文组织结构 第一章绪论，包括机器资源管理系统概述与系统理论背景介绍； 第二章机器资源管理系统需求分析，通过需求分析，明确系统功能需求与非 功能需求，同时介绍系统实现所选择平台与技术框架； 第三章机器资源管理系统的算法设计，介绍在系统功能实现过程中，分配功 能和预测功能所用到的算法； 第四章机器资源管理系统的设计与实现，分别介绍数据库设计、整体架构设 计、各功能具体流程、类图设计、以及每个功能模块的最终实现成果； 第五章总结，介绍通过本次毕业设计，在技术、业务、知识等方面取得的成 果，以及对以后工作的期望。 1 4 本章小结 本章内容首先对系统的进行概括性描述，简要说明系统的中心内容，通过系 统背景介绍，阐述了旧系统的弊端； 然后从理论的角度分析，将系统定位于e r p 系统的一种，以e r p 的设计思想 来指导系统的设计，通过描述e r p 的特性来说明本系统的实际应用前景； 最后介绍本论文组织结构。 6 第二章机器资源管理系统的需求分析 2 1 系统总体需求分析 2 1 1 系统实现目标 机器资源管理系统的根本目的是为了避免因各种原因导致的资源浪费，使现 有的资源达到最大化的利用，同时，要实现对未来资源需求的预测，辅助部门对 资金预算的规划【1 7 j 。 针对传统分配方式出现的弊端，本系统采用更为合理、科学的方式，将资产 管理与业务管理相结合，明确显示各项信息，而且流程简单，易于操作。 ( 一) 设备信息明确化 所有设备信息统一由i t 管理员负责维护，任何设备的上架、报修、报废等操 作，均由i t 人员负责，同时保证系统信息与设备实际信息吻合，其他项目组人员 无权对该设备的基本信息进行操作。 好处：设备的基本信息明确化，通过一次性导入设备的基本信息，以及平时 少量的信息维护，使得设备信息集中化，防止设备被私下改变，如硬件、机器编 号等；同时，设备信息的明确性，保证了在预定设备时，可以根据设备的硬件配 置等信息选择自己所需要的设备，避免盲目选择，导致返工重选的现象。 ( 二) 分配手段简明化 通过b s 模式实现本系统，达到所有设备可视性，项目组手动预订设备，系统 根据预定情况，自动将设备分配给项目组；同时，在项目到期时，系统将自动释 放掉该项目所占用的机器，显示为未被占用状态，以供其他项目组预定。 好处：设备占用明确化，所有空闲机器及已被占用信息，包括历史信息等均 可查找；根据项目时间自动释放所占资源，增强机器使用的吞吐率，防止了项目 组人员恶意占用资源，导致资源浪费；根据项目情况自动分配资源，不需要多余 的交流沟通，直接在系统中实现资源分配，节省时间，同时增强了资源分配的公 正性。 ( 三) 分配策略合理化 通过对分配策略的设计，将短时间内的预定信息综合在一起，并通过提前预 定，为分配决策阶段预留一定时间，此预留时间内，可根据其他将预定项目的信 7 息，对资源进行分配。 好处：通过一段时间的观察，可以确定未来时间内是否有新项目介入，同时 估算新项目的介入是否会导致无设备可用，综合不同情况后，对资源进行分配， 这就保证了不会出现资源极度短缺，甚至资源死锁的情况发生。 ( 四) 统计信息明确化 庞大的信息系统包括设备基本信息、占用信息，预测信息，应对信息予以综 合处理，得到所需的统计信息。 好处：统计信息的丰富对于决策者来况是有力的凭证，只有拥有丰富的统计 信息，决策者才能根据实际情况，对设备引进、设备淘汰等信息进行果断选择， 能够更合理的规划部门预算。 2 1 2 系统需求设计 通过对系统目标的分析，对系统做需求分析，如图2 1 ： 圈囱 角色控制 功能 项目维护 功能 机器维护 功能 图2 - 1 系统斋求分析图 f i g u r e2 - 1s y s t e mr e q u i r e m e n ta n a l y z e 图2 1 说明： 系统整体需求共分两部分：功能需求和非功能需求【1 8 】；其中功能需求包括基 本信息维护功能、主机分配功能、预测功能、报表功能；非功能需求是指系统的 性能、可靠性、可维护性、可扩充性等要求 1 9 】； 2 2 系统功能需求 2 2 1 基本信息维护功能 本功能主要实现对系统基本信息的维护，包括角色信息，项目信息，机器详 细信息等，针对上述信息分类产生不同功能模块：角色控制功能，项目维护功能， 机器维护功能【2 0 】。 角色控制功能 角色控制功能的作用是实现权限的分类和分级，权限分类主要是针对不同的 被管理对象，分配不同的管理权限，而权限分级则是对于相同的对象分配给不同 的权限登记，使使用者拥有不同层次的权限【2 。 根据项目实际情况，分配有如下角色：超级管理员、角色控制管理员、项目 管理员、机器管理员、观察者；如图2 2 ： 图2 2 角色分配图 f i g u r e 2 - 2r o l ea s s i g n 图2 2 说明： ( 一) 超级管理员：具有操作整个系统所有信息的权限 ( 二) 角色控制管理员：控制使用者的角色，进而实现权限控制； ( 三) 项目管理员：项目管理员又分为项目申请者和项目管理者，项目申请 者的主要权限是立项申请、项目延期申请、项目提前结束申请；项目管理者的主 要权限是对项目进行审批、项目信息维护； ( 四) 机器管理员：机器管理员又分为信息维护员和超级机器管理员，信息 维护员的功能是维护机器基本信息，如机器类型、机器型号、机器配置、机器位 置等信息；超级机器管理员的功能是对实物机器进行操作，如机器升级、机器报 修、机器报废等操作，同时将修改后的信息与机器的基本信息进行同步维护，保 证数据一致性； ( 五) 观察者：观察者又分普通观察者和超级观察者，观察者的主要权限是 查询当前权限可见的机器基本信息及占用信息，其中普通观察者只能看到自己占 9 用的机器以及当前空闲的机器，超级观察者则可以查看所有机器信息。 项目维护功能 通过项目维护模块，实现对项目的控制，其中包括项目的生命周期控制、项 目的审批流程控制两大部分【2 2 1 。所有子功能如图2 3 ： 囤 圆 图2 3 项目维护 f i g u r e 2 3p r o je c tm a i n t e n a n c e 图2 3 说明： 在生命周期控制中，主要功能有项目初始化、项目启动、项目终止，其中项 目终止包括正常终止和异常终止；在每一项动作执行之前，都需要通过审批流程， 有相关管理权限的角色审批后，方可执行【2 3 】，如项目启动前，需要对已建项目进 行审批，审批通过后，己建项目才进入启动状态，进而可以预定机器资源。 机器维护功能 机器是本系统的主要操作对象，因此对机器维护的要求更加严格。根据权限 分级，机器维护主要分两个部分，一是基本信息维护，二是机器实体的维护【2 4 l 。 如图2 4 ： 厂”_ 圆圆 面磕葑 图2 4 说明： 图2 4 机器维护 f i g u r e 2 - 4m a c h i n e m a i n t e n a n c e l o ， 囡面；面一：圈 ( 一) 基本信息维护是实现机器相关信息在本系统中的动态同步，主要内容 包括型号信息、配置信息、位置信息、占用信息等。 ( 二) 机器实体维护是i t 工作人员直接对机器实体进行操作，并将操作结果 反馈在基本信息维护中，实体维护主要包括机器上架、机器报修、机器升级、机 器报废等。 2 2 2 主机分配功能 主机分配是本系统的核心功能之一， 合理的分配，以达到资源的最大使用1 2 5 1 。 如图2 5 ： 其目的不仅是实现分配，更主要是如何 主机分配功能通过一系列子功能实现， 囤固国囤 ，一一二，l l r 一t 一二r j 一l 1 l 机器信息l l 项目信息i l 占用信息l1 分配路径 资源 i 项目启动i 快速 l 项目延期 l 同步同步同步计算 i l 调剂分配分配分配 图2 5 主机分配 f i g u r e2 5h o s ta s s i g n 图2 5 说明： ( 一) 信息同步：由于项目信息、机器信息等不在同一数据库中，因此在进 行分配之前，必须同步系统内所有信息，防止出现系统混乱。信息同步主要包括 项目信息同步、机器信息同步、已占用信息同步； 项目信息同步：包括对启动的项目、已经立项的项目、完结项目、延期项目 的信息同步，保证分配机器算法执行前，所有项目信息是最新的； 主机信息同步：在分配主机之前，主机的关键信息必须是最新的，如机器型 号、机器配置信息，用户名、密码； 已占用信息同步：保证所有已占用的机器信息是最新的，防止出现多重占用。 ( 二) 分配决策：本功能主要计算分配路径，并选出最优路径，指导下一步 的分配动作的实施；同时考虑当前系统中如果资源不足，可通过资源调剂，将具 有相同或相似资源分配给请求者； ( 三) 主机分配：主机分配主要是通过系统邮件，将主机的配置信息、用户 名、密码等信息发送给使用者，使用者即可自行登录使用；主机分配主要有三种 分配方法：项目启动分配、快速分配、项目延期分配； 项目启动分配：属于正常分配，根据分配决策，对即将启动的项目，进行主 机分配； 快速分配：本项功能是主机分配的绿色通道，主要是对紧急项目进行机器分 配，防止出现紧急项目无机器可用； 项目延期分配：通常会根据项目结束，自动回收其项目所占主机，但是由于 项目延期的存在，如果重新按照正常流程预定主机，将会出现较长等待时问，同 时有可能该主机己被占用，预定其他机器还需重新安装使用环境，导致项目等待； 针对这种情况，提出延期分配申请的项目，执行原有主机不动的分配策略，保证 项目继续进行。 ( 四) 主机回收：本功能实现主机使用完毕之后，系统将自行回收主机，同 时提供系统还原，用户名、密码修改等功能，方便i t 人员对回收的机器进行重置； ( 五) 用户反馈：主要包括主机配置信息反馈，主机使用过程中故障反馈等； 通过反馈信息，方便i t 人员追踪主机的配置信息变更、系统信息变更等，提高对 主机信息的追溯性。 2 2 3 预测功能 预测功能是本系统中核心功能之一，其目的是实现对未来机器使用情况的预 测分析，通过预测，可以估算在未来某时问立项是否有资源可用，可以估算未来 某时间是否有资源紧缺情况，准确的预测信息将对决策者在预算上的决策起到极 大的辅助作用【2 6 1 。 预测功能实现如图2 - 6 ： 图2 - 6 预测功能 f i g u r e 2 - 6f o r e c a s tf u n c t i o n 1 2 图2 6 说明： ( 一) 历史信息统计：历史信息是预测信息的基础，只有精确的历史信息， 才能保证预测信息的可靠性。根据预测算法，历史信息主要包括项目信息、机器 占用信息、机器报废信息； 项目信息：项目按周期主要分四类：紧急启动的项目，提前结束的项目，延 期结束的项目，j 下常项目；根据项目的进行情况，来预判机器的需求情况； 占用信息：将历史时间分段，对每段时间分类统计被占用机器数量，通过对 占用信息的统计，可以预判未来某时间段某类机器的占用数量； 报废信息：报废机器包括因故障报废，因老化报废，通过对报废机器数量的 统计，预判未来某时问的机器报废情况，与其他预测信息综合，使预测更加准确。 ( 二) 时间点预测：利用灰色预测理论，并根据实际情况，对未来某时间点 机器使用情况进行预测，包括使用数量，需求数量，各型号的需求数量等； ( 三) 预测结果校验：主要目的是对预测功能的一个反馈，计算预测值与实 际值的差值，将差值作为预测算法中的一个参数，使得下次的预测更加精准。 2 2 4 报表功能 报表功能是本系统中的核心功能之一，通过利用多种表现形式，使资源的占 用情况明确显示，并在各项目组之间形成对比【2 7 】。 报表主要包括五种： ( 一) 基本信息报表：显示所有机器的基本信息，可以根据复杂的约束条件 显示，如机器类型，机器型号，使用年限，配置信息，软件环境等，从而方便使 用者进行查询； ( 二) 项目信息报表：包括正在进行项目，未启动项目，己结束项目； ( 三) 占用信息报表：包括机器的历史占用信息和当前占用信息； ( 四) 预测信息报表：通过设置时间点，将预测信息以报表的形式展示出来， 并根据不同要求，显示不同分类的预测表； ( 五) 统计信息报表：综合上述四种信息后，经过计算得出报表。 2 3 非功能性需求 系统性能要求：要求系统不仅能够实现功能，同时保证响应速度，即保证网 络速度、数据库i o 速度、程序执行速度等【2 8 】； 安全性要求：要求非本公司员工不可以进入系统，同时增强系统数据的层次 性，用户只能根据自己的权限查看相应的数据； 易用性要求：要求系统界面友好易懂，功能易学，人机交互能力强； 可靠性要求：要求系统运行环境稳定，系统实现稳定，健壮性强； 可维护性与可移植性要求：要求加强系统环境备份、数据备份、软件备份等， 同时能够快速定位异常事件，易于修改错误和系统移植； 可扩展性要求：要求能够保证后续开发顺利进行； 界面要求：要求界面实现风格与公司主页风格一致【2 9 】 2 4 实现平台与技术框架介绍 2 4 1 实现平台介绍 本系统以j a v a 语言开发为主，采用e c l i p s e 为标准i d e 开发工具，选取d b 2 为底层数据库设计工具，w e b s p h e r e 为系统的中间件服务器。 令e c l i p s e 简介： e c l i p s e 是一个开放源代码的、同时基于j a v a 的可扩展开发平台。e c l i p s e 以其 开放性、极为高效的g u i 、先进的代码编辑器等著称，其项目包括许多各种各样 的子项目组，包括e c l i p s e 插件、功能部件等。任何人都能够轻易的将自己的软件 做成e c l i p s e 的插件，而且这些插件只需简单的复制到e c l i p s e 的插件文件夹下就可 以被集成【3 0 】。 好处：e c l i p s e 是开源的开发平台，可与本系统选用的其他工具无缝结合，避免因开发 工具之间契合问题导致过多冗余工作量； 同时，e c l i p s e 的插件支持使得e c l i p s e 拥有其他功能相对固定的i d e 软件很难 具有的灵活性，因而，在本系统中可以通过对插件的开发，实现系统框架类、公 共模块的封装，避免代码重用，提高系统整体的结构设计。 夺d b 2 简介： i b m 公司研制的一种关系型数据库系统。d b 2 主要应用于大型应用系统，具 有较好的可伸缩性，可支持从大型机到单用户环境，应用于o s 2 、w i n d o w s 等平 台下。d b 2 提供了高层次的数据利用性、完整性、安全性、可恢复性，以及小规 模到大规模应用程序的执行能力，具有与平台无关的基本功能和s q l 命令。它以 拥有一个非常完备的查询优化