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_实验室设备管理系统1实验室资源管理系统摘 要验室信息管理系统是将实验室的分析仪器通过计算机网络连起来，采用科学的管理思想和先进的数据库技术，实现以实验室为核心的整体环境的全方位管理。它集样品管理，资源管理，事务管理，网络管理，数据管理(采集、传输、处理、输出、发布)，报表管理等诸多模块为一体，组成一套完整的实验室综合管理和产品质量监控体系，既能满足外部的日常管理要求，又能保证实验室分析数据的严格管理和控制。以一个实例简要介绍实验室信息管理系统（LIMS）的产生、发展、企业LIMS 的作用，以及建立LIMS 系统的基本设计思路【关键词】：实验室、信息管理系统、LIMS实验室设备管理系统2AbstractLaboratoryInformationManagementSystem links the laboratory analytic instrumentsthrough the computer network,and uses the science of management concept and the advanceddata bank technology to realize to take the laboratory as the core overall environmentomni-directional management. It connects the sample management, the resourcemanagement, the business management, the network management, the data management(gathering, transmission, processing, output, issue), the report form management and so onas a body, composing a set of complete laboratory integrated management and the productquality monitoring system. It not only can satisfy the exterior current management requestbut also guarantee to analysis and control laboratory data strictly . Development anddesigning way of LIMS inplant-labora to rsare introduced in this article。【Key Words】:LIMS、Laboratory、InformationManagementSystem实验室设备管理系统3目录第一章 绪论. 51.2 本课题的目的与意义. 9第二章 系统设计方案的研究. 102.1 开发环境. 101.3.1 性能需求.121.3.2 技术路线.131.4 MICROSOFT.NET 技术框架. 141.5 XML 技术. 151.6 WEB SERVICES 技术. 161.7 多层技术框架. 161.8 性能需求. 181.9 硬件的限制. 181.10 安全性. 191.11 可维护性. 191.12 可转移 / 转换性. 191.13 数据库. 191.14 操作. 201.15 场合适应性需求. 20系统总体设计. 11.16 体系结构设计. 11.16.1 系统分解与设计.11.17 系统数据库结构设计. 21.17.1 数据结构与程序的关系.51.18 用户界面设计. 61.19 模块设计. 71.19.1 模块设计.8实验室设备管理系统4第三章 系统的总体设计. 93.1 系统模块分析. 93.2 系统设计思别. 103.3 数据库分析与设计. 10第四章 系统的实现和关键技术. 134.1 系统总体方案的设计与实施. 144.2 重点功能模块介绍. 165 总结. 16致谢. 17参考文献. 18实验室设备管理系统5第一章 绪论1.1 课题背景企业、学校与社会上的各种设备、信息等资源管理大都采用传统的方式，在此方式下，在日常的工作中至少要经过很多人力及很多步骤。显然，随着企业、学校与社会上的各种设备、信息等资源不断增加，使得这种管理的工作量越来越大，而且十分烦琐和非常容易出错的事情，可以说传统的管理方式已经不能适应目前的需要。随着计算机应用的迅猛发展，网络应用不断扩大，人们迫切要求利用计算机网络技术来进行在线管理。除了可以大幅度提高人工效率和安全性之外，基于WEB 的管理系统还可以自动分配各种设备、信息等资源、同时存档，有效地避免资源的浪费，有利于环保，减少人员，减轻负担，提高效率。计算机技术的进步，促使现代工业技术在快速发展，随着科研和生产技术的不断发展，企业的检验技术也从手工分析发展到仪器分析，检验项目大量增加，对数据的准确性和报出时间的要求越来越严格，数据处理量急速增加，原来的人工管理模式在这种形式下已显得不太适应，使用计算机完成数据的收集、分析和处理的管理手段应运而生。在这一背景下，实验室信息管理系统（LIMS）开始出现，并在实际应用中得到了快速发展，成为一项崭新的实验室管理与应用技术。 系统自动进行数实验室设备管理系统6据审核和超标数据监测、提高分析数据的准确性；工作效率大为提高；降低实验室成本消耗；通过对大量样品数据的综合统计分析，可以清楚地观察到数据的变化趋势、有效监测产品质量，为解决出现不合格生产产品及生产工艺变化提供科学依据。借助计算机技术，实验室内部实现网络化全面管理，实现管理和检验工作的有效监督管理，提高整体工作水平。1.2 实验室信息管理系统（LIMS）简介LIMS（ LaboratoryInformationManagementSystem），它是指通过计算机网络将实验室的分析仪器连起来，通过建立以实验室为中心的分布式管理体系，根据科学的实验室管理理论和计算机数据库技术，建立完善的质量保证体系，实现检验数据网络化共享、无纸化记录与办公、资源与成本管理、人员量化考核，为实验室管理水平的整体提高和实验室的全面管理提供先进的技术支持。LIMS 技术应用比较广泛，适用于各行业的分析测试实验室，作为成熟的产品在许多发达国家已经得到了广泛的推广与应用。专业单位设计、功能全面的LIMS 软件在国内部分比较大的石化行业和地质行业的检测实验室已经有实际应用，而根据自己的实际特点自行开发设计的、具备简单数据管理功能的小型LIMS 软件，也早已在各单位的实验室得到了大量应用。1.3 实验室信息管理系统（LIMS）简介实验室设备管理系统7 LIMS 的分类：根据其功能，LIMS 一般可以分为两大类：第一类：纯粹数据管理型这类的LIMS 软件主要功能一般包括：数据采集、传输、存贮、处理、数理统计分析、数据合格与否的自动判定、输出与发布、报表管理、网络管理等模块。这些功能满足了实验室检验工作的基本需要，功能比较单一，因而计算机网络结构一般比较简单，但比较容易实现，投资比较少，设计好后，一般可以在较长的时间里不需要对网络软硬件进行改变。实验室可以不配备或是配备比较少的计算机网络与数据库维护人员。在计算机应用广泛普及的今天，许多单位自己就可以设计这种软件。第二类：实验室全面管理型除了第一类的功能外，这类LIMS 软件与网络一般还可以增加：样品管理、资源（材料、设备、备品备件、固定资产管理等）管理、事务（如工作量统计与工资奖金管理、文件资料和档案管理）管理等模块，组成一套完整的实验室综合管理体系和检验工作质量监控体系，除了能够实现对检验数据严格管理和控制外，还能够满足实验室的日常管理要求，功能比较全面，网络结构相应要复杂一些，实现起来要困难一些，投资比较大，而且，往往需要专业单位与实验室合作开发设计。另外，由于实验室的机构设置、职责、管理思路和其他特点可能会随着时间的改变而发生变化，可能需要经常对网络软硬件进行改变。因此，实验室一般需要配备专业的维护与再开发技术力量。如果所用软件与网络结构是其他单位帮助设计，则可能需要支出较多的资金。目前，国际上和国内都有此类商业软件销售。相对而言，国内软件开发商在软件的设计上与国外技术相比还有些差距。在一些国内专业刊物上有相关软件介绍. LIMS 技术的发展LIMS 发展至今，大体经历了以下以个阶段1、雏形期：60 年代末期-70 年代初期这一时期是LIMS 设计思想的产生时期，实验室的数据管理仍然停留在手工记录阶段。2、商品化时期：70 年代中期-80 年代末期实验室设备管理系统8这一时期的LIMS 系统操作一般集中在中心计算机上完成，可以实现一般的数据管理与统计分析功能，数据处理能力比较小，手工处理的工作量仍然比较大，其它功能还没有实现。这个时代的计算机语言和网络技术还不够发达，计算机的价格比较昂贵，需要专业的技术人员编写与维护程序。3、功能完善时期：80 年代末期-90 年代中后期伴随着这一时期计算机技术的飞速发展，LIMS 技术进入一个崭新的发展时期。此时，计算机（PC 机）价格开始大幅度下降、而性能却大幅度提高，基于第三方的关系型数据库技术与网络技术已经成熟，系统一般采用PC 作为数据终端，网络体系的建立比较容易。C/S构架的数据管理模式成为主流，数据处理能力大大提高。由于实验室规模一般都不大，随着MSWindows、WindowsNT 操作系统的兴起，基于该平台开发的LIMS 开始流行，LIMS 开始从DOS 平台、UNIX平台逐步过渡到Windows、Windows NT 平台，这个时期的产品一般都具有良好的用户界面，操作比较简单，功能比较全面，性能价格比较好，吸引了越来越多的用户。由于新一代数据库和面向对象设计软件的大量涌现，通过简单学习，一般技术人员也可以象专业技术人员一样采用面向对象编程技术简单设计数据管理软件、建设结构简单的网络。4、网络化产品的兴起：90 年代后期-21 世纪90 年代后期，Internet 技术以令人不可思议的速度飞速发展，各行业均被卷入了互联网的大潮之中，网络技术的应用遍及各种工业技术当中。新一代的数据库设计与网络设计都或多或少带上了Internet 的特点。采用Internet、Intranet 和Web 技术的LIMS 开始出现，普遍采用了统一的浏览器界面和以Web 服务器为中心的分布式管理体系，使用极其方便，数据的共享和发布更为简单，功能更为全面，软件的二次开发更为容易，这些最新的计算机网络技术在LIMS 系统中的应用，代表了今后LIMS 技术的发展方向。 LIMS 的设计特点适应现代化企业的的实验室必须要建立起完备的质量管理体实验室设备管理系统9系，因而需要一套科学的LIMS 软件，它应既能满足目前的业务状况，又能适应未来不断增长业务需求，具有灵活的可扩充性。因此，大规模的LIMS 软件技术，往往要在经验丰富的实验室管理人员的协助下，集多位计算机专业人员共同开发设计而成。根据国内外优秀的LIMS 技术应用的成功经验，可以总结设计的LIMS 具备以下几个最基本特点：u 技术上具有先进性、高效性、实用性、安全性；u 数据管理功能完善，数据的采集、处理、发布过程中不会出现数据丢失、改变的问题；u 界面友好，操作简便，使用Web 数据库技术和统一的浏览器界面；u 自动化程度高，网络结构设计简单；u 模块化设计，易于扩充功能；u 符合ISO/IEC 导则25 的规范要求，符合实验室管理特点；u 投资少，最大限度保护用户的投资；u 产品设计灵活，客户化周期短。2 市场前景分析1.2 本课题的目的与意义本课题的目的就是通过此管理系统的设计，了解现代实验室资源管理系统的各方面技术的实现，及了解有关最新实验技术。实验室设备管理系统10第二章 系统设计方案的研究2.1 开发环境系统开发环境的选择对于系统的建立来说至关重要，它将决定着系统开发工作量的大小，系统的性能特点以及系统今后的维护工作难易等。因此在开发系统之前，根据对系统所采用的技术、实现功能的评估，在选择开发环境时，主要考虑以下几个因素：扩展性，总成本，功能，是否容易开发与管理，另外开放性和互操作性也是需要考虑的一个重要方面，因为该系统是运行在Internet 上的，用户平台的差异决定了与其它系统的互操作性是不可避免的。(1)硬件环境系统基于.NET 平台开发，其主要开发工具为Microsoft Visual Studio2008。.NET为全球著名软件公司Microsoft 公司为新一代软件开发商提供的全新的开发平台，具有安全、高效、便捷的特点。利用Visual Studio2008 可以很方便的进行桌面应用程序、Web 应用程序、数据库、XML 的开发，服务器：Windows IIS 5.0 或Windows IIS 6.0。应用程序采用多层开发模式，支持两种多计算机部署方案。系统稳定、安全性高，维护成本低、适用型强，可支持多种客户端。采用.NET 平台打造新一代管理系统。（客户端-服务-服务器 、Smart Client、动态加载、元数据）。主要开发工具为：Visual Studio2008、Microsoft sql2000、PLSQLDev、MicrosoftSharePoint Portal。服务器支持：Windows98/Windows Me、Windows Server 2003、Windows Server 2000、Windows XP 以及Vista 操作系统。(2)软件环境服务器端实验室设备管理系统11A.平台软件平台应该是建立易于开发、管理、扩充以及同开发标准兼容的解决方案的基础。服务器端平台软件全部采用Microsoft 的产品，便于维护和管理，同时系统设计中还应用了Microsoft 的一些新技术，来提高系统的整体性能和效率。操作系统采用Microsoft Windows 2003 Server。Web 服务器采用IIS6.0。Web 服务器从硬件角度上讲是Internet 上保存Web 页的计算机，从软件角度上讲是提供Web 服务的服务程序。 Web 服务器以及相应的浏览器技术的出现和商品化，为企业在网上发布信息和挖掘信息提供了强有力的工具。现在由Internet 上的众多Web 服务器提供的超媒体数据连接服务也已迅猛发展。Web 服务器通过与对象技术相融合，正在逐步发展为能够自由挂接各种应用对象的Web 应用服务器。在此，我们主要从软件角度出发，选择适合于为该管理系统应用系统提供Web服务的服务程序。目前，较为常用的专用Web 服务器主要有两种：IIS6.0 和Java Web Server。IIS 的设计目标是提供适合性很强的Internet 和Intranet 服务器功能。IIS 具有极高的执行效率，出色的安全保密性，易于管理以及启动迅速等特点。它既可以用于集成现有的应用方式，也可用于实时Web 应用系统。Java Web Server 使用Java 语言写成，故应用程序不用任何修改就可以从初级的服务器平台移植到功能强大的服务器平台。Java Web Server 以纯Java 服务器组件为特色，实现了所谓“在一处设计编写，在任何地方运行”的目标。与CGI 批处理命令不同的是，Java Web Server 与平台完全无关。这两种Web 服务器各有所长，但考虑到该管理系统需要具备较高的安全性能，对用户的请求必须在短时间内作出响应，因此选用了Windows IIS6.0 作为系统的WebServer。另外，作为IIS 的另外一个重要组成部分，是一种与编译无关的应用开发环境，开发者可以采用任意自己喜欢的语言，而无需顾及编译系统，因此与Java WebServer 相比，应用程序的开发工作量小。Windows IIS 6.0 中文版，支持.Net，可以很好的提高Web 响应速度和处理速度。因此，Web 通过Windows IIS 6.0 来发布，具有良好的稳定性，高可用性和运行时的可靠性。浏览器采用Internet Explore6.0。B.数据库系统运行该管理系统需要处理大量的数据，而数据库系统是管理大量信息的仓库和引实验室设备管理系统12擎。SQL Server 2000 数据库所具有的良好性能、可伸缩性，以及它与Windows 2003的紧密集成，使得它非常适合充当该管理系统的数据库。因此在构建后台数据库时，采用了SQL Server 2000 数据库系统软件，用以支持海量的数据存储以及多功能的数据查询。将后台数据和HTML 以及XML 格式的数据结合在一起，从而大大提高了从服务器到最终用户的信息流速度。1.3.1 性能需求 技术的先进性：系统应采用先进成熟的技术，以保证投资的有效性和延续性。 系统的稳定性要求1. 保证系统能够正常运作。2. 系统应能够724 小时连续不断稳定工作。3. 软件版本升级或改进应在不影响业务的情况下进行，保证系统可以稳定、平滑过渡。 系统可维护性1. 该系统应能使系统管理员集中方便地配置、监视、控制、诊断整个系统，并且能够监视和控制用户情况、提高效率、消除隐患。2. 对于系统各功能模块的配置、控制、监视、诊断等工作能够通过专用的系统管理工具方便的进行，无须进行专门的编码工作。 系统安全性1. 系统应保证信息的安全性，即保证此系统中的信息能够安全存储，并有良好的数据备份和快速恢复方案。实验室设备管理系统132. 采用严格的安全体系，保证数据在处理和传输全过程的安全性。3. 要保证系统能够正常运行，不被攻击破坏。4. 保证系统中的信息不被非授权访问，按组织结构划分操作人员的操作权限。且各种使用权限所能调用的应用软件模块可按要求自由组合，由系统管理员统一配置。5. 当安全系统被破坏时，系统应自动提醒操作员，并检测出反常现象，提供正确操作方法。用户须列出系统所能提供的报警方式。6. 能够人工重新设置或启动系统，而且不会造成数据的丢失或损坏。 可扩充性网络的成熟是一个逐步发展的过程，企业的需求也是不断在变化的，平台在制作完毕后随时可能会因为有了新的网络技术或企业有了新的需求而进行变动，因此平台在规划中一定要考虑到平台的可扩充性。1.3.2 技术路线总体技术路线是：以复杂适应理论为指导，构件技术为核心，贯彻先进的软件开发过程管理模式，采用技术、产品、应用、服务相结合的方式，集成国际优秀的系统平台软件和应用平台软件，开发一套完备的信息化工程项目。在技术实现上，系统基于Microsoft.Net 技术框架、XML 技术、WebServices 技术进行建设，采用应用构件和可复用技术，面向系统整体需求，实验室设备管理系统14分析系统内部的各要素如用户、数据、表现、权限等，针对各要素开发系列可自我管理、自我扩展的管理构件平台，并最终形成可集成、可搭建、可维护、可扩展、高安全、高性能、高质量的信息化系统。数据流程程图1.4 Microsoft.Net 技术框架Microsoft.NET 技术框架是一个新的开发平台，它为局域网 (LAN) 和Internet 上的分布式企业应用提供了一致和有效的支持。该平台的关键特性包括： 统一的、语言无关的、面向对象开发环境，充分利用开发者已有的编程知识 无冲突软件部署，避免组件的版本冲突数据库服务器浏览器后段数据ActiveX Server 元付钱赔尝Server 元件程序和计算逻实验室设备管理系统15 丰富的可执行模式，与存储位置无关，组件可以在本地存储执行，或者远程存储本地执行，或者在 Internet 上远程存储执行 安全代码执行，具有高级安全设置以满足现代组织的安全需求 Windows 和 Web 应用程序具有统一的编程环境 通过在各自环境中高效的代码编译提升 Windows 和 Web 应用程序的执行性能 兼容的通信标准，确保 .NET 应用程序可以与其它应用程序和其它平台的应用程序共存和集成1.5 XML 技术任何一项新技术的产生都是有其需求背景的，xml 的诞生是在html 遇到不可克服的困难之后，近年来，html 在许多复杂的web 应用中遇到了问题，要彻底解决这些问题，必须用功能强大的xml 替代html 作为web 页面的书写工作。xml 有利于信息的表达和结构化组织，从而使数据搜索更有效；xml 可以使用url 别名是web 的维护更方便，也是web 的应用更稳定；xml 可以使数据签名是web 的应用更广阔得拓展到安全保密领域。可以认为未来的web 书写工具必定是xml。而xml 的广泛应用必然能推动web的不断发展，从而开创web 应用的新时代。xml 可以让信息提供者根据需要，自行定义标记及属性名，结构化地描述信息内容，因此赋予了应用软件强大的灵活性，为开发者和用户带来了许多好处。实验室设备管理系统161.6 web services 技术Web services 是为了让地理上分布在不同区域的计算机和设备一起工作，以便为用户提供各种各样的服务。用户可以控制要获取信息的内容、时间、方式，而不必像现在这样在无数个信息孤岛中浏览，去寻找自己所需要的信息。利用Web services，_公司和个人能够迅速且廉价地通过外网向全球用户提供服务，建立全球范围的联系，在广泛的范围内寻找可能的合作伙伴。随着Web 服务技术的发展和运用，我们目前所进行的开发和使用应用程序的信息处理活动将过渡到开发和使用Web services。将来，Webservices 将取代应用程序成为Web 上的基本开发和应用实体。Web services 技术的应用集成是业务集成技术上的一次重要的变化，被认为是新一代的应用集成技术。集成的对象是一个个的Web services 或者是封装成Web services 的业务处理。1.7 多层技术框架为了满足系统在技术要求具有业务变化的适应性、高度的安全性、大容量数据存储处理等特点，因而在系统的技术框架中采用四层架构，利用中间件技术，把系统技术框架分为信息访问、表示逻辑、业务逻辑和数据资源四个层次（服务器端的三层结构）。实验室设备管理系统17四层结构有利于软件维护及系统管理。同时，将客户端与数据库隔离起来，客户端无权限直接访问数据库，有利于安全管理，可有效防止恶意攻击。还可以利用中间件的安全管理特性进一步加强权限控制管理。信息访问为第一层：包括办公人员各级用户使用台式机、便携电脑、手机、PDA 等访问表示逻辑层，其中手机、PDA 为系统以后的扩展功能（可以通过手机、PDA 查询）。表示逻辑为第二层：它的主要功能是实现用户交互和数据表示，为以后的处理收集数据，向第三层的业务逻辑请求调用核心服务处理，并显示处理结果。业务逻辑为第三层：由大量的业务构件（组件）组成，这些构件由应用服务器管理，实现核心业务逻辑服务并将这些服务按名字广播，管理并接受客户的服务请求，向资源管理器提交数据操作请求，并将处理结果返回请求者即客户或其他服务器。数据资源为第四层：包括数据、视图、存储过程和各种文件（如多媒体文件）等，负责管理整个系统的数据资源，完成数据操作。四层技术框架示意图如下所示：实验室设备管理系统18四层技术框架示意图1.8 性能需求从整体来说，本条应具体说明软件、或人与软件交互的静态或动态数值需求。 静态数值需求可能包括：l 支持的终端数；l 支持并行操作的用户数；l 处理的文卷和记录数；l 表和文卷的大小。动态数值需求可能包括：欲处理的事务和任务的数量，以及在正常情况下和峰值工作条件下一定时间周期中处理的数据总量。1.9 硬件的限制实验室设备管理系统19本项包括在各种硬件约束下运行的软件要求，例如，应该包括：l 硬件配置的特点（接口数，指令系统等）；l 内存储器和辅助存储器的容量。1.10 安全性指的是保护软件的要素，以防止各种非法的访问、使用、修改、破坏或者泄密。这个领域的具体需求必须包括： 利用可靠的密码技术； 掌握特定的记录或历史数据集； 给不同的模块分配不同的功能； 限定一个程序中某些区域的通信； 计算临界值的检查和。1.11 可维护性规定若干需求以确保软件是可维护的。例如： 软件模块所需要的特殊的耦合矩阵； 为微型装置指定特殊的数据/程序分割要求。1.12 可转移 / 转换性规定把软件从一种环境移植到另一种环境所要求的用户程序，用户接口兼容方面的约束等等。1.13 数据库实验室设备管理系统20本项对作为产品的一部分进行开发的数据库规定一些需求，它们可能包括： 在功能需求中标识的信息类别； 使用的频率； 存取能力； 数据元素和文卷描述符； 数据元素、记录和文卷的关系； 静态和动态的组织； 数据保存要求。1.14 操作这里说明用户要求的常规的和特殊的操作。 在用户组织之中各种方式的操作。例如，用户初始化操作； 交互作用操作的周期和无人操作的周期； 数据处理运行功能； 后援和恢复操作。1.15 场合适应性需求 对给定场合或相关任务或操作方式的任何数据或初始化顺序的需求进行定义。例如，栅值，安全界限等等。实验室设备管理系统21 指出场合或相关任务为特点，这里可以被修改以使软件适合特殊配制的要求1系统总体设计1.16 体系结构设计分析与设计软件的体系结构。通过系统分解，确定子系统的功能和子系统之间的关系，以及模块的功能和模块之间的关系。1.16.1 系统分解与设计1. 将系统分解为若干子系统，确定每个子系统的功能以及子系统之间的关系。2. 将子系统分解为若干模块，确定每个模块的功能以及模块之间的关系。3. 确定系统开发、测试、运行所需的软硬件环境。实验室设备管理系统21.17 系统数据库结构设计数据库设计一般要经历：“逻辑设计物理设计安全性设计优化”等步骤，通常要迭代进行。数据库设计流程如图：1. 概念结构设计3说明本数据库将反映的现实世界中的实体、属性和它们之间的关系等的原始数据形式，包括各数据项、记录、系、文卷的标识符、定义、类型、度量单位和值域，建立本数据库的每一幅用户视图。逻辑设计数据库设计人员根据需求文档，创建与数据库相关的那部分实体关系图（ERD）。如果采用面向对象方法（OOAD），这里实体相当于类（class）。2. 物理设计设计表结构。一般地，实体对应于表，实体的属性对应于表的列，实体之间的关系成为表的约束。逻辑设计中的实体大部分可以转换成物理设计中的表，但是它们并不一定是一一对应的。对表结构进行规范化处理（第三范式）。表名功能说明列名 数据类型（精度范围） 空/非空 约束条件补充说明数据库表的参考格式实验室设备管理系统43. 安全性设计1. 提高软件系统的安全性应当从“管理”和“设计”两方面着手。这里仅考虑数据库的安全性设计。2. 用户只能用帐号登陆到应用软件，通过应用软件访问数据库，而没有其它途径可以操作数据库。3. 对用户帐号的密码进行加密处理，确保在任何地方都不会出现密码的明文。4. 确定每个角色对数据库表的操作权限，如创建、检索、更新、删除等。每个角色拥有刚好能够完成任务的权限，不多也不少。在应用时再为用户分配角色，则每个用户的权限等于他所兼角色的权限之和。4. 优化设计1. 分析并优化数据库的“时空”效率，尽可能地“提高处理速度”并且“降低数据占用的空间”。2. 分析“时空”效率的瓶颈，找出优化对象（目标），并确定优先级。3. 当优化对象（目标）之间存在对抗时，给出折衷方案。4. 给出优化的具体措施，例如优化数据库环境参数，对表格进行反规范化处理等。5. 数据字典设计5对数据库设计中涉及到的各种项目，如数据项、记录、系、文卷、模式、子模式等一般要建立起数据字典，以说明它们的标识符、同义名及有关信息。在本节中要说明对此数据字典设计的基本考虑。6. 安全保密设计说明在数据库的设计中，将如何通过区分不同的访问者、不同的访问类型和不同的数据对象，进行分别对待而获得的数据库安全保密的设计考虑。1.17.1 数据结构与程序的关系说明各个数据结构与访问这些数据结构的各个程序之间的对应关系，可采用如下的矩阵图的形式：系统设计（System Design, SD）是指设计软件系统的体系结构、用户界面、数据库、模块等，从而在需求与代码之间建立桥梁，指导开发人员去实现能满足需求的软件。实验室设备管理系统6系统设计过程域是SPP 模型的重要组成部分。本规范阐述了系统设计过程域的四个主要规程：体系结构设计 SPP-PROC-SD-ARCHITECTURE用户界面设计 SPP-PROC-RM-UI数据库设计 SPP-PROC-RM-DATABASE模块设计 SPP-PROC-RM-MODULE系统设计过程域分为两个阶段：高层设计阶段和详细设计阶段。高层设计阶段的重点是软件系统的体系结构设计。详细设计阶段的重点是用户界面设计、数据库设计和模块设计。1.18 用户界面设计1. 界面设计人员阅读需求文档和体系结构设计文档，明确界面设计任务。72. 界面设计人员与用户交流，了解用户的工作习惯和他们对界面的看法。3. 界面设计人员准备相关的设计工具和资料，收集或创作基本的界面资源如图像、图标以及通用的组件。4. 界面设计人员确定本软件的用户界面设计规则（或指南），主要包括： 优秀界面的特征或通用的设计原则； 软件主界面（如主窗口、主页面）的设计规则； 软件子界面（如子窗口、子页面）的设计规则； 标准控件的使用规则； 美学设计规则。1.19 模块设计模块设计人员阅读需求文档和体系结构设计文档，明确模块设计任务。模块设计人员准备相关的设计工具和资料。模块设计人员确定本软件的编程规范，确保模块设计文档的风格与代码的风格保持一致。实验室设备管理系统81.19.1 模块设计模块设计一般要经历“接口与属性设计数据结构与算法设计”等步骤，并且通常需要反复迭代。7. 接口与属性设计模块设计人员设计每个模块的主要接口与属性。如果采用面向对象方法（OOAD），相当于设计类的函数和成员变量。8. 数据结构与算法设计模块设计人员设计每个模块的数据结构与算法。9第三章 系统的总体设计3.1 系统模块分析n 整个系统分为九个子模块，系统整体结构如图3 所示：n (1)实验用户管理模块：实现用户注册，登录,修改,删除,查询.n (2). 实验管理模块：实现实验添加,修改,删除,查询.n (3). 实验台管理模块：实现实验台信息的添加,修改,删除,查询.n (4). 时间模块管理模块：实现时间模块的添加,修改,删除,查询.n (5). 实验报告管理模块:对实验报告进行添加,修改,删除.n (6). 实验预约记录管理模块：实现实验预约记录的添加，修改，删除，查询。n (7). 系统日志管理模块:实现对系统日志的添加,修改,删除n (8). 管理员类别管理模块：实现管理员类别的添加，修改，删除，查询。n (9). 系统管理员用户管理模块:实现对系统管理员的添加,修改,删除n 系统整体结构图 如图3.1 所示图3.1 系统整体结构图从以上结构图可以看出，系统相互联系，构成实验室资源管理系统整体。客户是用户角色，由客户在终端控制，而此以外的，由管理员在服务端控制，整个系统的运行也实验室资源管理实验管理用户管理实验台管理时间模板管理添加，修改，删除，查询实验报告管理实验预约管理系统日志管理管理员类别管管理员用户管实验室设备管理系统10由管理员来维护。3.2 系统设计思别该实验室资源管理系统通过前端（客户端）浏览器和后台数据库向用户展示实验信息，方便的实现了实验室信息的维护和更新，使客户更快，更好的了解实验信息。以“实验管理”模块为例，管理员将所有实验信息存入数据库相应的表中，当客户端发出浏览该动态页面的请求时，服务器就会执行相应的脚本代码，从数据库中查询出符合条件的实验信息，生成相关页面发送到客户端浏览器上。客户端所显示的内容是随着后台管理数据库的变化而动态显示的，因此，客户端可以获得实验的最新动态信息。3.3 数据库分析与设计数据分析数据库中表的建立本网站采用的是SQL Server 2000 数据库。主要分为实验用户表（student）,实验表（shilian）,实验台表(tai),时间模块表（time_board）,实验报告表(baogao),实验预约表(yuyue),系统日志表(login_infor),管理员类别表(admin_type)和管理员表（admin）九个表单.(1)表3.1 为实验用户表student列名 数据类型 可否为空 说明id int Not null 编号username Varchar(50) null 用户名password Varchar(50) null 密码realname Varchar(50) null 真实姓名phone Varchar(50) null 电话mobile Varchar(50) null 手机zhengjian Varchar(50) null 证件名zhengjian_number Varchar(50) null 证件号email Varchar(50) null 邮箱youbian Varchar(50) null 邮编sex Varchar(50) null 性别banji Varchar(50) null 班级11address Varchar(50) null 地址zuowei_number Varchar(50) null 座位号xingyuzhi int null 信誉值status Varchar(50) null 状态addtime Varchar(50) null 添加时间sh_infor Varchar(50) null 审核信息pingjia Varchar(50) null 评价(2)表3.2 为实验表 shilian列名 数据类型 可否为空 说明id int Not null 编号shilian_name Varchar(50) NULL 实验名称min_time Varchar(50) NULL 最小预约时间max_time Varchar(50) NULL 最大预约时间isviewanswer Varchar(50) NULL 是否有标准答案kuo_pic Varchar(50) NULL 拓扑图sm Varchar(50) NULL 说明sb Varchar(50) NULL 设备(3)表3.3 为实验台tai列名 数据类型 可否为空 说明id int Not NULL 编号tai_hao Varchar(50) NULL 实验台台号tai_ip Varchar(50) NULL IPtai_wai_ip Varchar(50) NULL 外网IPtai_typename Varchar(50) NULL 实验台类型tai_status Varchar(50) NULL 状态tai_duankou Varchar(50) NULL 端口实验室设备管理系统12shebei_name Varchar(50) NULL 设备名称shebei_typename Varchar(50) NULL 设备类别名daan Varchar(50) NULL 答案(4)表3.4 为时间模板表time_board列名 数据类型 可否为空 说明id int NOT NULL 编号time_name Varchar(50) NULL 模板名称time_infor Varchar(50) NULL 模板描述(5)表3.5 为实验报告表baogao列名 数据类型 可否为空 说明id int NOT NULL 编号username varchar (50) NULL