【《基于BS架构的实验室培训与管理系统设计》12000字（论文）】

II基于BS架构的实验室培训与管理系统设计目录TOC\o"1-3"\h\u6056摘要 I64041引言 1323231.1课题研究背景 126601.2研究现状 1215861.3研究意义 214772系统开发技术 3299872.1开发工具 3183252.1.1MyEclipse 3111502.1.2Tomcat 3304342.1.3ECS云服务器 3214022.2B/S结构 3215082.3MySQL数据库 4222742.4JSP技术 4106302.5MVC开发模式 499762.6RTC协议 5310602.7本章小结 5258773系统分析 5288063.1可行性分析 6154963.1.1技术可行性 6159253.1.2经济可行性 6138303.1.3操作可行性 636433.2性能要求分析 7256184系统设计 7119944.1系统概述 7293234.2系统结构设计 8247204.2.1用户信息管理 9152684.2.2实验室信息管理 924764.2.3实验室设备管理 9219444.2.4在线教育培训 949544.4数据库设计 9267704.4.1数据库概念设计 1092804.4.3数据库表设计 11200034.5本章小结 13196885系统的实现 13250205.1MVC开发模式 1373025.2用户登录和注册功能的实现 14149185.3实验室信息管理模块实现 1522675.4用户信息管理模块 16120475.5设备管理模块实现 17108205.6在线培训模块实现 18174445.7本章小结 1954326系统测试 19169756.1系统测试目的及意义 1994116.2系统测试方法 1982406.3性能测试 20260446.4测试结果 21197317总结 214297参考文献 22摘要\t"/slave/2022041310/9828252960268/htmls/detail_report/right"在今天身处于二十一世纪的社会下，人们理解的信息科学已经由低向高发展，感性认知向理性认知转变，人们也逐渐意识到管理工作的重要性，科学化的管理可让信息存储达到更精确、迅速、完美的效果，从而促成工作管理效率的提高。同时科学技术的不断进步，迅速发展的Internet，让网络与人们的生活交融在一起。随着网络应用的扩大和深入，流媒体技术日新月异，日趋成熟。流媒体视频已经成为人们生活的一部分。特别是在疫情当下的社会中，人们的学习的需求在增加，网络在线直播教学校园中更加被师生们所需要。因此本文提出一种传统的的人才培养方式与先进的网络计算机技术相融合的教学方式，实验室管理系统与网络在线教学相结合的教学方法。在\t"/slave/2022041310/9828252960268/htmls/detail_report/right"实验室培训与管理系统设计中，\t"/slave/2022041310/9828252960268/htmls/detail_report/right"管理模块采取了B/S结构，\t"/slave/2022041310/9828252960268/htmls/detail_report/right"前端界面采用JSP技术，数据库使用MySQL。在线培训是使用RTC直播协议，阿里云服务器为核心的流媒体直播功能。\t"/slave/2022041310/9828252960268/htmls/detail_report/right"系统主要由用户信息管理、实验室信息管理、设备管理、在线培训五个大模块组成。系统功能齐全，实现了实验室培训与管理系统的管理系统化、科学化，既增进了师生间的沟通交流，提高教学服务质量，进一步促进实验室管理系统的发展。关键词：B/S架构；JSP技术；MySQL数据库；管理系统；在线教学直播1引言1.1课题研究背景实验室不仅承担着各个高校的实验教学任务和科学研究职能，还是锻炼学生动手、实践能力的重要之处，它保障着教学质量的提升。因此，实验室在为高校的人才培养、科研能力提升上有着重要地位。随着高等教育改革的不断深化，对学生创新意识与创新能力的要求越来越高。在新形势下，各个高校都在探讨如何加强实验室建设力度，提高实验教学质量。同时，实教室的开放使得实验资源更加丰富，对教师而言，可以利用更多的时间进行科研；对于学生来说，通过网络学习，可以及时了解学校最新动态和发展方向，从而提升自身综合素质。但是高校实验室管理要求高、人员流动比较大、设备类型多样，且存在许多危险因素REF_Ref5243\r\h[1]。随着实验室的规模越来越来大，使用人员越来越多的方向发展，在以往的实验室管理面前，若仅仅依靠人工管理难以满足所有需求。因此，建立一个完善的信息化平台是必要的，它既能方便老师进行日常管理工作，又能使学生获取更全面的教学资源。本研究设计了一款实验室培训与管理系统，处理传统人工管理方式下存在的弊病。便于进行信息的查询和更新。`从2020初到截至2020年的今天，新型冠状肺炎病毒及其变异毒株在全球范围内蔓延REF_Ref5383\r\h[2]，虽然中国本土疫情控制得当，有过几段安稳的时期，但是境外输入一直猖獗，深深影响着中国人的日常生活工作。在当前的社会环境之下，正常的线下课堂教学无法得到稳定保障。为了在确保校内疫情的到合理控制下正常进行教学工作，线上网络教学模式成为当下解决困境的新方案。在此背景下，国内对在线教学培训的研究关注度大大提高，对线上教学的需求也在迅速增长，因此，依托互联网上的信息化在线教学培训显得尤为重要。基于以上背景，在计算机网络技术的发展中，科学合理的实验室管理能够更好的为人们服务。在全球疫情形势背景下，有助于疫情防控的线上教学模式更能适应不断变化的环境。1.2研究现状对于目前大多数国内高校的实验室管理现状中，实验室管理的手段不够智慧化、自动化，多采用人为纸质记录的管理手段，信息量多，机械重复性高，数据处理方面工作量大，且容易发生记录的数据过多或是缺失的错误REF_Ref10895\r\h[3]。管理人员不能及时了解实验室运行状态，工作积极性受到影响，造成不必要的损失。为了解决以上问题，本文提出将信息化应用到实验室管理当中来实现实验室管理，从而提高管理效率。在信息化进程中，我国与世界其他教育水平高的国家相比，发展速度仍然缓慢。管理系统仍然缺乏经验，仍处于初级阶段。几十年来，国外已有一些较小的管理系统可用于定制实验室信息管理，这些系统主要有以下特点：(1)领先性：管理信息化。(2)适用面广：小微型企业平台可通用。(3)实时性：数据更新及时。在线上教学方面上，互联网诞生地美国的计算机网络技术发展得早，互联网技术成熟，有广大的覆盖面。\t"/slave/2022041310/9828252960268/htmls/detail_report/right"因此，在美国网上进行教学活动十分普遍。据统计，超过一半的美国中学生都享受到不在受限于课堂上的网络教育。而美国大学的网络教育普及化程度更高，就比如说，西弗吉尼大学自主研发在线教学平台REF_Ref5700\r\h[4]，以提高教学质量，扩大教学范围，突破时间和空间的限制，在线教育的便捷性和功能性在美国显而易见REF_Ref5700\r\h。20世纪90年代初期，我国开始对网络教学系统开展研究。全国各高校也在互相竞赛，争取成为试点对象。随着我国信息化水平的稳步提高，我国未来的现代化教育上将会以网络教育模式为基础展开。尽管发展进程缓慢，但基础扎实，大体上适应互联网潮流。在当前疫情下，在网络教育下，学生们的主观能动性和自主性能被极大调用，为广大师生提供便利服务。1.3研究意义在信息化的时代，信息量持续扩大，类型不断增多，处理复杂程度会更加地复杂，但是在计算机科学技术水平的提高下，利用计算机来实现实验室培训与管理系统的功能未尝不是一种优解。传统手工管理方式上存在执行较慢，可行性低，成本较高的不足之处，利用当下的信息化管理系统进行不但能弥足上述缺点，还可长期使用。随着信息化进程滚滚向前，实验室管理系统管理的管理将会更加专业化和高效。随着信息系统的不断完善，管理实验室信息的系统愈加依赖于信息化的管理。所以系统开发将围绕实验室管理系统的实际情况，使之能迅速适应满足用户的需要。本系统的实施具有如下现实意义：（1）节约成本，提高效率，促进学校教育教学水平的提升，促进实验室管理规范化发展。（2）改变传统的人员服务方式，通过网络为师生提供便捷的服务，实现管理实验室信息动态管理。（3）推动信息化技术在教育领域中的应用，使其能够更好地为学校的现代化建设服务。（4）满足数字化数字化智能化智慧校园建设的要求，提供便捷的在线教学服务。2系统开发技术2.1开发工具本系统的开发工具MyEclipse、后台服务器Tomcat、ECS云服务器，JSP应用于前台界面。以下将会对上述使用到的工具进行阐述。2.1.1MyEclipse从另外一层角度来说，MyEclipse可以是说一款非常适用于企业的eclipse平台，它集成了我们在开发过程所需要的大部分插件，免去了我们再从网络上面下载、导入使用插件的步骤。利用好MyElipse平台，可以大幅缩减开发者耗费的时间精力。另外MyEclipse完全支持本系统所用到的前端界面设计技术、Spring框架和结构化查询语言。MyEclipse的功能几乎涵盖了各种设计功能2.1.2TomcatTomcat是一个不收费的、对外开放源代码的轻量级Web应用程序服务器。通常，当客户访问的数量相对较低时，可以选择它来编写JSP程序。另外，MyEclipse自身还集成了该服务器，从而消除了由初学者安装引起的问题，并使初学者对Web应用程序更容易上手。当我们在个人电脑上上安装Tomcat时，可以用它配合请求访问HyperTextMarkupLanguage页面。事实上，Tomcat可以被看作Apache服务器基础的一个扩展，Apache服务器基础是Serverlet的容器，实现了对Serverlet和JSP的支持，但它的工作相对独立，所以Tomcat工作时，它可以被看作是一个相对独立于Apache服务器的进程。2.1.3ECS云服务器云服务器ECS（ElasticComputeService），可以给使用者提供的性能优越、安全稳固可靠、灵活扩展的IaaS（InfrastructureasaService）级别云计算服务。利用好ECS服务器，能消除利用个人电脑当作流媒体服务器的而带来的性能不足，内存消耗巨大，运行速度低下的影响，另外不仅能够快速部署以缩短应用程序的应用上线周期，帮助提高开发效率，在安全保护上，ECS提供了虚拟防火墙，角色权限控制，内网隔离，防病毒攻击安全保护措施。为我们的系统开发维护提供保驾护航。2.2B/S结构B/S结构，浏览器/服务器（Browser/Server）结构。B/S结构集中了将在服务器上实施的核心功能，简化了该系统的开发、维护和使用。在客户端上只需存在一个如Chrome、Safari、MicrosoftEdge等通用浏览器，服务器上安装SQLServer、Oracle、MySQL等数据库。浏览器即可通过Web服务器与数据库进行数据交互。B/S结构比传统C/S结构更进了一大步。随着计算机技术的不断发展，B/S模式也成为当前软件开发中的一种主流。它将计算机与互联网结合在一起，为人们提供了更加方便和快捷的服务方式，极大地促进了网络技术的发展B/S结构具有维护方便、分布广泛、开发复杂度低、共享性强等特点。本文开发的实验室管理系统就是基于B/S架构开发的管理系统。基于C/S架构的管理系统只可以被使用在本地电脑上，无法通过计算机网络进行使用和操作，在地理上受到了严重的局限性。2.3MySQL数据库MySQL一款常用于Web应用中关系型数据库管理系统软件，是一个适用于小型企业的数据管理和分析平台。相比于其他的关系型数据库产品，MySQL具有很高的安全性及较强的高并发性数据处理能力，这保证了开发者工作效率提高的同时，系统的功能实现也获得了保障。另外，在价格方面，MySQL是免费的，非常适合个人用户使用；在体积上，MySQL占用计算机存储少，仅有几十兆不到的占用空间。2.4JSP技术JSP与HTML页面有相似之处，将一个.html文件改成.jsp文件，然后再重新部署在服务器上后，再通过URL地址访问该.jsp文件，发现以前的HTML页面元素依旧存在，显示依旧正常无误。但是JSP与HTML最大不同的是可以给网页高效率地添加动态内容，可以在再HTML代码中嵌入Java代码，快速地动态显示页面变化。嵌入Java代码需要通过<%=Java代码/%>这样的标签，通过该标签，视图层与业务层就有了相关联系。本质上来讲，JSP其实室Java中的一个Servlet类，每一个JSP页面都是Servlet实例化的表现。JVM只能识别Java类，并不能识别JSP代码，当Web容器收到以.jsp为扩展名的URL请求时，会将访问请求交给Tomcat中JSP引擎处理，每个JSP页面第一次被访问时，JSP代码将会被解释为一个Servlet源程序，接着编译servlet源程序生成.class文件，再有Web容器Servlet引擎去装载执行Servlet程序，从而实现页面交互。2.5MVC开发模式MVC(Model—View—Controller)，模型—视图—控制器。MVC是一种设计模式，它迫使应用程序的输入、输出进行分离。这种设计思想使得程序中各部分之间相互独立又相互协作，从而实现了软件开发过程中易复用性，可维护性等要求。因此，MVC被广泛应用于软件设计与开发当中。在程序设计时。每一层MVC都有不同的任务，下面简单介绍一下。视图:人机交互的界面。视图不仅可以向用户呈现相关的数据，还能接收用户的输入。业务逻辑处理上，视图层不作任何参与。模型:表示业务数据和业务处理，通常会与数据库进行存取操作。一个模型能为多个视图提供数据，应用程序的重用性得到提高。控制器:当用户点击本系统在浏览器页面按钮时，控制器接受请求并调用对应的模型去处理请求。然后根据处理的结果调用对应的视图向用户反馈处理的结果。2.6RTC协议实时音视频，行业内简称为RTC（流媒体），全称为Realtimecommunication，译为实时通信。是指将视频数据通过网络传输到需要观看的用户设备上，以使用户获得高质量图像和声音效果的技术。其特点是实时性强。可以满足不同层次用户对视频点播的要求。当今最常用的浏览器都支持WebRTC标准API，使浏览器能够在无插件化的情况下通信音视频和视频。相比于RTMP这个传统直播协议，RTMP延迟高，推流端和播放端同步性差，在拓扑结构上RTMP是单项的，主播端推流，观众拉流播放，所以在互动体验上会比较差。而RTC协议时延低，推流端和播放端基本实时，同步性非常好。RTC是双向的拓扑结构，既有推流又有拉流。针对于视频会议，连麦互动这种推流端和播放端互动性强的场景上，RTC比RTMP更胜一筹。同时在兼容性来说，由于2020年Flash技术在浏览器上的停用，Web端的直播开发已经无法使用上依托于Flash的RTMP协议。现在几乎所有主流浏览器都支持RTC，RTC就像为Web端而生的，具有良好的优势。2.7本章小结本章主要介绍了此次系统开发所需的关键技术以及系统开发工具，并可RTC协议、MySQL数据库以及B/S结构等进行了详细的介绍，利用以上技术，给当前的系统布下坚实的地基。3系统分析通过系统分析，我们能去深入了解产品的设计要求，明确研究方向、可行方案和最终决定。帮助我们做出更为完善、更规范的选择。3.1可行性分析可行性分析就是去详细调查、分析系统的框架设计与功能模块，找到可以实行的方法。在可行性分析上我们要保证正确运用资源，要在防止设计程序过程中出现失误，造成系统错误问题。通过该分析，有助于我们做出更合理的选择。以下从技术、经济、操作上对系统进行分析。3.1.1技术可行性该实验室培训和管理系统以JSP为前台交互界面，基于B/S结构模型，信息采集、存取上使用MySQL。以下将通过两方面讲解技术可行性。1.硬件可行性分析对实验室管理和培训系统的硬件要求没有特殊要求，只需要一般的硬件配置即可，以如今往后推几年前的入门级电脑配置来说，保证本系统日常运作正常，也不是有很大的难题。所以说，在硬件上面，开发本系统可行。2.软件可行性分析本系统主要采用开发语言主要是Java，信息采集、修改、查询上使用MySQL数据库。大学的学习时光里，我对Java的掌握小有可成，课程上面页选修了关于SQL的数据库管理系统，进行了规范化的学习。总体来说，该系统在设计在上不太困难，开发的要点在于对数据库层面的设计与操作。对于流媒体在线课程，互联网也有相关案例和教程，可以使用第三个插件进行在线培训。另外，本人也有从前的一些系统开发、检测经验。结合JSP和MySQL来开发实验室培训与管理系统是可行的。所以在软件方面上，本实验室管理系统具有技术可行性。3.1.2经济可行性该系统采用的软件、服务器大部分是对开发者免费开放，省去开发者的大部分资源精力，让成本上得到强度控制。本系统对计算机硬件部分规格要求不高，计算器操作环境兼容性好，即便老旧机型电脑也能满足日常工作需求，所以在经济条件上，本系统具有可行性。3.1.3操作可行性本系统基于B/S结构，可通过计算机浏览器访问和操作，界面简单，操作方便，用户不需要太高的计算机软件操作水平。另外，该系统还具有管理方便、交互良好的特点，操作非常简单。因此，在操作可行分析后可以开发这个系统。3.2性能要求分析为了使实验室管理系统能够长期、稳定、高效地运行，必须保证系统开发性能。在实验室管理系统的开发过程中，必须用充分的方法保证系统的安全和有效性。我们要充分考虑以下事项：1.安全性。在这个信息大爆炸的社会里，保护信息安全就是护住用户珍贵之物，保障企业和个人的隐私安全，这是我们开发系统中绝不可缺失的特殊要求，是每一个开发项目必须注意的问题。2.先进性。结合目前的趋势，根据用户的需求开发，可以快速准确地实现实验室培训和管理系统相关功能。3.扩展性。目前来看，实验室教学管理系统为管理人员和教师提供了极大的便利，提高了工作效率，使学生享受数字化校园教育的便利。但是，在飞速发展的信息化时代下，技术一直更新迭代，为了满足未来不确定的需求，扩展性一定是在开发系统中重要的组成部分，为后来者提供升级维护系统的可能性。4.有效性。有效性主要是指确保系统设计的功能必须能极大程度上满足用户需要。4系统设计4.1系统概述系统采用B/S结构（浏览器/服务器架构）进行管理，B/S架构是一种网络环境的模型结构。B/S模式根据应用程序处理的不同，分为表示层、应用层和数据存储层三种结构。Web页面使用Java语言编写；数据库以MySQL为后台支持平台；用户可以通过浏览器访问Web页面并实现对数据库中信息的查询。图4-1B/S模式的三层结构在在线培训这个重要模块中，首先我们明确音视频的数据实时传输是以流的形式传输的，在主播端通过摄像头、话筒采集好音视频数据后推流到流媒体服务器端，流媒体服务器将数据将星编码压缩后在分发出去，同时，流媒体服务器上的数据资源会在Web服务器上得到有效利用，并及时同步客户端。观众端访问请求Web服务器上的流媒体URL地址，实现观看直播效果。流媒体工作方式如图-2所示：图4-2流媒体工作示意图4.2系统结构设计如下图4-3所示，系统的的整体结构共分为四大功能模块，用户信息管理、实验室信息管理、实验室设备管理、在线教育培训。以下将会对此进行简单明了的说明。图4-3系统结构图以下是对上图中功能模块的简介：4.2.1用户信息管理人员信息管理和“添加、删除”管理都可以在用户信息管理中进行。管理员可根据需要对不同用户进行授权操作。管理员在使用权限时，必须保证所拥有的权利不被他人滥用；不能以任何形式侵犯其他用户的隐私权。管理员有权添加、删除和查看系统操作员的所有人员信息，或修改所有用户信息。非管理员用户仅能对管理个人信息。4.2.2实验室信息管理在实验室信息管理功能模块中，用户登录后系统查看实验室的基础信息，并查看实验室的状态：空闲或在用。空闲状态实验室使用申请提交后，管理员通过审批程序变更实验室预定信息。4.2.3实验室设备管理实验室设备管理中查询设备和耗材信息，并将其以网页的形式展现出来，供系统登陆用户浏览并决定是不是去申请使用，当用户申请成功后，库存数量将会同步进行改变，当然库存不足时，系统会提醒管理员及时添加。4.2.4在线教育培训在在校教育培训模块功能中，唯有教师或者管理员角色才可以开启直播教学功能，开启直播前，先创建一个直播房间，填写好必要的直播信息，例如直播课程，主讲教师，班级名称。创建成功后系统自动赋予直播间一个直播号，供学生端进入直播前必填信息，以实现精确进入直播间。在线上培训时，教师可以选择共享屏幕来讲授课件，也可以选择与学生连麦交流，促进学生学习，另外学生在上课过程中若是存在不理解的片段，可通过侧边的聊天框功能与教师进行沟通。4.4数据库设计要想建立起一个完整的计算机信息系统，基础一定得打好，利用好数据库能打下更好的基础。在信息快速更新之下，人们对数据库的要求变得更高、更强。因此，必须加强数据库建设，提高其使用效率。数据库管理系统支持收集、整理、存储、检索、更新及处理信息和统计数据。目前而言，系统运行的效率受到数据库设计质量的影响，所以数据库是设计管理系统的重中之重。4.4.1数据库概念设计在这个阶段，在收集了用户的需求之后，通过归纳、抽象分析需求，建立一个特定的DatabaseManagementSystem概念模型，我们常常利用E-R图去描述这个概念模型，E-R图提供了表示实体类型、属性和联系的方法，所以它被叫做实体联系图。本系统的E-R图如下图所示：系统用户信息实体E-R图如图4-4系统用户信息实体图所示：编号编号用户名是否删除用户名是否删除姓名性别姓名性别系统用户发布日期地址系统用户发布日期地址用户类型密码用户类型密码电话年龄邮箱电话年龄邮箱图4-4系统用户信息实体图设备信息实体E-R图如图4-5设备信息实体图所示：父编号编号父编号编号数量数量图片图片状态状态名称名称类型设备类型设备结束时间描述结束时间描述开始时间地址开始时间地址是否删除用户编号发布时间是否删除用户编号发布时间图4-5设备信息实体图3、预定管理实体属性图如图4-6所示：编号编号数量用户id数量用户id预约id预约id发布时间发布时间状态状态预定管理是否删除预定管理是否删除服务id附件服务id附件结束时间开始时结束时间开始时间图4-6预定管理实体属性图4.4.3数据库表设计有了E-R图后我们开始了对数据库进行设计，在数据库表设计中，我们应当遵循三范式原则，确保数据库表结构稳定，同时也要善于辩别、正确处理两个实体之间多对多的关系。三范式原则如下所示：1NF：表的列信息不能再分解。说明表中的字段具有原子性。非关系型数据库不满足第一范式，反之，MySQL自动满足第一范式。2NF：表中的记录是唯一的，即实体唯一性。为达到这个要求，我们通常要去设计一个主键来达到这个要求。3NF：表存放数据时不能出现重复、冗余信息，不能从其他字段中导出任何字段，这意味着，当一个表中的某个信息可以由其他表或是它本身的字段推导出来，那么就不要另外设置一个新字段存放数据。本系统采用关系型数据库MySQL作为数据存储，下面介绍数据库中的各表的具体信息。表4-1sysuser管理员信息表字段名称数据类型长度主键允许为空说明uidint11YesNO编号unamevarchar50NOYes用户名sexvarchar50NOYes性别addressvarchar50NOYes住址pwdvarchar50NOYes密码utypevarchar30NOYes用户类型telvarchar20NOYes电话agevarchar10NOYes年龄emailvarchar30NOYes邮箱pubtimevarchar30NOYes发布日期tnamevarchar50NOYes姓名isdelvarchar10NOYes是否删除yl1varchar100NOYes预留字段1yl2varchar100NOYes预留字段2表4-2shiyan实验室信息表字段名称数据类型长度主键允许为空说明idInt11是否编号fidvarchar50NO Yes父编号imgvarchar30NOYes图片namevarchar20NOYes名称miaoshutextNOYes描述addressvarchar50NOYes地址pubtimevarchar100NOYes发布时间isdelvarchar20NOYes是否删除uidvarchar20NOYes用户编号stimevarchar30NOYes开始时间etimevarchar30NOYes结束时间ftypevarchar20NOYes类型mstatusvarchar30NOYes状态snumint11NOYes数量yl1varchar100NOYes预留字段1yl2varchar100NOYes预留字段2表4-3forder预定管理信息表字段名称数据类型长度主键允许为空说明kidint11YesNO编号uidint11NOYes用户idfidint11NOYes预约idstatusvarchar30NOYes状态snumint11NOYes数量stimevarchar50NOYes开始时间etimevarchar50NOYes结束时间fwidint11NOYes服务idisdelvarchar50NOYes是否删除pubtimevarchar50NOYes发布时间yl1varchar100NOYes预留字段1yl2varchar100NOYes预留字段24.5本章小结本章主要对系统整体结构进行了详细的设计，确定以B/S结构作为开发模式，利用流媒体服务器开发在线教学功能。明确了系统结构，确定了四大功能模块，对数据库进行了设计，使之能匹配本系统功能需求。5系统的实现本系统功能较多，下面将会挑选部分代表性功能进行简单描述。主要功能中都是利用了MVC开发模式来一步步地实现功能。5.1MVC开发模式在MVC模式中，分离了视图与代码，使得用户可以方便的从底层直接访问上层的业务逻辑；同时，MVC模式也使系统的各个模块之间相互独立，避免了信息共享时的冗余问题，提高了系统可靠性，使得系统开发呈现出低耦合、强内聚的特点。MVC三层结构关系图如图5-1所示：MVC流程：首先用户的request请求被Controller接受，相应的Model被Controller调用到进行业务处理，同时Model层会对Datebase进行存取操作。相应的View被Model调用来显示处理的结果，并在人机交互界面反馈给用户，用户收到反馈再决定下一步的操作，这样流程又回到了用户这个起始点，形成了一个完整的闭环。图5-1MVC三层结构关系图5.2用户登录和注册功能的实现系统采取了B/S结构，用户通过Browser访问时，首先进入登录界面，进行账号密码的合法化验证成功且用户身份类型选择正确，则会成功进入系统图5-2登录注册页面在5-3登录注册流程图中，用户在表单中填写好用户密码，选择用户类型提交后进入到数据提交到控制层进行与数据库已采集的信息进行比对，比对成功则顺利进入系统；若比对不成功，则需要用户先注册一个账号，点击注册按钮后成功进入到另一个表单收集界面，填写好相关信息后，系统将会将信息表单提交至服务器，服务器将录入新的用户信息。图5-3登录注册流程图5.3实验室信息管理模块实现如图5-4实验室信息管理页面所示，在这里管理员可以查看到各个实验室的位置，名称时间，同时还可以进行实验室信息采集，更改，删除。在图5-5中，申请人学生可以查看到当前实验室是否处于空闲状态而进行申请，若是成功提交申请，在管理员的实验室申请管理中将会收到申请信息。图5-4实验室信息管理页面图图5-5实验室申请图5.4用户信息管理模块当以管理员角色进入系统后，用户信息管理窗口便会显示出来，在该窗口进行新用户添加时，在用户添加页面中，我们不仅提醒用户新增的账号是否存在重名现象，还设置通过正则表达式设置了一些规则，来促使用户进行信息的有效输入，也可提高本系统的管理效率。其页面如图5-6所示。图5-6用户信息管理页面图5.5设备管理模块实现如图5-7所示：管理员登录后，设备名称、库存状态、数量及设备信息录入时间会清晰显示。若需添加新设备可以单击添加内容进行操作，也可以在搜索框中进行模糊搜索得到目标设备信息。在图5-8中，当有申请人提交申请使用设备后，管理员点击通过审核后设备数量也将会发生变化。图5-7设备管理页面图5-8设备记录管理页面5.6在线培训模块实现在如图5-9和图5-10所示，教师端的摄像头进行数据采集，形成流文件，然后以RTC协议推流到ECS服务器。数据再经过ECS服务器进行编码、压缩处理后被分流发送出去。同时，ECS上的数据资源会在Web服务器上得到有效利用，并且及时同步客户端。用户在浏览器上进入特定的URL地址进行拉流进而接受流文件，实现观看效果。师生互动功能是随着直播功能同步进行的，参与同一场直播的用户都会进入到同一个聊天室，若遇到问题，学生可通过文字在直播间提醒，教师可以实时掌握课堂教学信息。图5-9教师端画面图5-10教师端画面5.7本章小结本章对系统重点功能、模块，如用户登录注册功能、用户信息管理模块、实验室信息管理模块、设备管理模块、在线培训模块进行了展示。在本章节可了解到系统的主要工作流程，该系统界面清晰，操作简单，通俗易懂，易上手，可以有效地提高实验室培训与管理系统使用人员的工作效率。6系统测试6.1系统测试目的及意义系统测试是项目开发中不可缺少的一部分，也是工程建设中特别重要的一部分。它不仅可以帮助工程师快速定位问题点，还能发现潜在缺陷并提出改进建议。因此，测试在整个工程项目中起着重要作用。在测试的过程中我们可以利用人为手段或是辅助工具自动去测试检验系统的性能以及我们为用户需求而开发的功能，经过测试检验、总结分析出该系统能否完全使用户需求得到满足，或是预想中结果对比系统运行结果，找出两者差异。通过检查，发现了系统的缺陷和错误后，及时地修改完善系统的设计和配置以保证系统的正常运行，避免发生严重事故。它为我们的系统安全提供了保证，确保产品能够达到一定的质量标准要求，并确保系统的要求不偏离。6.2系统测试方法在软件设计过程中，测试系统通常会使用基于规格说明书的测试和逻辑驱动测试这两种测试方法。基于规格说明书的测试，在测试过程中，无论系统程序的逻辑结构和内部特性如何，系统程序都被认为是一个封闭的黑匣子。我们只需检测系统依照说明书可否正常运作，数据输入时系统能否接收，并且是否输出预期得结果。为此，该测试又被叫做黑盒测试。该项测试主要是用来验证系统的各项功能是否正常工作的，因此黑盒测试可以从用户的角度和需求来进行测试。使用黑盒测试我们通常可以检测到几类错误：(1)功能有无错误或遗漏。(2)性能能否满足需要？(3)是否存在初始化或停止性错误。(4)能否正确输入、输出？(5)是否有数据结构不正确或对数据库进行访问时出现差错。逻辑驱动测试也称为白盒测试和玻璃盒测试。区别于基于规格说明书的测试，测试人员在开始之前对软件的内部结构和处理流程有一个清楚的了解，在测试过程中，软件程序会被看成是在一个透明的匣子中，然后对比着设计说明要求查看所有软件程序路径、结构有无错误，系统内部运行是否符合要求。这能使用户对整个系统包中每个部分都清楚地知道它们的工作情况，使开发效率得到显著提升，所以逻辑驱动测试可以说是最有效的测试方法之一，但同时开发成本相比于黑盒测试是提高的。因此，白盒测试又被当作玻璃盒测试是事出有因的。因为白盒测试主要是用来分析和确认程序代码是否合理、符合规范等，而不是真正检验程序本身的质量或功能。因此白盒测试主要用于软件正确性的验证。6.3性能测试性能测试可以说是一种最基本也是最后的测试用例设计方法。它帮助软件开发人员提供了一个检验自己开发的软件产品质量好坏，是否达到预期目标。通过对产品进行性能测试，不仅能够发现问题并提出改进意见。而且还有助于提高软件质量和可靠性，使软件产品更容易被使用。下面将会重点测试以下两个重要指标。 系统运行速度：通过测试对硬件设备的功能和性能指标，检验一定时间段内是否能够系统能否完成任务进行做出评价。该系统在不同配置的计算机上进行了测试，没有观察到任何延迟或停顿。 网络响应时间长短：在用户层面上考虑，用户会主观地将系统响应速度与系统性能绑定在一起，因此，系统响应速度的快慢最能直接影响用户体验的好坏。而网络相应时间长短往往与系统响应速度挂钩，为了了解用户实际操作感受，提升用户体验，测试网络响应时间长短是项必然的测试。通过测试，我们得到最小的响应时间为1s，平均响应时间2秒，最大的响应时间为7