基于JSP的MVC高职开放型实验管理系统的设计和实现.pdf

信息记录材料 年 月 第 卷第 期基于 的 高职开放型实验管理系统的设计和实现朱宏涛(新疆应用职业技术学院 新疆 奎屯)【摘摘要要】信息化时代实验室仍使用传统人工管理存在耗时耗力、管理效率低下、资源利用率低等诸多问题为了提高实验仪器设备资源利用率和管理效率在明确开放型实验系统建设目标的基础上阐述了系统设计的关键技术并采用模块化和 三层架构设计实验室管理系统的结构并实现了系统管理、门禁管理、教师管理、实验管理及仪器管理等功能模块 经大量验证表明高职院校投入使用开放型实验管理系统有利于配置实验仪器设备资源提高资源利用率与教学质量进一步推动我国高校信息化建设【关关键键词词】开开放放性性实实验验室室管管理理系系统统【中中图图分分类类号号】【文文献献标标识识码码】【文文章章编编号号】()作者简介:朱宏涛()男甘肃泾川本科实验员研究方向:实验技术实验教学实验室管理 引言目前传统手工实验管理方式已不能很好满足当下的需要很多高职院校开始尝试实验开放模式 在这种背景下本文使用、及/模式设计的开放型实验管理系统采用模块化设计将系统划分成系统管理、门禁管理、教师管理、实验管理和仪器管理等 大模块是一个面向全体师生的开放共享平台大大提高了大型实验设备利用率与办学水平 开放型实验管理系统建设目标目前实验室管理主要存在实验室不能共享、晚上值班难度大、教学资源无法共享、实验仪器设备易损坏等问题 就以上问题进行深入分析本文设计的开放型实验管理系统应具备:学生可网上在线预约实验室可实时查看实验室或实验仪器设备使用情况监控、门禁考勤系统实时记录学生在实验室的活动情况及出入实验室的时间文件、文档、视频等资源上传和下载功能在线提问与答疑等功能 由于开放型实验管理系统需要联合门禁系统并要与门禁系统进行实时数据交互因此系统需要具有良好的大数据并发处理能力及一定的安全性与可靠性 系统设计的关键技术 开发模式 开发模式即模型视图控制器模式将数据层和表示层很好地分离可给相同的数据提供多样化的视图 模式将开放型实验管理系统划分为(模型)、(视图)及(控制器)这 部分 类位于数据层主要实现管理系统的数据逻辑和业务逻辑 类位于表现层向用户展示带有数据的页面 类位于服务层主要用于流程控制 较好地实现了数据逻辑、业务逻辑、控制逻辑及显示逻辑的相互独立将数据表现和数据访问分离开来从而实现面向实际应用设计显示逻辑与控制逻辑面向系统业务设计数据逻辑及业务逻辑 的 开发模式 是一种标准技术使创建动态 页面更加便利、简洁在 服务器上解析通过表单传递的数据使用适当的逻辑转换为标准的 页面而后用户在客户端看到的就是一个带相应数据的标准 页面 基于 的 体系结构联合使用 容器和 技术来提供动态内容服务综合利用了这 项技术的优势利用 展现表示层的内容使用 进行深层次的任务处理 其中 作为控制器用于处理用户请求创建 所需对象根据用户请求将带有相应数据的 页面响应给用户 这种设计方式将内容和表达分离让角色定义、网页设计及开发人员的分工等都更加明确清晰的 体系结构如图 所示图 的 体系结构 系统结构和功能 系统结构开放型实验管理系统依照模块化进行设计主要有管理员、学生和老师 种角色有系统管理、门禁管理、教师管理、实验管理和仪器管理等 大模块实现了基础数据、实验预约、在线答疑、仪器设备预约、门禁管理、权限管理、发布公告等功能 开放型实验管理系统的结构如图 所示 系统功能模块 实验管理实验管理模块实现了实验预约、实验查询、实验资源下载、实验室预约以及在线提问等功能 教师可在线添加实验相关的学习资源如电子文档、实验操作流程视频、相关资料等这些资源可供学生下载或是在线查看浏览信息记录材料 年 月 第 卷第 期图 开放型实验管理系统结构其中实验预约是开放型实验管理系统的核心功能通过实验预约功能学生可以自主科学地安排实验时间调动了学生自主性和学习积极性同时提高了实验仪器设备的利用率 在实验预约时开放型实验管理系统会自动完成学生上课时间冲突、实验室占用冲突等冲突检查当实验预约不存在冲突学生可进行预约并在约定时间内到达相应实验室完成实验即可 仪器管理仪器管理主要有仪器设备预约、仪器维修管理、贵重仪器设备管理以及仪器设备使用记录等功能 学生预约实验绝大多数情况下使用预约功能来预约实验所用仪器设备这一功能实现仪器设备的科学管理最大限度地满足学生的需要同时提高了实验仪器的使用效率 门禁管理学生提前网上预约好实验项目及实验时间后在约定时间可凭借本人校园卡进入相应实验室实验完成后可刷校园卡通过门禁离开 门禁管理模块实时显示所有门禁、地址等详细信息并提供重启和远程开启、关闭的功能门禁与开放型实验管理系统一直保持连接并完成数据和通信交互 系统管理系统管理实现了公告发布、操作日志、用户管理、权限管理以及数据库备份与还原等功能 另外在系统管理模块还可以对学生访问实验室的时间及人流量进行统计和分析并以柱形图等图表进行呈现 同时通过对这些数据分析可以进一步科学合理安排实验室开放层次、开放对象及开放时间等 用户管理用户管理模块包含学生、管理员及教师的管理管理员拥有最高最多权限部分权限是教师和管理员共有开放实验管理系统可通过用户提供的账号密码来判识登录人员的身份并根据相应权限跳转到对应界面 考勤模块考勤模块用来记录考生参加实验的具体情况可查询某一学生或全部学生某时间段的实验预约和完成情况考勤模块联合门禁系统记录学生进入和离开实验室的时间 管理系统的实现 数据库设计开放型实验室管理系统使用 作为数据库服务器 数据库是当下主流关系型数据库管理系统之一具有免费开源、速度快、体积小、成本低等优点在中小型 开发中应用广泛 数据库设计影响着管理系统的性能如果设计时考虑不够全面或结构设计不合理一方面会增加软件编程工作难度另一方面会增加后续管理系统的升级与维护的难度 为了使开放型实验室管理系统更加契合使用者需求本管理系统着重对核心表结构进行了设计主要有实验项目预约表、设备登记表、实验报告表、学生信息管理表及通知公告表等表 同时在数据表之间依照实际情况建立关联性以实现数据库设计的最小冗余 例如:学生信息管理表的主键 和实验项目预约表的字段 具有一对一映射关系因此将实验项目预约表中的 设置为外键由此通过多表联查根据输入的 值或是学生名称等可查询到该同学预约了哪些实验项目其他的表也是根据这一原则进行了设计 管理系统实现开放型实验管理系统的开发环境为 位操作系统使用 作为数据库开发工具使用 使用 服务器 由于/模式具有“瘦服务器胖客户端”的弊端为了避免这一问题本实验管理系统采用/结构不需要分别编写服务器端程序和客户端程序仅需要重点关注实现服务器端程序即可 使用者不需要安装相应的客户端程序在电脑上任一浏览器都可以访问系统并在权限内进行操作 服务器端采用 技术这一技术面向对象具有跨平台、开源免费的特点自带(垃圾回收机制)从而很好地避免内存泄漏的问题 表示层表示层是开放实验室管理系统向用户提供的一个交互界面界面设计是否简洁、美观直接影响用户体验 这一层几乎没有业务逻辑与流程控制专注页面展现、数据呈现不能直接访问数据常使用 来实现页面布局通过 前端框架和 框架完成实验预约、信息记录材料 年 月 第 卷第 期用户登录、资源上传/下载等界面设计主要负责接收前台表单的数据将数据传递给业务逻辑层并将返回的逻辑数据组成标准 页面呈现给用户 业务逻辑层业务逻辑层作为开放实验管理系统的核心组成部分使用 框架处理业务逻辑方法和传递数据这一框架使用接口与实现分离技术具有良好的扩展性 当学生需要预约实验项目时在实验预约界面选择合适的时间段选择要预约的实验项目并点击预约预约完成后可在实验预约情况列表查看预约详细情况并在预约时间到达实验室完成实验实验预约的完整业务流程如图 所示图 实验预约流程 数据访问层数据访问层也是持久层这一层的功能是将数据持久化到数据库并根据实际要求对数据进行操作 持久层选用支持 模式的 框架在数据库模型和对象模型之间建立对应关系同时将对底层数据库具体操作细节进行封装向业务逻辑层仅提供 调用接口 数据访问层不依赖于逻辑层具有良好的独立性这有效降低了模块之间的耦合性使用了 面向对象的思想大大提高了开发效率 系统的工作流程以学生查询某一实验项目为例简要概述使用 的 开放实验管理系统的工作机制 根据实验项目查询功能需求已经设计好相应类并实现了实验项目查询功能当学生在搜索框中填写相应实验项目编号来查询该实验项目的详细内容时开放实验管理系统会进行如下步骤:首先学生输入实验项目编号向 发送查询请求再次 接收用户请求获取地址 栏中的请求 参数在 列表中查找处理这类请求的 找到后要求 提供一个用于查询实验项目的 来处理用户请求接着 根据传递过来的参数来进行相应业务逻辑处理调用 中的查询函数对数据库进行查询操作查询完成后将返回的数组数据封装成 实例这些对象实例经一定处理后再封装到预先定义的 中并由 组装和返回给 最后 将数据呈现在标准的 页面上并返回给用户 功能模块实现 开放实验模块开放实验模块是实验管理中的核心功能也是开放型实验管理系统的基础功能 这一模块服务对象主要是学生具有个人课程表、开放实验查询、开放实验预约、实验资料下载及实验报告提交等功能 开放实验体现在实验项目的开放其主要步骤如下:步骤 老师发布开放的实验项目并对开放中的实验项目进行维护同时向系统上传开放的实验项目大纲及实验相关学习资料步骤 教务处或管理员向各实验室和全体师生发布实验任务公告各实验室开放实验预约学生按照自己实际情况合理安排实验时间在规定时间范围内完成实验步骤 老师或相关管理人员审核实验预约若没有问题则同意实验预约并公布预约结果步骤 学生依预约完成试验后完成相关实验报告并上传提交在老师查看完成后可以查询实验成绩 仪器设备模块仪器设备模块是开放型实验管理系统的另一重要模块包含大型贵重仪器设备管理与仪器设备管理仪器设备管理的内容有入库、领用、台账、领用、报损及维修等对于贵重仪器设备多增加了仪器设备信息共享和运行记录 项上述管理均通过登记、调整申请、审核及结果查询等进行管理 总结综上所述本文设计的开放性实验管理系统利用多种先进技术实现了高职院校实验教学信息化管理有效解决了资源利用低、实验管理与维护成本较高及实验室管理封闭等问题 另外使用开放型实验管理系统一方面实现了学生灵活使用实验室和实验仪器设备另一方面降低了教师的管理强度提高了实验室信息化水平 开放型实验管理系统在高职院校大范围投入使用加快了我国高职院校 (下转第 页)信息记录材料 年 月 第 卷第 期伪、确定飞机所在位置从而作出判别 随着民用航空不断发展无形中增加空中交通流量增长对空中交通管制能力提出更高要求民用航空急需研发一种高效空中交通监管技术 技术作为现代最新型的空中交通监管技术其具有精度高、成本低、能提高空域容量等特征被广泛应用到民航空管领域 时域运算侦测对时钟精确度要求较高对多个时钟的同步性要求也较高而对列天线技术精确度要求较高的则是频域运算侦测 分析深度学习算法的检测精度在机器学习迅速发展的同时在防欺骗干扰的 系统领域深度学习()也被科研人员所应用 当干扰信号强度在正常检测范围时被干扰雷达的干扰信号趋于多样化无形中提高信号处理计算机处理负担 同时由于干扰信号的出现会降低雷达作用距离和目标检测概率甚至影响到测角精度和测距 针对该种情况需要工作人员控制干扰信号强度保证每个干扰信号都能被检测到 但由于这种干扰并非故意干扰 个雷达波束交叉的时间较短通常是一闪而过干扰信号的强度也较低不会给雷达正常工作带来严重影响很难被工作人员发现 通过 网络对样本数据进行训练和测试并优化利用频偏数据和报文的位置速度信息形成数据集样本数据通过 网络模型进行训练该模型包含了飞机的位置和速度等信息 把 运用到侦测识别骗术干扰中所有的训练样本都是通过仿真的方式产生的 信息加密技术针对 系统遇到的欺骗性干扰大部分学者提出了多种加密手段如透过数位签章的方法来判别目标为真正的目标或干扰源、资讯分段加密和密码学保护等 但信息加密手段的短板在于需要修改 传输协议而加密保护 传输链如何有效地执行还有待学者深入研究 总结综上所述 系统作为最先进的民航空管监视系统在日常应用中面临严重电磁干扰问题如 数据链压制性干扰、通用系统模拟器系统欺骗干扰等问题给应用效果带来不同程度的影响 因此为了提高 系统精准定位功能不仅要加强无线管理作用还要将无线电干扰领域新技术应用到 系统全面提高 系统抗干扰性能【参考文献】夏鸿 朱清山 唐文博 等.基于 解析数据的航空器定位可视化方法与系统.电子测试():.吴春林 陈勇 邵红 等.基于 的飞行数据采集处理系统设计与实现.火控雷达技术 ():.甄福东 周淑玥 陈丽晶 等.基于广播式自动相关监视系统的高空风场短时预测方法研究.成都信息工程大学学报 ():.王晨旭.监视技术介绍及其在空管自动化系统中的应用.中国新通信 ():.李雪 姚红权 王启龙 等.基于 接收机报文数据的激光信道安全预警系统和方法:.李剑.卡尔曼滤波算法在空管二次雷达及 系统中的应用研究:以呼伦贝尔地区为例.呼伦贝尔学院学报():.蒋斯炜.空管自动化系统应用 数据的优化探索与风险分析.科技创新导报 ():.赵碧峰 周紫阳 曹永贵.基于 数据的航空器 干扰定位告警系统构建.中国无线电():.郭金亮.空管自动化系统等保测评实践与安全防护技术研究.信息安全与通信保密 ():.邹国政.数据在空管自动化系统中的处理方法分析.机电工程技术 ():.韩剑峰.一种基于雷达数据融合的航班 航迹预测方法.软件工程 ():.(上接第 页)信息化建设步伐优化了实验设备仪器的资源配置提高了资源使用效益与实验教学质量【参考文献】郭东会 杨晓 张显忠 等.生物学开放实验室教学管理模式探究.实验室科学 ():.刘士斌 董亭亭 焦玉凤 等.工程认证视角下材料科学与工程专业开放型实践平台建设.经济师():.梁琪琪 胡曦明 艾玲梅 等.疫情下基于移动 的开放共享网络实验平台.计算机技术与发展 ():.牛丽.高校智慧实验室综合管理平台建设研究.计算机时代():.田晓丽 王彩丽 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