开放实验室管理系统概要设计说明书.docx

概要设计说明书

项 目 名 称：基于APS.NET实验室管理系统的开发和研究
院 系： 数学与计算机科学/软件学院
专 业： 软件工程
年 级： 2012级
学 号： 221200109
姓 名： 林强
指 导 教 师： 陈建利
实 习 地 点： 校内
开 发 时 间： 2015.9.1--2016.1.14

目录
1引言 1
1.1编写目标 1
1.2项目背景 1
1.3参考资料 1
2 总体设计 3
2.1需求规定 3
2.2运行环境 3
2.2.1设备 3
2.2.2支持软件 3
2.3设计思想（系统构思） 3
2.4输入输出要求 4
（1） 输入 4
（2） 输出 4
2. 4.签到信息 4
2.5人工处理的过程 4
2.6尚未解决的问题 5
3 接口设计 5
3.1用户接口 5
3.2外部接口 5
3.3内部接口 6
4 系统数据结构设计 6
4.1说明 6
4.2数据结构 6
4.3数据结构与系统元素的关系 11
5运行设计 12
5.1运行模块组合 12
5.2运行控制 12
5.3运行时间 12
6系统数据结构设计 12
6．1 逻辑结构设计要点 12
6.2 物理结构设计要点 13
7系统出错处理设计 13
7.1出错信息 13
7.2 补救措施 14
7.3 系统维护设计 14

1引言
1.1编写目标
概要设计说明书又可称系统设计说明书，它主要说明对程序 系统的设计考虑，包括程序系统的基本处理流程、程序系统的组织结构、模块划分、功能分配、接口设计、运行设计、数据结构设计和出错处理设计等，为程序的详细设计提供基础。
1.2项目背景
实验室管理系统是高校教学系统中不可缺少的一部分。它的存在对于实验室的管理者来说至关重要，它为师生提供充足的信息和查询手段，对于教学质量的提供有着很大的帮助。随着计算机的不断发展与完善，为实验室管理向网络化管理发展提供了技术支持。因此，如何运用现代计算机信息技术，对高校实验室进行科学的信息化管理，提高工作效率及管理水平，将是现阶段必须解决的问题。
这几年随着高校管理变革的推进，实验室管理系统的建设也是逐渐的规范化、复杂化，使得高校实验室管理工作更加繁重和复杂。目前，我国部分高校的实验室管理还处于单机版管理阶段，没有成熟的实验室管理系统对实验室进行科学化的管理，这使得其管理系统存在多种无法克服的缺点，比如可维护性差、信息的封闭性、信息的过时性等等。随着计算机技术的不断发展以及高校网络建设的成熟，实现实验室管理的网络化是必然趋势。因此，开发一套可联网的实验室管理系统来提高实验室的管理是非常有必要的。
实验教学是高校教学的重要环节，是培养学生实践能力的重要场所。加强实验室的建设，不仅要在硬件上进行改善，更应该发挥计算机网络技术的优势。可联网的实验室管理系统，将有效合理地分配和使用开放性的实验室资源，调动学生进行实验的主动性。本次开发的实验室管理系统将实现实践教学的动态、开放性管理，达到提高实践教学的工作效率，优化资源配置，提高实验室管理水平的目的。

1.3参考资料
[1] 张志慧 高校计算机实验室上机管理系统的设计与实现 [D].吉林：吉林大学,2012. 
[2] Andrew Troelsen, C# 2010 and the .NET 4 Platform(Fifth Edition),2010
[3] 方钦正. 基于.NET 教学开放实验室管理系的设计与实现 [D].山东：中国海洋大学, 2010.
[4] 文东,申锐,乔明秋 .ASP.NET程序设计基础与项目实训 .科学出版社 ,2012
[5] 龙马工作室 .ASP+SQL Server 组建动态网站实例精讲[M].北京：人民邮电出版社， 2004
[6] 方钦正. 基于.NET 教学开放实验室管理系的设计与实现 [D].山东：中国海洋大学, 2010.
[7] 郑阿奇,梁敬东, C#程序设计教程,机械工业出版社,2011
[8] Karli Watson,Christian Nagel, C#入门经典(第3版),齐立波译,北京:清华大学出版社,2006
[9] Christian Nagel,Bill Evjen,Jay Glynn, C#高级编程(第4版),李敏波译,北京:清华大学出版社,2006
[10] 张洪生,杨三民,吴莹. 基于高校内网的实验室管理系统设计与开发[C]. 北京： 装备指挥技术学院,2010.657-661.
[11] Andrew Troelsen, C# 2010 and the .NET 4 Platform(Fifth Edition),2010
[12] 和彦苓. 实验室管理. 人民卫生出版社, 2011
[13] 裴珊珊. B/S 模式下的实验室管理系统. 2012(08)
[14] 百度百科 实验室管理系统百科
[15] 黄家声. 实验室设计与建设指南. 水利水电出版社, 2012(1)
[16] 杨树林, 胡洁萍. ASP.NET 企业级架构开发技术与案例教程. 机械工业出版社, 2012.08.01

2 总体设计

2.1需求规定
系统主要由6个子系统组成：①公共信息服务子系统， ②教学服务子系统，③电子签到服务子系统， ④设备管理子系统 ，⑤实验室管理子系统， ⑥权限和信息管理子系统。这系统部分的具体功能将在文档的系统功能设计部分详细说明。
2.2运行环境
2.2.1设备
本系统运行的硬件环境如下：
硬件环境：
(1)CPU：PIII750或者更高频率
(2)ROM：256或者更高内存支持
(3)内存：2G
(4)磁盘：200GB

2.2.2支持软件
系统运行的软件环境如下：
(1)开发所用的操作系统：Windows 2000及以上版本
(2)开发工具：vs2010

软件开发过程使用到的软件如下：
（1）UML建模：Rational公司出品的一种面向对象的统一建模语言的可视化建模工具：Rational Rose。
（2）创建业务流程图、软件流程图、数据库模型图：使用Microsoft word 2012进行创建业务流程图、软件流程图、数据库模型图。
（3）项目进度计划安排：使用Microsoft Project 2010进行项目进度计划安排。
（4）软件过程开发文档的编制：使用开源的集成办公套件 Open Office 和优秀的Microsoft Office 2012。

2.3设计思想（系统构思）

2.4输入输出要求
（1） 输入
1.个人信息2.栏目添加3.相关文章4.可下载资料5.输入查询信息6.提交实验报告7.发布实验报告8.留言9.权限分配10.设备申请信息11.设备报修信息12.设备修理结果13.设备申请审批结果14.网络申请信息15.网络申请结果16.课程类别信息17.实验室预约信息18.实验室空间信息19.实验室开放信息
（2） 输出
1.个人信息显示2.文章内容3.资料4.实验报告5.留言6.设备信息7.设备审批信息8.签到信息9.课程信息10.实验室信息11.签到信息

2.5人工处理的过程
1，编辑要显示的文章
2，管理员管理设备报修信息
3，管理员审批实验室预约申请
4，教师下载实验报告
5，教室上传已批改的实验报告
6，教师开启签到课程
7，学生签到

2.6尚未解决的问题
1. 整体界面和各模块的界面风格还未确定。
2. 这六个模块的具体实现是否能在实践期间完成，尚未确定。
3. 各模块直接的通信能否实现，尚未确定。

3 接口设计
3.1用户接口
说明提供给用户操作的硬件控制面板的定义。
模块
向用户提供命令
系统回复信息
用户登陆设计
输入用户名（user_id）、密码（user_key）和用户类型（user_style）
用户是否登陆成功
搜索查看
关键字、类别等搜索
搜索结果
修改用户信息
修改用户个人资料、密码等信息
修改后的用户信息
二级菜单
事件
返回信息
3.2外部接口
说明本系统同外界的所有接口的安排包括软件与硬件之间的接口、本系统与各支持软件之间的接口关系。
软件接口：
该系统的服务器，需要提供对数据库的接口，进行对数据库的所有访问。同时，在服务器程序上使用数据库备份命令对数据进行定期备份，以做到对数据的保存，数据丢失时可进行恢复。
在网络软件接口方面，使用一种无差错的传输协议，采用滑动窗口方式对数据进行网络传输及接收。
硬件接口：
网络接口，该系统要连接到互联网上才能进行正常的运行。

3.3内部接口
说明本系统之内的各个系统元素之间的接口的安排。
内部接口方面，各模块之间采用函数调用、参数传递、返回值的方式进行信息传递。具体参数的结构将在下面数据结构设计的内容中说明。接口传递的信息将是以数据结构封装了的数据，以参数传递或返回值的形式在各模块间传输。
4 系统数据结构设计
4.1说明
在面向对象的设计方法中，数据也可以作为一个对象来处理，如果数据附属于某一对象，可以将其纳入该对象的属性管理之中。所以在面向对象的设计过程中，对数据的设计是在对对象的设计过程中完成的。
4.2数据结构
列出本系统使用的主要数据结构，包括它们的名称、标识符及数据项等。

文章表(article)
列名
articleID
articleTitle
articleContent
articleAuthor
articlePostTime
数据类型
Bigint
Varchar(255)
Longtext
Varchar(255)
Datetime
属性描述
文章编号
文章标题
文章内容
文章作者
文章编辑时间
列名
scanCount
isTop
isOut
isPass
menuOfArticle
数据类型
Int
Bit
Bit
Bit
Bigint
属性描述
浏览次数
是否置顶
是否下架
是否通过审核
文章所属栏目

导航栏表(navigation)

列名
Id
naviName
parentId
数据类型
Bigint
Varchar(255)
Bigint
属性描述
栏目编号
栏目名称
栏目所属父栏目编号

实验报告表(labreport)
列名
Lid
Classname
Name
finishDate
publishDate
数据类型
Bigint
Varchar(255)
Varchar(255)
datetime
datetime
属性描述
实验报告编号
班级名称
实验名称
完成时间
发布时间
列名
subject
teacherId
title
courseId

数据类型
Varchar(255)
bigint
Varchar(255)
bigint

属性描述
科目
教师学工号
实验标题
课程编号

课程表(course)

列名
CourseId
courseName
数据类型
Bigint
Varchar(255)
属性描述
课程编号
课程名称

学生表(student)
列名
Sid
collegeName
classname
name
No
Id
数据类型
Bigint
Varchar(255)
Varchar(255)
Varchar(255)
Varchar(255)
Bigint
属性描述
学生主键
所学专业
班级名称
学生姓名
学号
用户编号

学生-课程中间表(student_course)

列名
courseid
Studentid
数据类型
bigint
Bigint
属性描述
课程编号
学生编号

用户表(user)

列名
Id
Account
Name
Password
Email
Age
数据类型
Bigint
Varchar(255)
Varchar(255)
Varchar(255)
Varchar(255)
Int
属性描述
主键
用户帐号
用户名字
用户密码
用户emainl
用户年纪

教师表(teacher)

列名
Tid
collegeName
name
num
id
Coursed
数据类型
Bigint
Varchar(255)
Varchar(255)
Int
Bigint
Bigint
属性描述
教师编号
授课专业
教师姓名
学工号
用户编号
课程编号

菜单表(menu)

列名
Id
Name
url
Icon
Paremt_id
数据类型
Bigint
Varchar(255)
Varchar(255)
Varchar(255)
Bigint
属性描述
菜单主键
菜单名称
菜单对应的超链接地址
图片在webapp的相对路径
所属父菜单

角色表(role)

列名
id
Name
数据类型
Bigint
Varchar(255)
属性描述
角色编号
角色名称

角色-菜单中间表(role_menu)
列名
Role_id
Menu_id
数据类型
Bigint
Bigint
属性描述
角色编号
菜单编号

用户-角色中间表(user_role)

列名
user_id
Role_id
数据类型
Bigint
Bigint
属性描述
用户编号
角色编号

设备信息表(devicemessage)
列名
Id
Receive
Unit
Device
Name
deviceTypeid
deviceModel
deviceFormat
DevicePrice
数据类型
Int
Varchar(255)
Varchar(255)
Varchar(255)
Varchar(255)
Varchar(255)
Varchar(255)
属性描述
设备编号
领取单位
设备名称
设备分类号
设备型号
设备规格
设备价格
列名
deviceMaker
Buydate
deviceStatus
subjectFund
userPurpose
deviceForm

数据类型
Varchar(255)
Varchar(255)
Varchar(255)
Varchar(255)
Varchar(255)
Varchar(255)

属性描述
设备生产厂家
购买日期
设备现状
经费科目
使用方向
设备来源

设备申请表(deviceapply)

列名
Id
Receive
User
Device
Name
DeviceTypeName
deviceModel
deviceFormat
Remark
数据类型
Int
Varchar(255)
Varchar(255)
Varchar(255)
Varchar(255)
Varchar(255)
Varchar(255)
属性描述
申请编号
申请设备人
设备名称
设备类别名称
设备型号
设备规格
备注
列名
userTime
applyCount
borrowCount
Auditstatus
userPurpose
agent

数据类型
Varchar(255)
int
int
int
Varchar(255)
Varchar(255)

属性描述
设备使用时间段
申请数量
可借数量
审核状态
使用方向
经办人

上传文件表(uploadFile)
列名
filID
fileType
fileName
fileSuffix
filePath
数据类型
Bigint
Varchar(255)
Varchar(255)
Varchar(255)
Varchar(255)
属性描述
文件编号
文件分类
文件名字
文件后缀名
文件路径
列名
fileDescription
fileSize
uploader
uploadDate
downloadCount
数据类型
Varchar(255)
Varchar(255)
Varchar(255)
datetime
Bigint
属性描述
文件描述
文件大小
文件上传者
上传时间
下载次数

预约表(appointment)

列名
AppointmentId
teacherId
teacherName
Laboratory
applyReason
数据类型
Bigint
Bigint
Varchar(255)
Varchar(255)
Varchar(255)
属性描述
预约编号
审批导师id
审批导师名字
申请实验室
申请理由
列名
state
managerOpinion
applyBeginTime
ApplyEndTime

数据类型
Varchar(255)
Varchar(255)
datetime
datetime

属性描述
实验室状态
管理员审批意见
申请起始时间
申请结束时间

实验室信息表(labmessage)

列表
Labid
labNum
labName
labType
General
Situation
teaching
Enviroment
offeredCourses
labPicPath
数据类型
Bigint
Varchar(255)
Varchar
(255)
Varchar(255)
Varchar(255)
Varchar(255)
Varchar(255)
Varchar(255)
属性描述
实验室编号
实验室标号
实验室名称
实验室类别
实验室概况
教学环境
主要开设课程
实验室图片路径

上传作业表(labupdate)

列名
labUpid
sid
filePath
subject
no
doneDate
finishDate
Name
数据类型
bigint
bigint
Varchar
(255)
Varchar
(255)
Varchar
(255)
datetime
datetime
Varchar
(255)
属性描述
上传作业id
学生编号
文件路径
科目
学号
学生完成时间
要求完成时间
实验名称

设备报修表(devicerepair)

列名
id
deviceUser
deviceName
deviceTypeName
deviceModel
数据类型
bigint
Varchar(255)
Varchar(255)
Varchar(255)
Varchar(255)
属性描述
主键
设备申请人
设备名称
设备类别名称
设备型号
列名
userPurpose
remark
applycount
auditstatus
agent
数据类型
Varchar(255)
Varchar(255)
int
int
Varchar(255)
属性描述
用途
备注
申请数量
审批状态
代办人

开放实验室表(labopen)

列名
id
teacherid
teacherName
laboratory
applyReason
managerOpinion
applyBeginTime
applyEndTime
数据类型
bigint
bigint
Varchar(255)
Varchar(255)
Varchar(255)
Varchar(255)
datetime
Datetime
属性描述
主键编号
教师
编号
教师姓名
实验室信息
申请理由
管理员意见
申请起始时间
申请结束时间

签到表

列名
absentID
courseID
courseName
date
remark
studentID
`studentName
数据类型
bigint
bigint
Varchar
(255)
datetime
Varchar
(255)
bigint
Varchar
(255)
属性描述
签到主键
课程编号
课程名
日期
备注
学号
学生名字

签到信息统计表（statisticsinfo）

列名
id
courseID
courseName
studentID
studentName
teacherName
attendTimes
absentTimes
数据类型
bigint
bigint
Varchar(255)
bigint
Varchar(255)
Varchar(255)
datetime
Datetime
属性描述
主键编号
课程
编号
课程名
学号
学生名字
授课老师
课程时间
签到时间

课程签到历史表（signaturehtstory）

列名
id
courseID
courseName
teacherName
count
Nocount
数据类型
bigint
bigint
Varchar(255)
Varchar(255)
Int
bigint
属性描述
主键
课程编号
课程名字
教师名字
签到人数
未签到人数

4.3数据结构与系统元素的关系

教学服务子系统
电子签到服务子系统
设备管理子系统
权限和信息管理子系统
实验室管理子系统
用户表

√

角色表

√

菜单表

√

教师表
√
√
√
√
√
学生表
√
√
√
√
√
课程表
√

√

实验报告表
√

√

设备信息表

√
√

设备保修表

√
√

设备申请表

√
√

实验室信息表

√
开放实验室表

√
预约实验室表

√
上传作业表
√

签到表

√

签到信息统计表

√

√

课程签到历史表

√

5运行设计
5.1运行模块组合
客户端在有输入时启动接收数据模块，通过各模块之间的调用，读入并对输入进行格式化。在接收数据模块得到充分的数据时，将调用网络传输模块，将数据通过网络送到服务器，并等待接收服务器返回的信息。接收到返回信息后随即调用数据输出模块，对信息进行处理，产生相应的输出。服务器程序的接收网络数据模块必须始终处于活动状态。接收到数据后，调用数据处理/查询模块对数据库进行访问，完成后调用网络发送模块，将信息返回客户机。
5.2运行控制
运行控制将严格按照各模块间函数调用关系来实现。在各事务中心模块中，需对运行控制进行正确的判断，选择正确的运行控制路径。
在网络传方面，客户端在发送数据后，将等待服务器的确认收到反馈，收到后，再次等待服务器发送回答数据，然后对数据进行确认。服务器在接到数据后发送确认信号，在对数据处理、访问数据库后，将返回信息送回客户端，并等待确认。
5.3运行时间
在软体的需求分析中，对运行时间的要求为必须对作出的操作有较快的反应。网络硬件对运行时间有最大的影响，当网络负载量大时，对操作反应将受到很大的影响。所以将采用高速100M以太网络，实现客户端与服务器之间的连接，以减少网络传输上的开销。其次是服务器的性能，这将影响对数据库访问时间即操作时间的长短，影响加大客户机操作的等待时间，所以必须使用高性能的服务器。

6系统数据结构设计

6．1 逻辑结构设计要点
给出本系统内所使用的每个数据结构的名称、标识符以及它们之中每个数据项、记录、文卷和系的标识、定义、长度及它们之间的层次的或表格的相互关系。
根据ER图设计表：

6.2 物理结构设计要点
给存取方法设计就是确定对同一个关系要建立多少条存取路径才能满足用户的多种应用要求，存取方法是快速存取数据库中数据的技术，数据库系统一般都会提供多种存取方法，常用的存取方法有三类，第一类是索引方法，第二类是聚簇方法，第三类是HASH方法。
本次数据库的存取方法，本组主要初步拟定使用索引的途经进行存取路径设计，对表属性的索引建立，具体将在项目实施阶段决定，但遵循以下原则：

（1）如果一个（或一组）属性经常在查询条件中出现，则考虑在这个（或这组）属性上建立索引
（2）如果一个属性经常作为最大值或最小值等聚集函数的参数，则考虑在这个属性上建立索引
（3）如果一个（或一组）属性经常在i按键操作的连接条件中出现，则考虑在这个（或这组）属性上建立索引

7系统出错处理设计
7.1出错信息
程序在运行时主要会出现两种错误：
[1]由于输入信息或无法满足要求时产生的错误。对于这种错误，须在上传、提交数据内容、报告操作成功判断及输入数据难模块由数据进行数据，判断错误类型，再生成相应的错误提示语句，送到输出模块中。
[2]由于其他问题，如网络传输超时等，产生的问题。对于这种错误，可在出错的相应模块中输出简单的出错语句，并将程序重置。返回输入阶段。
出错信息必须给出相应的出错原因。
表5.1.1 出错信息（一）
错误分类
子项及其编码
错误名称
错误代码
备注
数据库错误
连接
连接超时
100001001

连接断开
100001002

数据库本身错误代码
数据库本身错误代码
100002+数据库本身错误代码

TCP连接错误
连接
连接超时
100001001

连接断开
100001002

其他TCP连接错误（socket自身错误代码）

101002+socket自身错误代码

配置信息错误
未配置输入参数

102001

未配置输出参数

102002

组管理部分自定义错误

103001-103999

角色管理部分自定义错误

103001-103999

用户管理部分自定义错误

103001-103999

表5.1.2 出错信息(二)

错误编号
用户操作
系统提示
001
输入密码错误
提示密码错误，请重输
002
用户类型选择错误
提示你选择正确的用户类型
003
验证码输入错误
提示刷新验证码并且重新输入
004
相同操作次数过多
验证控件提示该类型错误
005
修改数据类型或格式错误
验证控件提示该类型错误
006
登录用户不够权限
提示重新登录
7.2 补救措施
[1]后备技术：系统遭到恶意攻击，或是中毒以后，导致系统内部数据紊乱，用户信息失真，因此，应定期对系统数据进行自动备份，以便数据丢失时，能第一时间恢复，减少损失；另外，要定期对整个系统进行纸制的备份，以免出现自然灾害而导致所有数据的丢失，自动制定自动还原点；
[2]降效技术：对所有数据进行人工的备份，定期制作报表；
[3]恢复及再启动技术：当系统无法正常运行时，根据后备技术中制定的还原点，对系统进行恢复，使软件从故障点恢复执行或使软件从头开始重新运行。
7.3 系统维护设计
定期对系统进行检查，找出存在或可能存在的错误，以及这些错误可能导致的结果，对每一次发生的错误，要记录发生错误的原因以及解决的方法，对那些发生频率较高的错误，要予以充分的重视，并向上级汇报。

2010年读书节活动方案
一、     活动目的：
书是人类的朋友，书是人类进步的阶梯！为了拓宽学生的知识面，通过开展“和书交朋友，遨游知识大海洋”系列读书活动，激发学生读书的兴趣，让每一个学生都想读书、爱读书、会读书，从小养成热爱书籍，博览群书的好习惯，并在读书实践活动中陶冶情操，获取真知，树立理想！
二、活动目标：
1、通过活动，建立起以学校班级、个人为主的班级图书角和个人小书库。
2、通过活动，在校园内形成热爱读书的良好风气。
3、通过活动，使学生养成博览群书的好习惯。
4、通过活动，促进学生知识更新、思维活跃、综合实践能力的提高。
三、活动实施的计划
1、 做好读书登记簿
（1） 每个学生结合实际，准备一本读书登记簿，具体格式可让学生根据自己喜好来设计、装饰，使其生动活泼、各具特色，其中要有读书的内容、容量、实现时间、好词佳句集锦、心得体会等栏目，高年级可适当作读书笔记。
（2） 每个班级结合学生的计划和班级实际情况，也制定出相应的班级读书目标和读书成长规划书，其中要有措施、有保障、有效果、有考评，简洁明了，易于操作。
（3）中队会组织一次“读书交流会”展示同学们的读书登记簿并做出相应评价。
2、 举办读书展览：
各班级定期举办“读书博览会”，以“名人名言”、格言、谚语、经典名句、“书海拾贝”、“我最喜欢的＿＿＿”、“好书推荐”等形式，向同学们介绍看过的新书、好书、及书中的部分内容交流自己在读书活动中的心得体会,在班级中形成良好的读书氛围。
3、 出读书小报：

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