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1、大型精密儀器設備網絡化管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) 摘　要：實用有效的大型精密儀器設備網絡化管理系統(tǒng)的缺乏一直是影響和制約大型精密儀器設備的效益發(fā)揮和共享使用的主要因素。本文介紹了一個采用開源代碼工具，使用主流運行和開發(fā)平臺開發(fā)的大型精密儀器設備管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用B/S三層架構，以Windows Server和Linux分別作為數(shù)據庫服務器和WEB服務器上的系統(tǒng)平臺，以Java、XML等為開發(fā)工具，以Oracle為數(shù)據庫，使管理系統(tǒng)保持了很好的安全性、可靠性和可移植性。該系統(tǒng)還充分考慮到了系統(tǒng)的實用性、可靠性，使大型精密儀器的功效得到最大程度的發(fā)揮，為管理者提供更加方便快捷的服務，同時增加了對設備

2、績效和人員信譽的考評和監(jiān)督。 關鍵詞：大型精密儀器；網絡化；管理系統(tǒng)；設計與實現(xiàn) 1．引言 　　大型精密儀器設備的購置及使用一直是教學科研機構中非常矛盾，而且不好解決的問題。一方面，某些昂貴的儀器設備數(shù)量很少，但擁有儀器設備單位的利用率卻很低；另一方面，沒有同類儀器設備和技術力量的單位，一些高水平的研究課題無法開展，進而盲目爭相引進這些昂貴的儀器設備。為了解決大型精密儀器設備購置和使用的難題，好多單位和個人進行了大型儀器設備管理模式的研究與探索【1】。有人建議成立聯(lián)合測試中心，使大型精密儀器設備專管共用；有人建議實行經濟手段管理， 如有償占用、機時定額、基金合同制成

3、或超機時獎等；有人建議加強人員培訓，配備合理的人員結椅，充分發(fā)揮設備的功能；還有人提議實行優(yōu)惠政策，促進對外開放，做好評估， 抓利用率、完好率和功能開發(fā)，發(fā)揮經濟與社會效益等等【2】。總的說來不外乎以下四點：（1）加強宏觀調控，建立健全管理制度【3】；（2）加強大型儀器設備購置計劃的審查與論證；（3）建立基于信息化、網絡化的大型儀器設備管理體系【4】；（4）對于使用率不高的貴重儀器設備，通過跨單位或跨地區(qū)協(xié)作，開展有嘗服務，提高設備資源有嘗使用、共享范圍【5】。 　　各種管理制度現(xiàn)在各單位都制定了不少，但是對大型設備的網上共享使用仍然很難落實，主要原因是缺少比較優(yōu)秀而且實用性強的網絡化管理系統(tǒng)

4、，因此我們設計開發(fā)了這套操作簡單、實用性強的大型精密儀器設備網絡化管理系統(tǒng)，供各教學科研單位的研究人員共享。 2．系統(tǒng)需求分析 　　大型精密儀器的使用管理是人員和設備的結合所以必須包含人員的管理和設備的管理。人員的管理必須要有用戶的入網申請、用戶入網審核、用戶的信譽、用戶的注銷這4個管理模塊。用戶的入網申請和用戶入網審核要求申請者必須提交網上申請和紙質申請?zhí)峤唬@樣做的目的是為了保證大型精密儀器用戶身份的明確性，也就是說保證了信息來源的準確性和不可抵賴性。用戶的信譽、用戶的注銷是為了保證用戶謹慎、認真的預約設備，防止對設備的惡意預約、擾亂。入網申請、用戶入網審核、用戶的信譽管理這三個模塊的流程

5、圖分別如圖1、圖2、圖3所示。設備的管理分為入網管理、日常管理和效益評估3個模塊，這3個模塊又向下分為多個子模塊。設備的入網管理模塊必須包括設備的入網申請、入網審核管理2個子模塊。 設備的日常管理模塊必須包括設備預約、預約審核2個子模塊。效益評估是在一定的時期如年終或學期末對儀器設備的使用情況，包括：用戶評分、使用機時比效（實用機時/可用機時）、預約機時比效（確認機時/預約機時）等進行評價，同時給出該機器的信譽分值供用戶參考。系統(tǒng)也應該包括人員基本情況（非隱私信息）及設備使用情況的查詢功能，設備收費及使用情況報表功能等。當然，系統(tǒng)還要有數(shù)據備份、日志管理等功能性和可靠性、安全性、易維護性、界面

6、友好等非功能性要求【6】。 3．系統(tǒng)架構 3.1 系統(tǒng)的物理架構設計 　　本系統(tǒng)采用三層B/S架構，服務器包括數(shù)據庫服務器和Web服務器，數(shù)據庫服務器安裝ORACLE數(shù)據庫系統(tǒng)，用于存放設備及人員管理的各種業(yè)務數(shù)據，Web 服務器作為一種獨立的應用系統(tǒng)開發(fā)及安裝環(huán)境，用于安裝Web UI、Business Logic Layer、HTTP Context、j2re等環(huán)境組件以及進行JSP、Bib、XML程序及腳本的開發(fā)和運行，作為客戶端與數(shù)據端進行調用和轉換的中間載體【7】。數(shù)據庫服務器和Web服務器都通過千兆光纖連接到核心交換機。數(shù)據庫和應用程序之間通過JDBC或ODBC進行連接，我們使

7、用了JDBC連接方式。用戶通過瀏覽器使用各種數(shù)據必須通過Web服務器上的應用程序中的SQLPLUS語句來使用數(shù)據庫服務器中的各種數(shù)據，實際上應用程序中使用的SQLPLUS語句是Oracle提供的一種數(shù)據庫操作工具。系統(tǒng)的物理架構如圖4所示： 3.2 系統(tǒng)的邏輯架構設計 　　系統(tǒng)的邏輯架構設計在使用微軟的.NET三層結構模式基礎上，將表示邏輯從業(yè)務邏輯中分離出來，表示邏輯代碼獲取客戶端（用戶界面層）提出的服務請求，主要是對儀器設備的使用預約申請和審核，業(yè)務邏輯代碼處理請求、并通過應用服務器提供的高速數(shù)據通道與數(shù)據層交互。這樣做目的也是為了保證各種數(shù)據的安全性和數(shù)據來源的可靠性。系統(tǒng)的邏輯架構如

8、圖5所示： 4．系統(tǒng)的數(shù)據庫設計和程序設計 4.1 數(shù)據庫設計 　　數(shù)據庫服務器上首先安裝Windows Server 2008系統(tǒng)作為操作系統(tǒng)平臺，安裝完畢后一定要進行服務器的設置工作，特別是對用戶的密碼、權限等的設置，安裝Oracle Database 11g作為數(shù)據庫平臺，其次要完成數(shù)據庫的設置，添加和更改各種用戶及角色權限等。然后以DBA身份建立Oracle數(shù)據庫的基本存儲單位關系表和索引表，下面是創(chuàng)建人員基本情況表ry_table舉例： （1）人員基本情況表（ry_table）的屬性： 列名數(shù)據類型長度描述可否為空備注Ry_numberNUMBER6人員編號NOT NULL主鍵Ry_

9、nameVARCHAR230姓名NOT NULLRy_sexCHAR2性別Ry_idVARCHAR220身份證號NOT NULLRy_titleVARCHAR220職稱Ry_profVARCHAR220職業(yè)NOT NULLRy_unitsVARCHAR260單位NOT NULLRy_type1CHAR1服務類型1NOT NULLRy_type2CHAR1服務類型2Ry_type3CHAR1服務類型3（2）人員基本情況表（ry_table）的創(chuàng)建： Create table Ry_table (Ry_number　　NUMBER(6)　　　　　　 PRIMARY KEY, Ry_name　　　　

10、VARCHAR2(30)　　　　 NOT NULL, Ry_sex　　　　　　CHAR(2), Ry_id　　　　　　 VARCHAR2(20)　　　　 NOT NULL, Ry_title　　　　 VARCHAR2(20), Ry_prof　　　　VARCHAR2(20)　　　　 NOT NULL, Ry_units　　　　VARCHAR2(60)　　　　NOT NULL, Ry_type1　　　　 CHAR(1)　　　　　　　　NOT NULL, Ry_type2　　　　 CHAR(1), Ry_type3　　　　 CHAR(1)); 接下來再以同樣的方式創(chuàng)建設備表、評估表等其它表項，創(chuàng)

11、建時可以同時添加表的約束條件，同時也可以根據需要設定表空間的大小。 4.2 程序設計 　　Web服務器上首先安裝紅帽子Linux系統(tǒng)做為操作系統(tǒng)平臺，然后從Oracle and Sun公司網站（）下載免費軟件JDK和JRE for Linux 安裝到服務器上做為系統(tǒng)開發(fā)和運行的工具平臺。系統(tǒng)的開發(fā)可以通過Tomcat提供的支持，Tomcat支持Java Serverlet和Jsp運行環(huán)境，Tomcat軟件可以從官方網站（http://tomcat.apache.org/）免費下載。當然，JDK和Tomcat安裝完成后必須通過配置才能正常運行，這里不再細說。下面以主窗口的設計為例來說明大型精密儀

12、器設備管理信息系統(tǒng)的程序設計。 public MainMenu() //創(chuàng)建主窗口及菜單 　　{　　 Innerclass_frameMframe; 　　　　Mframe=new Innerclass_frame();//創(chuàng)建主窗口 　　　　Mframe.setExtendedState(JFrame.MAXIMIZED_BOTH); 　　　　Container Mcp0=Mframe.getContentPane(); 　　　　Mcp0.setLayout(null); 　　　　MMenuBar=new JMenuBar();//創(chuàng)建菜單欄 　　　　JMenu menu0=new JMenu

13、(""人員管理""); 　　　　JMenu menu1=new JMenu(""設備管理""); 　　　　MMenuBar.add(menu0); //把菜單加入菜單欄 　　　　MMenuBar.add(menu1); 　　　　JMenuItem menu0_item1=new JMenuItem(""入網申請"");//創(chuàng)建人員管理菜單的菜單項 　　　　JMenuItem menu0_item2=new JMenuItem(""入網審批""); 　　　　JMenuItem menu0_item3=new JMenuItem(""信譽管理""); 　　　　JMenuItem menu0_ite

14、m4=new JMenuItem(""用戶注銷""); 　　　　JMenuItem menu1_item1=new JMenuItem(""入網管理"");//創(chuàng)建設備管理菜單的菜單項 　　　　JMenuItem menu1_item2=new JMenuItem(""日常管理""); 　　　　JMenuItem menu1_item3=new JMenuItem(""績效評估""); 　　　　menu0.add(menu0_item1); //把人員管理菜單的菜單項加入菜單 　　　　menu0.addSeparator();//加入分割符 　　　　menu0.add(menu0_item2

15、); 　　　　menu0.addSeparator(); 　　　　menu0.add(menu0_item3); 　　　　menu0.addSeparator(); 　　　　menu0.add(menu0_item4); 　　　　menu1.add(menu1_item1); //把設備管理菜單的菜單項加入菜單 　　　　menu1.addSeparator();//加入分割符 　　　　menu1.add(menu1_item2); 　　　　menu1.addSeparator(); 　　　　menu1.add(menu1_item3); 　　　　menu0_item1.setEnabled

16、(true); //根據需要設置菜單項是否可用 　　　　menu0_item2.setEnabled(true); 　　　　menu0_item3.setEnabled(true); 　　　　menu0_item4.setEnabled(true); 　　　　menu1_item1.setEnabled(true); 　　　　menu1_item2.setEnabled(true); 　　　　menu1_item3.setEnabled(true); 　　　　MenuListener secListen=new MenuListener();//設置監(jiān)聽菜單對象 　　　　menu0_item1

17、.addActionListener(secListen); 　　　　menu0_item2.addActionListener(secListen); 　　　　menu0_item3.addActionListener(secListen); 　　　　menu0_item4.addActionListener(secListen); 　　　　menu1_item1.addActionListener(secListen); 　　　　menu1_item2.addActionListener(secListen); 　　　　menu1_item3.addActionListener(secL

18、isten); 　　　　Mframe.getContentPane().setLayout(new FlowLayout());//設置主窗體屬性 　　　　Mframe.setJMenuBar(MMenuBar); 　　　　Mframe.addWindowListener(new WindowAdapter() 　　　　 {　　public void windowClosing(WindowEvent e) 　　　　　　{　　 System.exit(0); 　　　　　　} 　　　　 }); 　　　　 Mframe.setVisible(true); } 5．用戶界面設計 　　系統(tǒng)的用戶界面

19、設計是管理信息系統(tǒng)中非常重要的一部分，它直接決定著系統(tǒng)的實用性、美觀性，對系統(tǒng)的成敗至關重要。用戶界面設計的美工部分一般先利用開發(fā)工具確定功能模塊和設計功能性界面，我們使用Java作為本系統(tǒng)的開發(fā)工具，在Photoshop或者Fireworks中設計用戶界面圖像并切圖，然后把切圖保存起來用于用戶界面的各種背景、按鈕等等。用戶界面的設計必須符合用戶的使用習慣和設備管理行業(yè)的要求，操作必須簡單方便，增加容錯機制及各種錯誤操作提示也是十分必須的，所以必須按照用戶使用習慣和行業(yè)要求來確定每個頁面的文字的字體、字號、顏色、位置以及各種菜單、按鈕的大小、位置等等。 6．系統(tǒng)實現(xiàn) 　　系統(tǒng)設計及開發(fā)完成后，

20、按照設計要求將相應的硬件設備及各種系統(tǒng)軟件、管理和應用軟件集成起來形成一個完整的管理信息系統(tǒng)。為了保證系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和確保系統(tǒng)的安全性要求，系統(tǒng)使用了雙核心交換機，雙防火墻，雙接入的連接模式，系統(tǒng)的服務器使用RAID6模式，當系統(tǒng)數(shù)據大量增加，服務器硬盤不夠用時，可以把數(shù)據轉移到SAN架構的專用存儲設備，同時根據業(yè)務需要建立容災機制。系統(tǒng)的硬件設備及運行環(huán)境軟件安裝配置完成后，把完成階段測試的大型精密儀器設備管理系統(tǒng)軟件轉移到完成安裝配置的設備上來進行聯(lián)調和整體測試工作，然后進行系統(tǒng)的試運行，最后系統(tǒng)轉入正常使用和維護階段。 7．結束語 　　采用B/S架構和Java工具平臺開發(fā)的網絡化大型精

21、密儀器設備管理系統(tǒng)，將有利于減輕大型設備的管理人員在等設備使用安排方面的繁重工作，有效的提高設備的利用率和使用效率，方便了各行各業(yè)的研究人員獲得準確的設備信息和及時預訂自己需要的設備，對設備的管理人員也有很好的監(jiān)督和促進作用?！　?參考文獻: 【1】 劉奕昆. 大型精密儀器管理的探索、實踐與啟示. 科研管理,1995,l6(3):24-28. 【2】 王樹春,王美琦,聿伊荇等. 大型精密儀器管理中的幾個問題. 實驗技術與管理,1990,7(3):22-23. 【3】 鄭貽新. 福建省大型精密儀器管理探討. 福建分析測試, 2001,10(2):1440-1442. 【4】 劉增欣. 加強大型精

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