李慶齡 劉加亮

上海電機(jī)學(xué)院 上海 200240

基于GeneXus的實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)

李慶齡 劉加亮

上海電機(jī)學(xué)院 上海 200240

針對(duì)高校實(shí)驗(yàn)室信息手工管理方式落后的現(xiàn)狀，指出了應(yīng)用信息化手段進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室信息管理的必要性。以上海電機(jī)學(xué)院機(jī)械學(xué)院實(shí)驗(yàn)室為研究對(duì)象，采用增量式開發(fā)軟件GeneXus，設(shè)計(jì)構(gòu)建了以校園網(wǎng)為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)，并對(duì)系統(tǒng)的主要功能模塊、特點(diǎn)和使用GeneXus實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)開發(fā)進(jìn)行分析和闡述。

信息管理系統(tǒng)；GeneXus；設(shè)計(jì)；開發(fā)

高校實(shí)驗(yàn)室不僅是實(shí)踐教學(xué)的主要陣地，也是反映學(xué)校教學(xué)、科研和管理水平的窗口，是學(xué)科建設(shè)、科研活動(dòng)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，是高校整體建設(shè)和發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。長期以來，實(shí)驗(yàn)室管理模式一般采用紙版登記制度或單機(jī)版管理，在信息管理上可維護(hù)性差，實(shí)驗(yàn)室管理人員工作量大，很難實(shí)現(xiàn)資源共享且內(nèi)容陳舊、時(shí)效性差。隨著大學(xué)教育體制的不斷改革，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)在整個(gè)教學(xué)過程中的占有越來越重要的地位，實(shí)驗(yàn)課正在漸漸的從理論課的附屬地位，變成獨(dú)立的教學(xué)體系，成了培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)。這種紙版登記制度或單機(jī)版管理體制既不能滿足日常實(shí)踐教學(xué)工作的需要，又阻礙了數(shù)字化校園建設(shè)的步伐。

GeneXus是由烏拉圭的ARTech公司出品，通過描述所開發(fā)系統(tǒng)的知識(shí)庫，可以自動(dòng)生成數(shù)據(jù)庫模型，自動(dòng)生成.net、Java、Pocket、PC、C/S(VB,VF,C/SQL)、RPG和COBOL等代碼，被稱為業(yè)界第一款智能開發(fā)工具。

本文以上海電機(jī)學(xué)院機(jī)械學(xué)院實(shí)驗(yàn)室為例，采用GeneXus軟件，設(shè)計(jì)開發(fā)了實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)，從而可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下數(shù)據(jù)的錄入、修改、刪除、查詢、統(tǒng)計(jì)、更新和打印等功能。

1 管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能模塊

1.1 管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

運(yùn)用科學(xué)指導(dǎo)思想，結(jié)合機(jī)械學(xué)院實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際條件和真實(shí)需求，依據(jù)“二八”法則，采用增量式原理，對(duì)實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。其總體結(jié)構(gòu)框架如圖1所示。

圖1 實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框架

1.2 主要功能模塊及特點(diǎn)

(1)系統(tǒng)管理。主要包括用戶管理、訪問權(quán)限及密碼管理、角色分配、日志管理等功能。

不同用戶根據(jù)其角色分配相應(yīng)的權(quán)限，同一用戶可以具有多個(gè)角色。本系統(tǒng)角色主要有學(xué)院院長、主管院長、實(shí)驗(yàn)中心主任、實(shí)驗(yàn)中心副主任、實(shí)驗(yàn)教師、教師、學(xué)生等。系統(tǒng)管理員對(duì)不同的角色設(shè)置了相應(yīng)的權(quán)限，當(dāng)客戶端有要申請(qǐng)登陸服務(wù)器的用戶時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)到上面的表中察看用戶名和其口令是否對(duì)應(yīng)。如果符合才允許用戶登陸服務(wù)器，并只顯示與該用戶相關(guān)的作業(yè)菜單。

(2)儀器設(shè)備管理。儀器設(shè)備是實(shí)驗(yàn)室的重要組成部分，及時(shí)了解儀器設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和使用情況，可以提高實(shí)驗(yàn)室的使用效率。該子模塊有如下功能：儀器設(shè)備基本信息維護(hù)、儀器設(shè)備使用、維修信息、相關(guān)查詢等。若設(shè)備損壞需要維修，設(shè)備主管教師可在線提交報(bào)修記錄，負(fù)責(zé)設(shè)備維護(hù)的教師將根據(jù)主管教師提交的設(shè)備信息聯(lián)系維修單位，及時(shí)做出妥善處理。

(3)低值易耗品管理。低值易耗品是實(shí)驗(yàn)室管理中比較繁瑣的一項(xiàng)，每學(xué)期開始實(shí)驗(yàn)室教師都要花大量的時(shí)間統(tǒng)計(jì)相關(guān)耗材，既費(fèi)時(shí)又會(huì)造成資源浪費(fèi)。本模塊提供耗材購置計(jì)劃管理、實(shí)驗(yàn)耗材管理、實(shí)驗(yàn)低值品管理3個(gè)子模塊。其中耗材購置計(jì)劃管理包括學(xué)期耗材計(jì)劃和耗材購置計(jì)劃管理。系統(tǒng)將根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排自動(dòng)統(tǒng)計(jì)各實(shí)驗(yàn)室本學(xué)期各類耗材用，該數(shù)據(jù)將為耗材申購審批提供參考。各實(shí)驗(yàn)室人員提出耗材購置申購表，管理部門根據(jù)申購表，進(jìn)行匯總與審核，制定耗材購置計(jì)劃表，并交付相應(yīng)部門進(jìn)行耗材集中采購。

(4)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理。實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理是實(shí)驗(yàn)室管理的核心內(nèi)容，其中實(shí)驗(yàn)課程安排比理論課表復(fù)雜得多。它涉及了實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)課程、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)時(shí)間、實(shí)驗(yàn)者、指導(dǎo)教師等相互聯(lián)系的內(nèi)容，而且在設(shè)備臺(tái)套少的情況下還要考慮分批做實(shí)驗(yàn)問題，在時(shí)間安排上就顯得更加復(fù)雜。實(shí)驗(yàn)課程安排也不像理論課表那樣有一套成熟的體系，它的發(fā)展是隨著實(shí)驗(yàn)課程逐漸從理論課程獨(dú)立后發(fā)展起來的。

本系統(tǒng)首先由任課教師根據(jù)授課計(jì)劃，在每學(xué)期開始上報(bào)該課程和班級(jí)的實(shí)驗(yàn)時(shí)間，實(shí)驗(yàn)室教師再根據(jù)實(shí)驗(yàn)室自身的使用情況決定相關(guān)的任務(wù)，如果時(shí)間有變動(dòng)，實(shí)驗(yàn)室人員會(huì)主動(dòng)和任課老師協(xié)商安排實(shí)驗(yàn)課，改變了以往實(shí)驗(yàn)課安排雜亂無序的狀態(tài)。在網(wǎng)上排好實(shí)驗(yàn)課后，在系統(tǒng)中就可以很清晰地看到每個(gè)實(shí)驗(yàn)室的使用情況，可以查詢到各個(gè)實(shí)驗(yàn)室什么時(shí)候在使用，上什么實(shí)驗(yàn)課，誰在上課等，并且可以用視圖的形式清晰地顯示出來。

本模塊的開放性實(shí)驗(yàn)管理也是系統(tǒng)的特色之一。學(xué)生可以對(duì)實(shí)驗(yàn)室里的開放性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行網(wǎng)上預(yù)約，相關(guān)主管教師負(fù)責(zé)審批并檢測預(yù)約的時(shí)間與正常教學(xué)安排是否有沖突，通過審批后的開放課表自動(dòng)加在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的總課表中。

2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)開發(fā)主要采用GeneXus平臺(tái)，SQL2005數(shù)據(jù)庫，B/S架構(gòu)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)的開發(fā)。開發(fā)過程中將設(shè)計(jì)好的部分與系統(tǒng)使用者進(jìn)行溝通，確定系統(tǒng)改進(jìn)和優(yōu)化方向，從而不斷完善系統(tǒng)。

與傳統(tǒng)開發(fā)方式相比，使用GeneXus具有如下優(yōu)點(diǎn)：

2.1 易用性

開發(fā)者不需要語言和數(shù)據(jù)庫方面的細(xì)節(jié)知識(shí)，這使得開發(fā)者從那些底層技術(shù)中解放出來，能集中精力來理解和建立業(yè)務(wù)模型而不是受限于所采用的技術(shù)。GeneXus內(nèi)含的推理機(jī)制和規(guī)則能使系統(tǒng)開發(fā)中許多重要工作以自動(dòng)優(yōu)化的方式來完成。

2.2 高效率

由于開發(fā)者不再需要花大量時(shí)間從事傳統(tǒng)的開發(fā)任務(wù)：如數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，程序設(shè)計(jì)和編碼等，GeneXus能自動(dòng)設(shè)計(jì)并生成這些代碼，實(shí)施效率獲得顯著的提升。

2.3 增量式開發(fā)

使用傳統(tǒng)開發(fā)方式，系統(tǒng)一旦開發(fā)完成，改變系統(tǒng)的成本將會(huì)非常巨大。而在開發(fā)過程中用戶需求往往會(huì)發(fā)生改變，若采用傳統(tǒng)開發(fā)方式，這種改變帶來的工作量將是巨大的，有時(shí)甚至?xí)?dǎo)致相應(yīng)項(xiàng)目的流產(chǎn)。采用GeneXus增量開發(fā)技術(shù)能夠很好地解決軟件開發(fā)過程中由于需求變化帶來的難題。當(dāng)用戶需求改變時(shí)，只需修改業(yè)務(wù)模型知識(shí)庫，即對(duì)原先的知識(shí)庫對(duì)象可以進(jìn)行修改、增加或者刪除操作，然后生成新的原型系統(tǒng)做測試，測試通過后再發(fā)布為生產(chǎn)環(huán)境下新的應(yīng)用系統(tǒng)。

采用GeneXus增量開發(fā)技術(shù)的開發(fā)過程包含“設(shè)計(jì)”“原型”和“生產(chǎn)(實(shí)施)”3個(gè)階段。

(1)設(shè)計(jì)階段。該階段的主要工作是業(yè)務(wù)模型構(gòu)建，即用GeneXus對(duì)象來描述實(shí)驗(yàn)室管理中的具體業(yè)務(wù)，生成業(yè)務(wù)模型知識(shí)庫。GeneXus對(duì)象主要包括Transaction、WorkPanel、MenuBar、Procedure和Report等。業(yè)務(wù)模型知識(shí)庫用于自動(dòng)生成管理系統(tǒng)需要的數(shù)據(jù)庫和程序代碼。

(2)原型階段。該階段的主要任務(wù)是將設(shè)計(jì)模型轉(zhuǎn)化為可測試的原型模型，主要完成系統(tǒng)環(huán)境的配置。配置內(nèi)容主要包括開發(fā)平臺(tái)的選擇、程序模式的選擇、數(shù)據(jù)庫的選擇設(shè)置，編譯環(huán)境、路徑的設(shè)置等等。

按照增量開發(fā)方法，設(shè)計(jì)者可以分階段產(chǎn)生原型，檢測可能的錯(cuò)誤，及早發(fā)現(xiàn)問題。這種測試是為檢驗(yàn)業(yè)務(wù)邏輯的正確性，該測試可以完全用實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行，找出各種錯(cuò)誤，然后修改設(shè)計(jì)，這一過程可以反復(fù)進(jìn)行。

(3)生產(chǎn)階段。一旦原型完全通過了驗(yàn)證，就可以進(jìn)行實(shí)施了。這時(shí)GeneXus將知識(shí)庫轉(zhuǎn)換生成為最終應(yīng)用環(huán)境下的全部數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)和應(yīng)用程序，應(yīng)用系統(tǒng)開始上線使用，這個(gè)轉(zhuǎn)換過程是全部自動(dòng)完成的。

通過這3個(gè)階段的迭代循環(huán)，逐步完善系統(tǒng)。在“設(shè)計(jì)”與“原型”階段，所有工作都是在微機(jī)環(huán)境下進(jìn)行的，“生產(chǎn)”就是真正的實(shí)施階段，是在應(yīng)用程序的實(shí)際環(huán)境下進(jìn)行的部署。系統(tǒng)開發(fā)者不需要用戶的實(shí)施環(huán)境，所有開發(fā)設(shè)計(jì)及測試工作都可以在開發(fā)者的微機(jī)環(huán)境下完成。

3 結(jié)束語

實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)的開發(fā)實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室信息網(wǎng)絡(luò)共享，能有效促進(jìn)教學(xué)資源的合理分配，讓實(shí)驗(yàn)室信息管理工作在網(wǎng)絡(luò)化、智能化的幫助下變得簡單、有條理、高效率，同時(shí)也在一定程度上促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)中心的信息化辦公進(jìn)程。但高校實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)的開發(fā)是一個(gè)不斷細(xì)化、不斷改進(jìn)、反復(fù)進(jìn)行的過程，GeneXus的增量開發(fā)功能使得系統(tǒng)可以在使用過程中不斷完善，不斷改進(jìn)，越來越趨于人性化。

[1]謝瑞，肖海紅.實(shí)驗(yàn)室管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[J].河南工程學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,2009,21(2)：67～68

[2]謝健,劉原奇.高校開放式實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理系統(tǒng)研究[J].計(jì)算技術(shù)與自動(dòng)化,2007,26(1)：102～103

[3]趙明富.多層次結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)模式探索[J].重慶工學(xué)院學(xué)報(bào),2002，2：112～115

[4]萬霞光，蔣平.集成GeneXus組件實(shí)現(xiàn)管理信息系統(tǒng)增量式開發(fā)[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì),2006,27(19)：3718～3720

[5]ARTech.GeneXus Java generator[EB/OL].2005-06-14.www.genexus.com.

[6]ARTech.GeneXus overview[EB/OL].2005-06-14.www.genexus.com/whitepapers.

Abstract: According to the backward presentation status of laboratory management,the necessity of information technology is proposed in the paper.The laboratory information management system of mechanical college of Shanghai Dianji University is designed and developed.It is based on campus network by GeneXus.The main function modules, characteristics and realization of the system are analyzed in the paper.

Key words: information management system; GeneXus; design; development

Design and development of laboratory information management system based on GeneXus

Li Qingling, Liu Jialiang
Shanghai dianji university, Shanghai, 200240, China

2010-10-17

李慶齡，碩士，講師。