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摘要：针对传统的计算机实验教学管理模式在实际应用中的不足和问题，本论文详细设计研究了基于网络技术实现的计算机实验教学分布式管理系统。首先对系统进行了功能需求和性能需求分析，在此基础上设计了系统的结构方案，重点对系统的数据库系统和软件系统进行设计，给出了数据分布式管理同步的策略，对于进一步提高网络技术在现代化实验教学中的应用水平具有很好的指导借鉴意义。
关键词：计算机实验；实验教学；分布式系统
中图分类号：TP316.2 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2012） 23-0000-02
1 引言
随着高校开展数字化校园建设热潮的兴起，以及教育部提出的现代化实验教学的要求，各个高校都在着手开展面向计算机实验教学的一体化网络管理系统。这种系统不仅仅能够满足一般性的计算机实验教学要求，而且还能够对计算机实验进行管理，包括对计算机实验课程的编排，实验室内设备，材料的统计分析，实验教学工作量是否合格等等。因此，本论文重点探讨分布式实验管理系统。
2 系统总体设计
2.1 功能需求分析
（1）计算机实验课程教学及安排。整个学校或者学院的实验课程安排都可以在该系统上实现，能够从全局上统一安排计算机实验课程的使用率，从而将计算机实验机房的利用率最大化；另一方面，该系统还能够给每一位教师和学生分配账号和密码，经过身份验证之后登陆到系统，教师能够进行相应计算机实验课程的备课，作业的批改等；学生经过身份验证之后登陆到系统，能够进行实验课程的预习，相关实验资源的学习和下载，以及对计算机实验课程相关数据的分布式管理，但这以一定的权限为前提。（2）计算机实验室管理。面向计算机实验教学的分布式系统还应该满足校园网内多网络用户终端对实验室情况的查询和更新，例如各个实验室的管理员应当及时在系统中更新本实验室内设备的运行情况，实验耗材的库存情况，以及其他相关的实验室管理信息。
2.2 性能需求分析
面向计算机实验教学的分布式系统，应该具备如下性能要求：
（1人机交互界面友好：系统应该具备良好的人机交互系统，操作命令简易，即使是非计算机专业人员也能够简单操作系统，完成相应的管理操作功能。（2）操作灵活：由于系统是分布式的，能够面向多网络用户多网络终端实现分布式管理，能够满足多网络终端对实验教学信息的同步管理。（3）系统可配置，可升级：该分布式管理系统应当能够适应不同专业、不同学科的计算机实验教学需求，系统能够加载不同等级的配置，同时也能够对系统进行升级，以满足不同学科、不同专业的计算机实验课程在实验软件及实验管理方面的升级需求。（4）系统具有一定的安全性：面向计算机实验教学分布式系统应当具有一定的安全性，主要包括用户安全性管理，数据安全性管理及网络安全性管理。
3 面向计算机实验教学的分布式系统的设计与实现
3.1 系统结构设计。本论文选用B/S开发分布式计算机实验教学管理系统。系统结构的具体层次设计如下：（1）用户层：用户层主要是借助于浏览器即可实现对系统的浏览和访问，并借助于设计好的操作按钮进行系统的相关操作；（2）数据层：用户的所有操作都进入数据库系统，由数据库系统的控件实现对相关数据变量的访问和读写，而为了保证数据库系统的稳定运行，需单独设置数据库服务器，以实现所有数据的存储和访问任务。（3）业务层：用户的操作最终的目的是为了实现某个操作或者某个应用程序，因此需要将用户操作的数据变量映射至业务层完成具体的业务操作，从而实现对数据层变量的更新。
3.2 数据库系统设计。面向计算机的实验教学分布式管理系统，主要是依赖于数据库系统进行管理的，因此这里简要分析一下数据库系统的设计。数据库系统的设计首先要选择合适的数据库开发软件，这里选择目前主流的数据库开发软件——SQL数据库系统进行开发设计。
对于计算机实验教学管理系统而言，要设计的数据结构表很多，主要包括实验教师信息表，实验室信息表，实验课程信息表，实验规章制度信息表，实验教学资源信息表等等。下面以实际的实验教师信息表为例分析数据结构表的设计。
3.3 系统管理软件的设计
基于网络实现的面向计算机实验教学的分布式系统，其管理软件系统主要是基于数据库软件进行开发的，其基本功能是完成对实验课程信息的统计，对实验室信息的更新，以及相关政策、制度的广播和执行，这些功能基本都是依赖于数据库系统和对数据库的操作而实现的。因此，系统管理软件的设计如下：（1）定义变量：针对实验教学管理的实际需求，对有可能出现的所有课程进行归类，统一定义数据变量，从而将对所有计算机实验课程及实验室的信息管理转换为对数据变量的管理，大大简化了系统的开发设计工作量。（2）建立变量映射：根据所定义和建立的变量，将用户人机交互界面的操作与变量操作建立映射关系，从而提升软件系统的易用性，即使是非计算机专业的操作人员也能够实现对计算机实验系统的操作与管理。（3）设计数据信息的同步机制：由于该系统是面向多网络用户多网络终端的分布式系统，因此可能存在多地多终端同时登陆系统进行系统操作和数据更新的现象，如果系统不能自动进行数据信息的同步，那么该系统就无法实现分布式管理。这里简单分析笔者所设计的分布式同步机制：网络中心对数据的写入都是直接存入服务器的，而其他网络终端对数据的写入都只是暂时写入镜像，并没有存入服务器进行同步；这时可以利用计算机系统自带的消息队列管理，每隔一定周期自动发送查询信息，该信息进入服务器的消息队列进行排队，服务器一旦受理该消息则自动检查服务器中的数据和镜像中的数据是否一致，否则按照时间节点进行数据的更新，从而完成分布式系统的信息同步管理。
4 结语
基于网络技术实现的分布式计算机实验管理系统由于采用了分布式系统，因此能够满足多用户多终端对计算机实验管理系统的访问和使用。本论文结合具体的计算机实验教学管理系统详细探讨了该系统的设计方案和技术实现，对于进一步提高高校实验室的信息化管理水平具有很好的指导借鉴意义。当然，对于计算机实验的分布式管理系统，绝不仅仅限于本论文所探讨的技术方案，更多的设计与技术实现有待于广大工程技术人员的共同努力，才能够最终实现高校实验室管理的综合化和信息化。
参考文献：
[1]杜欣，周关华，李旭东.杭州地区电力通信监控管理系统的建设[J].电力系统通信，2001，22（8）：42-46.
[2]程凤舟，杜江.基于ATM网络的电力通信监控系统设计与实现[J].电力系统通信，2005，26（153）：49-51.
关键词：计算机实验；实验教学；分布式系统
中图分类号：TP316.2 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2012） 23-0000-02
1 引言
随着高校开展数字化校园建设热潮的兴起，以及教育部提出的现代化实验教学的要求，各个高校都在着手开展面向计算机实验教学的一体化网络管理系统。这种系统不仅仅能够满足一般性的计算机实验教学要求，而且还能够对计算机实验进行管理，包括对计算机实验课程的编排，实验室内设备，材料的统计分析，实验教学工作量是否合格等等。因此，本论文重点探讨分布式实验管理系统。
2 系统总体设计
2.1 功能需求分析
（1）计算机实验课程教学及安排。整个学校或者学院的实验课程安排都可以在该系统上实现，能够从全局上统一安排计算机实验课程的使用率，从而将计算机实验机房的利用率最大化；另一方面，该系统还能够给每一位教师和学生分配账号和密码，经过身份验证之后登陆到系统，教师能够进行相应计算机实验课程的备课，作业的批改等；学生经过身份验证之后登陆到系统，能够进行实验课程的预习，相关实验资源的学习和下载，以及对计算机实验课程相关数据的分布式管理，但这以一定的权限为前提。（2）计算机实验室管理。面向计算机实验教学的分布式系统还应该满足校园网内多网络用户终端对实验室情况的查询和更新，例如各个实验室的管理员应当及时在系统中更新本实验室内设备的运行情况，实验耗材的库存情况，以及其他相关的实验室管理信息。
2.2 性能需求分析
面向计算机实验教学的分布式系统，应该具备如下性能要求：
（1人机交互界面友好：系统应该具备良好的人机交互系统，操作命令简易，即使是非计算机专业人员也能够简单操作系统，完成相应的管理操作功能。（2）操作灵活：由于系统是分布式的，能够面向多网络用户多网络终端实现分布式管理，能够满足多网络终端对实验教学信息的同步管理。（3）系统可配置，可升级：该分布式管理系统应当能够适应不同专业、不同学科的计算机实验教学需求，系统能够加载不同等级的配置，同时也能够对系统进行升级，以满足不同学科、不同专业的计算机实验课程在实验软件及实验管理方面的升级需求。（4）系统具有一定的安全性：面向计算机实验教学分布式系统应当具有一定的安全性，主要包括用户安全性管理，数据安全性管理及网络安全性管理。
3 面向计算机实验教学的分布式系统的设计与实现
3.1 系统结构设计。本论文选用B/S开发分布式计算机实验教学管理系统。系统结构的具体层次设计如下：（1）用户层：用户层主要是借助于浏览器即可实现对系统的浏览和访问，并借助于设计好的操作按钮进行系统的相关操作；（2）数据层：用户的所有操作都进入数据库系统，由数据库系统的控件实现对相关数据变量的访问和读写，而为了保证数据库系统的稳定运行，需单独设置数据库服务器，以实现所有数据的存储和访问任务。（3）业务层：用户的操作最终的目的是为了实现某个操作或者某个应用程序，因此需要将用户操作的数据变量映射至业务层完成具体的业务操作，从而实现对数据层变量的更新。
3.2 数据库系统设计。面向计算机的实验教学分布式管理系统，主要是依赖于数据库系统进行管理的，因此这里简要分析一下数据库系统的设计。数据库系统的设计首先要选择合适的数据库开发软件，这里选择目前主流的数据库开发软件——SQL数据库系统进行开发设计。
对于计算机实验教学管理系统而言，要设计的数据结构表很多，主要包括实验教师信息表，实验室信息表，实验课程信息表，实验规章制度信息表，实验教学资源信息表等等。下面以实际的实验教师信息表为例分析数据结构表的设计。
3.3 系统管理软件的设计
基于网络实现的面向计算机实验教学的分布式系统，其管理软件系统主要是基于数据库软件进行开发的，其基本功能是完成对实验课程信息的统计，对实验室信息的更新，以及相关政策、制度的广播和执行，这些功能基本都是依赖于数据库系统和对数据库的操作而实现的。因此，系统管理软件的设计如下：（1）定义变量：针对实验教学管理的实际需求，对有可能出现的所有课程进行归类，统一定义数据变量，从而将对所有计算机实验课程及实验室的信息管理转换为对数据变量的管理，大大简化了系统的开发设计工作量。（2）建立变量映射：根据所定义和建立的变量，将用户人机交互界面的操作与变量操作建立映射关系，从而提升软件系统的易用性，即使是非计算机专业的操作人员也能够实现对计算机实验系统的操作与管理。（3）设计数据信息的同步机制：由于该系统是面向多网络用户多网络终端的分布式系统，因此可能存在多地多终端同时登陆系统进行系统操作和数据更新的现象，如果系统不能自动进行数据信息的同步，那么该系统就无法实现分布式管理。这里简单分析笔者所设计的分布式同步机制：网络中心对数据的写入都是直接存入服务器的，而其他网络终端对数据的写入都只是暂时写入镜像，并没有存入服务器进行同步；这时可以利用计算机系统自带的消息队列管理，每隔一定周期自动发送查询信息，该信息进入服务器的消息队列进行排队，服务器一旦受理该消息则自动检查服务器中的数据和镜像中的数据是否一致，否则按照时间节点进行数据的更新，从而完成分布式系统的信息同步管理。
4 结语
基于网络技术实现的分布式计算机实验管理系统由于采用了分布式系统，因此能够满足多用户多终端对计算机实验管理系统的访问和使用。本论文结合具体的计算机实验教学管理系统详细探讨了该系统的设计方案和技术实现，对于进一步提高高校实验室的信息化管理水平具有很好的指导借鉴意义。当然，对于计算机实验的分布式管理系统，绝不仅仅限于本论文所探讨的技术方案，更多的设计与技术实现有待于广大工程技术人员的共同努力，才能够最终实现高校实验室管理的综合化和信息化。
参考文献：
[1]杜欣，周关华，李旭东.杭州地区电力通信监控管理系统的建设[J].电力系统通信，2001，22（8）：42-46.
[2]程凤舟，杜江.基于ATM网络的电力通信监控系统设计与实现[J].电力系统通信，2005，26（153）：49-51.