研究生学位论文文献综述-实验室管理系统的设计与实现

文献综述摘要计算机系实验室管理系统是高等院校工作不可缺少的部分,它的内容对于高等院校的决策者和管理者来说都至关重要,所以实验室管理系统应该能够为用户提供充足的信息和快捷的查询手段。但一直以来人们使用传统人工的方式管理实验室的信息，这种管理方式存在着许多缺点,如:效率低、保密性差,另外时间一长,将产生大量的文件和数据,这对于查找、更新和维护都带来了不少的困难。随着计算机技术的不断发展，计算机应用于各大领域，并给人们的生活带来了极大的便利，在实验室管理系统亦是如此。以往实验室管理员由于缺乏适当的软件而给其工作带来了很多不便。本文针对目前实验室的管理现状，提出了基于Web的B/S模式的计算机实验室管理系统的解决方案，并对其核心技术进行了较为深入的分析研究。本文首先对计算机实验室的特点及运作模式进行了较为深入的研究；然后通过对C/S模式三层架构分析，提出了基于网站的计算机实验室综合信息处理平台的总体设计思想和具体的实现方案，并通过人工智能理论研究实验室自动进行智能排课的开发过程。整个系统从符合操作简便、界面友好、灵活、实用、安全的要求出发，完成实验室管理信息的全过程使管理人员可对设备的流向进行跟踪，随时掌握设备的现状及公司雇员领用设备情况，减少设备丢失现象，解决查找、盘点困难等问题，提高管理人员的工作效率。关键词：实验室，信息管理系统，智能排课AbstractDepartmentofComputerSciencelaboratorymanagementsystemisanintegralpartoftheworkofinstitutionsofhigherlearning,itscontentforinstitutionsofhighereducationiscriticaltobothpolicymakersandmanagers,sothelaboratorymanagementsystemshouldbeabletoprovideuserswithsufficientinformationandfastquerytool.Butalongthewaypeopleusethetraditionalmanualmanagementoflaboratoryinformation,thismanagementapproach,therearemanyshortcomings,suchas:lowefficiency,poorsecurity,theotherovertime,willproducelargeamountsofdocumentsanddata,whichfind,updateandmaintenancehavebroughtalotofdifficulties.Withthecontinuousdevelopmentofcomputertechnology,computersusedinvariousfields,andtopeople'sliveshasbroughtgreatconvenience,inthelaboratorymanagementsystemisalsotrue.Inthepast,duetolackofappropriatelaboratorymanagersoftwaretobringalotofinconveniencetoitswork.Inthispaperthecurrentstatusofthelaboratory'smanagementproposedaWeb-basedB/Smodelofthecomputerlabmanagementsystemsolutions,anditscoretechnologyforamorein-depthanalysis.Inthispaper,thecharacteristicsofthecomputerlabandmodeofoperationforamorein-depthstudy;thenthroughtheC/Smodethree-tieranalysis,theWeb-basedintegratedinformationprocessingplatformcomputerlab'soveralldesignandimplementationofspecificprograms,andartificialintelligenceresearchlaboratoriesthroughintelligentSchedulingautomateddevelopmentprocess.Theentiresystemfromthelinewithsimple,user-friendly,flexible,practicalandsaferequirements,tocompletethewholeprocessoflaboratorymanagementinformationenablesmanagerstotracktheflowofequipment,keepabreastofequipmentstatusandsituationofemployeesrequisitionedequipmentreducethedeviceislost,resolvetofind,difficultissuessuchasinventory,improvemanagementproductivity.Keywords:Laboratoryinformationmanagementsystems,intelligentScheduling1.研究的目的和意义纵观目前大多数计算机实验室的运行情况，各高校在积极培养创新型人才的要求下，都认识到了实验教学的重要性。但由于采用传统、低效率的管理方法，随着实验室建设的深入，实验室教学和管理中的矛盾日益突出，甚至严重阻碍了实验教学的进程。该课题是高校信息化问题的一个方面，课题的研究对促进高校的教学和管理模式的改革、加快数字化校园的建设、提高计算机系的信息化管理的水平、推进教育信息化的进程具有十分重要的意义。计算机系实验室建设与管理工作是高等院校工作的重要组成部分，是学校教学、科研和社会服务工作的基础。计算机系计算机实验室建设与管理工作既要建立符合计算机教育发展规律需要的管理体制和运行机制，又要适应社会主义市场经济发展规律的要求，主动为学校教学、科研工作服务，更好地为地方和区域经济社会发展服务。计算机系实验室是培养学生创新能力和实践能力、实施素质教育的重要场所，在实施素质教育的现代教育中，实践教学作为高等教育的重要组成部分，在巩固学生理论知识、培养学生综合能力和创新意识等方面发挥着重要作用。搞好实验教学，建立高水平的实验室及实现实验室的现代化管理是提高人才培养质量的需要。由于计算机网络非常普及，使用Internet来进行实验室管理成为了必然，特别是实验室开放选课给传统的实验室管理提出新的挑战，这就要求增加学校实验室自动进行智能排课。实验室管理能实现实验教学全过程的计算机管理，减轻实验室管理人员的工作负担，提供工作效率和服务水平。加强实验室主管部门对实验的开设、实验管理的控制。实验室综合管理系统还能为实验室评估提供原始资料和基本数据，成为实验室评估的重要依据。实验室综合管理系统统一使用还能促进学校间的实验资源共享，同时也能实现向计算中心上报。2.国内外研究现状实验室信息管理系统(LIMS)，LaboratoryInformationManagementSystem。LIMS是英文单词LaboratoryInformationManagementSystem的缩写。它是由计算机硬件和应用软件组成，能够完成实验室数据和信息的收集、分析、报告和管理。LIMS基于计算机局域网，专门针对一个实验室的整体环境而设计，是一个包括了信号采集设备、数据通讯软件、数据库管理软件在内的高效集成系统。以实验室为中心，将实验室的业务流程、环境、人员、仪器设备、标物标液、化学试剂、标准方法、图书资料、文件记录、科研管理、项目管理、客户管理等等因素有机结合。它以实验室为中心，将实验室的业务流程、环境、人员、仪器设备、标物标液、化学试剂、标准方法、图书资料、文件记录、科研管理、项目管理、客户管理等等影响分析数据的因素有机结合起来，采用先进的计算机网络技术、数据库技术和标准化的实验室管理思想，组成一个全面、规范的管理体系，为实现分析数据网上调度、分析数据自动采集、快速分布、信息共享、分析报告无纸化、质量保证体系顺利实施、成本严格控制、人员量化考核、实验室管理水平整体提高等各方面提供技术支持，是连接实验室、生产车间、质管部门及客户的信息平台，同时引入先进的数理统计技术，如方差分析、相关和回归分析、显著性检验、累积和控制图、抽样检验等，协助职能部门发现和控制影响产品质量的关键因素。根据其功能，LIMS一般可以分为两大类：第一类：纯粹数据管理型。这类的LIMS软件主要功能一般包括：数据采集、传输、存贮、处理、数理统计分析、数据合格与否的自动判定、输出与发布、报表管理、网络管理等模块。这些功能满足了实验室检验工作的基本需要，功能比较单一，因而计算机网络结构一般比较简单，但比较容易实现，投资比较少，设计好后，一般可以在较长的时间里不需要对网络软硬件进行改变。实验室可以不配备或是配备比较少的计算机网络与数据库维护人员。在计算机应用广泛普及的今天，许多单位自己就可以设计这种软件。第二类：实验室全面管理型。除了第一类的功能外，这类LIMS软件与网络一般还可以增加：样品管理、资源（材料、设备、备品备件、固定资产管理等）管理、事务（如工作量统计与工资奖金管理、文件资料和档案管理）管理等模块，组成一套完整的实验室综合管理体系和检验工作质量监控体系，除了能够实现对检验数据严格管理和控制外，还能够满足实验室的日常管理要求，功能比较全面，网络结构相应要复杂一些，实现起来要困难一些，投资比较大，而且，往往需要专业单位与实验室合作开发设计。另外，由于实验室的机构设置、职责、管理思路和其他特点可能会随着时间的改变而发生变化，可能需要经常对网络软硬件进行改变。因此，实验室一般需要配备专业的维护与再开发技术力量。如果所用软件与网络结构是其他单位帮助设计，则可能需要支出较多的资金。目前，国际上和国内都有此类商业软件销售。相对而言，国内软件开发商在软件的设计上与国外技术相比还有些差距。LIMS技术的发展:LIMS发展至今，大体经历了以下几个阶段：第一阶段：80年代LIMS逐渐在实验室得到推广应用。大多数早期的系统是建立在小型机和分级、独立的数据结构。它的缺点是价格昂贵、使用困难、界面不友好，同时也不便与LIMS系统外部进行数据交换。80年代中期有人开始引入基于PC(PersonalComputer)的LIMS。第二阶段：90年代随着计算机技术水平的迅速发展，个人计算机(PC)的处理能力得到了极大地提高。同时MicrosoftWindows系列操作系统也得到了迅速的普及。C/S构架的管理模式成为主流，普遍采用SQL网络数据库，大大提高了数据处理能力。在90年代后期，采用Internet、Intranet和Web技术的LIMS开始出现。统一的浏览器界面和以Web服务器为中心的管理体系代表了最新的计算机网络技术在LIMS系统中的应用。第三阶段：2000年在国内，以SISCLIMS为代表的强调以管理为中心的新一代实验室信息管理系统开始出现。在这之前，LIMS主要强调对数据的管理（存储、查询等等），主要精力集中于数据管理的计算机实现上。SiscLIMS冲出了这一建设的限制，在实现数据管理的基础上更加强调对实验室整体管理的实现，使得LIMS不再仅仅具有数据管理功能，还可以全方位地对整个实验室的运行实施管理。LIMS技术的使用可以带来许多显而易见的效益，比如：自动进行数据审核和超标数据监测、提高分析数据的准确性；工作效率大为提高；降低实验室成本消耗：通过对大量样品数据的综合统计分析，可以清楚地观察到