【文章內(nèi)容簡介】 70 年代中期 80 年代末期 福州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 ( 論文 ) 4 這一時期的 LIMS 系統(tǒng)操作一般集中在中心計算機上完成，可以實現(xiàn)一般的數(shù)據(jù)管理與統(tǒng)計分析功能，數(shù)據(jù)處理能力比較小，手工處理的工作量仍然比較大，其 它功能還沒有實現(xiàn)。這個時代的計算機語言和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還不夠發(fā)達，計算機的價格比較昂貴，需要專業(yè)的技術(shù)人員編寫與維護程序。 （ 3） 功能完善時期： 80年代末期 90 年代中后期 伴隨著這一時期計算機技術(shù)的飛速發(fā)展， LIMS 技術(shù)進入一個嶄新的發(fā)展時期。此時，計算機（ PC 機）價格開始大幅度下降、而性能卻大幅度提高，基于第三方的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)成熟，系統(tǒng)一般采用 PC 作為數(shù)據(jù)終端，網(wǎng)絡(luò)體系的建立比較容易。C/S 構(gòu)架的數(shù)據(jù)管理模式成為主流，數(shù)據(jù)處理能力大大提高。由于實驗室規(guī)模一般都不大，隨著 MSWindows、 WindowsNT 操作系統(tǒng)的興起，基于該平臺開發(fā)的 LIMS 開始流行， LIMS開始從 DOS平臺、 UNIX 平臺逐步過渡到 Windows、 Windows NT 平臺，這個時期的產(chǎn)品一般都具有良好的用戶界面，操作比較簡單，功能比較全面，性能價格比較好，吸引了越來越多的用戶。由于新一代數(shù)據(jù)庫和面向?qū)ο笤O(shè)計軟件的大量涌現(xiàn)，通過簡單學(xué)習，一般技術(shù)人員也可以象專業(yè)技術(shù)人員一樣采用面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)簡單設(shè)計數(shù)據(jù)管理軟件、建設(shè)結(jié)構(gòu)簡單的網(wǎng)絡(luò)。 （ 4） 網(wǎng)絡(luò)化產(chǎn)品的興起： 90年代后期 21 世紀 90 年代后期， Inter 技術(shù) 以令人不可思議的速度飛速發(fā)展，各行業(yè)均被卷入了互聯(lián)網(wǎng)的大潮之中，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用遍及各種工業(yè)技術(shù)當中。新一代的數(shù)據(jù)庫設(shè)計與網(wǎng)絡(luò)設(shè)計都或多或少帶上了 Inter 的特點。采用 Inter、 Intra 和 Web 技術(shù)的 LIMS 開始出現(xiàn)，普遍采用了統(tǒng)一的瀏覽器界面和以 Web 服務(wù)器為中心的分布式管理體系，使用極其方便，數(shù)據(jù)的共享和發(fā)布更為簡單，功能更為全面，軟件的二次開發(fā)更為容易，這些最新的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在 LIMS 系統(tǒng)中的應(yīng)用，代表了今后 LIMS 技術(shù)的發(fā)展方向。 LIMS 技術(shù)的使用可以帶來許多顯而易見的效益 ，比如 ： 自動進行數(shù)據(jù)審核和超標數(shù)據(jù)監(jiān)測、提高分析數(shù)據(jù)的準確性；工作效率大為提高；降低實驗室成本消耗；通過對大量樣品數(shù)據(jù)的綜合統(tǒng)計分析，可以清楚地觀察到數(shù)據(jù)的變化趨勢、有效監(jiān)測產(chǎn)品質(zhì)量，為解決出現(xiàn)不合格生產(chǎn)產(chǎn)品及生產(chǎn)工藝變化提供科學(xué)依據(jù)。借助計算機技術(shù)，實驗室內(nèi)部實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化全面管理，實現(xiàn)管理和檢驗工作的有效監(jiān)督管理，提高整體工作水平。 雖然有這么多多的效益，目前還有不少單位對此技術(shù)的應(yīng)用不重視 [7]。 LIMS 的設(shè)計特點 適應(yīng)現(xiàn)代化企業(yè)發(fā)展的的實驗室必須要建立起完備的質(zhì)量管理體系，因而需要一套科學(xué)的 LIMS 軟件，它應(yīng)既能滿足目前的業(yè)務(wù)狀況，又能適應(yīng)未來不斷增長業(yè)務(wù)需求，具有靈活的可擴充性。因此，大規(guī)模的 LIMS 軟件技術(shù)，往往要在經(jīng)驗豐富的實驗室管理人員的協(xié)助下，集多位計算機專業(yè)人員共同開發(fā)設(shè)計而成。 根據(jù)國內(nèi)外優(yōu)秀的 LIMS 技術(shù)應(yīng)用的成功經(jīng)驗，可以總結(jié)出近幾年設(shè)計的 LIMS 具備以下幾個最基本特點： 設(shè)備儀器管理信息系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn) 5 （ 1） 技術(shù)上具有先進性、高效性、實用性、安全性； （ 2） 數(shù)據(jù)管理功能完善，數(shù)據(jù)的采集、處理、發(fā)布過程中不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失、改變的問題； （ 3） 界面友好，操作簡便，使用 Web 數(shù)據(jù)庫技術(shù)和統(tǒng)一的瀏覽器界 面； （ 4） 自動化程度高，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單； （ 5） 模塊化設(shè)計，易于擴充功能； （ 6） 符合 ISO/IEC 導(dǎo)則 25 的規(guī)范要求，符合實驗室管理特點； （ 7） 投資少，最大限度保護用戶的投資； （ 8） 產(chǎn)品設(shè)計靈活，客戶化周期短 [8][9]。 本文所作工作 緒論部分對 研究 課題 原因 、開發(fā) 工具和實驗室信息管理系統(tǒng) 進行了簡要介紹，分析了實驗室儀器管理 信息系統(tǒng)設(shè)計的特點和任務(wù)。第二章介紹了總體需求 分析 ，并系統(tǒng)介紹了系統(tǒng)功能調(diào)查，為設(shè)計和理解應(yīng)用程序做了鋪墊。第 三 章 介紹 了 實驗室儀器管理 系統(tǒng)的 功能分析 ，設(shè)計了 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，并根據(jù)需求對系統(tǒng)功能進行了劃分和細化 。第四章介紹了窗體模塊的創(chuàng)建，包括主窗口的創(chuàng)建、儀器管理相關(guān)功能窗口的創(chuàng)建和儀器統(tǒng)計相關(guān)窗體的創(chuàng)建。第五章介紹了 系統(tǒng)實施 ，包括系統(tǒng)的編譯和發(fā)行、系統(tǒng)的提高和超越。 福州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 ( 論文 ) 6 第 2 章 開發(fā)工具 簡介 本系統(tǒng)結(jié)合 高 校的儀器管理的情況，經(jīng)過實際的需求分析，采用功能強大的 DELPHI7和 Access2021 做為開發(fā)工具而開發(fā)出來的單機版儀器管理系統(tǒng)。 開發(fā) 軟件 是全新的可視化編程環(huán)境，為我們提供了一種方便、快捷的 Windows應(yīng)用程序開發(fā)工具。通過關(guān)系數(shù)據(jù)庫的運用，本系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的存取、查詢都會更為高效和快捷。用 開發(fā)的系統(tǒng)前臺操作界面，通過 ODBC (OpenDataBase Connection)接口與后臺的 Access 數(shù)據(jù)庫進行連接和數(shù)據(jù)交互，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無逢傳輸和處理，將整個管理系統(tǒng)的前臺操作界面和后臺數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行有機的結(jié)合。 Delphi 是全新的可視化編程環(huán)境，為程序開發(fā)提供了一種方便、快捷的 Windows 應(yīng)用程序開發(fā)工具。它使用了Microsoft Windows 圖形用戶界面的許多先進特性和 設(shè)計思想，采用了彈性可重復(fù)利用的完整的面向?qū)ο蟪绦蛘Z言 ObjectOriented Language)、當今世界上最快的編輯器和最為領(lǐng)先的數(shù)據(jù)庫技術(shù)。對于大的程序開發(fā)人員來講，使用 開發(fā)應(yīng)用軟件，無疑會大大地提高編程效率 [10][11]。 Delphi 的有關(guān)概念 （ 1）面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計（ objectoriented programming,oop）是 Delphi 開發(fā)程序的基礎(chǔ)。它是將人們認識世界過程中普遍采用的思維方法應(yīng)用到程序設(shè)計中。面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計涉及 到對象、封裝、類、繼承和多態(tài)等基本概念。 對象 對象是現(xiàn)實世界中存在的事物，它們可以是有形的，如一個桌子、某個人等 。也可以是無形的，如某個方案、一次圖書的借閱關(guān)系等。對象是構(gòu)成現(xiàn)實世界的一個獨立單位，人們對世界的認識就是從分析對象的特征入手的。 類 類是具有共同性質(zhì)的事物的集合。在面向?qū)ο蟮某绦蛑校愂且粋€獨立的程序單位，它有一個名字（類別），其內(nèi)部包括用于描述對象屬性的成員變量；還包括用于描述對象行為的成員方法。 類對象 類對象是類的實例化。類是一個抽象的概念，用類的方式來解決問題就必須用類創(chuàng)建一個實例化 的類對象，然后通過類對象去訪問類的成員變量和調(diào)用類的成員方法。一個類設(shè)備儀器管理信息系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn) 7 可以創(chuàng)建任意多個類對象，它們具有相同的屬性模式，但可以具有不同的屬性值。 （ 2）可視化組件庫 Delphi 的系統(tǒng)庫被稱為 Visual Component Library(VCL, 可視化組件庫 )。利用 Delphi 的可視化組件庫，用戶通過編寫少量的代碼就能夠創(chuàng)建楚復(fù)雜的應(yīng)用程序。 （ 3） Delphi 的組件 Delphi 的 VCL 中提供了大量的組件，每個組件就是一個類，正是由于這些組件的存在，才使得 Delphi 成為一個方便快 捷得應(yīng)用程序快速開發(fā)工具。 Delphi 中得組件按照分類以標簽頁的形式在 Delphi 窗體上的組件面板中出現(xiàn)，這些標簽頁在 Delphi窗體上的順序和編號可能根據(jù) Delphi的版本和種類以及安裝的選項和附加組件不同而有所不同。如果已經(jīng)使用菜單 Tool Environment Options 設(shè)置了組件面板，那么順序也可能有所不同。 利用組件編程實際上是非常容易的，就是使用按鈕、文本編輯框、組合框等這樣的對象，我們將其放在窗體中，修改這些組件的屬性并對它們觸發(fā)的一些消息進行處理。實際上窗體也是一個組件，它作為容器可 以容納其他的組件對象。我們在開發(fā) Delphi 應(yīng)用程序時，主要是花費大量的時間來插入和修改可視化組件的對象。 我們可以在 Delphi 的對象查看器（ object inspector）或在程序代碼中通過對組件的屬性、方法和事件進行操作來開發(fā)應(yīng)用程序。 屬性（ properties） 組件的屬性定義了組件對象的行為和特征。通過屬性我們可以得到或者設(shè)置該組件的狀態(tài)、特征等信息。 方法（ methods） 組件的方法是一系列的函數(shù)或過程，通過這些方法可以對組件進行操作與控制。 事件（ events） 當用戶對組件進行某些操作 時，或系統(tǒng)中發(fā)生某些事情時，組件就會產(chǎn)生一個事件。從理論上講，事件是向窗體發(fā)送消息的結(jié)果，并且從該窗體（或相應(yīng)組件）可以響應(yīng)該消息。從技術(shù)上講，盡管事件與消息可能不是一一對應(yīng)的，當大多數(shù)的 Delphi 事件是在收到相應(yīng)的 Windows 消息后被觸發(fā)的。 Delphi 事件的級別比 Windows 消息的級別要高。 對于 Delphi 組件，我們要使用它，就要弄清楚它具有一些什么事件，這些事件在什么情況下被觸發(fā)，然后在事件的處理過程中編寫處理程序 [12][13] Access 2021 數(shù)據(jù)庫工具概述 Access 是 Office 辦公套件中一個極為重要的組成部分。剛開始時微軟公司是將Access 單獨作為一個產(chǎn)品進行銷售的，后來微軟發(fā)現(xiàn)如果將 Access 捆綁在 OFFICE 中一福州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 ( 論文 ) 8 起發(fā)售，將帶來更加可觀的利潤，于是第一次將 Access 捆綁到 OFFICE97 中，成為 OFFICE套件中的一個重要成員?，F(xiàn)在它已經(jīng)成為 Office辦公套件中不可缺少的部件了。自從 1992年開始銷售以來， Access 已經(jīng)賣出了超過 6000 萬份，現(xiàn)在它已經(jīng)成為世界上最流行的桌面數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。 后來微軟公司通過大量地改進，將 Access 的新版本功能變 得更加強大。不管是處理公司的客戶訂單數(shù)據(jù)；管理自己的個人通訊錄；還是大量科研數(shù)據(jù)的記錄和處理，人們都可以利用它來解決大量數(shù)據(jù)的管理工作。 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) (DBMS)是對數(shù)據(jù)庫信息進行存儲、處理和管理的系統(tǒng)。對于考核系統(tǒng)而言，若使用一個非關(guān)系型的 DBMS 程序，則會在數(shù)據(jù)庫中建立一個很大的表。使用這樣的一個數(shù)據(jù)庫，會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)重復(fù)存放且對數(shù)據(jù)的更新、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的改變等方面造成較大的困難。 Microsoft Access 數(shù)據(jù)庫是一個關(guān)系型的數(shù)據(jù)庫。 Microsoft Access 2021 是 Microsoft Office 2021 套件之一，它是一種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，具有友好的操作界面、強大的數(shù)據(jù)庫管理功能和網(wǎng)絡(luò)功能。用戶可以使用許多較小的表，同時存放有關(guān)表間關(guān)系的信息，每條信息僅在一處存放，減少數(shù)據(jù)重復(fù)，節(jié)省存儲空間，使數(shù)據(jù)的更新快速準確，表結(jié)構(gòu)的修改也非常容易。 Access 數(shù)據(jù)庫的安全機制已經(jīng)更為完善。除了對數(shù)據(jù)庫設(shè)置密碼保護，對數(shù)據(jù)庫進行編碼壓縮，還可以啟用用戶級的安全機制，在用戶級別上控制對數(shù)據(jù)庫的訪問。 Access2021 就是關(guān)系數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具，數(shù)據(jù)庫能匯集各種信息以供查詢、存儲和檢索。 Access 的優(yōu)點在于它能使用數(shù)據(jù)表示圖或自定義窗體收集信息。數(shù)據(jù)表示圖提供了一種類似于 Excel 的電子表格，可以使數(shù)據(jù)庫一目了然。另外， Access 允許創(chuàng)建自定義報表用于打印或輸出數(shù)據(jù)庫中的信息。 Access 也提供了數(shù)據(jù)存儲庫，可以使用桌面數(shù)據(jù)庫文件把數(shù)據(jù)庫文件置于網(wǎng)絡(luò)文件服務(wù)器，與其他網(wǎng)絡(luò)用戶共享數(shù)據(jù)庫。 Access 是一種關(guān)系數(shù)據(jù)庫工具，關(guān)系數(shù)據(jù)庫是已開發(fā)的最通用的數(shù)據(jù)庫之一。如上所述， Access 作為關(guān)系數(shù)據(jù)庫開發(fā)具備了許多優(yōu)點，可以在一個數(shù)據(jù)包中同時擁有桌面數(shù)據(jù)庫的便利和關(guān)系數(shù)據(jù)庫的強大功能 [14][15][16]。 關(guān)系數(shù)據(jù)庫 標準語言 SQL 用戶在使用數(shù)據(jù)庫時，要對數(shù)據(jù)庫進行各種各樣的操作，包括數(shù)據(jù)模式的定義、修改，數(shù)據(jù)的增、刪、查和控制等。 DBMS 必須為用戶提供相應(yīng)的命令和語言以完成這些操作，這就構(gòu)成了用戶和數(shù)據(jù)庫的接口。這種接口聽好壞直接影響用戶對數(shù)據(jù)庫的接受程度。因此，現(xiàn)代 DBMS 都加強了用戶接口的功能，盡量使用戶感到方便和友好。 DBMS所提供的語言一般局限于對數(shù)據(jù)庫的操作，有別于普通的高級程序設(shè)計語言，稱為數(shù)據(jù)庫語言。其中， SQL 語言是最成功、應(yīng)用最廣的數(shù)據(jù)庫語言，它已成為關(guān)系 數(shù)據(jù)庫語言的設(shè)備儀器管理信息系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn) 9 國際標準。 結(jié)構(gòu)化查詢語言 SQL (Structured Query Language)最初是在 SEQUEL 的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，由 Boyce和 Chamberlin于 1974年提出，并在 IBM公司 San Jose Research Laboratory研制的 SYSTEM 上實現(xiàn)了這種語言。按功能， SQL 語言可分為四大部分 : （ 1）數(shù)據(jù)定義語言 (Data Definition Language，簡稱 DDL)，用于定義、撤銷和修改數(shù)據(jù)模式。 （ 2）查詢語言 (Query Language,簡稱 QL)用于查詢數(shù)據(jù)。 （ 3）數(shù)據(jù)操縱語言 (Data Manipulation Language,簡稱 DML)，用于增、刪、改數(shù)據(jù)。 （ 4）數(shù)據(jù)控制語言 (Data Control