【正文】 ，什么應用該由前端程序實現(xiàn)，什么工作應當交由數(shù)據(jù)庫后臺完成。成批的事務在一起時進行批量處理才有意義。實現(xiàn)盡力預測有可能發(fā)生問題的地方，并做出相應的對策，以避免問題的發(fā)生。(3)前攝——預測主要的問題。就是說提29前分配所需資源，而不是動態(tài)地由軟件來做這件事，這通常會導致CPU和I/O口的額外開銷。對此的主要要求是處理的每個部分必須是數(shù)據(jù)無關的，這就是并行查詢的基本要求。(1)分而治之——分區(qū)、分段和并行分而治之算法的擴展。物理設計優(yōu)化的目標是消除或最大限度地減少競爭，所謂競爭就是批一個或多個軟件爭奪同一個系統(tǒng)資源。一般情況下，應保證數(shù)據(jù)庫是3NF或BCNF。數(shù)據(jù)庫設計的優(yōu)化主要包括邏輯設計的優(yōu)化和物理設計的優(yōu)化。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應用領域有四種類型：聯(lián)機事務處理（OnLine Transaction Process，簡稱OLTP）、決策支持系統(tǒng)（DSS）、批作業(yè)處理、聯(lián)機分析系統(tǒng) (OLAP)[16]。由于數(shù)據(jù)庫的需求分析是一個人與人交互過程，計算機無法替代；而數(shù)據(jù)庫的物理實現(xiàn)可以通過DBMS提供的數(shù)據(jù)定義語句比較簡單地實現(xiàn)，所以我們在數(shù)據(jù)庫輔助設計和維護系統(tǒng)的設計中，應著重考慮其概念模型的表述、可視化修改和邏輯模型的設計。應用系統(tǒng)所選用的DBMS提供的數(shù)據(jù)定義語言28把邏輯設計的結果描述出來，并將源模式變成目標模式。數(shù)據(jù)庫的邏輯設計是數(shù)據(jù)庫設計里的一個重要環(huán)節(jié)，完成邏輯設計后就是對數(shù)據(jù)庫的物理設計了。系統(tǒng)的用戶主要包括管理員、高級用戶、普通用戶三類，每類用戶擁有相應的權限，系統(tǒng)用戶表結構如表 所示。實驗室所涉及的課程也比較多，課程設置表結構如表 所示。實驗室的開放是要做記錄的，包括正常的上課安排和自由開放兩種，表結構如表 所示。實驗室設備除了常用的21實驗設備外，還包括耗材，耗材管理模塊主要包括入庫的管理和領用的管理，耗材基本信息的表結構如表 所示，耗材領用記錄的表結構如表 所示。表 設備數(shù)據(jù)結構字段名 標識符 類型長度 Null 備注設備編號 SBBH CHAR(10) N PK設備名稱 SBMC CHAR(30) N驗收單號 YSDH CHAR(10)分類號 FLH CHAR(5)國資號 GZH CHAR(10)型號 XH CHAR(10)規(guī)格 GG CHAR(10)系部處委 XBCW CHAR(20)使用單位 SYDW CHAR(20)19出廠日期 CCRQ DATE購置日期 GZRQ DATE單價 DJ MONEY國別 GB CHAR(10)使用方向 SYFX CHAR(10)經(jīng)費科目 JFKM CHAR(10)生產(chǎn)廠家 SCCJ CHAR(10)出廠編號 CCBH CHAR(10)領用人 LYR CHAR(8)領用日期 LYRQ DATE現(xiàn)狀 XZ CHAR(4)驗收人 YSR CHAR(10)驗收日期 YSRQ DATE注銷日期 ZX DATE附件 FJ CHAR(30)供貨商家 GHSJ CHAR(10)聯(lián)系電話 NXDH CHAR(15)設備管理模塊除了設備基本信息的查詢、插入、刪除操作外，還存在著學校內部職工的出借和維修的管理，設備出借情況記錄表結構如表 ，設備維修情況記錄表結構如表 。由ER圖轉換后，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫表結構分別說明如下（在表中備注欄用PK表示主關鍵字，F(xiàn)K表示外部關鍵字，NULL表示是否允許為空） 。下面介紹將18ER模型轉換成關系模型的方法，轉換原則和具體做法如下：(1)把每一個實體轉換為一個關系，實體屬性就是關系的屬性，實體的鍵就是關系的鍵；(2)把每一個聯(lián)系轉換為關系模式 ，與該聯(lián)系相連的各實體的鍵以及聯(lián)系的屬性轉換為該關系的屬性，并根據(jù)聯(lián)系的不同類型決定該關系的鍵；(3)關系規(guī)范化 對轉換得到的關系模型可利用規(guī)范化理論分析和改進，分析了解是否存在部分函數(shù)依賴和傳遞函數(shù)依賴等，根據(jù)應用的具體要求決定是否需要進行規(guī)范化提高范式等級。實 驗 項 目名 稱 實 驗 序 號項 目 類 別實 驗 要 求所 屬 課 程 學 校 代 碼學 時實 驗 者 類 別獲 獎 等 級 實驗項目實體圖ER模型表示的概念模型是用戶的模型。 實 驗 設 備編 號 名 稱所 在 單 位生 產(chǎn) 廠 家 購 置 日 期 型 號出 廠 編 號 … 實驗設備實體圖。根據(jù)前面所作的高校實驗室信息管理系統(tǒng)所作的需求分析，系統(tǒng)所包含的實體有：學生、教師、實驗室、實驗設備、耗材、科研項目、專業(yè)、課程、系統(tǒng)用戶、院系等。:該模塊主要是管理系統(tǒng)中一些特殊形式的報表，提供給用戶查詢、輸出打印等。16:該模塊主要是用來對實驗室耗材的登記、查詢、領用記錄的統(tǒng)計。: 該模塊主要是對實驗室人員發(fā)表論文及著作的管理包括錄入、條件查詢、刪除。:該模塊主要是對實驗室各門課程各個實驗項目以及學生成績的新增、查詢、刪除。在查詢子模塊中用戶可自由選擇查詢條件實現(xiàn)組合查詢，最終查詢結果以表格形式顯示出來，并能提供打印。:該模塊主要是針對不同用戶實行對設備、實驗項目、資料的新增、修改和查詢。15實 驗 室 信 息 管 理 系 統(tǒng)用戶登錄模塊 設備管理模塊 科研項目管理模塊實驗項目管理 耗材管理模塊 系統(tǒng)管理模塊課程設置模塊 實驗室安排模塊人員信息模塊 統(tǒng)計報表模塊 系統(tǒng)功能框圖:在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中設置了不同權限的用戶，用戶根據(jù)權限訪問數(shù)據(jù)庫。選用這種14混合模式相對于單獨采用C/S模式或B/S模式優(yōu)點在于：保證了特殊數(shù)據(jù)的安全性；簡化了客戶端，學校計算機得到了充分利用；保證了系統(tǒng)復雜功能的交互性和簡單功能的統(tǒng)一性；系統(tǒng)維護簡單，成本降低。對于本系統(tǒng)而言，系統(tǒng)管理用戶對實驗室各種檔案的登記、匯總、查詢和決策可采用C/S模式。在系統(tǒng)中，實驗室設備從申請購買、領導審批、資產(chǎn)處招標、新買設備登記編號入庫、分配到相關實驗室、專人保管領用、專人記錄設備的維修和出借到最后的設備申請報廢，以及實驗項目的入庫、查詢等相關處理采用客戶/服務器，體系結構，實驗室向外發(fā)布學生實驗成績、實驗室開放情況、其它共享資源時系統(tǒng)采用瀏覽器/服務器的體系結構。同時系統(tǒng)的實施也是順應目前信息化建設的潮流和發(fā)展趨勢。13現(xiàn)我校資產(chǎn)處曾用過單機版的設備管理系統(tǒng)，大量的原始數(shù)據(jù)都已保存在數(shù)據(jù)庫中，可以通過數(shù)據(jù)管道方便遷移到將來的系統(tǒng)中去，同時實驗室的實驗項目和其他報表都有現(xiàn)存的電子文檔資料，為將來的系統(tǒng)的數(shù)據(jù)導入提供了極大的便利，同時也利于將來系統(tǒng)的測試與調試。校園網(wǎng)設有安全防火墻，保證了校園網(wǎng)內數(shù)據(jù)的安全性和整個網(wǎng)絡安全暢通。 開發(fā)系統(tǒng)的可行性目前我校校園網(wǎng)建設已全部完成，而且也與我國教育科研網(wǎng)順利接入，為系統(tǒng)的實施提供了保證。在分析目前我校實驗室管理機制和管理方法后，非常有必要開發(fā)一套高校實驗室管理信息系統(tǒng)來解決管理落后的問題，提高工作效率、真正實現(xiàn)實驗室管理的信息化、現(xiàn)代化。現(xiàn)在高校的實驗室都是開放性的，由于學校學生眾多而實驗室相對較少，經(jīng)常出現(xiàn)有的實驗室人滿為患有的實驗室空無一人的情況，學生對實驗室課程安排和實驗成績的查詢也是較為落后。實驗項目管理是實驗教學工作的重要一環(huán)，為學校教學評估提供了第一手文檔資料，但管理工作難度也較大。實驗設備分配后具體的實驗室后由專人領用、專人保管，實驗室工作人員承擔日常實驗設備的記錄維修和使用、借用、報廢處理。 系統(tǒng)需求分析 現(xiàn)狀分析我校現(xiàn)有各類實驗室上百個，實驗工作人員管理負擔過重，實驗室的主要管理工作有實驗室設備管理、實驗室實驗項目管理、實驗教學管理。用C/S體系結構編程實現(xiàn)實驗室內部的設備管理、實驗項目管理、日常事務管理，用B/S體系結構編程實現(xiàn)向校園網(wǎng)內外發(fā)布或共享信息。這兩種體系結構都有各自的優(yōu)缺點，在分析課題的實際需求后，本系統(tǒng)采用將C/S模式和B/S模式相結合的混合模式來實現(xiàn)。113 系統(tǒng)總體分析與設計高校實驗室信息管理系統(tǒng)必須以校園網(wǎng)為支撐,我校校園網(wǎng)已于2022年接入到教育科研網(wǎng)，為系統(tǒng)實現(xiàn)提供了保證。最后結合課題的實際需求，闡述了系統(tǒng)在兩種不同體系結構下實現(xiàn)的不同要求。單一的客戶/服務器模式系統(tǒng)或瀏覽器/服務器模式系統(tǒng)在開發(fā)、運行、維護方面都存在不足。對本系統(tǒng)而言，實驗室設備管理、實驗項目管理、實驗室科研項目管理都是集中的處室的數(shù)據(jù)處理，所以采用C/S模式比較合適；而對于實驗室向外發(fā)布綜合信息（如學生實驗成績、實驗室開放信息）給學生或學校教工查詢，采用B/S模式比較合適。從目前來看，C/S模式與B/S模式有著各自結構上的優(yōu)缺點，C/S模式可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速傳送和安全存儲，但在遠程數(shù)據(jù)管理方面存在不足，特別是在Inter和Intra上受到了極大的限制；而B/S模式的系統(tǒng)易于集成和擴展，可以提供遠程的數(shù)據(jù)服務和管理，但在數(shù)據(jù)的交互性、動態(tài)服務和圖表顯示方面尚有欠缺。 兩種體系結構的比較與選擇C/S模式與B/S模式有很多的不同,下面從幾個方面對他們做一個比較：,B/S是建立在廣域網(wǎng)的基礎上；，C/S一般建立在專用的網(wǎng)絡上,小范圍里的網(wǎng)絡環(huán)境,局域網(wǎng)之間再通過專門服務器提供連接和數(shù)據(jù)交換服務；B/S建立在廣域網(wǎng)之上的,不必是專門的網(wǎng)絡硬件環(huán)境,有比C/S更強的適應范圍,一般只要有操作系統(tǒng)和瀏覽器就行；：C/S一般面向相對固定的用戶群,對信息安全的控制能力很強，系統(tǒng)安全性要求較高的采用C/S結構，B/S建立在廣域網(wǎng)之上，對安全的控制能力相對弱，面向是不可知的用戶群；4. 對程序架構不同，C/S程序可以更加注重流程，可以對權限多層校驗，對系統(tǒng)運行速度可在較少考慮；B/S對安全以及訪問速度有更多的考慮，是建立在需要更加優(yōu)化的基礎之上，比C/S有更高的要求；5. 其他方面的不同如系統(tǒng)維護和程序的接口等。體系結構數(shù)據(jù)層中包含系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理邏輯,位于數(shù)據(jù)庫服務器端，其任務是接受Web 服務器對數(shù)據(jù)庫操縱的請求,實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫查詢、修改、更新等功能,把運行結果提交給Web服務器。體系結構表示層中包含系統(tǒng)的顯示邏輯,位于客戶端，其任務是由Web瀏覽器向網(wǎng)絡上的某一Web服務器提出服務請求,Web 服務器對客戶請求進行解析,然后以HTTP 的形式返回給客戶,客戶機接受傳來的主頁文件,并把它顯示在Web 瀏覽器上。從某種意義上說 B/S 體系結構就是在 C/S體系三層結構基礎上發(fā)展起來的，它只是將 C/S 體系三層結構中的表示層用 Web Brower 代替，中間層用了一個 Web 服務器。由于用戶不能直接存取數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù),增強了數(shù)據(jù)的安全性，但由于當前系統(tǒng)軟件安全性技術較差,再加上用戶多,從而降低了應用程序的安全性。系統(tǒng)升級或添加額外的功能,不需要破壞原有的系統(tǒng)。缺點主要有:系統(tǒng)開放性差，對操作系統(tǒng)依賴性強,不同操作系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交流困難；用戶界面風格不統(tǒng)一；系統(tǒng)維護代價高，隨著客戶的增多,維護工作量加大；擴展性差，不能兼容原有系統(tǒng),用戶的投資得不到回報；網(wǎng)絡通信量大，單個數(shù)據(jù)請求,會產(chǎn)生大量的網(wǎng)絡通信。 C/S 體系結構的特點 C/S體系結構的特點我們分兩層結構和三層結構來分別論述，來指出各自的優(yōu)缺點。在這種結構中客戶端完成顯示邏輯, 應用服務器完成商業(yè)處理邏輯, 而數(shù)據(jù)庫服務器完成數(shù)據(jù)存取邏輯。兩層結構是最典型、最普遍的一種胖客戶端的形式，一層就是由表示層和應用邏輯層組成的客戶端，另一層就是數(shù)據(jù)庫組成的服務器。通過一分為二地將處理分解，這樣就克服了文件服務器的缺點，既消除了不必要的網(wǎng)絡傳輸負擔，又可以大大地優(yōu)化客戶和服務器?？蛻?服務器體系的基本思想就是將PC機、大中小型機上的DBMS長處有機地結合起來，既得到了主機式系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力，減少網(wǎng)上傳輸量，又獲得PC上豐富的用戶界面和價格供低廉的優(yōu)勢。從概念上講，客戶機/服務器體系結構是一種特殊的協(xié)作式處理模式，整個應用程序被分布于客戶機和服務器上。計算機的應用已開始轉向客戶/服務器和瀏覽器/Web服務器/數(shù)據(jù)庫服務器，本系統(tǒng)就是將C/S結構與B/S結構相結合的實例，下面章節(jié)就對系統(tǒng)中所用到的C/S和B/S體系結構及相關技術進行闡述。集中式結構由于采用的集中式管理，應用程序和數(shù)據(jù)庫都放在主機中、無法真正劃分應用程序的邏輯，僅適合于大型機上，現(xiàn)在已很少使用。通過分析課題的來源和研究國內外類似系統(tǒng)的特點為系統(tǒng)的最終設計和實現(xiàn)奠定了基礎。同時也介紹了當前數(shù)據(jù)庫的發(fā)展方向，針對高校實驗室信息管理系統(tǒng)的實際具體要求，提出用客戶/服務器和瀏覽器/服務器相結合的體系結構來實現(xiàn)系統(tǒng)。預計系統(tǒng)實現(xiàn)如下功能：，實驗室內部體系結構采用C/S模式，實驗室系統(tǒng)的客戶采用B/S模式，真正實現(xiàn)資源共享和實驗室信息化；、附件情況、故障記錄和維修記錄中的各項數(shù)據(jù)進行輸入(鍵盤輸入)、輸出(屏幕輸出、報表輸出)、添加記錄、修改記錄、刪除記錄等操作；、實驗室的開放情況以及學生實驗成績的查詢；，并且查詢結果用戶可以自由選擇的圖表或報表的形式顯示打印出來；、用戶根據(jù)自己的權限訪問數(shù)據(jù)庫保證數(shù)據(jù)庫的安全；，友好的人機接口，減少用戶數(shù)據(jù)的輸入。隨著互聯(lián)網(wǎng)絡的迅速發(fā)展，我校在2022年就建立了自己的校園網(wǎng)，各院系實驗室、行政單位、教師學生宿舍大多都與校園網(wǎng)相連，有自己的IP地址等，鑒于此作者認為可以利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡資源，利用網(wǎng)絡及網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫等手段，開發(fā)一個“高校實驗室信息管理系統(tǒng)”，解決高校繁雜的實驗室管理問題，克服各單位之間不能互通信息，購買儀器設備時沒有資料參考的盲目性，使學校設備資產(chǎn)處能及時準確地對全校設備做好統(tǒng)籌管理，減少人力、財力資源浪費和重復勞動，提升實驗室的實驗和管理水準，使高校的實驗室管理工作實現(xiàn)信息化。特別是在設備管理上，設備卡片的填寫以及設備的報修、報廢等工作都是人工進行操