基于云计算的高校实验室管理系统的设计与实现

摘要

随着网络技术的应用普及，各行各业都向着信息化的方向发展。在高校的实验室管理中，传统的作业方式主要通过与学校的教学管理方式相结合来实现人为的预约和控制，不仅效率较低，其容易出现人为失误。因此，如何高效地实现实验室管理成为迫切需要解决的问题。本文以云平台技术为研究对象，针对实验室信息化管理进行了研究，主要工作包括：　　为了保证实验室信息化管理需求，同时考虑到系统数据的方便使用和存储，本文提出了基于云计算的高校实验室管理系统。首先对实验室管理系统开发的可行性进行了分析，通过对系统用户的建模分析，详细叙述了实验室管理系统中的设备信息管理需求、实验管理需求、实验室管理需求以及系统管理需求，同时阐述了实验室管理系统的可靠性、易用性等非功能性需求。　　其次，采用云技术方案对系统云平台架构进行设计，同时部署了云网关，系统底层构建了一个Hadoop云存储环境，利用HDFS文件系统来存储数据，从物理架构和逻辑架构对系统数据库进行了详细的设计，通过云资源参数的设置，提供了对实验室云资源管理的支持。　　为了加强系统的易用性，本文设计了系统相关的云功能，实现了对云存储业务的底层实现，如对HDFS的存储封装、基于用户组的存储业务管理、访问权限控制、身份认证机制等。系统根据实际需求提供了访问Hadoop系统的统一校验，设计了一种基于用户组的身份认证机制以及基于访问目录的权限认证机制，将用户分配到基于租户的用户组，由用户组管理员来划分访问目录及权限，同一租户的若干个用户账号可以设定不同的访问权限，以提高对Hadoop的权限控制和安全访问。　　本文最后通过LOADRUNNER软件对实验室管理系统进行详细测试，结果表明，系统在功能和性能上符合需求，能够安全稳定地运行。线下试运行表明，本系统能够合理地对实验室资源进行分配，实现了实验设备的信息化管理，有效提高了学校的管理水平。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国内研究现状

1.2.2 国外研究现状

1.3 论文的主要研究内容

第2章 相关技术基础

2.1 Visual Studio 2015技术

2.2 云计算

2.3 数据安全技术

2.3.1 数据加密算法

2.3.2 用户访问控制技术

2.4 本章小结

第3章 系统需求分析

3.1 系统可行性分析

3.2 用户用例分析

3.3 系统功能需求分析

3.4 系统的非功能需求

（1）系统性能

（2）稳定可靠性

（3）系统易用性

（4）系统安全性

3.5 本章小结

第4章 系统的设计

4.1 系统的架构设计

4.1.1 实验室云平台架构设计

4.1.2 系统层次化体系架构

4.1.3 云网关系统部署

4.2 系统云功能设计

4.2.1 中间件总体结构设计

4.2.2 缓存技术

4.3 管理系统的功能结构设计

4.3.1 设备信息管理的设计

4.3.2 实验管理模块

4.3.3 实验室管理模块

4.3.4 系统管理模块

4.4 系统数据库的设计

4.4.1 云存储数据设计

4.4.2 系统E-R图

4.4.3 数据库表设计

4.5 系统安全设计

4.6 本章小结

第5章 系统的实现与测试

5.1 系统的开发环境

5.2 系统云功能的实现

5.2.1 AppworksCommon模块的设计

5.2.2 AppworksFramework模块的设计

5.2.3 AppworksCloudExpress模块的设计

5.2.4 AppworksWebService模块的设计

5.2.5 AppworksServiceClient模块的设计

5.2.6 AppworksAdmin模块的设计

5.3 实验室管理系统功能的实现

5.3.1 设备信息管理

5.3.2 实验管理实现

5.3.3 实验室管理实现

5.3.4 系统管理实现

5.4 实验室云资源管理的实现

5.5 系统的测试

5.5.1 测试的工具和环境

5.5.2 系统功能测试用例

5.5.3 系统性能测试用例

5.5.4 测试的结果分析

5.6 本章小结

结论

展望

参考文献

致谢