基于BS的国家重点实验室信息管理系统建设毕业论文.docx
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基于BS的国家重点实验室信息管理系统建设毕业论文
本科毕业论文
（科研训练、毕业设计）
题目：
基于B/S的国家重点实验室信息管理系统建设
姓名：
学院：
软件学院
系：
软件工程
专业：
软件工程年级：
学号：
指导教师：
职称：
年月
基于B/S的国家重点实验室信息管理系统建设
【摘要】国家重点实验室一直是我国基础研究的主力军，它的建设，极大地改善了我国基础研究的工作条件，在提高我国知识创新能力，发展高新技术，推动学科发展，培养和聚集优秀人才，维护国家安全，参与国际合作与竞争等方面发挥了重要作用。
随着国家重点实验室建设及其研究工作的深入开展，管理工作的作用逐渐受到人们的重视，在每个实验室配备一套网络化的管理信息系统以提高管理工作的效率成为一个必需条件。
论文从实验室信息管理系统应用的角度出发，深入研究探讨国家重点实验室信息化建设的目的，做出了详细的需求分析，明确了系统所应具备的功能。
并在此基础上规划出系统架构，明确了以面向对象方法为软件开发方法、以MySQL数据库管理系统为存储工具的方式为系统的进一步开发做出了详细规划。
论文对系统开发中的工作及开发过程中用到的关键技术做了介绍。
最后，论文就系统在开发方面的工作进行了总结，并对系统的后续工作做了展望。
【关键字】国家重点实验室实验室信息管理系统B/S
DevelopmentofAB/SBasedInformationManagementSystemforAStateKeyLaboratory
[Abstract]StatekeyLaboratoriesarethemainforceofthebasicresearchofourcountry.Itsconstructionhavegreatlyimprovedtheworkingconditionsofthebasicresearchofouritplaysanimportantroleinimprovingourcountry’scapabilityofknowledgeinnovation,developmentofhigh-tech,promotionofthedevelopmentofscience,trainandgatheringoutstandingtalents,safeguardingnationalsecurityandparticipatingininternationalcooperationandcompetition.WiththeconstructionofstatekeyLaboratoriesandit’sresearch’scarryingout,theroleofmanagementprogressivelygainpeople’soutfitanetworkmanagementinformationsystemtoimprovingtheefficiencyofmanagementbecomeanecessarycondition.ThisdissertationstartsfromthepointofviewoftheLaboratoryInformationManagementSystemapplication,studiesthepurposeofthestatekeylaboratories’informationcontruction,makesadetailedrequiementanalysis,clearsthefuctionthatthesystemshoulditalsoplansthearchitectureofsystemfurther,clearsthewayofsoftwaredevelopmentmethod,ObjectOrientedmethod,storetools,MySQLdatabasemanagementsystem,tomakeadetailedplanningforsystem’sfurtherdevelopmeng.Thisdissertationmakesanintroductionoftheworkofdevelopingsystemandthekeytechnologyusedduringthetheend,itmakesasummaryinthedevelopingworkofsystemandmakeaoutlookthefollow-upworkofsystem.
[Keywords]StateKeyLaboratoryLaboratoryInformationManagementSystemB/S
Contents
第一章绪论
实验室信息管理系统简介
1.1.1实验室信息管理系统的概念和分类
1、概念
实验室信息管理系统（LaboratoryInformationManagementSystem，LIMS）是基于以实验室或机构为核心的符合国际规范的全方位管理，它将现代管理思想与网络技术、数据存储技术、快速数据处理技术、自动化仪器分析技术有机结合，通过建立以实验室为中心的分布式管理体系，集样品管理、资源管理、事务管理、数据管理、报表管理等诸多功能为一体，组成一套完整的实验室综合管理和质量监控系统，对实验室实行全方位的管理和控制，从而使实验室的最终产品，即所有的检测或管理数据、信息均符合相关的质量标准或规范。
LIMS技术提供了实验室各种信息存储、交换和统计分析的网络化平台，可促进实验室高效、科学运作和规范化管理，通过它，实验室可以达到自动化运行、信息化管理和无纸化办公的目的，对实验室提高工作效率，降低运行成本起到至关重要的作用。
2、分类
LIMS根据其功能，一般可以分为纯粹数据管理型和实验室全面管理型两大类。
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、存储、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。
满足了实验室检验工作的基本需要，因而计算机网络结构一般比较简单，投资比较少，比较容易实现。
实验室全面管理型除了第一类的功能外，还可以增加：
样品管理、资源管理（材料、设备、备品备件、固定资产等）、事务（如工作量统计与工资奖金管理、文件资料和档案管理）等模块，这样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，投资较大，而且一般需要配备专业维护与再开发力量。
另外，按照当前LIMS市场划分，可以简单地将LIMS分为小型LIMS系统、普通型LIMS系统、LIMS解决方案系统等3类。
1.1.2实验室信息管理系统的发展和国内状况
1、发展状况
LIMS最早于20世纪60年代末提出，当时由于实验室的需要和计算机的出现，使人们对自动化控制和自动化计算有强烈的奢望，到如今经历了几十年的发展，就其主要特征来说，大致可以分为3个阶段：
第一阶段的LIMS属于初级产品，最早见于各个用户自行开发的LIMS或由有关计算机软件公司为某个用户特别定制的。
也就是说由某个用户提出自己实验室的具体要求，然后由有关的计算机编程人员将这些功能实现。
这类的LIMS的缺点是非常明显的，即单个用户不可能将自己的所有需求考虑周全，这种特别定制的LIMS也无法满足用户不断变化的需求。
在20世纪80年代中期以后，这种LIMS在国际市场已经基本绝迹。
第二阶段的LIMS则是完全商品化的软件，即软件开发商考虑到各个实验室的不同要求，把各种实验室所需要的功能尽可能多地设计到自己的LIMS产品中去。
这种LIMS的优点是不需要用户提出太多自己具体的要求，而且软件的技术支持和版本升级都非常容易，所以有很长的使用寿命。
缺点是在安装之后需要做大量的用户化工作，即编写一些程序满足用户特定的需求，而且用户的这些要求往往是需要经常改变的，这就需要IT专业人员作为LIMS用户的系统管理员随时编写相关程序，这就带来了IT人员流动性大，使得LIMS系统管理员的稳定性不高的问题。
第三阶段的LIMS是在克服了第二阶段的LIMS的缺点而开发出来的完全面向实验室工作人员的产品，即该类LIMS在安装后不需要用户化工作，只需要按照用户的具体要求进行简单的设置就可以将整个系统正式投入。
再设置过程中，用户不需要编写任何程序，而只需要进行鼠标的点击。
这类LIMS目前正在快速发展中，目前国际市场上的代表性产品有英国实验室系统公司的NautilusLIMS。
近几年来，采用Internet或Intranet和Web技术，统一的浏览器界面和以Web服务器为中心的分布式管理体系，代表了最新的计算机网络技术在LIMS系统中的应用，数据处理能力得到显著的提高，再加上采用ISO/（测试和校准实验室能力的通用要求）先进的管理思想，使得LIMS的功能更加强大，基本满足了现代实验室的管理要求。
[1]
2、国内状况
国内的LIMS研究工作比国际滞后约15年。
虽然早在20世纪70年代末就有人提出过LIMS思想，但由于当时计算机技术水平较低，拥有的软硬件已属淘汰之列，加之分析测试设备较落后，所以当时的LIMS仅限于完成简单数据处理的单机模式。
20世纪80年代中后期，我国地矿、石化、制药、商检等领域先后引进近10套LIMS。
但由于我们管理模式落后，文化内涵差异过大，汉字处理能力低下以及计算机应用不广泛等原因，使得系统的大部分功能无法应用，造成巨大浪费。
可喜的是，经过近几年互联网的发展，网络、信息化等观念已深入人心。
随着全球经济一体化进程的加快，国家已大力提倡、资助各行业的信息化进程，在国内，出现了一批专业化LIMS开发企业，他们在与国际专业公司竞争的同时，根据我国的实际情况开发出符合民族化的LIMS软件。
例如，石油化工科学研究院从1994年就开始了这方面的工作，经过多年的探索和应用试验，结合国际LIMS的最新发展技术及国内分析实验室的实际状况，首次开发出了拥有自主知识产权的、适合国内各大企业分析测试实验室实际需求的商业版LIMS网络系统（RIPP-LIMS）。
2000年7月，该技术正式通过中国石油化工股份有限公司技术开发中心组织的鉴定。
目前，正在开发的新一代基于Web技术、模块化组合、具有更好灵活性与性能价格比的LIMS产品。
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1.1.3实验室信息管理系统的功能和特点
1、功能
LIMS系统的功能根据实验室的规模和任务而有所不同，其系统主要功能包括：
系统维护、基础数据编码管理，样品管理、数据管理、报告管理、报表打印、实验材料管理、设备管理等。
A.系统维护。
系统维护菜单主要包括用户登录、用户管理、用户配置、报告单管理，清除过期数据，系统初始化等功能。
实现系统管理员所必须的系统维护功能。
B.基础数据编码管理。
基础数据编码管理对实验室、仪器设备、样品、分析项目、方法、人员等一些基础数据，输入模板进行统一编码。
C.样品管理。
样品管理包括样品的接收，对检验日期、时间、地点、检验项目和样品数量的确定并进行登记，样品的标志、传递、保管和处置等。
D.数据管理。
数据管理包括对数据的采集、处理和传输等，确保数据的真实、可靠、有效，并且具有可追溯性。
E.报告单管理。
报告单管理主要完成模板的建立和选择，报告单的建立、撤销、修改，数据的输入、审核等工作。
F.报表打印。
报表打印主要完成对各类报表的设置、查询和打印工作。
G.实验材料管理。
实验材料管理主要完成对各种实验材料的管理，包括实验材料的入库、出库、登记、查询、统计等功能。
H.设备管理。
设备管理主要完成对仪器设备的管理，包括设备登记、建立设备档案、设备维护和计量检定等功能。
2、特点
近几年设计的LIMS具备以下几个最基本的特点：
A.操作方便。
Web方式的简洁页面，如同浏览网页般轻松自如，用户界面友好。
B.安全的系统及数据系统采用多层结构设计，在用户界面、逻辑处理、信息采集、数据存储等各层技术分离，实现了系统和数据的真正安全。
C.完善的管理功能系统提供了完善的企业部门、用户权限及分析项目管理，多层部门采用树状结构，行政管理与系统权限以及分析项目一目了然。
D.充分的可扩展性系统通过先进的WebService技术，提供了统一的数据处理编程接口，从而将目前和未来各种分析仪器的接口开发成为系统扩展的一部分。
E.快速的升级维护。
只要将服务器接入Internet或Intranet，即可进行远程维护和系统升级，在较短的时间内解决问题。
F.迅捷的电子商务功能。
即用户可通过联入Internet和Intranet，在线登录样品基本信息并申请分析项目。
G.定制报告模板采用形式多样、图文混排的不同文件格式的检测报告，以满足顾客的需要。
H.高速的数据与IP电话传输可大大节省通信成本。
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国家重点实验室的基本情况
1.2.1国家重点实验室计划
面对日趋激烈的国际竞争，为提高综合国力和国际竞争能力，支持基础研究和应用基础研究，原国家计委从1984年起组织实施了国家重点实验室计划。
国家重点实验室计划的主要任务是在原国家教委和中科院等部门的有关大学和研究所中，依托原有基础，建设一批国家重点实验室。
当时原国家计委组织实施这一计划的基本考虑是：
1、通过对实验室装备的重购和升级，为大学和大院大所中从事基础研究的一批优秀的科技人才稳定下来，创造一个良好的科研环境和实验条件，同时积极发现和大力培养新生力量，使国家重点实验室成为从事基础研究及聚集人才、培养新生力量的基本阵地。
2、把国家重点实验室的研究工作和国民经济长期发展的需要结合起来，使研究工作在高层次上面向经济建设。
一方面，鼓励科学家在国际科技前沿上探索和积累，研究自然规律；另一方面，要在国民经济发展全局的若干根本性科技问题上开展研究，争取有重大突破。
3、突破部门所有造成的封闭和割据，实行“开放、流动、联合、竞争”的新体制。
国家重点实验室实行室主任负责制，由室主任主持工作；研究的方向、重点以及研究课题的安排由学术委员会决定。
国家重点实验室实行对外开放，接受国内有关单位合作研究课题的申请，引入竞争机制，鼓励人才流动，积极开展、参与国际科技合作和学术交流。
4、国家重点实验室依靠提高自己的工作质量和研究水平，争取得到国家科研任务、横向科研项目以及国家自然科学基金的支持。
1987年，为了满足国家经济发展的需要以及激励迈向二十一世纪的社会进步，经中央批准，原国家计委使用世界银行贷款，在能源、原材料、交通和通讯、机械和电子、农业、生物工程、新材料、医药卫生、环境和地学工程以及基础科学研究等十个领域安排我国重点学科发展项目，又建设了一批国家重点实验室。
截止1993年，利用国内资金建设的国家重点实验室80个；利用世界银行贷款建设的75个。
这些国家重点实验室的建设国家总投资约14亿人民币，其中利用国内资金近9亿元人民币，含国家外汇9518万美元；利用世界银行贷款现汇万美元。
经过十余年的运行，到2005年，国家重点实验室共有158个。
[2]
国家重点实验室计划的实施过程中，逐步形成了原国家计委负责实验室建设计划的制定、牵头实施和宏观协调：
原国家科委负责科技政策指导；具体工作由主管部门负责的宏观管理格局。
原国家计委决定，凡经验收后对外开放满两年的国家重点实验室都要接受四年一次的后评估。
国家自然科学基金委员会受原国家计委和原国家科委的委托，负责组织国家重点实验室的评估工作。
为了支持国家重点实验室计划的实施，国家自然科学基金委员会专门成立了实验室工作办公室，具体负责实验室评估的组织工作，编辑出版《自然科学科学进展一国家重点实验室通讯》杂志，组织优秀国家重点实验室研究项目的实施工作，编辑《国家重点实验室管理信息年报》。
1998年国家机构改革之后，原国家计委不再负责国家重点实验室工作，国家重点实验室宏观管理职能移交科技部，由科技部统一管理国家重点实验室工作。
科技部专门成立了基础研究司基地建设处，负责实验室的宏观管理工作。
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1.2.2国家重点实验室的地位和作用
国家重点实验室的建设，极大地改善了我国基础研究的工作条件，在提高我国知识创新能力，发展高新技术，推动学科发展，培养和聚集优秀人才，维护国家安全，参与国际合作与竞争等方面发挥了重要作用。
1、成为我国基础研究的核心力量和重大创新成果的摇篮
国家重点实验室在承担国家重大基础研究任务方面已经成为主力军。
据统计，在1998年开始启动的“973”计划的133个项目中，多数首席科学家来自国家重点实验室，有130多个国家重点实验室承担了相应的研究任务；“八五”期间，国家重点实验室主持或参与的国家自然科学基金重大项目和重点项目分别占总数的%和%；“九五”期间，实验室承担的科研任务年均增长率为11%，科研经费年均增长率达24%；“十五”头三年，国家重点实验室承担的科研任务年均增长33%，科研经费年均增长29%。
[2]
国家重点实验室在运行中取得了一系列重要的原始性创新成果。
1991-1995年期间的国家自然科学奖励中，与国家重点实验室有关的奖项占获奖总数的%。
1997年科学与工程计算国家重点实验室获得国家自然科学一等奖，在此之前及之后，一等奖多届空缺。
1999年国家自然科学奖获奖项目中，国家重点实验室获奖数占全国总数的比例分别是：
二等奖奖项为40%、三等奖奖项为23%、四等奖奖项为25%。
国家重点实验室发表学术论文数由1999年的14360篇，增加到2002年的37172篇，年均增长22%，其中，国际刊物论文由1999年的3242篇增加到2002年的10976篇，年均增长50%。
[2]
国家重点实验室为我国国民经济的健康发展和国家安全做出了重要贡献。
牵引动力国家重点实验室研制的机车车辆整车滚动振动试验台是目前世界上仅有的两台具有左右滚轮独立激振的滚、振结合试验台之一，为我国高速列车的快速发展莫定了基础；中国科技大学火灾科学国家重点实验室成功研制出大空间早期火灾智能监测与电气火灾隐患检测系统，取得了重大的社会效益；病毒基因工程国家重点实验室研制成功的主要用于病毒性疾病和肿瘤免疫治疗的基因工程干扰素已经被列为国际首创的国家级一类新药；晶体材料国家重点实验室独立创建了“四槽流动法”晶体生长新工艺及相应装置，成功地研制出26X26X68（cm）重量超过100KG的大尺寸优质磷酸二氢钾晶体，打破了国际禁运，为国家惯性激光约束核聚变工程做出了重要贡献。
2、成为我国吸引和培养高层次科技人才的基地
国家重点实验室大力吸引优秀人才，集中了一支高素质的研究队伍并使骨干研究人员逐步年轻化。
仅2000-2001年，实验室研究队伍中30-45岁之间的研究人员就增加了近16%。
锻炼了一批富有创新精神的青年学术人才，1994-1996年获得国家杰出青年科学基金资助的214人中，其中有65位来自国家重点实验室，占总资助人数的近1/3。
截止2001年，国家重点实验室共有234人成为国家杰出青年科学基金获得者。
研究生教育是国家重点实验室人才培养工作的重要方面，2002年平均每个实验室培养博士后2名，博士9名，硕士14名。
“八五”期间国家重点实验室共毕业博士1582人，硕士3711人。
2002年在读或进站的硕士、博士、博士后达到19786人。
“九五”期间，国家重点实验室出站博士后共1011人，毕业博士5401人，毕业硕士8679人。
2002年国家重点实验室在读或进站的硕士、博士、博士后达到19786人。
3、成为我国国际学术交流的中心
国家重点实验室的建设与运行推动了相关学科的建设与发展，促进了国际学术交流与合作，已成为我国重要的学术交流中心。
实验室不仅巩固了现有的优势学科，而且促进了学科交叉、综合与快速发展，拓宽了研究领域，开辟了新的研究方向，形成了一批高水平的学术研究中心。
据统计，仅2002年国家重点实验室共举办各类学术会议319次，其中国际会议或国际双边会议162次；实验室专家参加国际会议2314人次，接待国外学者来实验室讲学2041人次，派出科学家国外讲学716人次；投入国际合作的研究人员2234人次；承担了1307项国际合作项目。
[2]实验室的学术交流已发展到了实质性的科技合作阶段，提高了实验室在国际上的知名度，同时也促进了基础研究工作的开展。
内容广泛的国际学术交流和科技合作，带动了我国科技水平的提高，推动了我国科技事业走向世界。
4、成为我国基础研究基地建设的典范
国家重点实验室实行“开放、流动、联合、竞争”的运行机制，初步打破了条块分割、各自为政的科研旧体制，逐步建立了一套比较完整和具有特色的管理制度。
特别是国家重点实验室的定期评估制度，为基础研究及基础研究基地的科学评价积累了宝贵的经验，为科技管理工作更快地与国际接轨奠定了一定的基础。
国家重点实验室的突出成绩己为国际界所关注，《Science》杂志1995年中国专刊对国家重点实验室做了较大篇幅的报道，在其描述的我国优秀的研究集体中，国家重点实验室占了大半以上；《Nature》杂志也在1997年的一篇文章中对我国的国家重点实验室工作给予了很好的评价，认为“南京大学固体微结构实验室”和新加坡的分子与细胞生物学研究所是除日本之外亚洲科研已接近世界水平的两个优秀集体。
[2]
基于B/S的LIMS在国家重点实验室的应用
国家重点实验室是我国改革开放以来科技事业蓬勃发展的一个必然产物。
在其建设与发展过程中，科研管理的不可替代的作用越来越受到广泛重视。
为使管理工作向科学化、现代化、规范化、系统化方向发展，尽快地推行一套相对统一的管理信息系统已势在必行。
1.3.1国家重点实验室管理现状及面临的问题
从总体上看，国家重点实验室科研管理还很不完善，发展也不平衡。
一些实验室受条件，人员，时间等限制，管理工作还相当薄弱。
目前国家重点实验室（主要是教委所属国家重点实验室）管理方式及管理手段的现状，主要问题有以下几个方面：
1、在年度统计报表工作中尽管采用了软盘汇总的方式，但这类软件只适合于各实验室上报数据的汇总统计审核，其功能还不能适应对国家重点实验室进行现代化科学管理的要求。
为数众多的国家重点实验室日常管理包括报表统计、查询检索等工作仍停留在手工操作的水平上，给实验室管理增加很大工作量。
2、繁杂琐碎的原始操作，也直接影响到实验室管理人员（专职或兼职）的相对稳定。
从近几年状况看，已经建成并对外开放的实验室中，管理人员保持稳定的仅占26%，连续两年以上管理人员相对稳定的约占65%；新建立的一批实验室中有相当一部分管理人员还没有真正到位。
3、传统的管理方式对人为因素的依赖性使得管理人员的变更直接影响到实验室的年度统计、定期评估评审的正常进行，也给设备、成果等管理工作的一系列环节带来直接影响。
动态管理及反馈调控无法实现，在一定程度上阻碍了实验室自身发展以及研究水平、技术水平的进一步提高。
4、信息渠道不畅通，在很大程度上阻碍了国家重点实验室对外宣传与交流，阻碍了横向联系与合作，阻碍了主管部门、依托单位及其职能部门对国家重点实验室的纵向管理。
5、教委所属实验室及代管实验室占国家重点实验室总数的59%（91∶155）[3]，每年的年度统计报表数据汇总审核工作耗费的人力、物力、时间、经费等都比较大，牵涉面广，单位众多，汇总审核工作的效率和质量都很难把握。
6、部分国家重点实验室虽然采用数据库工具对实验室自身管理起到一定作用，但受工具本
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