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实验室管理文献综述

实验室管理文献综述

一引言

 随着各高校办学规模的迅速扩大，学科专业的不断拓宽，传统的实验教学和实验室管理方法已经不能适应学校管理的要求，特别是化学实验室的管理，化学实验室仪器药品繁杂多样，管理任务繁重，目前主要使用人工记录方法管理，使用不便，效率低下，而且容易疏漏。

时间一长将产生大量的文件和数据，更不便于查找，更新，维护等。

诸如这些情况，令学校管理者对学生的信息管理带来了很大困难，严重影响了教育工作者的工作效率。

如何利用先进的实验教学手段和实验室管理手段，提高实验教学和实验室管理水平，是各高校面临的一个重要课题。

要想提高实验教学和实验室管理水平，就必须利用高科技的管理手段。

 随着科学技术的不断提高,计算机科学日渐成熟，使用日趋成熟的计算机技术来代替传统的人工模式，来实现信息的现代化管理，其强大的功能已为人们深刻认识，它已进入人类社会的各个领域并发挥着越来越重要的作用。

作为计算机应用的一部分，利用计算机管理系统来安排实验教学，管理实验室，是提高实验室管理水平的有效

业务处理发展为功能比较完善、综合性较强的管理信息系统,这一时期的处理方式已发展为面向终端的联机处理。

20世纪80年代,随着数据库技术与计算机网络技术的进步,管理信息系统逐步走向成熟,进入决策支持系统发展阶段。

同时人工智能的发展,导致专家系统技术在管理信息系统中的应用。

日益激烈的竞争,多变的市场供需,企业迫切要求缩短产品的设计与生产周期,使管理信息系统与CAD、CAM相结合，向一体化的计算机集成制造系统（ComputerIntegratedmanufacturingSystems,简称CIMS）发展。

另外一些企业的生产过程控制由分散向集中发展,控制系统引入管理机制,和管理信息系统沟通,从而向更为综合的测量、控制、管理一体化的管理信息系统发展。

在一个国家内,管理信息系统是否广泛应用,不仅表明国家现代科学技术的发展水平,而且标志着国家信息化程度。

我国自80年代开发应用管理信息系统以来,取得了较好效果,目前已广泛应用于经营管理的各个领域,在不同的部门和不同的层次上参与和支持着各种经营、决策,扮演着非常重要的角色,取得了较好的社会效益和经济效益[5]。

   管理信息系统的物理组成:

1.计算机硬件系统：

包括主机、外部存储器、输入输出设备等。

2.计算机软件系统：

包括系统软件和应用软件两大部分。

3.通信系统：

包括线路等通信设施和与计算机网络、数据通信有关的软件等。

4.工作人员：

包括系统分析员、程序设计员、维护人员、管理员、操作人员等[6]。

（二）  管理信息系统的发展

    管理信息系统通过对企业当前运行的数据进行处理来获得有关信息，以控制企业的行为；利用过去和现在的数据及相应的模型，对未来的发展进行预测；能从全局目标出发，对企业的管理决策活动予以辅助。

从工业发达国家来看，管理信息系统的发展经历了以下几个阶段[7]：

   第一阶段：

（1953年至1965年）单项数据处理阶段，也称电子数据处理（EDP）阶段。

这是电子计算机在管理领域应用的起步阶段。

这一阶段，由于当时计算机硬、软件的限制，数据处理的性质只是使用计算机代替人的手工劳动，进行简单的单项数据处理工作，如计算工资、数据统计、报表登记、编制计划等。

这个阶段的处理方式主要是集中式的批处理。

   第二阶段：

（1965年至1970年）综合数据处理阶段，也称事务处理系统（TPS）阶段。

这个阶段计算机硬、软件有了很大的发展，出现了多用户的分时系统，计算机开始应用于对某一个管理子系统的控制，并具有一定的反馈功能。

如库存管理系统、生产调度系统、物资管理系统等。

这个阶段的处理方式已发展为面向终端的联机实时处理。

 第三阶段：

（1970年至今）管理信息系统（MIS）阶段。

这个阶段是在企业中全面的使用计算机把各种管理子系统的功能集中起来，构成了计算机化的全方位的信息系统，即现代管理信息系统。

这个阶段的处理方式是在数据库和网络基础上组成分布式处理系统。

它的特点是使用数据库和分时处理的计算机网络，并充分利用运筹学等数学方法，实现了硬件、软件和数据资源的共享

 （三）管理信息系统的特征[8]

管理信息系统的发展迄今已有30多年,人们在探索和实践中不断地丰富和发展了MIS。

目前正运行的各类MIS系统具有如下一些特点:

1．形式多样性

人们从工商企业管理的角度,发展了管理信息系统、计算机辅助管理/生产系统CAMS（ComputerAidedManagement/manufactorySystem）、会计信息系统AIS（AccountingInformationSystem）、物料需求计划系统MRP（MaterialsRequirementPlanning）、生产资源规划系统MRPⅡ（ManufactoryResourcePlanning）等等。

从工业工程的角度,人们发展了柔性生产/加工系统FMS（FlexibleManufactorySystem）、计算机辅助过程控制系统CAPP（ComputerAidedProductionProcess）、计算机辅助设计CAD（ComputerAidedDesign）、计算机辅助制造CAM（ComputerAidedManufactory）等等。

目前又发展并实现了融生产管理和工业工程两方面内容、建立高度灵活、高度自动化的计算机集成制造系统CIMS（ComputerIntegrationManufacturingSystem）,这是一个集计算机技术、信息系统技术、自动化的生产制造技术等成果的大系统[9]。

2．基于数据库技术和网络技术

管理信息系统的核心基于数据库技术与网络技术。

数据库技术出现在20世纪70年代,经过80年代的发展到90年代已经比较成熟。

Oracle公司的Oracle9i、IBM公司的DB2、微软的SQLServer等是目前主流关系型数据库。

数据库技术提供强大的数据处理能力、完善的网络及多媒体支持,为管理信息系统的发展打下坚实基础。

网络技术特别是Internet的快速发展,为管理信息系统的发展提供了广阔的空间。

3．C/S模式与B/S模式共存

传统的MIS应用平台主要采用Client/Server模式,随着Internet的普及应用,MIS应用平台将从Client/Server模式向Browse/Server模式过渡,但在局域网应用领域Client/Server模式仍将占有一定份额。

1.4支持各种互联网应用

管理信息系统是网络经济的重要基础设施之一。

支持Internet（甚至于MobileInternet）管理信息系统应用已经成为管理信息系统的重要特征[10]。

三实验室信息管理系统

 设计实验室管理系统的指导思想是：

设计一套基于校园网的开放实验室管理软件，实现化学实验教学和管理系统的课程安排、仪器设备管理、科研申报、网络发布、网上预约、成绩查询、实验室评估、材料使用、上报国家教育部报表、网上实验教学和实验室档案保存，系统管理员进行实验资源管理、信息发布等功能。

可以完成对各类信息的浏览、查询、添加、删除、修改等功能，数据之间形成良好的关联性。

 本系统主要由学生功能区、教师功能区、管理员功能区构成。

学生功能区由基本情况、实验室管理、实验教学和开放实验模块构成；教师功能区由实验室队伍、仪器设备、低值易耗品、实验室评估、实验室建设、数据报表六个模块构成；管理员功能区由日常办公、系统维护模块构成。

各个功能模块具体信息如下：

基本情况模块  

在这个模块中，用户可以了解该系统的使用方法、课程介绍、教师信息和课程安排。

实验室管理模块

在这个模块中，可以了解实验室的基本情况、规章制度和实验室的安排。

实验教学模块

在这个模块中，可以了解各个专业的培养计划、各实验大纲、教学任务、各实验所分批次、实验课成绩。

开放实验模块

利用此模块学生或老师可以向实验室管理员提出实验申请，进行实验预约，同时还可提交实验课件，与学生交流等。

实验室队伍模块

在该模块中，教师可以输入自己的基本情况及岗位职责。

仪器设备模块

在该模块中，教师可以对实验仪器及药品的使用情况，维修报废情况进行登记。

低值易耗品模块

利用本模块，教师可以对本学年所消耗损坏的仪器设备、药品等进行统计汇总，并对来年需要申购的器材和药品进行统计。

实验室评估模块

从该模块可以获悉教育部和省教育厅对高校化学实验室的评估标准，实验室管理员可以根据该标准进行实验室建设和自评。

实验室建设模块

此模块供实验室管理员对实验室的建设进行申请，用户可以了解到教育部对实验室的验收论证和教师的科研申报情况。

数据报表模块

从该模块可以了解到各种上报的数据报表情况。

日常办公模块

利用此模块管理员可以发布通知，对教师信息、实验安排进行管理，提交实验室考评结果。

系统维护模块

在此模块中，管理员可以对系统数据进行备份，对用户进行管理，修改密码等。

四实验室信息管理系统开发的意义

（一）计算机已经成为我们学习和工作的得力助手[11]：

 今天，计算机的价格已经十分低廉，性能却有了长足的进步。

它已经被应用于许多领域，计算机之所以如此流行的原因主要有以下几个方面：

首先，计算机可以代替人工进行许多繁杂的劳动；

其次，计算机可以节省许多资源；

第三，计算机可以大大的提高人们的工作效率；

第四，计算机可以使敏感文档更加安全，等等。

（二）开发化学实验室管理信息系统的意义

 化学实验室管理信息系统主要是提供学生，老师或者来访者方便的查询等相关操作，对学生的信息管理能统一规范化。

功能块的相应操作分别由其对应的子模块实现。

通过教育网络或互联网把整个学校的学生信息汇聚起来，为学校教育主管部门提供全面及时的学生信息，方便管理，同时亦可通过校园网扩展各类信息化应用，共享学生信息。

学校可通过一个简化的化学实验室管理系统，使学生信息管理工作系统化，规范化，自动化，从而达到提高学生信息管理效率的目的。

五实际调查

（一）国内外现状研究：

 计算机在管理中的应用开始于1954年，当时美国首先用计算机处理工资单。

40多年来，计算机在处理管理信息方面发展迅速。

例如，60年代美国计算机在管理中应用项目不到300项，到了1975年达到2670项。

而现在，美国在财务会计上90%的工作由计算机完成；物资管理中80—100%的信息处理由计算机完成；计划管理中是80—90%。

据计算机应用方面发展较快的国家统计，计算机用于经济管理的约占80%；用于科技运算的占8%；用于生产过程控制的占12%。

我国在全国范围内推广计算机在管理中的应用，是在70年代末开始的，虽然起步较晚，近几年发展却较快，特别是微型计算机的出现和普及为信息处理提供了物美价廉的手段，对于推动我国管理信息处理的现代化起了重要的作用[12]。

（二）目前存在的问题[13]：

 传统纸媒介管理的实验教学和实验室管理信息难于共享汇总，其统计数据正确性也难以考证。

存在着较多的缺点，如：

效率底，保密性差，时间一长将产生大量的文件和数据，更不便于查找，更新，维护等[14]。

计算机在全国普及后，管理媒介有了质的飞跃。

   随着学校的规模不断扩大，学生数量急剧增加，开设的实验课程也急剧增加，有关实验室的各种信息量也成倍增长。

面对庞大的信息量，就需要有实验室信息管理系统来提高实验室管理和实验教学工作的效率。

通过这样的系统，可以做到信息的规范管理、科学统计和快速的查询，从而减少管理方面的工作量。

由于计算机和网络的普及，若建立一个C/S或B/S结构的实验室信息管理系统，学生便可以通过网络来选课并且查询自己的有关信息，教师可以通过网络进行实验教学安排，使得实验教学和实验室信息管理工作系统化，规范化，自动化，大大提高了实验室管理员管理实验室，教师进行实验安排的效率[15]。

六解决方法

 该项目开发的软件为江西理工大学材料与化学工程学院化学实验教学和化学实验室信息管理系统软件，是鉴于目前学校学生人数剧增，实验课增多，管理信息呈爆炸性增长的前提下，实验室管理人员对实验室信息管理的自动化与准确化的要求日益强烈的背景下构思出来的，该软件设计完成后可用于江西理工大学材料与化学工程学院化学实验室，也可应用于其它教育单位（包括学校，学院等等）的化学实验室信息的管理。

（一）.理论支持

 当前计算机管理界所流行且实用的系统建设三原则：

整体性原则、分作—协调原则、目标优化原则。

1.系统开发的结构化生命周期法[16]

 其基本思想是把整个系统开发过程分成若干个阶段，每个阶段进行若干活动，每项活动应用一系列标准、规范、方法和技术，完成一个或多个任务，形成符合给定规范的产品。

   采用结构化生命周期法开发管理信息系统时，应遵循的主要原则[17]：

（1）用户参与的原则；

（2）“先逻辑后物理”的原则；

（3）“自顶向下”的原则；

（4）工作成果描述（主要指文档）标准化的原则。

 其具体开发步骤可分为以下四步[18]：

 系统规划，系统开发（包括系统分析，系统设计，系统实施），系统的运行及维护，系统评价。

2.原型法。

 基本思想是在系统开发的初期，尽快构造出系统的原型，使用户能及早地运行这个系统原型，通过使用它、熟悉它，受到启发并取得经验，然后对系统的目标和功能提出更精确、具体的要求，研制人员据此逐渐修改和完善原型，使它满足用户的需求，最后完成系统的开发。

该方法大大提高了系统开发效率，弥补了结构化生命周期法开发时间长的缺陷。

通常采用原型法需以下四个阶段[19]：

 1）.明确用户的基本要求，

 2）.研制系统的原型，

 3）.使用、评价系统原型，

 4）.修改和完善原型。

（二）.系统设计[20]

 系统设计阶段的主要目的是将系统分析阶段所提出的反映了用户信息需求的系统逻辑方案转换成可以实施的基于计算机与通信系统的物理（技术）方案。

包括总体结构设计、总体功能设计、总体物理结构设计、系统详细设计、数据库设计（概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计）、代码设计、输入输出设计等。

（三）.硬件环境

    硬件配置要求：

       CPU：

PⅢ以上。

       内存：

64MB以上。

       硬盘：

2.1GB以上（可用空间最好在160MB以上）。

（四）.软件环境

1.设计平台：

VB6.0

 VB是一个面向对象设计的应用程序语言，是开发数据库前端的优秀工具，它的编程语言简洁明快、组件功能强大和编程环境灵活方便。

采用VB来开发数据库应用程序具有更大的灵活性和可扩展性[21]。

2.数据库：

SQLServer2000

 SQLServer是一个关系数据库管理系统。

它最初是由MicrosoftSybase和Ashton-Tate三家公司共同开发的于1988年推出了第一个OS/2版本在WindowsNT推出后Microsoft与Sybase在SQLServer的开发上就分道扬镳了Microsoft将SQLServer移植到WindowsNT

　　系统上专注于开发推广SQLServer的WindowsNT版本Sybase则较专注于SQLServer在UNIX操作系统上的应用在本书中介绍的是MicrosoftSQLServer以后简称为SQLServer或MSSQLServer

　　SQLServer2000是Microsoft公司推出的SQLServer数据库管理系统的最新版本该版本继承了SQLServer7.0版本的优点同时又比它增加了许多更先进的功能具有使用方便，可伸缩性好，与相关软件集成程度高等优点，可跨越从运行MicrosoftWindows98的膝上型电脑到运行MicrosoftWindows2000的大型多处理器的服务器等多种平台使用[22]。

3.数据库访问方式：

ADO

 ADO（ActiveDataObjects）[23]实际是一种提供访问各种数据类型的连接机制。

ADO设计为一种极简单的格式，通过ODBC的方法同数据库接口。

可以使用任何一种ODBC数据源，即不止适合于SQLServer、Oracle、Access等数据库应用程序，也适合于Excel表格、文本文件、图形文件和无格式的数据文件。

ADO是基于OLE-DB[24]之上的技术，因此ADO通过其内部的属性和方法提供统一的数据访问接口方法[25]。

其主要优点是易于使用、高速度、低内存支出和占用磁盘空间较少。

4.操作系统：

Windows2000或以上。

七.结论

 化学实验室信息管理系统是学校信息管理系统的一个重要组成部分。

它为其它系统（如教学管理系统、总务后勤管理系统等）提供实验教学和实验室建设的基本信息，同时它也需要如教学管理系统提供课程设置数据等。

这些系统在具体应用中构成一个大系统，相互调用对方的数据[26]。

 由以上分析，我们可以充分认识到设计并开发一个化学实验室信息管理系统的必要性和迫切性，本次设计和开发的化学实验室管理系统应符合学校化学实验室信息管理的规定，满足对学校化学实验室信息管理的需要，并达到操作过程中的直观，方便，实用，安全等要求。

系统采用模块化程序设计的方法，既便于系统功能的组合和修改，又便于未参与系统开发的技术维护人员补充和维护。

化学实验室信息管理系统通过学校局域网把整个化学实验楼各实验室的信息汇聚起来，为学校化学实验教学和实验室建设提供全面及时的信息，方便管理，同时亦可通过校园网扩展各类信息化应用，共享学生及实验室信息。

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