王英奎　朱鵬飛　郭洪亮

摘 要：高校計算機機房的排課系統(tǒng)對合理、高效地使用計算機機房具有十分重要的意義。本文基于.NET框架開發(fā)了一套針對我校計算機機房的排課管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅支持自動對機房進行排課，還支持人員、課程的管理。

關(guān)鍵詞：排課系統(tǒng) 計算機機房 .NET

中圖分類號：TP39 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-9082（2018）07-000-01

一、系統(tǒng)開發(fā)背景

1.高校計算機機房管理現(xiàn)狀

隨著整個社會信息化的快速發(fā)展，高校中的各個學(xué)科都趨向于和信息學(xué)、計算機學(xué)科交叉發(fā)展。教學(xué)中對機房的使用變得越來越迫切，對機房管理人員而言，如何合理有效地分配機房資源具有重要的意義。

我校計算機中心共有五個機房，每個機房的計算機數(shù)量和配置（硬件配置、軟件配置）都不相同。目前，對機房的排課都是靠手工進行，在得到相關(guān)課程的預(yù)約信息后，我們要根據(jù)課程要求的上課時間、上課學(xué)生數(shù)、需要的軟件、需要的系統(tǒng)進行統(tǒng)一分配，分配方法是手工制作Excel表格，逐個將所有課程安排妥當(dāng)。

這種手工排課方式有很多缺陷，首先，工作效率極低，每學(xué)期有幾十門課程需要安排，因此，需要不停的調(diào)整才能滿足要求；其次，分配機房容易出錯，很難保證所有課程不產(chǎn)生沖突；最后，安排課程時，如果預(yù)約的課程有問題，需要及時和相關(guān)教師聯(lián)系，但我們只能通過電話聯(lián)系，對上課時間、地點、要求等內(nèi)容的溝通容易出錯。

1.1機房管理系統(tǒng)開發(fā)現(xiàn)狀

目前，針對高校計算機機房管理、課程預(yù)約和排課系統(tǒng)已有大量的研究工作[1，2]。早期的機房預(yù)約管理系統(tǒng)基于CS架構(gòu)，隨著.NET框架的流行，基于BS架構(gòu)的系統(tǒng)逐漸流行起來，本文實現(xiàn)的機房課程預(yù)約系統(tǒng)也是基于BS架構(gòu)的[3]。在功能上，已有的系統(tǒng)大多只是實現(xiàn)課程排課功能，不能滿足特定單位的特殊要求[4]，本文所實現(xiàn)的系統(tǒng)針對我校計算機機房的特有情況，在基本的排課預(yù)約基礎(chǔ)上，又增加了對機房計算機和任課教師的管理。

二、系統(tǒng)實現(xiàn)

1.系統(tǒng)架構(gòu)

本系統(tǒng)采用.NET框架，使用C#和Asp.net實現(xiàn)。整體架構(gòu)采用經(jīng)典的三層模式：表現(xiàn)層，業(yè)務(wù)邏輯層，數(shù)據(jù)訪問層，其中表現(xiàn)層采用Asp.net呈現(xiàn)，業(yè)務(wù)邏輯層采用C#編碼，編寫了專業(yè)的數(shù)據(jù)訪問層，后臺數(shù)據(jù)庫采用SqlServer2008。

2.代碼結(jié)構(gòu)

2.1名字空間CEEI.DAO為業(yè)務(wù)邏輯層，主要類包括：

a） 類clsDBOpenAPI

名字空間 CEEI.DAO中主要的類clsDBOpenAPI定義了系統(tǒng)中所有的邏輯操作，例如：

public Dictionary FillClassArrangement（） 此函數(shù)為添加課程安排

public DataTable GetClassByDate（string date） 獲取某一天的課表信息

public int InitClassArrangement（clsReservation Reservation） 初始化課程安排

public int InitSemester（clsSemester Semester） 初始化學(xué)期信息

public DataTable QueryClassByRoonumClassnum（string claarrangeid， string roomid） 根據(jù)第幾節(jié)和房間號獲得課表信息

b）類clsInitParameters，該類中定義了系統(tǒng)使用的相關(guān)參數(shù)：學(xué)期周數(shù)，第幾周，星期幾，日期。

c） 類clsReservation，該類定義了預(yù)約信息。

2.2名字空間CEEI.DataAccess，該空間為數(shù)據(jù)訪問層。

a）類clsDataProvider，該類為數(shù)據(jù)訪問層的關(guān)鍵類，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的添加、查詢、修改。它的實現(xiàn)方式是通過clsMetaParser類分析meta目錄下的meta.xml文件，獲得sql存儲過程的代碼，進而執(zhí)行。

b）類clsMetaFunction，該類分析執(zhí)行sql函數(shù)。

c）類clsMetaGet，該類分析執(zhí)行sql存儲過程，查詢數(shù)據(jù)表。

d）類clsMetaParser，該類分析meta.xml。

3.具體功能實現(xiàn)

3.1課程預(yù)約頁面

課程預(yù)約頁面：reservation.aspx為本系統(tǒng)的核心功能，，操作方法：每添加一門課程后，點擊submit，點此按鈕后，課程安排會存放到數(shù)據(jù)庫中“classarrangementtemp”表中，此時表中記錄數(shù)量較大，把所有課程都添加完成后，最后點擊Generate，會生成記錄數(shù)較小的表classarrangement。

3.2其它主要功能模塊

lmain.aspx 主頁面，其主要內(nèi)容是課程查詢顯示，課表顯示矩陣：能夠根據(jù)本學(xué)期上課周數(shù)、按日期查詢上課情況，綠色圖標(biāo)表示當(dāng)前時間機房空閑，紅色表示機房被占用，將鼠標(biāo)移到紅色圖標(biāo)上方將彈出當(dāng)前上課的情況，包括上課名稱、專業(yè)、班級。

三、總結(jié)

針對我校計算機機房預(yù)約排課的難點，本文實現(xiàn)了一個計算機機房預(yù)約排課系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅能夠自動對預(yù)約的課程進行合理高效的排課，還具有機房管理、人員管理的功能。經(jīng)我校老師的實際應(yīng)用，證明該系統(tǒng)具有較高的實用性。

參考文獻

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計算機軟件數(shù)據(jù)庫設(shè)計原則與價值解讀

何 清

（濟寧學(xué)院，山東 曲阜 273155）

摘 要：計算機軟件數(shù)據(jù)庫作為存儲用戶數(shù)據(jù)的基本形式，具有統(tǒng)一管理、結(jié)構(gòu)化存儲以及集中控制的優(yōu)勢，加強數(shù)據(jù)庫的設(shè)計有助于提升用戶數(shù)據(jù)的管理有效性，對于提高系統(tǒng)安全性也是極其關(guān)鍵的。本文從數(shù)據(jù)庫介紹、數(shù)據(jù)庫價值分析以及數(shù)據(jù)庫安全設(shè)計原則等內(nèi)容進行簡要的分析和介紹，為更好的利用計算機軟件數(shù)據(jù)庫提供參考。

關(guān)鍵詞：計算機 軟件 數(shù)據(jù)庫 設(shè)計

中圖分類號：TP311 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-9082（2018）07-000-01

一、數(shù)據(jù)庫簡介

數(shù)據(jù)庫（database）是按照一定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和組織形式存儲于計算機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)文件。數(shù)據(jù)庫按照基本的機構(gòu)層次可劃分為三種類型，即物理層、概念層以及用戶層，其中物理層是指計算機系統(tǒng)中各種數(shù)據(jù)的實際存儲形式，物理層又稱為內(nèi)模式，通常物理層數(shù)據(jù)的維護由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)完成，用戶參與的情況較少；概念層則是數(shù)據(jù)庫的邏輯表示，是數(shù)據(jù)庫表定義以及字段定義的邏輯形式，用來存儲數(shù)據(jù)集合，同時邏輯層還定義了數(shù)據(jù)表之間的邏輯關(guān)系，使之具有一定的聯(lián)系，概念層由數(shù)據(jù)庫管理員進行設(shè)計和定義的；用戶層對應(yīng)了數(shù)據(jù)的視圖層，供特定的用戶使用，用戶層作為最外層的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是供用戶直接使用的和展示。從數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)層次來看，數(shù)據(jù)庫是通過層層映射來進行系統(tǒng)實現(xiàn)的。從實際的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用來看，目前絕大多數(shù)的數(shù)據(jù)庫以關(guān)系型為基本的實現(xiàn)形式，所謂的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫都是基于二維的表結(jié)構(gòu)進行實現(xiàn)的，如常見的Oracle數(shù)據(jù)庫、MS SQLserver數(shù)據(jù)庫、MySQL等都是關(guān)系型數(shù)據(jù)，近年來大數(shù)據(jù)云計算的發(fā)展，Nosql數(shù)據(jù)庫也同樣迅速成長起來。下面主要以常見的關(guān)系型數(shù)據(jù)為例進行介紹和論述。

二、計算機軟件中數(shù)據(jù)庫設(shè)計的價值性分析

1.通過數(shù)據(jù)庫接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享

數(shù)據(jù)共享是數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)應(yīng)用的主要形式，通過對不同類型的用戶賦予相關(guān)權(quán)限，用戶可實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫中表數(shù)據(jù)的訪問控制，按照訪問權(quán)限對于數(shù)據(jù)的控制類型最為常見的就是進行讀寫控制，為了避免數(shù)據(jù)“臟”讀或?qū)懸约耙恢滦缘膯栴}，數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員還實現(xiàn)的事務(wù)（Transaction）以及鎖機制，提供不同用戶進行同時訪問的機制，提高數(shù)據(jù)庫訪問中數(shù)據(jù)的可靠性訪問，避免了由于不當(dāng)讀寫引發(fā)的數(shù)據(jù)庫問題。數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)共享主要是通過結(jié)構(gòu)化的訪問語句進行實現(xiàn)。

2.通過數(shù)據(jù)庫減少數(shù)據(jù)冗余

數(shù)據(jù)的管理先后經(jīng)歷的人工管理、文件系統(tǒng)管理和數(shù)據(jù)庫管理等階段，數(shù)據(jù)庫管理較之人工管理以及文件系統(tǒng)管理的最大優(yōu)勢即在數(shù)據(jù)的冗余度大大減少，另外為了進一步的提升數(shù)據(jù)庫冗余度的問題，設(shè)計人員還進行的范式的設(shè)計，一共包括五個級別（第一范式、第二范式、第三范式、第四范式以及第五范式）來降低應(yīng)用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)冗余度，主要是通過優(yōu)化表字段設(shè)計，生成中間表等方式進行實現(xiàn)。數(shù)據(jù)冗余的降低對于高效的數(shù)據(jù)管理有著十分重要的意義，也是提高數(shù)據(jù)運行效率的管理。

三、計算機軟件數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本原則

1.保障基本功能的可用性

基本功能的可用性，即對用戶事件操作作出相應(yīng)的正確響應(yīng)，對應(yīng)于數(shù)據(jù)庫操作同樣以結(jié)構(gòu)化的操作語言進行實現(xiàn)的。數(shù)據(jù)庫功能的可用性設(shè)計是數(shù)據(jù)庫基本的設(shè)計要求，必須滿足用戶對軟件操作后的數(shù)據(jù)持久化操作功能。通常在軟件分層設(shè)計過程中，從用戶角度向內(nèi)依次可劃分為UI層（界面層）、業(yè)務(wù)邏輯層（Business層）以及持久化層（DAO層次），而數(shù)據(jù)庫的設(shè)計即集中體現(xiàn)持久化的設(shè)計中。無論是用戶調(diào)用業(yè)務(wù)邏輯層代碼，訪問數(shù)據(jù)庫操作，還是通過業(yè)務(wù)邏輯層抓取數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)都應(yīng)滿足用戶的業(yè)務(wù)功能。

2.不斷提升數(shù)據(jù)庫的性能

有了基本的可用性保障，對于數(shù)據(jù)庫性能的提升也是極其關(guān)鍵的，衡量數(shù)據(jù)庫性能性能指標(biāo)通常以延時（硬件的突發(fā)處理能力）和帶寬（硬件持續(xù)處理能力）來衡量的。性能的提升主要通過優(yōu)化表結(jié)構(gòu)設(shè)計、增加冗余字段等進行實現(xiàn)的，以增加冗余字段為例，其典型的應(yīng)用——增加索引，通過對數(shù)據(jù)表建立索引，設(shè)計者應(yīng)在表空間和運行效率之間做好權(quán)衡，不斷提升系統(tǒng)運行效率。另外，對于一些高并發(fā)的情況，設(shè)計人員應(yīng)通過及時釋放鏈接、對于經(jīng)常操作的數(shù)據(jù)延長駐留內(nèi)存時間等方式進行?？傊?，不斷提升系統(tǒng)運行效率對于提高數(shù)據(jù)庫的可用性也是極其關(guān)鍵的，在進行數(shù)據(jù)庫設(shè)計的時候應(yīng)重點考慮。

3.加強數(shù)據(jù)庫可拓展性設(shè)計

隨著用戶需求的不斷增長，對于數(shù)據(jù)庫拓展性的設(shè)計也是極其關(guān)鍵的，數(shù)據(jù)庫拓展性設(shè)計可以通過增加中間表、增加字段以及設(shè)計臨時表達方式進行是實現(xiàn)。中間表是通過在相應(yīng)幾張表之間通過抽取相關(guān)字段（增加字段）的方式來實現(xiàn)的，中間表的可以拓展表功能，并且靈活度較高，對于原始系統(tǒng)的侵入性低，而通過增加字段的方式對原有表具有較大的侵入性，同時一些原始數(shù)據(jù)往往由于不存字段值需進行大量的數(shù)據(jù)修改，表內(nèi)容不高的條件下容易實現(xiàn)，表內(nèi)容較多的條件下則修改復(fù)雜度就需要消耗大量的精力去重新設(shè)計；臨時表與增加中間表的思路基本一致，也是常見的一種方式。建議設(shè)計人員進行合理的選擇，以提高數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)拓展性功能。

4.注重數(shù)據(jù)庫安全性設(shè)計

數(shù)據(jù)庫安全性作為數(shù)據(jù)庫安全性設(shè)計的重要方面應(yīng)引起重視，對于安全性設(shè)計首先是對用戶權(quán)限分配的設(shè)計，對于不同用戶應(yīng)分配不同的權(quán)限，建議采取最小權(quán)限設(shè)計的方式方式進行設(shè)計，避免權(quán)限分配過大或過小引起的權(quán)限問題；其次是表字段數(shù)據(jù)的安全設(shè)計問題，對于關(guān)鍵詞段應(yīng)進行加密涉及，建議采取MD5等方式進行加密，即便惡意用戶對數(shù)據(jù)進行了竊取，其仍然無法對數(shù)據(jù)進行操作，這是極其關(guān)鍵的；再次則是表視圖的問題，可以通過視圖等操作暴露出相關(guān)字段，相較而言，通過視圖可以隱藏原始表字段和數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)的安全性；除此之外，臨時表可以進行安全性操作，通過構(gòu)建臨時表對數(shù)據(jù)進行臨時展示，操作結(jié)束以后恢復(fù)數(shù)據(jù)，同樣具有安全保護能力。另外，基于存儲過程、函數(shù)可以對外暴露接口，而隱藏內(nèi)部操作，提升數(shù)據(jù)訪問安全性。

綜上所述，數(shù)據(jù)庫的設(shè)計應(yīng)從數(shù)據(jù)庫功能性、性能性、可拓展性以及安全性等方面進行設(shè)計，為更加有效的利用數(shù)據(jù)庫提供參考，為軟件功能的實現(xiàn)提供數(shù)據(jù)管理支撐。

參考文獻

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