实验室预约管理系统的设计与实现
摘 要
远程预约是一种全新的网络租用方式，它通过互联网突破了时间和空间限制，实现了便捷快速的预约与管理功能。在对数据信息有效组织并整合了一定使用功能后，远程预约系统可以方便地实现预约与取消，场地资料查询等功能。本课题研究的实验室预约管理系统，主要功能模块包括用户管理、个人资料、教学实验室、开放实验室、学生预约、教师预约、课程安排、通知公告等，采取面对对象的开发模式进行软件的开发和硬体的架设，能很好的满足实际使用的需求，完善了对应的软体架设以及程序编码的工作，采取MySQL作为后台数据的主要存储单元，采用ssm框架、Java技术、Ajax技术进行业务系统的编码及其开发，实现了本系统的全部功能。本次报告，首先分析了研究的背景、作用、意义，为研究工作的合理性打下了基础。针对实验室预约管理系统的各项需求以及技术问题进行分析，证明了系统的必要性和技术可行性，然后对设计系统需要使用的技术软件以及设计思想做了基本的介绍，最后来实现实验室预约管理系统和部署运行使用它。
关键词：实验室预约；ssm框架；MySQL数据库
Design and implementation of laboratory reservation management system
Abstract
Remote reservation is a new way of network rental. It breaks through the time and space constraints through the Internet and realizes convenient and fast reservation and management functions. After effectively organizing and integrating certain functions of data information, the remote reservation system can easily realize the functions of reservation and cancellation, and site information query. The main functional modules of the laboratory reservation management system studied in this project include user management, personal data, teaching laboratory, open laboratory, student reservation, teacher reservation, course arrangement, notice announcement, etc. The object-oriented development mode is adopted for software development and hardware installation, which can well meet the needs of actual use and improve the corresponding software installation and program coding, MySQL is used as the main storage unit of the background data, and ssm framework, Java technology and Ajax technology are used to code and develop the business system, realizing all the functions of the system. This report first analyzes the background, role and significance of the research, laying a foundation for the rationality of the research work. This paper analyzes the requirements and technical problems of the laboratory reservation management system, proves the necessity and technical feasibility of the system, and then makes a basic introduction to the technical software and design ideas needed to design the system, and finally realizes the laboratory reservation management system and deploys and runs it.
Key words:Laboratory reservation; Ssm framework; MySQL database
目 录
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 主要研究目标
第2章 相关技术介绍
2.1 J2EE技术
2.2 MVVM模式
2.3 B/S结构
2.4 ssm框架
2.5 MySQL数据库
2.6 JavaScript 运行模式
第3章 系统分析
3.1 可行性分析
3.2 功能需求分析
3.2.1 学生用户功能
3.2.2 管理员功能
3.3 非功能需求分析
3.4 安全性需求分析
3.4.1 系统的安全性
3.4.2 数据的安全性
3.5 数据流程分析
第4章 系统设计
4.1 系统架构设计
4.2 系统总体设计
4.3 系统功能设计
4.4 数据库设计
4.4.1 数据需求分析
4.4.2 数据库概念设计
4.4.3 数据库表设计
第5章 系统实现
5.1 数据库访问层的实现
5.2 注册模块的实现
5.3 登录模块的实现
5.4 用户资料修改模块的实现
5.5 学生预约模块的实现
5.6 教师预约模块的实现
5.7 教学实验室模块的实现
5.7 用户管理模块的实现
5.9 课程安排管理模块的实现
第6章 系统测试
6.1 测试目的
6.2 功能测试 27
6.3 性能测试 31
第7章 总结与展望 34
参考文献 35
致谢 37
第1章绪论
1.1研究背景与意义
实验室是高等院校实施素质教育、培养学生创新精神与实践能力的重要基地。实验室对教师和学生开放，为教师和学生提供实践教学条件是实现教学改革的重要内容。目前，传统的实验室管理方式为:教师通过电话或到实验室进行实验室预约的申请，管理员用手工记录实验室预约情况，管理员根据教师申请的具体条件和时间进行实验室分配，电话通知教师实验室预约成功或失败。传统的操作方式比较繁琐，工作量大，操作也不规范。
为了提高实践教学水平，规范实验室开放管理，迫切需要一套能够替代传统管理方式的实验室预约系统。因此，决定开发本系统，运用信息技术和计算机管理技术，建立实验室预约平台，在网上公布实验室开放状态，容纳人数等信息，并采用网上预约的形式，方便教师通过网络实时查看实验室开放情况，也方便学生通过网络了解实验开放状况。
1.2主要研究目标
信息技术的迅猛发展带来了教育方式和管理方式的变革，随着高校规模的不断扩大和教学管理需求的不断提高，引进先进的信息化手段，实现教学管理方式的网络化和智能化成为教学改革的必然趋势。目前高等学校实验教学改革正在不断地深入，逐渐由封闭型向开放型过渡。现在实验室管理人员的工作负担越来越重，为了减轻实验室管理人员的工作负担，同时针对目前实验室预约越来越庞杂的管理局面，开发一套实验室网上预约的管理系统势在必行。基于Java结构的开放实验室预约系统针对原有手工管理效率低下，缺乏安全性、可控性等缺点，以校园网为依托，采用科学、高效的教学管理方式，使教师预约实验室比原来更加方便、快捷。
开放实验室预约系统将具有良好的开放性、扩展性、完善的系统功能，能全面满足对实验室大量信息进行管理等需求。整个系统既为学生、教师提供了一个简单易用的浏览界面，也为管理员提供了一个通用的、友好的、易扩展的管理界面，并对以后进一步扩大管理系统的规模提供了良好的建设平台，具有很好的灵活性。
第2章相关技术介绍
2.1J2EE技术
人可以掌握多门外语，而一个计算机科学家精通的大多是编程语言，它不是人类的自然语言，比如C语言、Java、Perl等等。由于不同的公司开发出的“中间件”不够规范，所以Sun公司推出J2EE，用这个标准来解决弊病。它提供了良好的机制，让每个层次允许与之相对的服务器、组件运行，使得系统的搭建稳定可用、开发高效、维护方便。
2.2MVVM模式
MVVM模式是常用的开发模式，主要是在代码实现上将其分为M层、V层和C层。
视图（View）代表用户交互界面，一个 Web 应用就可能有很多的界面，在 MVVM 模式中，视图仅仅处理的只有数据采集、处理，还有用户的请求， 并不包括业务流程的处理，业务流程由模型（Model）来处理。
模型（Model）就是业务流程/状态的处理及业务规则的制定。模型处理业务流程的过程其它层是无法看见了的，它就像黑箱子，在接受视图请求的数据之后，然后返回最终的处理结果。MVVM 最主要的核心就是业务模型的设计，一个典型的应用例子就是目前流行的 EJB 模型，它从应用技术实现的角度对模型做了进一步的划分，以便充分利用现有的组件，但是它不能作为应用设计模型的框架。
控制器（Controller）可以理解为接收用户的请求，然后视图和模型匹配在一起，一起再完成用户请求。它有非常明显的作用在划分控制层上，可以很清晰地告诉你，它就是一个分发器，选择什么样的模型、视图，可以完成用户的什么样的请求。控制层不做所有的数据处理，比如说：用户点击一个连接，控制层接受到请求之后，并不处理业务信息，它只是向模型传递用户的信息，同时告诉模型做什么，然后选择符合需求的视图返回给用户。
2.3B/S结构
B/S（Browser/Server）比前身架构更为省事的架构。它借助Web server完成数据的传递交流。只需要下载浏览器作为客户端，那么工作就达到“瘦身”效果， 不需要考虑不停装软件的问题。
2.4ssm框架介绍
SSM（Spring+SpringMVC+MyBatis）框架集由Spring、MyBatis两个开源框架整合而成（SpringMVC是Spring中的部分内容）。常作为数据源较简单的web项目的框架。
1.8.1 Spring
Spring就像是整个项目中装配bean的大工厂，在配置文件中可以指定使用特定的参数去调用实体类的构造方法来实例化对象。也可以称之为项目中的粘合剂。
Spring的核心思想是IoC（控制反转），即不再需要程序员去显式地`new`一个对象，而是让Spring框架帮你来完成这一切。
1.8.2 SpringMVC
SpringMVC在项目中拦截用户请求，它的核心Servlet即DispatcherServlet承担中介或是前台这样的职责，将用户请求通过HandlerMapping去匹配Controller，Controller就是具体对应请求所执行的操作。SpringMVC相当于SSH框架中struts。
1.8.3 mybatis
mybatis是对jdbc的封装，它让数据库底层操作变的透明。mybatis的操作都是围绕一个sqlSessionFactory实例展开的。mybatis通过配置文件关联到各实体类的Mapper文件，Mapper文件中配置了每个类对数据库所需进行的sql语句映射。在每次与数据库交互时，通过sqlSessionFactory拿到一个sqlSession，再执行sql命令。
页面发送请求给控制器，控制器调用业务层处理逻辑，逻辑层向持久层发送请求，持久层与数据库交互，后将结果返回给业务层，业务层将处理逻辑发送给控制器，控制器再调用视图展现数据。
2.5MySQL数据库
MySQL 经过多次的更新，功能层面已经非常的丰富和完善了，从MySQL4版本到5版本进行了比较大的更新，在商业的实际使用中取得了很好的实际应用效果。最新版本的MySQL支持对信息的压缩，同时还能进行加密能更好的满足对信息安全性的需求。同时经过系统的多次更新，数据库自身的镜像功能也得到了很大的增强，运行的流畅度和易用性方面有了不小的进步，驱动的使用和创建也更加的高效快捷。最大的变动还是进行了空间信息的显示优化，能更加方便的在应用地图上进行坐标的标注和运算。强大的备份功能也保证了用户使用的过程会更加安心，同时支持的Office特性还支持用户的自行安装和使用。在信息的显示形式上也进行了不小的更新，增加了两个非常使用的显示区，一个是信息区，对表格和文字进行了分类处理，界面的显示更加清爽和具体。第二是仪表的信息控件，能在仪表信息区进行信息的显示，同时还能进行多个信息的比对，为用户的实际使用带来了很大的便捷。
针对本文中设计的篮球场地预约系统在实际的实现过程中，最终选择MySQL数据库的主要原因在于在企业的应用系统应用及开发的过程中会存在大量的数据库比较频繁的操作，而且数据的安全性要求也是非常的高。综合这些因素，最终选择安全性系数比较高的MySQL来对篮球场地预约系统后台数据进行存储操作。
2.6JavaScript 运行模式
JavaScript是一种属于网络的高级脚本语言,已经被广泛用于Web应用开发,常用来为网页添加各式各样的动态功能,为用户提供更流畅美观的浏览效果。通常JavaScript脚本是通过嵌入在HTML中来实现自身的功能的。
1.8.1是一种解释性脚本语言（代码不进行预编译）。
1.8.2主要用来向HTML（标准通用标记语言下的一个应用）页面添加交互行为。
1.8.3可以直接嵌入HTML页面，但写成单独的js文件有利于结构和行为的分离。
1.8.4跨平台特性，在绝大多数浏览器的支持下，可以在多种平台下运行（如Windows、Linux、Mac、Android、iOS等）。
1.8.5 JavaScript脚本语言同其他语言一样，有它自身的基本数据类型，表达式和算术运算符及程序的基本程序框架。JavaScript提供了四种基本的数据类型和两种特殊数据类型用来处理数据和文字。而变量提供存放信息的地方，表达式则可以完成较复杂的信息处理。
第3章系统分析
3.1可行性分析
技术性方面，采用当前主流的ssm框架进行系统主体框架的搭建，实现前台页面的设计与美观调整，以上技术，均由本人经过系统学习，并且都是在课程设计中实践过的，可以使得开发更加便捷和系统。从技术角度看，这个系统是完全可以实现的。
实用性方面，本次设计的主要任务是在实验室预约管理系统内进行实验室信息查询、实验室预约、授课租约、课程安排等，符合当前潮流的发展。从用户角度出发，同时也考虑系统运营成本和人力资源，采用网络上的便捷方式，实现线上业务，使得业务流程更系统，也更方便用户的体验，比较实用。
经济性方面，由于本课题中设计的实验室预约管理系统的主要目的是为了能够更加方便及快捷的进行信息的查询管理及检索服务，也就是能够可以直接投入使用的信息化软件。系统的主要成本主要是集中在对使用数据后期继续维护及其管理更新这个操作上。但是一旦系统投入到实际的运行及使用之后就能够很好的提高信息查询检索的效率，同时也需要有效的保证查询者的信息方面的安全性，同时这个实验室预约管理系统所带来的实际应用方面的价值是远远的超过了实际系统进行开发与维护方面的成本，因此，从经济上来说开发这个软件是可行的。
3.2功能需求分析
实验室预约管理系统的功能主要分为前台用户（学生、教师）根据自己的需求进行注册登录，浏览实验室信息并对科室进行预约操作。后台系统管理员主要对注册用户，实验室信息，学生预约等进行处理。
学生用户用例图如下所示。
图3-1 学生用户用例图
管理员用例图如下所示。
图3-2 管理员用例图
3.2.1学生用户功能
注册用户的功能如下：
注册：点击注册输入具体信息，设置密码注册用户。
登录：根据账号密码进行实验室系统登录操作。
维护个人信息：用户因个人信息的变更可以随时修改自己注册信息。
开放实验室信息：系统发布实验室信息包括实验室编号、名称、剩余位置、实验室设备、预约须知。
学生预约：学生根据自己的需求选实验室以及预约的时间时间等进行预约提交。
课程安排：用户可以提交课程安排。
通知公告：首页发布公告信息，用户可以进行公告信息查询操作。
3.2.2管理员功能
管理员功能如下：
修改密码：管理员可以随时修改自己进入系统的登录密码，以保证系统的安全性。
通知公告：对系统首页的公告栏进行发布最新公告。
教学实验室管理：对各大实验室信息进行维护，对预约信息进行处理，办理预约审核等。
教学实验预约管理：查询、添加、删除相关的预约信息。
用户管理：可以查看注册用户的信息，并对其进行管理。
教师预约管理：管理员可以对教师预约进行添加、查询、删除等信息管理。
3.3非功能需求分析
首先主要考虑的是系统功能软件，在具体设计的环节上，是不是能够较好的满足各类用户的基本功能需求，如果不能较好的满足用户需求，那么这个系统的存在是没有价值的。软件系统的非功能性求分析，从7个方面展开，一个是性能分析，针对系统；一个是安全分析，针对系统，一个是完整度分析，针对系统，一个是可维护分析，针对系统，一个是可扩展性分析，针对系统，一个是适应业务的性能分析。面对篮球场地预约系统存在的性能、安全、扩展、完整度等7个方面性能综合比对分析后发现，需要相应的非功能性需求分析。
3.4安全性需求分析
3.4.1系统的安全性
安全性对每一个系统来说都是非常重要的。安全性很好的系统可以保护企业的信息和用户的信息不被窃取。提高系统的安全性不仅是对用户的负责，更是对企业的负责。尤其针对于实验室预约管理系统来说，必须要有很好的安全性来保障整个系统。
系统具有对使用者有权限控制，针对角色的不通限制使用者的权限，以此来确保系统的安全性。
3.4.2数据的安全性
数据库中的数据是从外界输入的，当数据的输入时，由于种种原因，输入的数据会无效，或者是脏数据。因此，怎样保证输入的数据符合规定，成为了数据库系统，尤其是多用户的关系数据库系统首要关注的问题。
因此，在写入数据库时，要保证数据完整性、正确性和一致性。
3.5数据流程分析
对系统的数据流进行分析，系统的使用者分为二类，一般用户，管理员。系统主要对界面信息传送，登录信息的验证，注册信息的接收，用户各种操作的响应做处理。
系统顶层数据流程图如下图所示。
图3-2 顶层数据流程图
要判断用户是是什么身份，是根据登录的数据来判断后，跳转到对应的功能界面。在系统的内部用户就可以对数据进行操作，数据库中心就可以接收到系统传输的有效数据流来对数据sql语句进行对应操作。
系统底层数据流图如下图所示。
图3-3 底层数据流程图
第4章系统设计
4.1系统架构设计
本实验室预约管理系统的架构设计主要分为可以3层，主要有Web层，业务层，Model层。其中web层还包括View层和Controller层，Model层包括元数据扩展层和数据访问层。
系统架构如下图所示。
图4-1 系统架构
4.2系统总体设计
实验室预约管理系统总体分为学生用户模块、教师用户模块和管理员模块。
三个模块表现上是分别独立存在，但是访问的数据库是一样的。每一个模块的功能都是根据先前完成的需求分析，并查阅相关资料后整理制作的。
综上所述，系统功能结构图如下图所示。
图4-2 系统功能结构图
4.3系统功能设计
登录模块：登录模块是进入系统的入口，所有用户必须登录后才能访问系统。登录需要输入用户名和密码，如果多次尝试登录需要输入验证码。登录时需要选择用户的角色，是一般用户还是管理员登录等。登录成功后，会通过数据库获取用户的权限，并跳转至用户的主页面。
管理员用户管理模块：管理员管理包括：管理员的添加，修改和删除操作。添加管理员时，先判断用户添加的管理员是否是admin（超级管理员），如果不是则添加成功。修改时候，如果是超级管理员，可以修改所有管理员的信息，如果是普通管理员，那么只能修改自己的信息。超级管理员可以删除自己以外的所有其他管理员，普通管理员不能执行删除管理员的操作。
开放实验室模块：可分为实验室信息浏览、实验室信息检索、实验室信息维护三个模块，管理员对实验室信息有维护的权限，发布新的实验室信息、更新已有的实验室信息等。
学生预约模块：实验室可预约信息由管理员进行修改、添加、删除操作；实验室预约由学生来执行。
教学实验预约模块：教学实验可预约信息由管理员进行修改、添加、删除操作。
4.4数据库设计
4.4.1数据需求分析
从前面可以分析到数据库中最重要的是开放实验室，学生预约信息，教师用户、学生用户、教师预约、课程安排。分析可以得到如下数据描述：
管理员：记录管理员的登录信息。包括用户名，密码，权限等数据项。
教学实验室：存储各种实验室信息。包括实验室编号、实验室名称、可容纳人数、实验室设备、已预约时间等数据项。
教师用户：存储用户的教师信息。包括教师用户的教师工号、教师姓名、审核状态、用户ID等数据项。
教师预约：存储用户的教师预约。包括教师预约的实验室编号、实验室名称、教师、教师姓名、使用时间、预约用途、审核状态、审核回复等数据项。
学生用户：存储用户的学生用户信息。包括学生用户的学号、学生姓名、班级名称、审核状态等数据项。
学生预约：存储用户的学生预约信息。包括学生预约的实验室编号、实验室名称、学生、学生姓名、班级名称、使用时间、预约用途、审核状态、审核回复等数据项。
开发实验室。存储用户的开发实验室信息。包括开发实验室的实验室编号、实验室名称、剩余位置、实验室设备、预约须知等数据项。
课程安排：存储用户的课程安排信息。包括课程安排的课程编号、课程名称、班级名称、授课教师、教师姓名、上课时间、上课地点等数据项。
4.4.2数据库概念设计
根据前面的数据流程图，结合系统的功能模块设计，设计出符合系统的各信息实体。
系统ER图如下图所示。
图4-3 系统ER图
4.4.3数据库表设计
实验室预约管理系统所拥有的数据表有以下：学生用户表、教师用户表、开放实验室表、教学实验预约表、教师预约表、学生预约表、课程安排表、通知公告表。
由于数据表较多，只展示系统主要数据表，如下表所示。
表appointment_of_teaching_experiment (教学实验预约)
| 编号 | 名称 | 数据类型 | 长度 | 小数位 | 允许空值 | 主键 | 默认值 | 说明 |
| 1 | appointment_of_teaching_experiment_id | int | 10 | 0 | N | Y | 教学实验预约ID | |
| 2 | lab_no | varchar | 64 | 0 | Y | N | 实验室编号 | |
| 3 | laboratory_name | varchar | 64 | 0 | Y | N | 实验室名称 | |
| 4 | teacher | int | 10 | 0 | Y | N | 0 | 教师 |
| 5 | course_name | varchar | 64 | 0 | Y | N | 课程名称 | |
| 6 | class_name | varchar | 64 | 0 | Y | N | 班级名称 | |
| 7 | class_time | datetime | 19 | 0 | Y | N | 上课时间 | |
| 8 | course_content | varchar | 64 | 0 | Y | N | 课程内容 | |
| 9 | examine_state | varchar | 16 | 0 | N | N | 未审核 | 审核状态 |
| 10 | examine_reply | varchar | 16 | 0 | Y | N | 审核回复 | |
| 11 | recommend | int | 10 | 0 | N | N | 0 | 智能推荐 |
| 12 | create_time | datetime | 19 | 0 | N | N | CURRENT_TIMESTAMP | 创建时间 |
| 13 | update_time | timestamp | 19 | 0 | N | N | CURRENT_TIMESTAMP | 更新时间 |
表course_arrangement (课程安排)
| 编号 | 名称 | 数据类型 | 长度 | 小数位 | 允许空值 | 主键 | 默认值 | 说明 |
| 1 | course_arrangement_id | int | 10 | 0 | N | Y | 课程安排ID | |
| 2 | course_no | varchar | 64 | 0 | Y | N | 课程编号 | |
| 3 | course_name | varchar | 64 | 0 | Y | N | 课程名称 | |
| 4 | class_name | varchar | 64 | 0 | Y | N | 班级名称 | |
| 5 | lecturer | int | 10 | 0 | Y | N | 0 | 授课教师 |
| 6 | teachers_name | varchar | 64 | 0 | Y | N | 教师姓名 | |
| 7 | class_time | varchar | 64 | 0 | Y | N | 上课时间 | |
| 8 | class_location | varchar | 64 | 0 | Y | N | 上课地点 | |
| 9 | recommend | int | 10 | 0 | N | N | 0 | 智能推荐 |
| 10 | create_time | datetime | 19 | 0 | N | N | CURRENT_TIMESTAMP | 创建时间 |
| 11 | update_time | timestamp | 19 | 0 | N | N | CURRENT_TIMESTAMP | 更新时间 |
表notice_announcement (通知公告)
| 编号 | 名称 | 数据类型 | 长度 | 小数位 | 允许空值 | 主键 | 默认值 | 说明 |
| 1 | notice_announcement_id | int | 10 | 0 | N | Y | 通知公告ID | |
| 2 | title | varchar | 64 | 0 | Y | N | 标题 | |
| 3 | publisher | varchar | 64 | 0 | Y | N | 发布人 | |
| 4 | published_on | date | 10 | 0 | Y | N | 发布时间 | |
| 5 | relevant_attachments | varchar | 255 | 0 | Y | N | 相关附件 | |
| 6 | content | text | 65535 | 0 | Y | N | 内容 | |
| 7 | recommend | int | 10 | 0 | N | N | 0 | 智能推荐 |
| 8 | create_time | datetime | 19 | 0 | N | N | CURRENT_TIMESTAMP | 创建时间 |
| 9 | update_time | timestamp | 19 | 0 | N | N | CURRENT_TIMESTAMP | 更新时间 |
表open_laboratory (开放实验室)
| 编号 | 名称 | 数据类型 | 长度 | 小数位 | 允许空值 | 主键 | 默认值 | 说明 |
| 1 | open_laboratory_id | int | 10 | 0 | N | Y | 开放实验室ID | |
| 2 | lab_no | varchar | 64 | 0 | Y | N | 实验室编号 | |
| 3 | laboratory_name | varchar | 64 | 0 | Y | N | 实验室名称 | |
| 4 | remaining_position | varchar | 64 | 0 | Y | N | 剩余位置 | |
| 5 | laboratory_equipment | text | 65535 | 0 | Y | N | 实验室设备 | |
| 6 | reservation_instructions | text | 65535 | 0 | Y | N | 预约须知 | |
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| 8 | create_time | datetime | 19 | 0 | N | N | CURRENT_TIMESTAMP | 创建时间 |
| 9 | update_time | timestamp | 19 | 0 | N | N | CURRENT_TIMESTAMP | 更新时间 |
表student_reservation (学生预约)
| 编号 | 名称 | 数据类型 | 长度 | 小数位 | 允许空值 | 主键 | 默认值 | 说明 |
| 1 | student_reservation_id | int | 10 | 0 | N | Y | 学生预约ID | |
| 2 | lab_no | varchar | 64 | 0 | Y | N | 实验室编号 | |
| 3 | laboratory_name | varchar | 64 | 0 | Y | N | 实验室名称 | |
| 4 | student | int | 10 | 0 | Y | N | 0 | 学生 |
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| 8 | appointment_purpose | text | 65535 | 0 | Y | N | 预约用途 | |
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表student_users (学生用户)
| 编号 | 名称 | 数据类型 | 长度 | 小数位 | 允许空值 | 主键 | 默认值 | 说明 |
| 1 | student_users_id | int | 10 | 0 | N | Y | 学生用户ID | |
| 2 | student_number | varchar | 64 | 0 | Y | N | 学号 | |
| 3 | student_name | varchar | 64 | 0 | Y | N | 学生姓名 | |
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| 5 | examine_state | varchar | 16 | 0 | N | N | 已通过 | 审核状态 |
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表teacher_reservation (教师预约)
| 编号 | 名称 | 数据类型 | 长度 | 小数位 | 允许空值 | 主键 | 默认值 | 说明 |
| 1 | teacher_reservation_id | int | 10 | 0 | N | Y | 教师预约ID | |
| 2 | lab_no | varchar | 64 | 0 | Y | N | 实验室编号 | |
| 3 | laboratory_name | varchar | 64 | 0 | Y | N | 实验室名称 | |
| 4 | teacher | int | 10 | 0 | Y | N | 0 | 教师 |
| 5 | teachers_name | varchar | 64 | 0 | Y | N | 教师姓名 | |
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| 7 | appointment_purpose | text | 65535 | 0 | Y | N | 预约用途 | |
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表teacher_user (教师用户)
| 编号 | 名称 | 数据类型 | 长度 | 小数位 | 允许空值 | 主键 | 默认值 | 说明 |
| 1 | teacher_user_id | int | 10 | 0 | N | Y | 教师用户ID | |
| 2 | teacher_id | varchar | 64 | 0 | Y | N | 教师工号 | |
| 3 | teachers_name | varchar | 64 | 0 | Y | N | 教师姓名 | |
| 4 | examine_state | varchar | 16 | 0 | N | N | 已通过 | 审核状态 |
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| 8 | update_time | timestamp | 19 | 0 | N | N | CURRENT_TIMESTAMP | 更新时间 |
表teaching_laboratory (教学实验室)
| 编号 | 名称 | 数据类型 | 长度 | 小数位 | 允许空值 | 主键 | 默认值 | 说明 |
| 1 | teaching_laboratory_id | int | 10 | 0 | N | Y | 教学实验室ID | |
| 2 | lab_no | varchar | 64 | 0 | Y | N | 实验室编号 | |
| 3 | laboratory_name | varchar | 64 | 0 | Y | N | 实验室名称 | |
| 4 | capacity | int | 10 | 0 | Y | N | 0 | 可容纳人数 |
| 5 | laboratory_equipment | text | 65535 | 0 | Y | N | 实验室设备 | |
| 6 | scheduled_time | text | 65535 | 0 | Y | N | 已预约时间 | |
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| 9 | update_time | timestamp | 19 | 0 | N | N | CURRENT_TIMESTAMP | 更新时间 |
第5章系统实现
5.1数据库访问层的实现
从B/S架构的原理可知，实验室预约管理系统的各大模块的实现均需要对数据库的数据进行操作，具体包括查询数据、写入数据、更新数据和删除数据，因此，在开发各功能模块前，连接数据库文件在Resources 文件夹下的application.yml文件。
第一个参数代表MySQL数据库的驱动，第二个参数代表要连接的数据库，第三个和第四个参数代表数据库连接名和密码。
5.2注册模块的实现
用户在填写数据的时候必须与注册页面上的验证相匹配否则会注册失败，注册页面的表单验证是通过JavaScript进行验证的，用户名的长度必须在6到18之间，邮箱必须带有@符号，密码和密码确认必须相同，你输入的密码，系统会根据你输入密码的强度给出指定的值，电话号码和身份证号码必须要求输入格式与生活相符合，当你前台验证通过的时候你点击注册，表单会将你输入的值通过name值传递给后台并保存到数据库中。
用户注册流程图如下图所示。
图5-1用户注册流程图
用户注册界面如下图所示。
图5-2用户注册界面
用户注册的关键代码如下。
/**
* 注册
* @return
*/
@PostMapping("register")
public Map<String, Object> signUp(HttpServletRequest request) throws IOException {
// 查询用户
Map<String, String> query = new HashMap<>();
Map<String,Object> map = service.readBody(request.getReader());
query.put("username",String.valueOf(map.get("username")));
List list = service.selectBaseList(service.select(query, new HashMap<>()));
if (list.size()>0){
return error(30000, "用户已存在");
}
map.put("password",service.encryption(String.valueOf(map.get("password"))));
service.insert(map);
return success(1);
}
public Map<String,Object> readBody(BufferedReader reader){
BufferedReader br = null;
StringBuilder sb = new StringBuilder("");
try{
br = reader;
String str;
while ((str = br.readLine()) != null){
sb.append(str);
}
br.close();
String json = sb.toString();
return JSONObject.parseObject(json, Map.class);
}catch (IOException e){
e.printStackTrace();
}finally{
if (null != br){
try{
br.close();
}catch (IOException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
return null;
}
public void insert(Map<String,Object> body){
E entity = JSON.parseObject(JSON.toJSONString(body),eClass);
baseMapper.insert(entity);
log.info("[{}] - 插入操作：{}",entity);
}
5.3登录模块的实现
主要由两部分组成，登录前的登录界面以及登录后的用户功能界面。登录界面，要求用户输入用户名和密码，当用户名和密码其中一个输入为空时，给出提示“用户名，密码不能为空”。获取用户名和密码后到数据库中查找，如果用户名存在，以及对应的密码正确，则登录成功，否则登录失败。登录失败后给出提示，并把焦点停在文本框中。登录成功后将该次会话的全局变量username设置为用户名。登录成功后进入用户端的功能模块，主要有用户的基本信息修改，已经发布实验室信息，可预约信息，和预约功能。退出功能是清除全局变量username的值，并跳回到首页。
登录流程图如下图所示。
图5-3登录流程图
登录界面如下图所示。
图5-4登录界面
登录关键代码如下所示。
/**
* 登录
* @param data
* @param httpServletRequest
* @return
*/
@PostMapping("login")
public Map<String, Object> login(@RequestBody Map<String, String> data, HttpServletRequest httpServletRequest) {
log.info("[执行登录接口]");
String username = data.get("username");
String email = data.get("email");
String phone = data.get("phone");
String password = data.get("password");
List resultList = null;
QueryWrapper wrapper = new QueryWrapper<User>();
Map<String, String> map = new HashMap<>();
if(username != null && "".equals(username) == false){
map.put("username", username);
resultList = service.selectBaseList(service.select(map, new HashMap<>()));
}
else if(email != null && "".equals(email) == false){
map.put("email", email);
resultList = service.selectBaseList(service.select(map, new HashMap<>()));
}
else if(phone != null && "".equals(phone) == false){
map.put("phone", phone);
resultList = service.selectBaseList(service.select(map, new HashMap<>()));
}else{
return error(30000, "账号或密码不能为空");
}
if (resultList == null || password == null) {
return error(30000, "账号或密码不能为空");
}
//判断是否有这个用户
if (resultList.size()<=0){
return error(30000,"用户不存在");
}
User byUsername = (User) resultList.get(0);
Map<String, String> groupMap = new HashMap<>();
groupMap.put("name",byUsername.getUserGroup());
List groupList = userGroupService.selectBaseList(userGroupService.select(groupMap, new HashMap<>()));
if (groupList.size()<1){
return error(30000,"用户组不存在");
}
UserGroup userGroup = (UserGroup) groupList.get(0);
//查询用户审核状态
if (!StringUtils.isEmpty(userGroup.getSourceTable())){
String res = service.selectExamineState(userGroup.getSourceTable(),byUsername.getUserId());
if (res==null){
return error(30000,"用户不存在");
}
if (!res.equals("已通过")){
return error(30000,"该用户审核未通过");
}
}
//查询用户状态
if (byUsername.getState()!=1){
return error(30000,"用户非可用状态，不能登录");
}
String md5password = service.encryption(password);
if (byUsername.getPassword().equals(md5password)) {
// 存储Token到数据库
AccessToken accessToken = new AccessToken();
accessToken.setToken(UUID.randomUUID().toString().replaceAll("-", ""));
accessToken.setUser_id(byUsername.getUserId());
tokenService.save(accessToken);
// 返回用户信息
JSONObject user = JSONObject.parseObject(JSONObject.toJSONString(byUsername));
user.put("token", accessToken.getToken());
JSONObject ret = new JSONObject();
ret.put("obj",user);
return success(ret);
} else {
return error(30000, "账号或密码不正确");
}
}
public String select(Map<String,String> query,Map<String,String> config){
StringBuffer sql = new StringBuffer("select ");
sql.append(config.get(FindConfig.FIELD) == null || "".equals(config.get(FindConfig.FIELD)) ? "*" : config.get(FindConfig.FIELD)).append(" ");
sql.append("from ").append("`").append(table).append("`").append(toWhereSql(query, "0".equals(config.get(FindConfig.LIKE))));
if (config.get(FindConfig.GROUP_BY) != null && !"".equals(config.get(FindConfig.GROUP_BY))){
sql.append("group by ").append(config.get(FindConfig.GROUP_BY)).append(" ");
}
if (config.get(FindConfig.ORDER_BY) != null && !"".equals(config.get(FindConfig.ORDER_BY))){
sql.append("order by ").append(config.get(FindConfig.ORDER_BY)).append(" ");
}
if (config.get(FindConfig.PAGE) != null && !"".equals(config.get(FindConfig.PAGE))){
int page = config.get(FindConfig.PAGE) != null && !"".equals(config.get(FindConfig.PAGE)) ? Integer.parseInt(config.get(FindConfig.PAGE)) : 1;
int limit = config.get(FindConfig.SIZE) != null && !"".equals(config.get(FindConfig.SIZE)) ? Integer.parseInt(config.get(FindConfig.SIZE)) : 10;
sql.append(" limit ").append( (page-1)*limit ).append(" , ").append(limit);
}
log.info("[{}] - 查询操作，sql: {}",table,sql);
return sql.toString();
}
public List selectBaseList(String select) {
List<Map<String,Object>> mapList = baseMapper.selectBaseList(select);
List<E> list = new ArrayList<>();
for (Map<String,Object> map:mapList) {
list.add(JSON.parseObject(JSON.toJSONString(map),eClass));
}
return list;
}
5.4用户资料修改模块的实现
用户登录/注册成功之后可以修改自己的基本信息。修改页面的表单中每一个input的name值都要与实体类中的参数相匹配，在用户点击修改页面的时候，如果改后用户名与数据库里面重复了，页面会提示该用户名已经存在了，否则通过Id来查询用户，并将用户的信息修改为表单提交的数据。
5.5学生预约模块的实现
如果学生预约的信息需要修改，管理员可以通过查询学生预约的基本信息来查询学生预约，查询学生预约是通过ajax技术来进行查询的，需要传递学生预约的标题、编号等参数然后在返回到该页面中,可以选中要修改或删除的那条信息，如果选中了超过一条数据，页面会挑一个窗口提醒只能选择一条数，如果没有选中数据会挑一个窗口题型必须选择一条数据。当选择确认修改的时候，后台会根据传过来的id到数据库查询，并将结果返回到修改页面中，可以在修改页面中修改刚刚选中的信息当点击确认的时候from表单会将修改的数据提交到后台并保存到数据库中，就是说如果提交的数据数据库中存在就修改，否则就保存。
学生预约展示界面如下图所示。
图5-5学生预约展示界面
学生预约发布的关键代码如下。
@RequestMapping("/get_obj")
public Map<String, Object> obj(HttpServletRequest request) {
List resultList = service.selectBaseList(service.select(service.readQuery(request), service.readConfig(request)));
if (resultList.size() > 0) {
JSONObject jsonObject = new JSONObject();
jsonObject.put("obj",resultList.get(0));
return success(jsonObject);
} else {
return success(null);
}
}
5.6教师预约模块的实现
教师预约功能整体流程：教师先浏览实验室信息时，同时会显示实验室的状态，系统会在其显示详细信息的页面时便会判断预约可否的状态，若场地状态为可预约，则会显示预约的链接按钮。在用户点击预约按钮时，会先通过拦截器判断用户是否登录，若未登录，会跳转至登录页面，提示用户先登录，若为登录用户就会跳转至填写预约信息的页面，填写好预约信息之后，点击提交按钮，预约成功之后返回提示信息，告知用户预约成功。
教师预约流程图如下图所示。
图5-6教师预约流程图
教师预约界面如下图所示。
图5-7教师预约界面
教师预约关键代码如下。
@PostMapping("/set")
@Transactional
public Map<String, Object> set(HttpServletRequest request) throws IOException {
service.update(service.readQuery(request), service.readConfig(request), service.readBody(request.getReader()));
return success(1);
}
5.7教学实验室模块的实现
根据需求，需要对教学实验室进行添加、删除或修改详情信息。删除或修改实验室时，系统根据实验室的状态判定为可删除状态下，才会给出删除和修改链接，点击删除链接按钮时，请求到达后台，还会先查询教学实验室状态再次做出判定能否删除。点击修改链接按钮时，会跳转到修改信息的页面，重新填写好数据后，数据提交到后台会对数据库中相应的记录做出修改。
添加教学实验室时，会给出数据填写的页面，该页面根据填写好的实验室编号同样会事先发送Ajax请求查询编号是否已存在，数据填写好之后提交到后台，会调用相关服务在数据库中插入记录。
教学实验室管理流程图如下图所示。
图5-8教学实验室管理流程图
教学实验室发布页面设计效果如下图所示。
图5-9教学实验室发布界面
5.8用户管理模块的实现
根据需求，需要对用户进行添加、删除或修改详情信息。删除或修改用户时，系统根据用户的状态判定为可删除状态下，才会给出删除和修改链接，点击删除链接按钮时，请求到达后台，还会先查询用户状态再次做出判定能否删除。点击修改链接按钮时，会跳转到修改信息的页面，重新填写好数据后，数据提交到后台会对数据库中相应的记录做出修改。
添加用户时，会给出数据填写的页面，该页面根据填写好的用户编号同样会事先发送Ajax请求查询编号是否已存在，数据填写好之后提交到后台，会调用相关服务在数据库中插入记录。
用户管理流程图如下图所示。
图5-10用户管理流程图
用户添加页面设计效果如下图所示。
图5-11用户添加界面
5.9课程安排管理模块的实现
根据需求，需要对课程安排进行添加、删除或修改详情信息。添加实验成果信息时，会给出数据填写的页面，该页面根据填写好的课程安排信息同样会事先发送Ajax请求查询是否已存在，数据填写好之后提交到后台，会调用相关服务在数据库中插入记录。
课程安排管理流程图如下图所示。
图5-12课程安排管理流程图
课程安排管理页面设计效果如下图所示。
图5-13成果示管理界面
第6章系统测试
6.1测试目的
对任何系统而言，测试都是必不可少的环节，测试可以发现系统存在的很多问题，所有的软件上线之前，都应该进行充足的测试之后才能保证上线后不会Bug频发，或者是功能不满足需求等问题的发生。下面分别从单元测试，功能测试和用例测试来对系统进行测试以保证系统的稳定性和可靠性。
6.2功能测试
下表是实验室信息管理功能的测试用例，检测了实验室信息管理中对实验室信息信息的增加，删除，修改，查询操作是否成功运行。观察系统的响应情况，得出该功能也达到了设计目标，系统运行正确。
前置条件；用户登录系统。
表6-1 实验室信息管理的测试用例
| 功能描述 | 用于实验室信息管理 | |
| 测试目的 | 检测实验室信息管理时的各种操作的运行情况 | |
| 测试数据以及操作 | 预期结果 | 实际结果 |
| 点击添加实验室信息，必填项合法输入，点击保存 | 提示添加成功 | 与预期结果一致 |
| 点击添加实验室信息，必填项输入不合法，点击保存 | 提示必填项不能为空 | 与预期结果一致 |
| 点击修改实验室信息，必填项修改为空，点击保存 | 提示必填项不能为空 | 与预期结果一致 |
| 点击修改实验室信息，必填项输入不合法，点击保存 | 提示必填项不能为空 | 与预期结果一致 |
| 点击删除实验室信息，选择实验室信息删除 | 提示删除成功 | 与预期结果一致 |
| 点击搜索实验室信息，输入存在的实验室信息名 | 查找出实验室信息 | 与预期结果一致 |
| 点击搜索实验室信息，输入不存在的实验室信息名 | 不显示实验室信息 | 与预期结果一致 |
下表是预约管理功能的测试用例，检测了预约管理中预约单的操作是否成功运行。观察系统的响应情况，得出该功能也达到了设计目标，系统运行正确。
前置条件；用户登录系统。
表6-2 预约管理的测试用例
| 功能描述 | 用于预约管理 | |
| 测试目的 | 检测预约管理时各种操作的情况 | |
| 测试数据以及操作 | 预期结果 | 实际结果 |
| 未选择场地，点击提交 | 提示请选择场地 | 与预期结果一致 |
| 未输入数量，点击提交 | 提示请输入数量 | 与预期结果一致 |
| 未输入时间，点击提交 | 提示请输入时间 | 与预期结果一致 |
6.3性能测试
使用阿里云PTS（Performance Testing Service）性能测试服务对线上系统进行压力测试。线上服务器环境为：1核心CPU，1G内存，1Mbps公网带宽，Centos7.0操作系统。
压测过程中使用了2台并发机器，每台机器20个用户并发，对系统主页，登录，数据查询和数据维护等模块进行并发访问，测试结果是有40个用户并发时，数据管理相关页面的响应时间甚至达到了7s，通过查看服务器出网流量发现已经达到1381kb/s，可以看出服务器的带宽已经达到峰值，如果系统使用5Mbps的带宽，系统的响应时间和TPS将会大大增加。在整个测试的过程中，CPU的使用率占用仅8%，也提现出带宽瓶颈对系统的影响非常严重。
第7章总结与展望
随着计算机互联网技术的迅猛发展，各行各业都已经实现采用计算机相关技术对日益放大的数据进行管理。该课题是实验室预约管理系统为核心展开的，主要是为了实现智能问答信息化管理的需求。
实验室预约管理系统的开发是以Java编程语言作为基础，在Myeclipse平台上完成编码工作，系统整体为B/S架构，数据库系统使用MySQL。文中详细分析了实验室预约管理系统的研究背景、研究目的和意义、开发工具和相关技术以及系统需求、系统详细设计和系统测试等等一系列内容。系统实现了实验室预约管理系统所需的一些基本功能，并通过测试对这些实现的功能进行了完善，进而提高了系统整体的实用性。
本系统前端部分基于MVVM模式进行开发，采用B/S模式，后端部分基于Java的ssm框架进行开发。
前端部分：前端框架采用了比较流行的渐进式JavaScript框架Vue.js。使用Vue-Router和Vuex实现动态路由和全局状态管理,Ajax实现前后端通信，Element UI组件库使页面快速成型，项目前端通过栅格布局实现响应式，可适应PC端、平板端、手机端等不同屏幕大小尺寸的完美布局展示。后端部分：采用ssm作为开发框架，同时集成MyBatis、Redis等相关技术。系统投入运行时，各功能均运行正常。系统的每个界面的操作符合常规逻辑，对使用者来说操作简单，界面友好。整个系统的各个功能设计合理，体现了人性化。
但是由于自己在系统开发过程中对一些用到的相关知识和技术掌握不够牢固，再加上自身开发经验欠缺，因此系统在有些方面的功能还不够完善，考虑的不够全面，因此整个系统还有待日后逐步完善。
参考文献
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致谢
时间飞逝，大学的学习生活很快就要过去，在这四年的学习生活中，收获了很多，而这些成绩的取得是和一直关心帮助我的人分不开的。值此论文完成之际，笔者首先要衷心地感谢导师金老师的悉心指导，导师为笔者的论文选题，研究实施和文章定稿等各个方面都倾注了大量的心血，导师认真严谨的治学态度，豁达的为人处世，勤勉踏实的工作作风，对笔者在做人、治学、工作、生活等方面有着极大的影响，将使笔者终身受益。在此，向导师致以崇高的敬意和真诚的感谢!
感谢参考文献的所有作者，他们卓有成效的研究成果是笔者论文研究的基础。感谢所有帮助过我的老师、同学和朋友们。
衷心感谢我的父亲和母亲，是他们的无私奉献才促使我走上了自强的求学之路，他们自强不息的精神影响着我，鞭策者我。多年来，他们给予我精神上和物质上的关怀和支持，使我能够专注于我的学习，得以顺利完成学业。
最后，衷心感谢论文评审和答辩过程中付出辛勤汗水的各位专家。
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