计算机本科毕业论文-高校计算机机房管理系统的设计与实现

摘要在当前高校教学过程中，计算机已经逐渐成为了必不可少的教学设施之一。通过建设相应的计算机机房不仅仅可以方便教师进行计算机专业的实践化教学，同时更可以为学生提供方便的实践练习，从而使其可以更加深入的对相关理论性知识进行领悟。虽然计算机机房的建设可以有效提升高校中诸多专业的课堂教学质量，但若无法加强对计算机机房的管理不仅仅会导致高校出现一定的经济损失，同时更会对学生的正常实践学习造成阻碍。因此为有效避免上述现象的出现，高校需要建立科学、完善的现代化计算机机房管理系统，并通过利用该系统提升对机房计算机的管理效率与使用效率。关键词：高校；计算机机房；管理系统；设计；实现

引言开发背景在信息技术高速发展的今天，计算机专业技术的人才已经成为了社会发展过程中以及国家建设中所必不可少的专业化人才之一。因此各大高校也逐步加强了对计算机专业技术人才的培养。为了有效提升高校中计算机专业学生的课堂学习质量及学习效率，许多高校采取了理论与实践相结合的教学方法，而在这一教学方法中不仅仅理论性知识的教学显得尤为重要，计算机专业学生的实践性教学也极为重要。因此，诸多高校为了更好的满足计算机专业学生的课堂实践需求，其建立了相应的计算机机房。但为了进一步方便学生对计算机机房进行使用，并有效避免由于机房中的计算机出现损坏而对学校造成一定的经济损失，高校还需要建立科学、完善的机房计算机管理系统。当前诸多高校在对机房计算机进行管理时往往所采用的管理方式均为人工管理。但人工管理的管理方式不仅仅具有管理效率较低以及人力资源消耗较大等缺陷，同时其管理人员在对机房计算机进行管理时还有可能会出人为失误等现象，进而直接影响到学生及教师的正常使用。此外，传统的人工管理方式有时也会导致机房计算机中的部分数据信息出现丢失以及泄露等现象，从而使得学校遭受一定的经济损失。因此为了避免上述问题的出现，并有效提升对高校机房计算机的管理效率，建立新型的机房计算机管理系统是极为必要的。为了进一步降低高校机房计算机管理系统的开发及设计成本，并提升其对多种软件的兼容性，设计人员应基于Windows10系统对机房计算机管理系统进行设计。并且为了方便机房管理人员对该系统进行使用，设计人员还需要进一步对该系统的人机交互界面进行简化，从而使其更加简洁明了。此外，为了方便维护人员对该系统进行后期维护，设计人员在对该系统进行设计时需要对相应的设计文档以及测试文档等数据信息进行留存以方便维护人员在后期维护时查阅。系统的特点在上文曾提到高校机房计算机管理系统是基于Windows10操作系统所开发的一款用于对高校机房计算机进行管理的系统软件，因此其最大的特点便是极高的兼容性。Windows10操作系统是微软公司所开发的一款跨平台封闭式操作系统，其不仅仅具有较高的数据安全性，同时也具有较好的易用性以及软件兼容性。因此通过基于Windows10操作系统对机房计算机管理系统进行开发可以使其与机房计算机的操作系统更加兼容，同时基于Windows10操作系统对该系统进行开发设计还可以使其与计算机中的诸多软件更加兼容，从而有效避免其对Java等编程软件的运行环境造成影响。其次，该系统还具有人机交互界面简洁明了的特点。由于windows10操作系统在开发中应用了可视化技术，因此其本身便具有较强的图形显示及图形处理能力。而高校机房计算机管理系统由于是基于windows10操作系统所开发、设计的，因此其也具有较好的人机交互界面。并且，高校机房计算机管理系统在对人机交互界面进行设计时还进一步加强了对其优化，因此该系统的人机交互界面不仅仅具有简洁、美观的特点，同时也可以方便用户快速的找到其所需的功能，进而有效提升高校的机房计算机管理效率。第三，高校机房计算机管理系统也具有安全性强的特点。为了加强对其机房计算机中各类数据信息的保护与管理，设计人员在对机房计算机管理系统进行设计时不仅仅对防火墙技术以及沙漏技术进行了应用，同时还在该系统的用户登陆中加入了权限设置。通过对该系统用户的权限进行设置既可以有效避免无关人等对系统设置进行破坏，同时也可以避免其对系统中的重要数据信息造成损坏。在高校机房计算机管理系统中将用户分为了以下几类，其分别是系统管理员、教师以及学生。其中系统管理员可以对学生数据信息以及教师数据信息进行增删改查，而学生用户仅仅只能在登录计算机后对计算机中的相关软件进行使用，但却无法对计算机中的系统设置及防火墙等进行更改。教师用户在登录本系统后既可以对计算机中的相关软件进行使用，同时还可以通过利用机房计算机管理系统对学生用户的计算机进行控制，从而方便教师对学生进行专业知识教学。系统分析数据库技术在高校机房计算机管理系统中最为重要的便是相关数据信息的存储，为了有效提升该系统的数据存储效率及数据信息安全性，设计人员在对机房计算机管理系统进行设计时应用了MySQL数据库对该系统中的相关数据信息进行存储。MySQL数据库是当前软件设计中所常用的关系型数据库管理系统之一，其不仅仅具有存储效率高、占用空间小等优势，同时还具有使用成本低以及兼容性较强等诸多特性。由于MySQL数据库管理系统主要由C语言以及C#所编写，因此其具有较强的可移植性。并且，MySQL数据库管理系统中还集成有各类编程语言所需的API文档以方便其与Python、Java、C等编程语言配合使用。此外，MySQL数据库管理系统还支持多线程，这既可以有效提升其对各类数据信息的存储效率，同时也可以提升对计算机CPU计算资源的利用效率。同时，MySQL数据库与传统的数据存储系统相比其也具有较好的可视化技术，用户可以直接通过MySQL数据库所呈现出的人机交互窗体对数据库中的数据信息进行增删改查。由于MySQL数据库属于关系数据库，因此其在对数据信息进行存储时还可以对其数据结构进行存储，以方便用户根据数据之间的联系对相关数据信息进行查找。C#与Windows窗体概述Windows窗体是系统人机交互中极为关键一部分，较好的系统窗体既可以方便用户对系统功能进行使用，同时也可以提升系统美观程度。此外，较好的系统窗体可以吸引更多的用户，从而有效提升其系统的知名度。但系统设计人员若使用Java等高级编程语言对系统窗体进行编写，那么其不仅仅会浪费大量的时间，同时还会使得界面搭建工作量出现显著提升。因此为了有效降低系统图形界面的设计难度，系统设计人员往往均会基于windows系统对其软件系统的用户操作界面进行设计。同时，系统设计人员在对系统操作界面进行设计时也往往会使用C#等编程语言进行编写，以降低其人机交互界面的搭建难度。C#是由微软公司所设计开发的一款面向对象编程语言，其常常被用于对系统操作界面进行设计与搭建。C#主要是由C++以及C语言所衍生的，但与其也具有较大的差异。例如，在C#中移除了C语言中的宏编程以及多重继承等，这有效降低了C#的变成难度。并且，C#还借鉴了Java编程语言中的对象模型集成的优点，这一特性也可以为设计人员提供一定的便利性，并有效提升其编程效率。此外与C语言以及C++语言相比C#最大的差异便是其综合了VB中的可视化操作以及C++中的高运行效率。通过利用其可视化操作，系统设计人员既可以及时观察到其系统界面的设计现状，同时也可以方便系统设计人员对系统界面进行更改与完善。而高运行效率在C#中的应用则可以进一步减少系统界面的设计、搭建时间，并减少系统操作界面搭建过程中的人力资源浪费现象。系统概要设计设计思想为了进一步加强机房计算机管理系统对机房计算机的管理效率，并方便教师以及学生对该系统进行使用，设计人员在对机房计算机管理系统进行设计时采用了独立化的模块设计方案。功能独立化的设计方案既可以有效降低各类功能模块之间的相互影响，同时也可以提升各个功能模块的运行效率。但若CPU单独对各类功能模块进行管理，那么不仅仅会导致该系统的运行效率出现下降，同时还会导致部分CPU计算资源出现浪费的现象。而为了有效避免这一问题的出现，设计人员在对该系统各类功能模块进行设计时虽然将其设计为独立化的功能模块，但却采取了集中式的管理方案。这样的功能模块管理模式既可以方便用户对该系统的各类功能进行使用，同时也可以对CPU计算资源进行节省。其次，在机房计算机管理系统的设计过程中还采用了分层的模块化程序设计思想。分层的模块化程序设计思想是面向对象程序设计中所常用的设计思想之一，其最大的特点便是通过将架构进行分层设计，从而有效降低设计人员及开发人员的工作难度。通常分层的模块化设计会将架构分为以下四层，其分别是外部服务层、业务服务层、原子服务层以及依赖服务层。其中外部服务层中主要封装有一些视图逻辑信息以及外部数据信息结构等，其主要功能便是对外部数据信息进行处理并同时实现界面视图。原子服务层中主要封装有该系统中的一些基础服务，通过建设原子服务层可以有效降低各类功能模块间的耦合，进而提升该系统的运行效率。依赖服务器层所封装的技术主要为数据库连接技术以及异常处理技术等，通过利用依赖服务器层机房计算机管理系统可以实现对相关数据进行存储与提取，同时还可以在用户操作错误时及时抛出异常，进而方便维护人员对其进行维护处理。业务服务层中主要封装有常规的业务处理逻辑以及与原子服务连接时所需的结构等。为了有效降低机房计算机管理系统的耦合性，并有效提升其系统运行过程中数据信息的安全性，设计人员在对该系统进行设计时还进一步对数据流的设计进行了优化。良好的数据流设计既可以有效提升系统的运行效率同时也可以避免在数据传输时出现数据丢失以及数据信息损坏等现象，从而为用户提供更好的使用体验。设计原则为了有效提升软件设计质量并更好的满足多种用户的实际需求，设计人员在对机房计算机管理系统进行设计时需要遵守以下原则。首先其需要遵守合理性原则。合理性原则是指设计人员在对用户分类及用户增加、管理方式进行设计时需要根据其高校中的实际情况进行设计，以免出现浪费存储空间以及用户权限设置不合理等现象的出现。其次，在对机房计算机管理系统进行设计时还需要遵循实用性的原则。其中实用性原则主要包括有两部分内容，其一是机房计算机管理系统需要可以实现对当前高校机房计算机的高效率管理，其二该系统还需要具备一定的扩展空间，以便设计人员日后对该系统进行进一步扩展。第三，机房计算机管理系统在设计时还需要遵循准确性的原则。准确性的原则主要是指设计人员对该系统数据库进行设计时需要准确的对数据信息的类型以及数据信息的长度等进行设置，同时其也需要对一些互斥资源的数量提前进行规划以免在系统运行中出现死锁的现象。第四，该系统在设计时也需要遵循易操作的原则。这一原则主要是指设计人员在对该系统界面进行设计时需要对其界面进行优化处理，从而使其操作界面更加简洁明了以便用户可以更快的找到其所需的功能。同时，系统设计人员还可以在用户操作界面中加入适当的操作提示，从而方便用户更好的对本系统进行使用。最后，机房计算机管理系统在设计时还需要遵守安全性的原则。为了更好的实现对系统中数据信息安全性的保障，设计人员可以在该系统中加入防火墙程序以及病毒扫描程序等。同时其也需要为不同用户设置其相应的功能权限，进而避免非系统用户登录系统或学生在使用系统时对系统设置造成影响。运行需求本系统可以分为两部分，其一为前端的窗口界面，另一部分则是后端程序。其中前端的窗口界面主要使用C#语言所设计，而后端系统程序则是基于C语言所开发设计的。并且在本系统设计中还应用MySQL数据库对系统中的相关数据信息进行存储。由于上述系统设计中所使用的编程语言及相关软件均兼容于windows10操作系统，因此用户可以使用windows10操作系统登录本系统。其次在用户登录本系统的前端界面时其可以使用GoogleChrome浏览器以及IE10浏览器等进行登录。而打开后端系统程序则需要使用MicrosoftVisualC++6.0及以上版本。若需要查看系统中的数据信息或对数据库进行拷贝则可以使用MySQL5.6及以上版本的数据库软件。由于本系统对计算机计算资源及存储空间要求较低，因此用户计算机仅需满足以下硬件配置即可。操作系统：windows10家庭版CPU:Inter530内存：512MB硬盘：50GB系统详细设计系统功能设计机房计算机管系统的功能可以分为以下三部分，其一是管理员管理功能，其次还有用户管理功能以及上级管理功能。机房计算机管理系统功能结构图如图1所示。图1机房计算机管理系统结构图在管理员管理功能中既包含有管理员登录功能、添加管理员等功能，同时也包括有修改管理员密码的功能。当管理员用户输入正确的账号与密码后便可以登录本系统，其在本系统中可以直接添加管理员的相关信息。在新的管理员数据信息添加完成后，新管理员便可以通过已经录入在系统中数据信息登录本系统。其次，管理员用户在登录本系统后还可以通过后台程序对其当前的管理员密码进行修改。在用户管理功能中主要包含有用户查询功能、添加用户功能以及修改用户功能。其中普通用户以及管理员用户可以通过登录本系统后对普通用户的相关数据信息进行查找。而管理员用户在登录本系统后便可以在其中录入普通用户的相关数据信息以便其可以自行通过输入账号与密码进行登录。同时，管理员用户在登录本系统后也可以对普通用户的数据信息进行修改或删除，当管理员用户将普通用户的数据信息删除后，其普通用户无法在使用曾经的账号、密码登录。在上机管理功能中主要包括有用户屏幕控制、发送文件以及搜集文件等功能。其中管理员用户或教师用户在登录本系统后可以通过利用该系统对学生所使用的计算机屏幕进行控制，从而方便教师的课堂教学。同时，教师用户以及管理员用户也可以直接利用本系统对学生用户的计算机进行文件发放，以便其自我实践的教学。在期末考察以及教学评估过程中教师还可以直接通过利用本系统对学生计算机中的答题册以及期末作品进行收集。这一功能既可以实现期末作品的按时提交，同时也可以有效提升教师的工作效率。系统数据库设计在高校机房计算机管理系统的数据库设计中大致需要建立以下几个数据表，其分别是管理员数据表、教师用户数据表、学生用户数据表以及机房计算机数据表。其中管理员数据表中主要包含有管理员ID、管理员姓名以及管理员密码及其出生年月日、联系电话、邮箱等相关信息。在以上管理员的相关信息中管理员ID为管理员数据表的主键，同时管理员用户在登录本系统时也需要使用管理员ID与管理员密码进行登录。其管理员用户数据表如表4.1所示。表4.1管理员用户数据表字段名称数据类型字段大小管理员IDInt10管理员姓名Vachar10管理员密码Vachar10出生年月日Int30联系电话Int30邮箱Vachar30其次，在机房计算机管理系统中还包括有教师用户数据表。在教师用户数据表中主要包含有教师用户的ID、教师用户的姓名以及年龄、性别、登录密码、联系方式、生日、住址等数据信息。其中教师ID及登录密码可以用于教师用户登录本系统，其教师用户数据表如表4.2所示。表4.2教师用户数据表字段名称数据类型字段大小教师IDInt10教师姓名Vachar10教师密码Vachar10性别Vachar4出生年月日Int30联系电话Int30住址Vachar20在机房计算机管理系统中也包括有学生用户数据表，学生用户数据表中大致包含有学生ID、登录密码、学生姓名、学生性别、出生年月日、所属班级以及联系电话等信息。其中学生ID与登录密码可以用于学生用户登录机房计算机管理系统。其学生用户数据表如表4.3所示。表4.3学生用户数据表字段名称数据类型字段大小学生IDInt10学生姓名Vachar10学生密码Vachar10性别Vachar4出生年月日Int30联系电话Int30所属班级Vachar20最后在机房计算机管理系统中还有机房计算机数据表。在机房计算机数据表中大致包括有计算机ID、所属机房以及空闲时间等数据信息，其中计算机ID可以帮助教师快速确定计算机在机房中的位置，而空闲时间则可以方便管理人员对机房计算机进行管理，从而有效提升机房计算机的使用效率。机房计算机数据表如表4.4所示。表4.4机房计算机数据表字段名称数据类型字段大小机房计算机IDInt10所属机房Vachar20计算机空闲时间Int30模块功能设计在机房计算机管理系统中主要有以下几个模块，首先是系统登录模块。在系统登录模块中含有两个文字提示框，其中一个文字提示框为账号提示框，而另一个则是密码提示框。此外，在系统登录模块中还包括有账号输入框以及密码输入框。同时为了方便用户登录本系统，在登录模块中还加入了登录按钮以及取消按钮。其次，在机房计算机系统中还有计算机预定模块。在计算机预定模块中主包含有计算机选择下拉菜单以及计算机空闲时间条、计算机占用时间条等数据信息，同时还包含有占用按钮以及取消按钮。管理员用户或教师用户在占用计算机时其首先需要通过在下拉菜单中对计算机ID进行选择，在选择完成计算机ID后管理员用户还需要选择该计算机的空闲时间并点击占用从而实现对计算机的占用。若需要取消占用则可以在选择占用时间后点击取消并在后续弹出的确认信息中点击确认。系统测试运行为了进一步加强机房计算机管理系统的实用性及稳定性，在设计、开发完成机房计算机管理系统后还针对其开展了黑盒测试以及白盒测试。黑盒测试“黑盒测试”是指监控人员根据系统设计目标和标准，通过测试的方式观察系统的外部运行，并澄清系统各部分的运行是否符合相应的标准，从而发现系统中的缺陷和错误。这种测试方法会把系统看作一个“黑匣子”，不会考虑系统运行的算法机制和内部机制。然而，这种方法具有很强的依赖性。只有在系统要求正确的前提下，才能准确完成相应的测试。如果需求发生变化或偏离，则需要再次测试模块。黑盒测试是指通过对该程序接口以及程序功能进行依次测试，从而诊断其机房计算机管理系统的实用性以及可用性。白盒测试“白盒测试”与之前的“黑盒测试”完全相反。其用户分析并检测系统的算法机制和内部结构，然后检查系统是否存在故障，以便更仔细地检查系统。因此，如果检查员非常了解系统的内部操作，通常建议使用此方法检测系统功能。检查员需要根据系统的实际情况和两种检测方法的特点，对管理系统的功能进行测试。如果经过测试，系统的大部分功能都能达到相应的运行标准，并且没有明显的错误和故障，则系统可以使用。但在系统运行过程中，要认真维护系统，及时解决问题，确保系统高质量运行。而白盒测试则是指通过对该系统的内部结构以及各项函数进行测试，从而判断其函数在计算中是否会出现错误的现象。通过对该系统进行黑盒测试与白盒测试可以得出机房计算机管理系统在运行过程中并不会出现算法错误以及函数错误等现象。结束语高校中机房计算机的管理不仅仅关系到计算机专业及相关专业学生的正常课堂学习及课后实践，同时也会对高校的发展造成一定的影响。若高校机房计算机管理效率较低那么既会对高校造成一定的经济损失，同时也会对相关专业的教学造成一定的影响。因此为了有