科研管理系统的网络框架研究

孟 梅，邓俊岚

MENG Mei, DENG Jun-lan

（武汉理工大学 科学技术发展院，武汉 430070）

0 引言

科研管理在高校管理中占据重要位置，科研管理的信息化水平直接影响着科研管理的效率、能力和科研工作者的积极性、创造性以及高校的综合实力。在计算机应用和网络应用广泛普及的今天，传统的大量纸质文件和文件柜，给科研管理人员进行数据统计、检索和宏观趋势观察都造成很大的困难。目前大部分高校都不同程度的建立了校园网，并且不断的壮大和完善，合理的利用校园网构建一个安全高效的科研管理系统势在必行。科研管理系统不同于办公自动化系统，前者相对规模大于后者，并且和办公自动化系统有着密切的联系。

1 科研管理系统是一个校园网应用

校园网承载着大量的应用系统，比如校园信息发布系统（一般是高校的主站）、电子邮件系统、办公自动化系统、教学管理系统、就业服务系统等。这些系统服务于管理人员、教学人员、科研人员和学生，同时个别服务还作为学校的形象宣传窗口接入Internet，有着更为庞大的用户群。科研管理系统是一个综合性的科研信息管理服务平台：

首先，它服务于高校决策层。高校决策层在对高校的宏观规划中，需要大量的统计报表、数据以预测发展趋势，为长期发展规划提供依据。数据的完整性、真实性和可靠性对于高校的规划有着极为重要的作用，科研管理系统可以做到将微观的数据信息进行统一规则的统计获得详实的数据。

其次，它服务于科研管理过程。在项目管理方面，项目申报、项目初审、项目报批、项目开展、项目结题，这些管理过程都需要在科研管理系统中体现，并对各个步骤进行严格把关，数据信息全部贮存于后台数据库以备检索统计。在成果管理方面，成果产生、成果统计、成果推广、成果转让，都需要以日志和文件的形式贮存于数据库和文件服务器中。同时，成果报奖也将依赖于这些项目的过程，论文、著作等大量的数据也能作为高校的知识资源。成果中的部分有可能以专利的形式体现，专利的管理除了国家专利局的数据统计外，高校也需要知道学校的专利申请情况、专利获得情况。

再次，它服务于科研工作者。科研工作者是高校的生力军，科研的发展带动高校的教学水平的发展和学生素质的提高，同时也提高学校的综合实力。科研工作者通过科研管理系统及时获取重要的通知、控制在研项目的进展情况、检索负责项目情况和参与项目情况、了解科研成果的转化情况等。

最后，它服务于科研成果的产业化。在高校科研中产生的科研成果只有应用于生产并产生不同程度的效益才能推动整个社会的发展，提高人民的生活水平。科研管理系统可以向互联网发布最新的科研成果信息，推广科研成果、提供技术服务，促进科研成果的产业化。

2 基于校园网的科研管理系统网络设计

校园网络是一个较为复杂的局域网，科研管理系统是校园网络的一个应用。网络结构设计的基本原则遵循以下原则：

1）尽量保护原有的投资，还要考虑到扩展性，以满足将来计算机系统的发展要求。

2）要考虑网络操作系统所能支持的用户最大数。

3）透明的网络环境及广泛的资源共享。用户不需要掌握专业的网络知识就能方便地共享网络上的软、硬件资源和信息资源。

4）网络具有良好的可扩充性。

5）具有较高的安全性及易维护性。

在科研办公子网内，科研管理人员使用客户机通过应用软件或者浏览器向数据库服务器发出请求，服务器给予相应，并将数据反馈给客户机，从而完成数据的录入、修改、查询、删除等操作。数据库系统和应用软件保证输入数据的正确性和完整性，并且将用户的所有操作记录为操作日志存贮在数据库中。科研办公子系统内部建立一个Web服务器，对办公子网之外的用户提供科研数据的检索服务和通知公告等服务。

在校园网内，办公子网防火墙保证办公子网的数据安全性，子网之外的用户不能直接访问数据库系统，科研工作者可以通过校园网访问科研办公子网的Web服务器获取信息或提交申请表单以待处理。互联网用户能够通过校园网访问科研办公子网的Web服务器，然后获取科研成果的最新信息。

3 基于C/S体系和B/S体系的最优构架

网络应用系统的软件体系结构一般分为两层结构与三层结构。两层结构指客户端与服务器端，客户端提供用户界面、运行事务处理逻辑，数据服务器接收客户端SQL语句并对数据库进行查询，然后返回查询结果。该结构最大的优点在于结构简单，开发和运行的环境简单。在系统设计理念上，两层结构有所谓“胖客户机”或“胖服务器”结构方式。胖客户机结构将事务处理逻辑在用户端处理，胖服务器则将之集成在数据库中。大量的数据流动为维护和编程带来了较大的困难。而且，其中包含的事务处理逻辑不能与其它应用共享。

三层结构方案是将数据处理过程分为三部分：第一层是表示层（Presentation），提供用户对系统的友好访问；第二层是功能层（Business Logic），专门负责业务逻辑的实现；第三层是和数据层（Data Service），负责数据信息的存储、访问及其优化。由于业务逻辑的实现被提取到应用服务器，因大大降低了客户端负担，由此也就成为所谓瘦客户机结构。与传统的两层结构相比，它有着更多的优点，如对应用结构任意一层修改时，只对其它层产生较小的影响。三层结构还具有较高的灵活性，三层的功能既可共存于单机之中，也可根据需要相互分开；同时，可在系统中共享事务处理逻辑，从而有效地减少重复代码，使系统更易于维护。因此，我们倾向于选择三层结构的网络应用系统软件体系结构。

B/S指浏览器/服务器（Browser/Server）结构，C/S指客户机/服务器（Client/Server）结构。系统在科研服务网系统采用B/S体系结构，该体系结构是典型的三层结构。这种结构不仅把客户机从沉重的负担和不断提高其性能的要求中解放出来，也把技术维护人员从繁重的维护升级工作中解脱出来，不再为程序的维护工作奔波于每个客户机之间，而把主要精力放在数据库服务器、Web服务器上程序的更新工作。三层结构层与层之间相互独立，任何一层的改变不影响其它层的功能，从根本上改变了传统的两层C/S体系结构的缺陷，更适合于为大量的科研工作人员和企事业用户提供稳定可靠服务。 系统在管理层采用C/S体系结构。这种体系结构将事务处理放在客户端进行，传递到数据库服务器是标准的SQL语句，减轻了服务器的处理大量的数据的负担，更多的进程提供给其他用户的数据查询，数据的完整性也得到了保证。在安全性方面，管理层有足够的权限对数据进行添加、修改、删除等操作，采用这种结构可以在保证系统的安全。

4 采用Linux提供数据库服务和Web服务

Linux是开放源代码系统，其开放性、低成本、开发模式等优势吸引着IBM、HP等网络界巨头对Linux不遗余力的推动，Oracle、Sybase等主流的数据库、中间件、应用开发工具等软件几乎都支持Linux系统。在安全性方面，Linux的开放源代码使得很多人参与到系统的不断功能完善和系统漏洞修复中，Linux的网络恶意攻击抵御能力勿庸置疑；在价格方面，Linux是一个开源的系统，可以自由的复制、自由升级、自由移植，同时专业的Linux服务提供商很好的将各种Linux服务集成在一起，只要支付一定的费用，用户就可以获得优秀的服务；在可用性角度看，Linux的稳定性主要取决于系统设计的结构，Linux的设计借鉴了Unix的体系结构，起开发的初衷就是为了满足服务器的开放性应用需求，经过多年担任服务器开放性应用需求，其稳定性、安全性和可靠性得到了业界的广泛认可。

MySQL是当前网络中使用广泛的数据库之一，特别是在Web应用上，它在中小型应用中占绝对优势。这一切都源于它的小巧易用、安全有效、开放式许可和多平台，更主要的是它与三大Web语言之一——PHP的完美结合。Mysql数据库还为开发者集成开发企业应用提供了广泛的驱动程序，目前提供了MySQL Connector/J for the Java platform、 MySQL Connector/ODBC for the ODBC application programming interface、 MySQL Connector/Net for the.NET platform。

PHP（“PHP：Hypertext Preprocessor”，超文本预处理器的字母缩写）是一种被广泛应用的开放源代码的多用途脚本语言，它可嵌入到 HTML中，尤其适合 WEB 开发。

5 科研管理系统功能模型

科研管理系统主要包括三个部分：科研管理系统、数据库系统、科研服务网系统。其关系和功能如图1所示。

用户及权限数据库贮存了管理人员、科研工作者、科技网用户的用户名、密码及权限信息，由此控制其对功能模块的访问权。并且在物理上分离了科研管理人员和科研工作者及科技网用户，科研工作者使用科研管理系统进行管理，其他人员使用科研服务网获取相关信息。这样既保证了系统的安全性又使得系统具有极强的可伸缩性，管理人员在管理权限上也得到了恰当的约束。

图1 科研管理系统功能关系模型

管理人员对科研数据库的所有操作事件都将被贮存在操作事件库里，以便对日后产生的纠纷进行技术上的检查，达到了责任的明确化，对于规范科研管理有很大的帮助。同时，管理人员在处理好一些事务后或者有通知公告时，可以选择向特定用户（组）发送电子邮件。

科研项目申报是科研工作中比较烦琐的事务，由于目前国家的各类项目、地方的各类项目、学校的项目在申报规范和规格上都有很多的区别，并且相应机构的申报表格或者申报程序不能完全兼容，所在在项目申报系统上需要存在很大的灵活性。系统开发人员将根据各年的不同基金的申报表格（系统）的不同开发相应的程序，以适应项目申报的要求。

6 在系统实施中应该注意的若干问题

1）在系统分析阶段，需要在现有的业务流基础之上和管理者做深入的交流，尽量做到对现有业务流的规范化，在必要的时候可以建立管理制度进行约束。

2）由于B/S结构是建立在公开的、开放性的技术基础之上，采用的TCP/IP、HTTP、SMTP等协议都隐含着许多不安全的因素。因此，在采用了B/S结构的同时，从保障信息安全性的角度考虑，采用防火墙等技术措施来防范各种可能的非法入侵。在软件控制上，采用口令、ID文件等多层次的身份认证措施，确保数据的安全保密，关键部位还可使用USB加密卡等。

[1]Daniel P.Bovet,Marco Cesati,陈莉君,冯锐,牛欣源,译.Understanding the Linux Kernel (2nd Edition).北京:中国电力出版社,2004.

[2]Jonathan Corbet,Alessandro Rubini,Greg Kroah-Hartman,魏永明,耿岳,钟书毅译.Linux Device Drivers(3rd Edition).北京:中国电力出版社,2004.