开放式机房管理系统的设计

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摘 要 ：详细介绍了开放式机房管理系统的开发背景,系统总体设计与构成以及管理系统各模块的功能.

关 键 词 ：计算机机房；开放式管理系统；系统结构与功能

中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)18-31636-02

The Design for Management System Software of Open Computer Room

LI Lin1,SUN Xiao-fang2

(1.The Department of Computer Teaching and Learning Anhui University,Hefei,China,Hefei Municipal Bureau of Culture Radio & TV Press and Publication,Hefei,China)

Abstract:This essay is a very good introduction to the development background of the management system software of the open puter room.

Key words:puter room,open management system,system structure and function design

跨入21世纪后随着计算机技术和网络技术的快速发展,当今社会已经转变为一个信息化的社会.随着教育信息化的不断深入,学校的机房建设规模越来越大,在大规模的机房硬件建设的背后,大型机房的综合维护和管理也越来越成为一个难题.大型机房的综合维护和管理是一项非常繁琐的工作,除了硬件维护以外,系统及课程应用软件的安装、机房排课表、自由上机的机时费统计和收取等工作需要许多人员花费大量的时间完成.计算中心作为大学计算机基础教育的主要实验室,计算机数量在近年大幅增加,如何高效的管理好这些计算机成为现阶段机房管理的一个主要问题.

1.校园机房管理遇到的问题

2004年磬苑新校区行知楼的建成,该楼设立机房五层共十间,面积共2600平方米 ,机器数量达800－1000余台.现阶段只使用了三楼到五楼的六间机房,有计算机600多台,学校为计算中心提供了非常优秀的硬件环境.一流的硬件环境需要一流的管理,计算中心是为全校计算机基础教学提供服务的主要场所,现主要开设《大学计算机基础》和《计算机应用基础》课的上机实验课程,同时兼顾学校公选课的上机实习任务,并为全国计算机等级考试安徽省中心考点.为了将中心建设成面向全校师生的教学、教研、上机实验基地、计算机应用培训基地和计算机文化教育基地,中心领导考虑采取“公共开放实验室”管理模式.在不断的探索和实际操作中,碰到以下一些问题：

(1)机房的机器数目方面,一方面由于学校办学规模的扩大,所需计算机数量增加,而另一方面由于机构改革,精简编制,计算中心管理人员数量增加有限；随着学校办学规模的扩大与高校的扩招所需计算机数量增加,而计算中心的实验管理人员却没有大量增加.

(2)教学方面,难于统计查询数据.完备的上课以及上机档案记录,是教学管理的必备数据,只有这样才能对机房的运作进行便捷的统计分析并打印报表,对老师上课,学生的上机情况进行随意查询.而现有的方式是通过实验室人员手工记录,工作量大而且会有误差.

(2)机房开放方面,手工安排上机课表,因管理人员无法及时了解每天机房安排课时上机情况,易造成冲突,调度不方便,费时费人费力.在整个上机过程中,管理人员需随时进行上下机查卡登记、人数核查、超时检查等工作,造成管理混乱和费用增大的问题.上机实验课不方便,管理工作量大.实验室开放无法真正实现,资源没有得到有效利用.

(3)收费管理方面,现有的计费方式无法进行有效、准确、方便的财务核查和统计工作,必然造成经济损失和管理混乱.由于计时和费用换算问题,人工登记划卡不适用于随上随下和根据不同时间、机型以及特殊培训等条件实行不同收费标准的管理方式.

要解决这些问题就需要有一个先进的、高效的、功能齐全的机房管理系统.

2.开放式机房管理系统的特点

(1)系统使用方便维护简单、扩展性好、真正实现机房开放式管理.

(2)最大限度的地减轻了管理员的压力,为学生自由上机提供了方便,是学校机房管理、培训中心提高管理信息化和自动化水平的理想选择,结合学校现有的校园卡实现一卡通用.

(3)集中管理、独立控制计费的系统模式控制计费,结合监控系统可安全可靠的实现机房开放的无人值守、彻底解放了机房管理人员杜绝了机房的门禁瓶颈,解决了高峰时学生拥堵现象.无流通、无管理黑洞,彻底保障了收费的帐务安全强化了机房管理,合理安排自由开放与教学上机时间一卡通行,符合机房一卡通要求多种明细的报表记录,符合管理规范.

(4)基于Windows2000/XP平台的软件和硬件还原卡结合使用的管理系统.系统采用服务器/客户机(C/S)方式,方便地实现多用户端、多机房统一管理.系统功能齐全,可基本实现机房管理规范化、自动化以及信息化.具有稳定、实用、操作简便等特点.

3.目前大多数机房采用的计费管理方式

目前大多数学校采用的机房计费管理系统主要有人工计费,软件计费,硬件计费,软件硬件结合起来计费.

(1)人工计费

人工计费方式是种较早出现的计费方式,现在几乎没有学校的机房在使用此种方式了.

(2)软件计费

软件计费是建立在计费软件的基础上的,也可分为单机版本的软件计费和基于C/S架构的计费软件两种.单机版本的软件计费,这种计费方式很简单,在机房的入口处放置一台安装有计费软件的PC机,学生上机时需要在计费机上刷卡,然后就可进入机房上机.下机时只需在计费机上再刷一下上机卡,系统就会自动从把学生上机所需费用从卡中扣除.基于C/S架构的计费软件,这种软件计费方式需要在机房里每台机器上安装客户端计费软件,客户端软件通过网络和计费服务器进行通信.上机时首先在客户端验证用户身份,下机时用户同样要在客户端注销登录,这时由服务器计算出上机费用.软件计费方式的优点是安装和维护很方便,市面上有很多此类软件挑选余地大,费用不高,计费较为准确.缺点是安全性差,几乎所有的计费软件都可以找到它的方法,一但学生绕过计费软件就给管理带来很大的麻烦.无法和校园卡实现互连也是计费软件的一个不足之处.

(3)硬件计费

即每台计算机上加一块控制卡和一个ic卡读卡机.学生上机时要把卡插入读卡机器.纯硬件产品的前期安装费用和后期维护费用非常高.每台计算机都需要安装一台读写器.因为质量好的读写器一般价格较高,而纯硬件产品开发商为了降低成本,所以选取的是质量比较差的产品,这样读写器的寿命不会太长.经调查,一般为0.5－2年,甚至更短.这样,后期的维护投资非常大.部分纯硬件产品还存在对主板插槽的支持兼容性问题.综上所述这种纯硬件的计费方式在使用中也存在很多不足之处.

(4)软件硬件结合起来计费

软硬件结合的产品,技术比较成熟.它只在机房或者入口处设刷卡机,每台计算机的管理,通过软件来实现.收费通过硬件来收取,而管理通过软件来管理.这样,就集中了硬件的安全性和软件的灵活性的优点.它选用的刷卡机,技术成熟,可靠性高.正常上课时,可以设置为不让学生刷卡进入机房.还可以按照课程表,把上机时间输入到系统中去,这样,自由上机时,系统会在每台计算机上自动弹出登录窗口.软件硬件结合的方式安全性高,学生不易绕过认证过程,机器和系统的日常维护比较简单,而且费用较低.现阶段这种方式的系统是最安全,最稳定的.

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4.需求分析

从这几年参加机房管理工作的经验来看,需要的机房计费管理系统应能达到和解决如下一些问题：

(1)应支持现在多种操作系统（如Windows98,Windows2000,Windows XP等）

(2)应采用BIOS底层编程技术与保护卡无缝结合,使记费从底层登录,可以增加安全性和稳定性.并且能够“跨网段”“跨路由”无需在各个网段搭设服务器,可以减少学校的资金投入.

(3)学生应该刷卡上机,刷卡离开,实现机房无人化管理,与校园一卡通项目做接口,学生可以直接使用校园卡刷卡上机,避免了在上机卡上的重复投资同时也在财务管理上与学校保持一致.

(4)与门禁刷卡监控录像结合,使老师更方便的对学生刷卡上机的整个过程进行实时的监控或调用当时某段时间的录像,查询刷卡当事人.

(5)要求可以通过服务器对机房内的机器进行集体强制软关机和集体唤醒,可以提高机房的管理效率.

(6)教师可以直接在服务器上直接控制和查看学生机的使用数量,并且可以实时监控学生机的屏幕.

(7)对于学生正常教学时间上机课进行排课预约,预约过的班级在规定时间上机不记费.

(8)可以指定学生上机使用的合法程序,可以排除游戏程序提高上课效率.

(9)对于学生访问含有,暴力,反动内容的网址,可以进行屏蔽.并可以在服务器上保留每台机器上网的历史记录.

(10)可按照要求统计出学生在某段时间内在机房消费的金额,并且生成可打印的报表.

5.系统结构与功能

(1)系统的结构

该系统利用了现代非接触式IC卡技术,数据库技术,网络技术,还原卡技术所开发的开放式全自动化计算机机房管理系统,具有安全性好,稳定性强,管理方便,计费精准,维护简单等特点.非接触式IC卡又称射频卡,是世界上最近几年发展起来的一项新技术,在卡片靠近读写器表面时即可完成卡中数据的读写操作,它成功地将射频识别技术和IC技术结合起来,解决了无源（卡中无电源）和免接触这一难题,是电子器件领域的一大突破,与接触式IC卡相比较,非接触式IC卡具有可靠性高,操作方便、快捷,安全防冲突等优点.系统数据库采用微软的SQL2000数据库系统.本系统的底层登录技术堪称机房计费领域的一次突破性的技术进步.它采用最底层编程技术和还原卡紧密结合,在还原卡的ROM芯片内嵌入管理程序,计算机加电后首先启动计费管理功能,并采用标准的TCP/IP协议与服务器通讯,以进行远程安装设置和计费验证.

图1 系统结构图

(2)系统功能

机房管理系统分服务端、管理端、学生程序端三个部分.服务端主要负责学生端、管理端与服务器的通信以及数据存取和备份.安装在Windows 2000 Server或者Windows 2003 Server上.管理端 管理员通过管理端可实现所有的管理功能和远程控制管理端可在任意windows平台上安装,并可与服务端分别安装在不同的机器上.学生端 通过学生端来实现对学生的管理与控制,学生端可安装在WindowsXP或Windows 2000 Professional上.

单机保护模块：具有多系统功能,一台电脑可同时安装DOS、WIN95/98/2000/Me/NT/XP LINUX等多个操作系统,具有瞬间复原系统的能力,还可以防止DEBUG等汇编工具攻击BIOS.

a.网络克隆模块：机器无需驱动、无需分区、就可以自动连线、还支持网络唤醒、自动修改机器IP地址与机器名、分组网络拷贝的等功能.

b.远程管理模块：具有远程开关机、远程监控、信息的发送、文件分发、软件分发等功能.利用远程控制功能可以将学生机重启、关机及远程开机,还可以实时监视或直接操作学生机.一节课上完之后可能会有一大部分学生忘记关闭电脑,如果使用远程管理,老师可以在一台机器上就可以对所有的机器实现远程的开关机,这样每天无形中为学校节余大量的电,也无形中延长了电脑的使用寿命.同时,在上课的过程中还可以随时查看学生机的桌面,并远程进行操作指导.

c.帐户管理模块：具有IC卡管理、帐户管理、帐户查询、其它消费等功能.帐户管理模块主要是功能是建立和管理全校学生及教工的帐户,帐户的设置主要通过和校园卡服务器的接口进行数据交换得来,这样学生只要使用校园卡就可以登录上机.学生可以通过帐户管理模块来维护和查询自己帐户的信息,同时管理员可以对帐户进行管理,如对于违规操作的帐户管理员可以进行封锁.多级别的管理员设置 控制不同管理员的操作权限,保留不同管理员的操作记录.多管理员支持方便管理员在不同地方同时对机房进行管理.如收费员在财务室收费,机房老师在机房管理机器,领导在办公室查看、了解机房情况.

d.机器管理模块：具有机房机器注册、调整费率、修改收费模式等功能.机房内接受管理的机器必须要在机房管理模块中进行登记,可以单台输入,也可批量导入.管理员可以根据机器的配置不同等原因,给不同的机器设置不同的收费系数,这样这些机器的上机价格就不同,价格＝收费系数×收费类别中规定的价格.系统默认值为1.每台机器都有两种模式,登录模式表示用户必须输

入正确的用户名后才可登录,而免费模式表示该机器不需验证身份即可登录.在机器管理模块中还可以禁用被管理机上的usb接口,软驱,光驱.机房管理模块针对开放式机房,提高机房资源利用,方便学生上机,减轻机房老师管理工作量.实时辨别及处理上机、下机情况,实时计费,实时处理各种异常情况.实现上课和业余上机管理规范自动化、流程化.

e.教师管理模块：具有教师登记、安排上级课时辅导等功能.主要就是登记教师的相关信息,在预约的时候需要选择教师.

f.排课管理模块：具有分配上机课时、安排机房、智能向导、临时预约、排课查询等功能.实现机房上机智能、动态排课及上课,满足正规机房教学任务,实现机房正规上课上机课时量化及细化管理.集中规划教学任务规定上机实习课时,动态安排上机课程、上机地点、上机时间以及上机实习内容,集中或分散刷卡上/下机,自动管理识别业余上机和正课上机.做到排课方便,机时管理细化.

g.统计查询模块：具有在线用户查询、帐户查询、机器查询、机房统计、管理员信息等.分级分权查询统计上机、上课、开户、存款、退卡、旷课等各种情况,个人上机上课情况.综合查询、单项查询、模糊查询等功能快捷方便.能够让财务核算部门按不同的机房名称分别查询出机器的使用情况,收入情况等相关信息；能够查询某管理员的工作信息；能够查询某一台微机的使用情况；能够对某一用户卡的具体的信息进行查询,查询该卡的剩余费用、查询该卡的使用的具体情况、每次上机的信息、每次的交费情况、上机费用,所余费用等等.

6.结束语

本系统采用了“底层登录”这一技术,再与硬盘保护卡合而为一,解决机房

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