摘要：
分析了我校网络数字化实验室的管理现状和存在的问题，提出了实验室数字化管理的必要性，分析了分布式管理系统的架构及存在的优点和缺点，提出将Agent技术用于计算机网络实验室的数字化管理系统中的可行性.
关键词：
分布式系统；数字化实验室管理；Agent技术
随着我校数字化校园建设规模的扩大，数字化实验室越建越多，在各学科教学改革中的作用也越来越明显.如何管理好这些实验室，为学科教学提供良好的软硬件环境，让它们发挥更大的作用，是摆在我们面前的问题.
1我校网络数字化实验室的管理现状
目前，我校的数字化校园建设已经初具规模，但是我校实验室的管理还停留在传统的管理模式即人的管理上：上机记录需要人来填写；安排上机需要人来安排；计算机出现故障时不能及时发现，需要老师检查才能发现；学生上课时玩游戏难以控制；实验室的设备也没有防火防盗设施等等.如何解决这些问题，使数字化实验室的管理规范化，就需要我们探索出一个适合的、功能全的系统.
2分布式数字化实验室管理系统
计算机实验室的管理由传统的管理模式向先进的数字管理模式转变，由最初的单一管理功能转变为多样化管理功能，由单个计算机实验室管理转变到全校分布式互联计算机实验室统一管理，这要求采用多种先进的软件技术，构建一个分布式数字化共享管理软件平台，包括统一实验室管理、上机认证、多媒体教学、网上行为等，提供统一的认证入口，并且和我校现有的一卡通和网络身份认证系统接轨.分布式管理系统是建立在计算机网络基础之上，具有高度的内聚性和透明性，它涉及到多个计算机实验室、成百上千台计算机和多台服务，为了确保计算机之间的通信畅通无阻，系统采用了C/S（客户机/服务器）模式，用Socket多线程和多端口技术编程，以保证多台计算机、多个用户之间的正常通信.
2.1系统设计
分布式管理系统要求所有的计算机数字化实验室管理采用统一平台，一个后台数据库，放在网络中心集中管理.数据库不对实验室公开，实验室只负责教学及实验管理和学生自助上机.整个系统的框架图如下图所示：
2.1.1硬件组成
分布式管理系统的硬件主要由主服务器、各实验室服务器、学生用计算机、监控机、刷卡机等组成.主服务器安装SQLServer数据库和主服务器端程序，主服务器中存储全校师生的基本信息数据和全校的计算机专业课和公共课课表以及实验安排表；各实验室服务器安装SQLServer数据库、实验室服务器端程序，并和刷卡机相连，这个服务器负责学生的刷卡注册并记录学生们的上课和实验情况，并且和主服务器进行数据交换；监控机安装监控程序，实时监控火警、盗警以及学生是否玩游戏等情况；学生机安装客户端程序，将学生的上课及实验信息传回实验室服务器，并且受控于监控机.
2.1.2软件设计
分布式数字实验室概念就是集成多种软件技术，包括集成了底层管理、内核保护、动态屏幕截取、屏幕监控、网络阻断等多种软件技术，更好地完善数字化实验室的专业管理，以解决数字化实验室的统一管理、信息认证、多媒体教学、网上侦听及阻断等多种专业的管理要求.
2.1.2.1系统程序的构建与设计
分布式管理系统是多个计算机的统一整体，成百上千台计算机和多台服务器分布在不同实验室.所以根据这样的分布式特点，管理系统基于Win-dows7操作系统平台，采用C／S（客户机/服务器）模式，并且应用VC++软件进行编程.整个系统主要分为主服务器端、各实验室服务器端、学生端和监控端，通过VC++和Socket多线程网络编程使系统各部分有序地结合在一起，以完成系统的相应功能.
2.1.2.2数据库的组建
分布式系统采用SQLServer组建数据库，并使用ADO数据访问技术与各程序相连，根据分布式管理系统所要实现的功能，在数据库中建立相关的表，主要的数据表如下表所示.
2.1.2.3数据的备份
分布式管理系统是建立在网络基础之上的多台计算机的应用系统，所以，为了防止由于各种病毒的侵入、学生的非法操作和计算机硬件损坏等因素对系统数据的破坏，系统设计了本地备份和远程备份两种备份方案，以确保系统能正常运行.
2.1.3与校园一卡通的对接
我校数字化校园的平台—校园网已运行使用，校园一卡通也在教务处、食堂、图书馆等部门广泛使用.如何将计算机实验室的分布式系统与一卡通系统对接呢？对接方式有两种，一种是紧耦合方式，就是两个系统进行对接，系统只使用一个电子钱包，使用一卡通的卡内信息，学生的信息从卡上直接读取，并在需要的情况下把产生的记录传送到一卡通中心的数据上；另一种是松耦合方式，就是两个系统先不进行对接，系统有两个独立电子钱包，在计算机实验室的刷卡机上刷卡只使用一卡通的卡号信息.具体使用哪种耦合方式再根据具体情况做出选择.
2.2分布式数字化实验室管理系统的优点和缺点
2.2.1分布式计算机数字化实验室管理系统的使用，使实验室的管理开启了数字化模式，在规范实验室管理和提高实验室的效率方面的优点是毋庸置疑的.分布式管理系统是建立在网络基础上的多台计算机协作运行的管理系统，因为多台计算机相互协作完成一个共同任务这样就加快了系统的处理速度，简化了主机的逻辑结构；多台计算机间可以随时交换信息，实现数据和资源共享；成本低，易于维护，可以逐步实现实验室的自动管理与无人职守；由于后台系统与服务器端是采用分布联接方式，而学生端与服务器端连接，所以系统能支持多达10万台远程计算机的实时连接及实时的后台数据处理，以便于管理的实验室数量和计算机数量根据需求随时进行扩充.
2.2.2尽管分布式管理系统有许多优点，但也存在一些缺点.首先，由于分布式管理系统是基于经典的C/S模式，即将分布式应用分解为客户和服务器两大部分，服务器只有在接到客户的请求后方能提供服务；第二个潜在的问题是通信网络，因为系统是基于网络平台之上的，那么网络的信息丢失或饱和都将会抵消我们通过建立分布式系统所获得的大部分优势；第三是安全问题，数据易于共享是具有两面性的，由于在分布式管理系统中，整个系统中的数据都可以方便地存取，所以系统的安全性问题成为我们经常要考虑大问题.
3将Agent技术应用于分布式数字化管理系统中
Agent技术是一种处于一定环境下包装的计算机系统，为实现设计目的，能在该环境下灵活的，自主的活动.在分布计算领域，通常把在分布式系统中持续自主发挥作用的活着的计算实体称为A-gent.它能够有效地缓解顺序的、集中的控制对系统的约束，以一种并发的、非集中的方式来寻求问题的解决.基于Agent技术的分布式系统使人们跳出了C/S系统的局限，适应了应用需求的发展.在分布式计算机数字化实验室管理系统中加入Agent技术，开启了新的计算机数字化实验室管理系统模式，在这种新的模式中，Agent既是系统的基本构成单位，又是系统中独立运行的实体.这种模式不仅可以占用更少的网络，还可以缩短网络连接的时间，减少网络阻塞的发生，使系统更加安全和可靠，以便更好地对计算机实验室进行管理；而且由于Agent具有交互性和主动性，查找信息和远程交流更加方便快捷，提高了实验室的管理效率，保证了实验室分配的准确性，还降低了人工干预的费用.
3.1系统平台模式
基于Agent的分布式计算机实验室管理系统在传统的C/S（客户/服务器）构架上增加了一个s（分服务器）层，服务器层之间使用Agent层，即C/s/A/S（客户端/分服务器/Agent/总服务器）模式，这种模式与传统模式相比，占用客户端的资源很少，要求客户端条件比较低.即使网络出现故障断开，学生端只要与本实验室的服务器连接就可以继续进行刷卡，等网络重新连接上之后，实验室服务器上的记录即可传到总服务器上.这种模式降低了系统对网络的依赖性，并且允许间断式的连接，提高了网络的利用率.
3.2分服务器层的实现
分服务器层在系统里相当于一个“桥梁”，起着连接作用，上面连接总服务器，下面连接客户端，并为客户端提供服务.分服务器层使用一个ClientSocket组件即TclientSocket类与总服务器相连接，并且使用ServerSocket组件即TserverSocket类给客户端提供服务.如果需要向总服务器发出请求数据时，由ClientSocket组件申请与总服务器建立连接，并把总服务器反馈回来的信息进行相应处理后存入分服务器层数据库中，供以后使用.ServerSocket组件一直进行网络监听，当某个客户端发送过来数据时，它接收数据并进行相应处理后，把处理结果送还给这个客户端.
3.3数据库结构设计
在任何一个管理系统中，数据库都是系统的核心.在基于Agent技术的数字化实验室管理系统中，总心服务器、各实验室服务器、客户端都得围绕着数据库来运行.由于数据库的数据存储量大、访问的用户数目多.所以对数据的安全性和一致性要求比较高，对访问速度的要求也比较高.在基于Agent技术的数字化实验室管理系统中采用SQLServer组建后台数据库，并使用ODBC驱动程序将各种数据库程序互相连接，以保证用统一的方式处理所有的数据库.计算机实验室的数字化管理是实现数字化校园的重要组成部分，随着我校教学改革工作的深入，计算机公共课和专业课的上课与实验、老师的科研、学生的创新项目设计都在计算机实验室里进行，计算机实验室的作用越来越重要，数字化管理的实现也迫在眉睫.我们将不断地探索和完善计算机实验室的管理模式，早日实现计算机实验室的数字化管理.
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作者:张兰 单位:赤峰学院