第三章 网站需求分析
本章介绍了实验室网站需求分析。主要讨论了开发目标、内容、需求分析、用例描述和数据备份需求等问题。采用 UML 语言为实验室网站系统以及各子系统需求建模。
3.1 网站开发目标
我们开发实验室网站具有以下目标：
（1） 良好的实用性：提高实验室管理人员的工作效率，方便学生和教师对实验室资源的使用，并将现有的实验室管理系统的数据资源充分利用起来。
（2） 可靠性：软硬件运行稳定可靠，主机具有一定的容错性，硬盘采用 RAID1 或者 RAID5存储数据。
（3） 安全性：采用安全登录技术，比如密码加密，图形化验证码，保证一定的数据安全性。
（4） 可维护性：使用主流的技术开发，资料齐全，后期开发维护的难度与成本比较低。
（5） 模块化：使用模块化设计，争取做到模块独立性，模块内高内聚，模块间低耦合[13].
（6） 异地备份：对于关键数据进行异地备份。根据国际标准 SHARE78,见表 3.1,至少达到灾难恢复系统第 2 层次的要求（即 12-24 小时备份一次；文件级；数据丢失量一天以内；电子备份；文件定时数据更新和恢复；备份主机为活动）[14].
3.2 性能方面分析
我们开发实验室网站应该具有以下性能：
（1） 用户数的需求：满足最大的并发用户数。通过调查研究，一般学生用户大都是在非课程上机时间访问实验室网站，非课程上机的机器数量一般不会超过 80 台，所以最大并发数一般不会超过 80 人。
（2） 响应速度：网页最长等待时间的在 6~8 秒之间。对于 Web 浏览业务，用户体验的好坏与网页的打开时间息息相关。国际标准组织 ITU-T 在大量研究的基础上也对此做出建议，网页打开时间首选为 2 秒以内，用户可接受的时间为 4 秒以内[15].国内有许多研究都表明，用户最满意的网页打开时间在 2 秒以内。用户能够忍受的最长等待时间在 6~8 秒之间。这就是说，8 秒是一个临界值，如果网站打开速度在 8 秒以上，那么大部分访问者很可能都会离去[16].
3.3 网站用户的特点
实验室网站面向全校师生和管理人员，人数众多，各类人员都有。本课题需要对用户进行分类和角色权限划分，针对不同类型用户进行相应的需求分析。在人机界面设计方面需要考虑不同用户的需求和计算机操作能力的差别，界面尽量简洁。将网站的链接深度和广度设计在一个合适的均衡点，深度过大的网站不利于用户快速获取信息，广度过大的网站则容易让用户在无数并列的超链接面前不知所措[17].
3.4 需求分析
长期以来，我们一直使用传统的人工方式和一些零散的管理系统来管理机房的日常业务，其操作耗费人力物力。比如发布公告课表等只能通过公告栏张贴纸质信息，限于张贴空间，课表也无法一次将本学期的全部安排都贴出来，需要定期更换。在现有的机房管理系统中对账号管理也极其有限，仅实现了诸如余额查询和密码更改等简单操作，而像历史记录及当前机房负荷等问题根本没列入考虑。鉴于网站最大的用处还是在于辅助教学，我们可以加入自动化的课堂点名功能来更全面的服务教学。由于机房是一个重要的教学管理场所，因此对机器的维护和历史信息的统计就显得非常必要，这样有助于保证机器正常运行和对机器使用的合理规划。
鉴于以上内容，我们建立一个实验室网站来统一管理这些信息，从而减轻实验室的管理人员的工作量，同时方便师生更充分的利用实验室资源。
首先，对最大的用户群体--学生，本系统除了具有个人信息查询（主要用于余额查询）功能外，还要让学生查看自己的上机历史以核对计费信息，所以我们需要加入上机历史记录查询，返回给学生本人在指定时间内的所有上机历史明细。由于机房不仅要管理上机情况，还涉及到计费管理的问题，也就是说充值历史也属于机房管理的个人信息范畴，即学生应该可以查看到自己的以往充值记录。除了充值，转账也是一种资金交易，学生之间可以相互转账来管理个人账户金额，系统应该将此操作记录下来，保留为个人信息供学生查询。
其次，管理员对某些统计数据的查询也将影响到对机房管理和维护的决策。管理员应当拥有学生部分的几乎所有功能，比如密码更改、信息查询、上机和充值历史记录查询。对后两者管理员当然有相对更高的权限，即可以几乎不受限制地查询到所有记录及其统计信息。
针对机房对课程安排的管理，加入对预订课时、实际课程上机课时和自由上机课的统计，作为进一步调整上机安排的客观依据。鉴于对机房维护的必要性和重要性，增加了对各机器使用记录的统计和数据分析，记录近段时间内各个机器的使用情况，以此作为判断机器运行正常与否的考量之一。管理员可能需要查看目前的欠款情况，了解哪些学生当前欠了多少钱，因此该功能也应该加入到了本网站中。
对于教师用户，我们应该提供课堂点名的功能，这就解决了老师需要在机房来回走才能完成考勤的麻烦。
最后，本系统应该提供了一些必要的公共查询功能，用户不必登录就能查看。比如课表查询、人员查询。这里，人员查询是用于查询某一用户当前所在位置。另外，考虑到以往想要自由上机的学生每次进机房都要花时间找空位或者课程上机的学生找不到上课安排机位的问题，我们提供了查看当前机房状况的模块，可以直观地定位到相应机位，避免了上述的麻烦[17].
3.4.1 用户分类
针对不同登录身份，网站将提供相应的功能。登录用户主要分超级管理员、管理员、教师、学生以及游客五种身份。其各自功能分配如下：
（1） 管理员：学生密码更改，学生信息查询，资金统计，上机历史记录查询，欠款信息查询，机器使用状态查询，课内/自由上机机时统计。
（2） 超级管理员：主页信息发布与维护、留言板信息的审核功能。
（3） 教师：人员查询、课堂点名和上机历史记录查询。
（4） 学生：个人上机历史记录、充值历史记录、转账历史记录、账号信息查询以及转账操作，更改密码操作、留言。
（5） 游客：人员查询、课表查询、当前机房状态查询。
根据以上分析得出具体业务需求，UML 设计用例图[19]
如图 3.1.
3.4.2 网站主页需求分析
网站主页主要功能如下：
（1） 最新公告；（2） 规章制度；（3） 教学信息；（4） 动态图片自动播放功能；（5） 动态小喇叭信息展示功能；（6） 导航条：中心概况、查询机房状态、课表查询、用户登录/注销功能和留言板（匿名访问）。
以上功能匿名用户（游客）可以访问，不需要登录。具体业务需求见用例图图 3.2.
3.4.3 管理员用户需求分析
管理员登录成功后，应该具有的主要任务如下：
（1） 更改学生密码；（2） 维护计算机（查找故障计算机）；（3） 管理员管理留言板；
3.4.3 管理员用户需求分析
管理员登录成功后，应该具有的主要任务如下：
（1） 更改学生密码；（2） 维护计算机（查找故障计算机）；（3） 管理员管理留言板；
3.4.4 学生用户需求分析
学生用户登录成功后，应该具有的主要功能如下：
（1） 密码更改；（2） 学生在留言板发表留言；（3） 查询功能（上机历史记录查询、校园卡充值记录、转账历史记录和查询个人信息）。具体业务需求，见用例图图 3.4.
3.4.5 教师用户需求分析
教师用户登录成功后，应该具有的主要功能如下：
（1） 查询学生出勤；（2） 查询学生上机历史记录；（3） 查询学生信息。
具体业务需求，见用例图图 3.5.
3.4.6 超级管理员用户需求分析
超级管理员用户登录成功后，应该具有管理网站主页的功能，主要功能如下：
（1） 编辑动态图片功能；（2） 编辑最新公告功能；（3） 编辑动态小喇叭功能；（4） 编辑规章制度功能；（5） 发布教学信息。
具体业务需求，见用例图图 3.6.
3.5 网站主要功能
网站主要需要实现的功能如下：
（1） 网站主页管理：包括最新公告、规章制度、教学信息和动态广播条等；主页中信息更新的管理。
（2） 留言管理：包括浏览留言、发表留言、审核留言。
（3） 用户管理：本网站设计是按照人员权限进行管理，不同的人有不同的权限，根据不同权限的用户访问不同的页面。网站用户包括游客、学生、教师、管理员。
（4） 实验室基本运行情况：实时记录各机房所有计算机的运行情况，用于返回机器的空闲状态；查询实验室课程表：根据机房课程安排记录返回各周各机房的课程安排，供教师和学生查询。
（5） 学生用户管理：学生上机记录查询，包括每次的上机起止时间、上机状态（课内课外上机）和计费信息；查询智慧校园卡转帐信息。
（6） 教师用户管理：查询学生的课内课外的上机记录，统计学生出勤等信息，为教师教学研究提供数据源。
（7） 实验室管理员：实验室运行情况的统计和查询；学生信息查询。
（8） 计算机职能维护：通过 SQL Server 数据挖掘技术，创建挖掘模型，训练挖掘模型，实现预测查询。根据数据库中累积的学生上机记录和管理人员的维修记录，准确发现计算机故障。提高故障检测效率及实现实验室智能化管理，使得机房的维护和运营可以更加科学化、合理化。
3.6 本章小结
本章通过对实验室的实际调研，进行了需求分析，明确了网站开发目标，网站性能，网站用户特点，网站主要功能以及详细的用户需求分析。为后续设计奠定了良好的基础。
