基于Java Web的高校科研成果管理系统设计与实现

摘 要

　　高校一直都是科研创新的重要高地和科研力量的主要集中地，其科研成果的多寡 更是作为衡量高校综合实力强弱的关键性因素之一，对于高校科研成果管理平台的构 建和发展应该给予高度重视。搭建一个依托于互联网平台的科研成果管理系统，为高 校科研人员创造一个良好的科研环境，是功在当代，利在千秋的利好工程。

　　通过对国内外部分高校科研成果管理系统的研究分析，结合阜阳师范大学现行科 研成果管理系统现状，本课题将从科研成果管理功能的完善度、浏览器版本的兼容度、 设置权限分配的合理度、数据查询的高效度、系统运行的流畅度以及科研数据管理的 便捷度等方面进行设计开发，相对于传统科研成果管理系统，本文增加了手机短信验 证码、科研成果可视化等功能。

　　系统采用 Java 语言进行开发，引入了开源应用容器引擎 Docker,借助经典的 MVC 设计模式，深入且详细的阐述了科研成果管理系统的设计与实现过程。文章首先对系 统可行性做了相对全面的分析论述，之后借助业务流程图等方式，对系统的业务需求、 功能设计做了一定程度的讲解分析。在完成系统逻辑结构设计以及功能结构设计基础 之上，将系统的整体功能划分为了五个部分。借助实体关系图等图形化工具，设计完 成了系统的数据库表结构设计。之后简述了系统的开发平台和运行环境，通过对系统 开发过程中涉及的各种技术的学习、整合、运用，最终完成了整个系统的实现，并对 部分实现效果图进行了展示。通过功能测试和系统性能测试，确定系统的各项功能需 求设计和性能指标等都符合规范标准。文章最后，对系统测试过程中出现的待优化部 分做了总结与展望，以此作为系统后续维护升级的重要依据。

　　高校科研成果管理系统的建立，在提升高校科研人员以及相关管理人员信息管理 效率的同时，也加强了高校各科研部门之间的信息共享与协同合作，极大地推动了我 国高校科研事业的信息化发展。

　　关键词：科研管理；MVC 设计；B/S 架构；系统实现；信息化

ABSTRACT

　　Colleges and universities have always been the important highland of scientific research innovation and the main concentration of scientific research strength. The number of scientific research achievements is one of the key factors to measure the comprehensive strength of colleges and universities. The construction and development of scientific research achievements management platform in Colleges and universities should be given high attention. Building a scientific research achievements management system based on the Internet platform to create a good scientific research environment for University researchers is a good project for the future.

　　Through the investigation of scientific research achievement management systems in some universities at home and abroad, combined with the current status of Fuyang Normal University's current scientific research achievement management system, this project will focus on the completeness of scientific research achievement management functions, the compatibility of browser versions, and the rationality of the allocation of permissions. , Design and development in terms of the efficiency of data query, the smoothness of system operation and the convenience of scientific research data management. Compared with the traditional scientific research achievement management system, this article adds functions such as mobile phone SMS verification code and scientific research achievement visualization.

　　The system uses Java language for development, introduces the open source application container engine Docker, and implements the design with the help of classic MVC design mode and B/S architecture. We introduce the course of design and implementation with detailed and in-depth. The article first made a relatively comprehensive analysis of the feasibility of the system, and then made a relatively comprehensive analysis of the business demand and functional design of the application with the help of business flowcharts and other methods. Based on the completion of the Inferential structure design and functional structure design of the system, The overall function of the system is pided into five parts. Graphical tools such as diagrams have completed the design of the table structure of the system. After that, the development platform and operating environment of the application are briefly described. Through the learning, integration, and application of various technologies involved in the application growing process, the realization of the entire system is finally completed, and part of the effect diagrams are displayed. Through functional testing and system performance testing, it is determined that the functional requirements design and performance indicators of the system meet the established standards. At the end of the article, it summarizes and forecasts the parts to be optimized and improved during the system testing process, which will serve as an important basis for the subsequent maintenance and upgrading of the system.

　　The design and implementation of the scientific research achievement management system in universities has not only improved the efficiency of scientific research information management of scientific research personnel and related scientific research managers in universities, but also strengthened the information sharing and collaboration among various scientific research departments of universities, which has greatly promoted my country's universities scientific research. Informatization development of the business.

　　KEY WORDS:scientific research management; MVC design; B / S architecture; system implementation; informatizati

目 录

　　第 1 章 绪论

　　1.1 选题背景与研究意义

　　1.1.1 选题背景

　　高校科研作为我国科学研究的重要组成部分，其科研成果的数量和质量是评估院 校综合实力高低的重要因素。为高校科研人员构建一个高效、便捷地科研成果管理平 台，是在建设高水平院校过程中不可或缺的一部分。 经调查分析发现，部分高校因为对科研成果管理系统不够重视，开发预算过低， 导致开发出的系统都存在着或多或少的缺陷。主要体现在浏览器兼容、信息共享、数 据备份、性能优化、系统日志记录等方面。提供一个功能强健、系统安全稳定的科研 成果管理平台，不仅维护了高校科研工作者的权益，为高校综合实力的提升提供了现 实意义，更对我国科研事业的发展起到了积极促进作用。 阜阳师范大学作为安徽省属高等院校，学校专门建立了一套科研成果管理系统， 由于各个院校科研信息的快速发展迭代，陈旧的系统已经不能很好地满足院校中科研 人员的业务需求。本课题以就如何解决因系统版本陈旧等因素暴露出的浏览器不兼容、 不同人员权限分配不合理、系统运行速度缓慢、信息查询时间过长等问题为研究背景， 切实为高校科研人员设计和实现一个功能完善、系统安全流畅的科研平台。

　　1.1.2 研究意义

　　高校建立一个系统稳定、功能强健的科研成果管理平台，能够对高校科研工作者 的工作进行量化，完善高校科研成果奖励机制。科研成果管理系统要支持不同身份、 不同权限人员对于数据的增、删、改、查、统计等操作，能够为科研信息管理人员搭 建一个准确、快捷的数据统计平台。科研数据信息化、平台化、精确化，有利于健全 高校科研成果管理制度，促进高校信息化建设与发展。 本课题结合阜阳师范大学科研成果管理系统现状，在浏览器兼容适配、科研成果 信息管理、不同人员权限分配、系统性能优化等方面进行完善和提高，同时也将科研 数据采集时，产生的数据不一致问题、科研数据冗余问题，作为本课题研究重点，力 求为高校科研人员建设一个功能更加健全、性能更加稳定、系统更加安全、操作更加便捷的科研成果管理平台。

　　1.2 国内外研究现状

　　对于高校科研成果管理系统所发挥的重要影响和作用，世界发达国家早已给予高 度重视。得益于工业革命的发展，欧美国家在科学技术方面得到了高速发展。国外较 发达国家的现代化信息管理，可以追溯到上世纪六七十年代，发展至今，已经形成了 一套规范、有效的管理办法。国外部分著名高校，早在上世纪中期就提出了信息化、 数字化校园建设的概念，而后经过了大约半个世纪的不懈努力，最终实现了建设目标。 当下美国大约有将近百分之八十五的高校能够为本校师生提供信息化服务，同样欧洲 的大部分学校也陆陆续续建立了自己的信息化服务管理平台。目前国外的科学数据管 理平台，从平台应用的范围进行划分，主要包括综合性的科学数据管理平台和院校私 有性质的数据服务机构两大类。 道阻且长，行则将至。尽管我国国内的科研信息化管理起步比较晚，但是发展势 头却非常地迅猛，涌现出了各种科研信息管理系统，极大地丰富了我国科研管理工作 内容。得益于我国政府对科研发展给予的高度重视，科研经费投入逐年递增，直至 2015 年末，科研经费的投入已经达到了两万亿美金，位居世界前列。凭借着充足的科研经 费支持，我国高校科研管理系统已经日臻完善，逐渐建立了相对系统的科研管理流程 以及科学的评价方法。然而部分高校的科研成果管理系统，由于建设年代久远，已经 不能很好地适应移动互联网时代背景下的信息管理需求，亟待优化改进。通过对国内 科研成果管理系统现状的研究发现，我国科研成果管理系统的实现主要以 Java 语言为 主，大致包含了以下几个技术框架：

　　（1）以 SSH 框架为基础的科研成果管理系统

　　通过词条搜索发现，相关系统有很多都是以 SSH 框架技术实现，以 MVC 分层架 构思想为辅，在系统横向扩展方面具有一定的优势，但同时具有代码冗余，运行效率 低，配置文件众多的缺点，不利于后期维护。文献[1]中，系统采用了 B/S 架构模式设 计，基于 SSH 技术框架的实现，满足了系统在性能稳定与功能需求方面的要求，对控 制器与模型层做了层次分离处理，使得系统层次分明。文献[2],以常用编程技术平台 为基础，对 Spring 等三个技术模块进行了整合，对系统中人员角色进行了一定程度的 划分，将高校科研管理任务进行了有效合理的分配，具有一定的现实意义。文献[3],借助 MyEclipse10 开发工具进行设计开发，解决了传统的依赖 word 等软件来处理大量 科研成果数据的方式，为科研成果管理人员提供了极大便捷。

　　（2）以 SSM 框架为基础的科研成果管理系统

　　SSM 框架是通过集成三大框架而成，引入了核心的 IOC、AOP 技术思想。IOC 在 系统解耦性方面起到了很大作用，AOP 提供切面编程思想，增强了生产力，属于当前 技术热点。在系统配置方面，相对于 SSH 技术框架而言，更加地简化，更加有利于后 期项目维护。文献[4],借助 SSM 框架为基础，对相关人员的申报流程做了简化，对部 分数据信息的透明度和公开性做了相应的处理。文献[5],采用 SSM 技术框架，凭借框 架本身的技术优势，在数据一致性方面进行了一定程度的改良，同时提高了部门之间 非敏感数据的共享性。

　　（3）以其他技术为基础的科研成果管理系统

　　高校科研成果管理系统的实现并不仅仅只是依赖于上述基于 Java 语言开发，在早 期涵盖了多种开发语言的使用。文献[6]采用了 Web 服务技术，以可扩展的标记语言特 性作为依托，在异构环境中实现数据共享，进而提高系统性能。文献[7]中，利用 PHP 技术结合 Apache,同时借助 Ajax 技术所具备的技术特性，最终为某科研院校开发设计 出了一套相对可靠的科研信息管理平台。文献[8]借助 ASP.NET 网络开发语言，针对高 校的切实需求，对系统功能进行了层次改进，完善了系统的各个功能模块。 通过对国内高校科研成果管理系统的现状研究发现，问题主要包含以下几个方面： ①没有发送手机短信验证码，进行密码找回功能；②系统的开发与高校实际科研需求 之间存在较大偏差，应该进行更加全面地调研[9];③系统陈旧落后，浏览器不兼容；④ 无数据可视化功能。

　　1.3 研究计划

　　1.3.1 研究目标

　　在对国内外的相关科研成果管理系统进行研究和分析之后[10],本课题确定的研究 目标是：针对阜阳师范大学实际科研成果管理情况，在完善科研成果管理、解决浏览 器版本兼容、设置合理权限分配、实现高效率数据查询以及提升系统流畅性等方面进 行设计开发。

　　1.3.2 研究内容 本文通过对阜阳师范大学科研成果管理系统现状进行分析，结合该高校科研人员 的具体功能需求，采用 B/S 模型架构设计[11]开发了阜阳师范大学高校科研成果管理系 统。论文的研究内容具体包括以下几个方面：

　　（1）系统中的一般用户（科研人员），能够填写各类成果（论文、著作、项目、 获奖、知识产权以及音乐、体育、美术等）信息并且提交相关材料，在未审核之前可 以修改，审核后不得进行修改，能够查看本学院相关的通知信息以及文件信息等。

　　（2）学院管理员具有查询所属学院中各类科研成果信息的权限，具有对科研成果 进行审核的管理权限，能够管理所属学院的通知信息、反馈信息等。

　　（3）学校管理员具有查看各学院科研成果的权限，能够汇总（按年度、按人员、 按学院部门）全校的科研数据以及各种信息查询，能够发布各学院的文件信息，能够 将全校科研人员的成果信息进行可视化显示，能够对科研人员、学院管理人员以及学 院部门的基本信息进行管理。

　　（4）系统管理员负责保障系统数据安全以及对学校管理人员信息进行管理，包括 数据库信息的备份以及系统日志记录的查看等[12].

　　1.3.3 研究方法

　　系统主要采用 Java 语言编写，借助 Eclipse 开发平台，用 Maven 进行 jar 包管理， 有效地避免了在开发过程中经常碰到的难题，如一些依赖包的版本不确定性、版本冲 突问题等。使用 Docker 技术[13],使得系统资源利用率更加高效，应用启动速度更加快 速，大大节约了开发测试以及布署时间，更加有利于系统后期维护。

　　在论文写作前期采用调查法，通过大量阅读课题相关的参考文献，对高校科研成 果管理具体情况进行针对性地调查分析，对系统功能需求进行切实有效的设计。

　　系统在对既定的功能模块进行实现以后，通过实验的方法，包括黑盒测试以及借 助第三方如阿里云性能测试服务 PTS 等[14],分别进行功能测试和性能测试，从而对系 统的性能不断进行改进和调优，最终使系统达到相对理想的运行状态。

　　1.4 论文的章节安排

　　论文围绕如何设计和实现高校科研成果管理系统，包括七个章节：

　　第一章是绪论部分，内容包括论文选题背景等内容，围绕文中的预设问题以及当 前面临的研究现状，对研究目标、内容和方法展开阐述。

　　第二章是相关技术介绍。系统主要以 B/S 架构为基础，使用 Eclipse 开发工具，借 助 Java 语言实现，布署在阿里云服务器，引入了开源应用容器引擎 Docker,在服务器 端加入了 MySQL 以及 Tomcat 镜像技术。本章主要对上述部分核心技术的背景知识、 技术优势以及在系统中的具体应用进行了叙述。

　　第三章是系统分析部分，主要由业务需求分析等部分组成。通过对系统预实现目 标进行分析和整合，确定系统要满足的不同功能需求设定[15],借助详细的用例图等方 式，对功能模块进行补充说明，为之后的系统设计，奠定了切实可行的坚实基础。

　　第四章内容是系统设计，结合前文系统分析的描述，以整体架构为基础，完成系 统中功能模块的设计[16],确定各个功能模块之间的联动关系，建立系统的层次结构。 运用时序图等图形化工具，将系统模块进行具化表述，从而实现对系统功能模块的更 加细致分析与描述，借助 E-R 图等图形化工具，进一步实现数据库表结构设计[17].

　　第五章是系统实现部分，按照前文既定的设计计划，从程序开发实现的全局角度 着手，对整个系统核心功能模块进行代码实现，对主要功能页面进行展示。

　　第六章是系统测试，采用第三方软件测试工具阿里云性能测试服务 PTS 以及常用 的黑盒测试等方法进行测试，之后对结果进行分析对比，同时对测试中出现的纰漏之 处进行解决，确保系统能够正常流畅地运行。

　　第七章是总结与展望，对程序实现的大致流程和论文的完成过程做情况汇总，对 系统后续维护升级过程中，待优化功能以及论文中未解决的问题进行展望。

　　第 2 章 相关技术介绍

　　2.1 MVC 设计模式

　　2.1.1 MVC 模式体系结构

　　2.1.2 MVC 设计模式在系统中的应用

　　2.1.3 MVC 设计模式的优势

　　2.2 Docker 技术

　　2.2.1 Docker 在系统中的应用 10 2.2.2 Docker 技术的优势

　　2.3 MySQL 数据库技术

　　2.4 Tomcat 服务器技术

　　2.5 阿里云服务器 ECS 服务平台

　　2.6 B/S 结构模式

　　2.6.1 B/S 结构工作原理

　　2.6.2 B/S 结构优势

　　2.7 本章小结

　　第 3 章 系统分析

　　3.1 可行性分析

　　3.1.1 技术可行性分析

　　3.1.2 经济可行性分析

　　3.1.3 操作可行性分析

　　3.2 业务需求分析

　　3.3 功能需求分析

　　3.3.1 系统登录管理

　　3.3.2 密码找回管理

　　3.3.3 科研成果管理

　　3.3.4 科研项目管理

　　3.3.5 通用信息管理

　　3.3.6 科研数据可视化管理

　　3.4 用户用例分析

　　3.5 系统非功能需求分析

　　3.6 本章小结

　　第 4 章 系统设计

　　4.1 总体设计

　　4.1.1 系统逻辑结构设计

　　4.1.2 系统功能结构设计

　　4.2 功能模块详细设计

　　4.2.1 系统安全模块设计

　　4.2.2 数据查询统计模块设计

　　4.2.3 科研信息管理模块设计

　　4.2.4 人员信息管理模块设计

　　4.2.5 通用信息管理模块设计

　　4.3 数据库设计

　　4.3.1 实体关系模型

　　4.3.2 数据信息表设计

　　4.4 本章小结

　　第 5 章 高校科研成果管理系统的实现

　　5.1 开发平台和运行环境

　　5.1.1 系统开发平台

　　5.1.2 系统运行环境

　　5.2 系统功能模块实现

　　5.2.1 系统安全模块实现

　　5.2.2 数据查询统计模块实现

　　5.2.3 科研信息管理模块实现

　　5.2.4 人员信息管理模块实现

　　5.2.5 通用信息管理模块实现

　　3 5.3 本章小结

　　第 6 章 系统测试

　　6.1 测试环境

　　6.2 功能测试

　　6.3 压力测试

　　6.4 本章小结

　　第 7 章 总结与展望

　　7.1 总结

　　本文结合阜阳师范大学科研成果管理平台现状，设计实现了一套功能相对较强、 安全相对较高、性能相对较优的科研成果管理系统，为高校科研人员提供了一个安全 便捷的操作平台，提升了科研成果信息管理工作的效率。 本文的研究工作主要包括以下部分：

　　（1）系统分析：文章首先从三个方面对系统实现的可行性进行了论述，之后针对 系统中所涉及的业务需求，做了详实的流程分析，同时对系统的功能部分进行了模块 划分，借助用户用例分析等工作，使系统功能需求更加细化和明朗，为之后的系统设 计打下了牢固基础。

　　（2）系统设计：首先是系统的总体设计，包括功能结构设计以及系统逻辑结构设 计[52],之后通过构建系统总体架构图以及时序图等图示，对系统的功能模块进行了更 加细化和具体的设计。通过对研究内容中涉及的科研数据类型以及应用场景等因素的 具体分析，确定了数据库概念模型设计以及具体的表结构设计。

　　（3）系统实现：将系统预设的功能模块进行实现。实现过程包括技术学习、技术 运用、开发环境配置、服务器环境配置、界面设计等，通过对前文的叙述内容以及相 关技术的整合，最终完成了程序开发工作。

　　（4）系统测试：采用黑盒测试以及阿里云性能测试服务 PTS 的方式，分别对系统 进行了功能测试以及小规模的并发测试，确保了各项功能需求指标和系统性能指标都 符合软件交付使用标准。

　　7.2 展望

　　本文基于 Java Web 的高校科研成果管理系统的设计与实现，能够满足高校科研信 息管理的基本业务需求。"人无完人，金无足赤",程序设计开发亦是如此，经过总 结分析发现，系统在 UI 界面设计、功能扩展以及代码优化方面仍存在着提升空间，在 系统后期维护升级中须着重对以下方面进行不断改良和完善。

　　（1）随着技术的不断发展更新，应用程序的功能也愈加趋于丰富化和智能化。其 中包括一些登录方式的改变，比如采用关联的第三方软件账号进行登录，包括 QQ 扫 码登录、微信扫码登录以及微博扫码登录等。这些功能的实现，会大大节省输入身份 验证信息的时间，同时也会为用户解决忘记账号密码信息的顾虑。

　　（2）随着系统用户数量和科研数据信息的大量增加，可能会导致系统的数据查询 速率减慢。在后续系统维护升级中，可以考虑采用分布式系统处理，将系统进行横向 扩展，提升系统的整体性能。

致 谢

　　两年的工程硕士学习生涯，已经临近末尾。在阜阳师范大学为期两年的学习过程 中，收获更多的是踏实与肯钻的学术精神，还有弥足珍贵的师生情谊和同学友谊。 非常感谢我的导师张岩副教授，张老师具备了作为一位优秀师者所拥有的品质风 范。

　　他能够从学生的切身利益出发，结合学生的自身情况，为学生制定符合规范且适 宜的人才培养方案，老师身上体现出的治学之严谨、决策之民主让我倍感幸运。为了 帮我的论文质量把好关，老师有时需要审阅我的论文到凌晨十二点前后才能休息，这 中间，老师对论文反复进行批改，提出修改建议不下于数十次，最终才完成了论文的 写作。还要特别感谢阜阳师范大学计算机与信息工程学院的全体老师们，正是因为这些 优秀的教师群体，才使我在学业方面获得了提升。学校给我们建设了实验室，配备了 性能优良的计算机，使得我们在工程实践中拥有了相对更好的工作和学习平台。

　　同时 学校还为我们提供了标准的双人间宿舍，里面除了基本的生活设施用品之外，还附带 了热水器以及独立卫生间，为我们创造了非常好的生活环境。学校在经费并不富裕的 情况下，仍然为我们提供了设备齐全的实验室和良好的住宿环境，在这里我要感谢阜 阳师范大学对我们生活、学习的积极支持！同时还要感谢我的研究生同学们，大家一 起交流学习，创造了良好的工作和学习氛围，虽然两年时间不是很长，但彼此都结下 了深厚的同学情谊。还要特别感恩我的父母，从我咿呀学语到如今即将硕士毕业，他 们几乎倾注了半生的心血，正是因为父母的不断付出与支持，才有了我今天在这里感 恩父母的机会，家永远是我心灵的港湾，永远使我保持奋斗的热情。

　　最后，还要特别感谢对我的论文提出了宝贵意见的教授学者们，正是因为你们的 默默付出，才促使了我国科学事业的进步，向各位教授学者们表示深深的敬意。

　　在此，我衷心的祝福大家身体健康，万事顺遂！

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