高效智能排課系統(tǒng)

1、高校智能排課的設(shè)計與實現(xiàn)目 錄摘 要1引 言11.緒論21.1課題背景21.2國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀21.3課題設(shè)計的意義21.4設(shè)計方法32.系統(tǒng)需求分析32.1編程的環(huán)境的選擇32.2系統(tǒng)功能需求分析32.3系統(tǒng)模塊和流程圖43.數(shù)據(jù)庫設(shè)計與系統(tǒng)功能的設(shè)計73.1數(shù)據(jù)庫的邏輯實現(xiàn)73.2 數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建73.3系統(tǒng)整體功能的設(shè)計83.4系統(tǒng)登陸界面的設(shè)計9高校智能排課的設(shè)計與實現(xiàn)摘 要：本論文的主要工作是設(shè)計并實現(xiàn)高效的智能排課系統(tǒng)。使用計算機自動實現(xiàn)課程的查詢、教師的查詢以及教室的查詢，并且能夠自動生成課程表。高校智能排課系統(tǒng)平臺采用Windows 7操作系統(tǒng),數(shù)據(jù)庫主要采用SQL S

2、erver 2005,并采用Java語言實現(xiàn)編程。本系統(tǒng)運用管理員、教師、學(xué)生三級授權(quán)方式，快速的實現(xiàn)排課的功能，大大提高了排課的工作效率。關(guān)鍵詞：SQL Server；Java;智能排課引言隨著計算機科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，計算機意境成為我們學(xué)習(xí)和工作中不可缺少的重要部分，它被應(yīng)用于很多領(lǐng)域，它已經(jīng)成為了人們生活中不可缺少的一部分，我們生活的各個方面都有它的存在。這是因為計算機具有以下幾個特點：第一，計算機可以為人們的工作和生活提供方面；其次，使用計算機可以節(jié)省許多的紙質(zhì)文件、節(jié)省了大量的存儲空間；第三，計算機可以縮短人們的工作時間；第四，計算機可以對文檔進行加密，讓文件更安

3、全等等。就排課工作而言，我國各個高校使用傳統(tǒng)手動排課的管理方法，就是一件很復(fù)雜的工作，這篇論文充分利用了計算機的特點，使用Java語言開發(fā)一個相對便利的高校排課系統(tǒng)。1.緒論1.1課題背景排課管理系統(tǒng)是各個大學(xué)中不可缺少的重要組成部分，它的內(nèi)容的優(yōu)劣對于學(xué)校的學(xué)生、老師、決策者和管理者來說都是至關(guān)重要的。智能排課管理系統(tǒng)必須能夠做到為用戶提供及時準(zhǔn)確的課程信息、快捷的課程查詢手段、快速的生成課程表的這三項基本功能。然而，一直以來各個學(xué)校都使用著最為傳統(tǒng)的人工管理方式進行排課，這種傳統(tǒng)的人工排課方法不但但是效率低、保密性差的特點，并且很難進行修改。再加上時間長了之后，會產(chǎn)生大量的課程文件和課程數(shù)

4、據(jù)，如果人們要查找課程信息或者修改課程信息就需要查找大量的文件?，F(xiàn)代社會，計算機技術(shù)不斷的在發(fā)展，也不斷的在成熟，使用計算機進行智能排課，具有著人工排課無法相比較優(yōu)點。例如：查詢課程信息方便、存儲課程容量大、保存時間長、費用低等優(yōu)點。這些優(yōu)點不僅可以大大提高排課的效率，也是高校實行科學(xué)化管理、規(guī)范化管理的一個重要條件。1.2國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀現(xiàn)在我國高校大部分采用人工排課方式，這種排課方式不僅僅增加了工作人員的工作量，而且容易出現(xiàn)錯誤，容易造成教室的重復(fù)占用，給學(xué)生、老師造成不便。雖然高校智能排課的問題在很早的時候就被人提上研究日程，但是由于它具有數(shù)據(jù)規(guī)模比較大、管理復(fù)雜以及規(guī)律不斷變化的特點，

5、智能排課問題一直沒有得到很大的發(fā)展，因而排課問題還在不斷的研究中。 隨著計算機軟件技術(shù)的迅速的發(fā)展,林林總總的智能排課軟件隨之產(chǎn)生，但是由于各個大學(xué)的教學(xué)資源、教學(xué)條件、教學(xué)方式、課程需求、排課方式等方面存在不同形式上的差異，使得它很難用一個統(tǒng)一的智能軟件完成的課程安排。這就要求必須有新的智能排課軟件的出現(xiàn)。1.3課題設(shè)計的意義目前，高校的排課過程，一般要經(jīng)歷選課、排課、編排教師、安排教室、通知學(xué)生等等一些過程。很明顯，進行排課的人員工作量會很大，而且他們的這個工作流程也十分的繁瑣、復(fù)雜，最重要的是還非常容易出錯，所以利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，對應(yīng)的高校智能排課系統(tǒng)的需求也變得很大了 ，傳統(tǒng)的排

6、課系統(tǒng)出現(xiàn)的排課沖突的現(xiàn)象一直都很普遍，所以本系統(tǒng)將開發(fā)一個新的高校智能排課的系統(tǒng)。1.4設(shè)計方法1）系統(tǒng)應(yīng)該滿足不同用戶角色的基本需求學(xué)生：可以在線進行查詢自己的課程信息、查詢課表、以及任課教師、上課時間。老師：查詢自己和其他老師的課程信息和查詢課程表的功能。管理員：具有教師和學(xué)生的所有的查詢課程的功能，同時管理所有課程資源的基本信息。2）系統(tǒng)應(yīng)滿足用戶智能排課的需求學(xué)生登錄：可以在線進行選課和退課。老師登錄功能：可以實現(xiàn)教師的選課和退課。管理員能錄功能：可以實現(xiàn)對學(xué)生、教師、課程的課程安排和課程管理，確認(rèn)學(xué)生的選課和退課信息。2.系統(tǒng)需求分析2.1編程的環(huán)境的選擇系統(tǒng)主要采用的是Java語

7、言技術(shù)，Java是現(xiàn)在計算機編程語言中最常見到的，也是現(xiàn)代各商家主要開發(fā)的計算機語言的一種，它具有面向?qū)ο?、分布式等的特點，并且還具有可移植性、安全性等多個特點，對于剛接觸這個語言的人來說，Java學(xué)起來相對于其他的編程語言而言要簡單很多，它不用花大量的時間去參見培訓(xùn)，就可以自己編寫一些簡單的程序，比較適合現(xiàn)在企業(yè)或個人的需要。 Java的編程有些部分類似C+和C#，所以學(xué)習(xí)過C+的人將很快掌握J(rèn)ava的基本語言。2.2系統(tǒng)功能需求分析高校智能排課系統(tǒng)的主要目標(biāo)是實現(xiàn)智能排課這一中心任務(wù)，包括用戶登錄、課程查詢、課程表的生成、選課和退課、課程信息管理等這幾個中心模塊，這幾個中心模塊中又包括具體

8、的內(nèi)容。智能排課系統(tǒng)總體功能圖如圖1所示。圖1 智能排課系統(tǒng)總體功能圖2.3系統(tǒng)模塊和流程圖2.2.1學(xué)生功能模塊1）考生用例圖學(xué)生用戶的主要功能模塊基本分為五個主模塊，分別為學(xué)生登錄、課程查詢、課程信息查詢（又分為按老師查詢、按課程查詢）、選課和退課、課程表查詢。課程信息查詢模塊可以看到詳細(xì)的課程信息，包括：課程開始時間、課程結(jié)束時間、任課老師、課程名、課節(jié)、星期、班級、年級、教室等。選課和退課模塊可以完成選課、退課、修改自己登錄密碼以及注銷用戶的功能。具體考生用例圖如圖2所示。圖2 學(xué)生用例圖2）需求說明學(xué)生用戶用自己學(xué)號和密碼進行登錄系統(tǒng)，然后選擇查詢課程，可以看到課程名稱、課程開始時間

9、、結(jié)束時間時間、授課老師等信息，學(xué)生也可以看到課程表的詳細(xì)情況。在選課和退課的模塊中可以實現(xiàn)學(xué)生自己的信息管理，可以修改自己的登錄密碼；并根據(jù)自己的需要實現(xiàn)選課功能，等待管理員的選課信息確認(rèn)，管理員確認(rèn)之后就完成了選課的操作；如果學(xué)生想要退課，必須等管理員確認(rèn)選課之后才能實現(xiàn)，否則不能退課。3）頂層數(shù)據(jù)流圖：如圖3所示圖3 學(xué)生功能頂層數(shù)據(jù)流程圖2.2.2教師功能模塊1）教師用例圖教師主要功能模塊主要分為五個模塊，分別為：教師登陸、課程查詢、課程信息查詢、教師的選課和退課、課程表查詢。具體教師用例圖如圖4所示。圖4 教師用例圖3）頂層流程圖 圖5 教師頂層流程圖2.2.3管理員功能模塊1）用例

10、圖管理員的功能是三個角色中最強的，他除了單獨具有用戶管理和課程管理功能外，還具有教師和學(xué)生的所有功能。管理員的主要功能模塊主要分為五大的基本功能模塊：排課管理、學(xué)生選課和退課的管理、以及課程的查詢、課表的查詢和用戶基本信息錄入。其中排課管理又包括教師信息的錄入和修改、課程信息的錄入、修改以及刪除、還有課程安排（包括課程的開始時間和結(jié)束時間）和課程的管理（又分為智能排課和排課結(jié)果）。具體管理員用例圖如圖6所示。圖6 管理員用例圖2）頂層流程圖由于管理員功能很多和教師、學(xué)生功能很多相同，在下面的流程圖中教師部分和學(xué)生部分的功能被省去。管理員的頂層數(shù)據(jù)流圖，如下圖7所示。圖7 管理員頂層流程圖3.數(shù)

11、據(jù)庫設(shè)計與系統(tǒng)功能的設(shè)計3.1數(shù)據(jù)庫的邏輯實現(xiàn)本系統(tǒng)是一個高校智能排課系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中主要是以一個班級為基本單位，利用班級與課程來進行排課。班級與課程的關(guān)系是一對多，一個班級里面可以對應(yīng)多個系別、多個年級、多個課程。 班級與課程信息之間存在的關(guān)系，也是一對多，一個班級可以對應(yīng)很多不同的課程，但是一個課程只能對應(yīng)一個班級。3.2 數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫是本系統(tǒng)設(shè)計的一塊重要部分，在眾多的數(shù)據(jù)庫中，SQL server數(shù)據(jù)庫是操作最簡單，使用最為廣泛的數(shù)據(jù)庫軟件之一，它在有著使用方便、對操作員要求低等特點。在這個系統(tǒng)中，我選擇了使用最常用的SQL server數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，來設(shè)計和實現(xiàn)高校智能管理

12、系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)如下所示。表1 用戶登陸字段數(shù)據(jù)類型字段大小必填字段允許為空用戶名Varchar50是否密碼Varchar50是否權(quán)限Varchar50是否表2 課程名字 段數(shù)據(jù)類型字段大小必填字段允許為空課程名Varchar4是否課程號Int50是否表3 課程信息表字 段數(shù)據(jù)類型字段大小必填字段允許為空課程名Varchar50是否課程號Int4是否課節(jié)數(shù)Int4是是每周課數(shù)Varchar10是否需要周數(shù)Varchar10是否教室Varchar20是否年級Varchar50是否任課老師Varchar50否否3.3系統(tǒng)整體功能的設(shè)計高校智能排查詢課程課管理系統(tǒng)的總共分為三個用戶，用戶模塊滿足的具體功能為：學(xué)生用戶界面分為：查詢課程信息、進行選課和退課、查詢課程表。教師用戶界面包括：教師信息、查詢課程表、以及教師選課和退課這四個功能模塊。管理員用戶界面分為：查詢、修改、刪除、增加課程信息以及確認(rèn)學(xué)生選課和退課信息。系統(tǒng)整體流程圖