排課系統的設計開(kāi)題報告(排課系統開(kāi)題報告)
排課系統的設計開(kāi)題報告
排課系統的設計開(kāi)題報告
1．本課題的研究意義國內外研究現狀、水平和發(fā)展趨勢
信息社會(huì )的高科技，經(jīng)濟化的高效益，使計算機的應用已普及到經(jīng)濟和社會(huì )工作的各個(gè)領(lǐng)域。計算機雖然與人類(lèi)的關(guān)系愈來(lái)愈密切，還有人由于計算機操作不方便繼續用手工勞動(dòng)。為了適應現代社會(huì )人們高度強烈的時(shí)間觀(guān)念，排課管理系統為學(xué)校帶來(lái)了極大的方便。該軟件是以編程語(yǔ)言為實(shí)現語(yǔ)言，其功能在系統內部有源代碼直接完成。通過(guò)操作手冊，使用者可以了解本軟件的基本工作原理。操作人員只需輸入一些簡(jiǎn)單的漢字、數字，即可達到自己的目標。
排課管理系統是利用數據庫管理系統開(kāi)發(fā)的一種應用系統,其開(kāi)發(fā)主要包括數據庫的建立，充分滿(mǎn)足正常的題庫管理的前提下，提供了多角度的題庫信息查詢(xún)和題庫信息分析報表，使學(xué)校管理人員可以隨時(shí)掌握學(xué)校的排課情況，進(jìn)一步指導學(xué)校的教學(xué)。真正實(shí)現了業(yè)務(wù)一體化，為學(xué)校全方位的信息化管理奠定了基礎。
排課系統是信息管理系統，其開(kāi)發(fā)的功能主要包括：通過(guò)計算機排課管理，智能排課，實(shí)現無(wú)紙化排課，分析學(xué)校課程現狀，通過(guò)強大的查詢(xún)和檢索高效的數據，提高辦事效率。
傳統的人工排課使用手工操作存在許多弊端，如重復勞動(dòng)嚴重、效率低下、且不能達到資源的最優(yōu)化配置等，將產(chǎn)生大量的文件和數據，這對于查找、更新和維護都帶來(lái)了不少的困難。最令人擔心的問(wèn)題就是——出現教室資源沖突或教師資源沖突的情況，而且工作繁瑣，工作量巨大,尤其是在給大學(xué)校園進(jìn)行排課時(shí)出現的問(wèn)題更多。當前高校教務(wù)管理所涉及到的信息資料數量大、類(lèi)型多，還可能帶有大量的統計輸出，同時(shí)學(xué)校規模的不斷擴大和招生人數的逐年攀升導致傳統的排棵手段已無(wú)法滿(mǎn)足現代化管理的要求。
在教學(xué)計劃的不斷完善和各高校校園網(wǎng)建立的大背景下，設計滿(mǎn)足高校教務(wù)要求的排課系統顯得十分必要。而據了解，排課管理是高校教務(wù)處重復性比較強且急需得到解決的工作， 且排課系統有安全性要求高、交互性強、處理數據量大等人工難以實(shí)現的特點(diǎn)。
因此設計一個(gè)基于校園網(wǎng)絡(luò )的人工智能化且操作簡(jiǎn)便的排課系統是高校教務(wù)管理信息系統實(shí)現的首要條件，同時(shí)也是一大難點(diǎn)，因為排課管理要求綜合考慮教師、課程、班級、教室、時(shí)間等諸方面的因素，統籌兼顧，使課表既符合教學(xué)規律，又能夠充分利用現有資源使其最大限度地發(fā)揮作用。
2．本課題的基本內容，預計可能遇到的困難，提出解決問(wèn)題的方法和措施
排課系統主要是針對本學(xué)校的實(shí)際排課情況進(jìn)行設計的。通過(guò)對學(xué)校的排課情況進(jìn)行深入了解，并查閱和瀏覽了相關(guān)資料、軟件，在此基礎上我們對系統需求進(jìn)行了較徹底的分析，考慮到算法的復雜性及開(kāi)發(fā)時(shí)間的限制，我們將排課系統定位于算法實(shí)現簡(jiǎn)單，但實(shí)用性強且人性化的系統，所以在設計該排課系統時(shí)應當滿(mǎn)足如下要求：
1．掌握學(xué)校所有課程和教師的信息，包括教室，班級，任課老師及課程時(shí)間。
2．提供靈活的瀏覽和查詢(xún)功能，可查看某個(gè)班級多有課程信息。
3．可對課程信息和教師信息進(jìn)行刪除和編輯。
4．可對課程進(jìn)行變動(dòng)管理和自動(dòng)排課功能。
5．在自動(dòng)排課完成后，將排課異常信息給予反饋。完全依賴(lài)自動(dòng)排課排出的課表不能完全符合客觀(guān)需求，同時(shí)我們在算法及優(yōu)先級確定的精確度方面的水平也有限，因此，增加手動(dòng)調節功能，以進(jìn)一步確保合理性。
根據以上的要求自動(dòng)排課系統的主要功能包括：通過(guò)計算機可進(jìn)行排課管理，實(shí)現自動(dòng)排課即無(wú)紙化排課，并能分析學(xué)校課程和教師資源的現狀實(shí)現高效的數據查詢(xún)，能夠充分的利用學(xué)校教師，教室等有限資源。考慮到大學(xué)課程變化較多，靈活性較大，所以在功能設計上，我們將采取手動(dòng)與自動(dòng)相結合進(jìn)行排課，以達到合理安排課程的目的。該排課系統可分為以下三大模塊：
排課系統開(kāi)題報告
排課系統開(kāi)題報告
排課系統就是計算與排課軟件結合而成系統。鑒于排課算法復雜，計算量龐大，要求相關(guān)計算機有較高的運算能力，再者，由于課程表要顯示的信息較多，可能對顯示屏的大小或屏幕分辨率有一定的要求。
一、 題目背景
1、國內國外發(fā)展
隨著(zhù)Internet的逐步發(fā)展，網(wǎng)絡(luò )不僅僅是科研部門(mén)學(xué)術(shù)交流的平臺，在其他的方面上也得到了很大的發(fā)展，尤其是在校園網(wǎng)的分支教務(wù)管理上，同時(shí)在教務(wù)管理的主要分之選課排課系統的應用上得到了較大的發(fā)展，國外針對此問(wèn)題展開(kāi)的研究較早。1963年C C Gotlieb 在他的文章《The Construction of Class-Teacher Time-Tables》中提出了課表編排的數學(xué)模型。這篇文章引起了人們對于選排課問(wèn)題的重視。1976年S Even在其論文《The Complexity of Timetable And Multi Commodity Flow Problem 》中，第一次證明了課表問(wèn)題是NP完全的。S Even的論證進(jìn)一步地將人們對課表問(wèn)題復雜性的認識提高到理論高度。
而國內對排課問(wèn)題的研究較晚。1984年，清華大學(xué)在《清華大學(xué)學(xué)報》上發(fā)表了林漳希和林堯瑞在該課題上的實(shí)驗性研究成果《人工智能技術(shù)在課表編排中的應用》。
如今國內軟件市場(chǎng)上也有很多通用型的排課軟件，例如“排課無(wú)憂(yōu)” 、“排課高手”等等。這些通用軟件往往無(wú)法滿(mǎn)足學(xué)校的某些特殊要求。因此，針對學(xué)校的一些特殊要求，我設計并開(kāi)發(fā)了基于校園網(wǎng)之子系統選排課系統。
2、需求背景分析
網(wǎng)上選排課系統是針對在校學(xué)生和教師使用，從學(xué)生的角度來(lái)說(shuō)，由于學(xué)校教學(xué)制度的改革，現在大部分高等學(xué)校開(kāi)始實(shí)行的是學(xué)生的自主選課模式，而傳統的教學(xué)模式：學(xué)生按照學(xué)校安排好的課程上課已經(jīng)不能適應新型的教學(xué)方式，如果按照傳統方式宣科，一方面浪費了大量的人力和物力;另一方面浪費時(shí)間以及在人為的統計過(guò)程中不可避免出現的差錯的情況。從教師的角度來(lái)說(shuō)，由于教師提出代課申請完成課程發(fā)布的`工作，因此通過(guò)網(wǎng)上進(jìn)行課程發(fā)布能大幅度的減少教師的工作量，減少錯誤的發(fā)生幾率。作為教師，只要通過(guò)自己的電腦來(lái)操作即可，不必于奔波在教務(wù)處和辦公室之間。基于此等原因從而提出網(wǎng)上選排課系統的研究進(jìn)行實(shí)施與探討。
二、 主要原理與依據
服務(wù)器系統為L(cháng)inux系統，前臺采用JSP語(yǔ)言，后臺采用sqlserver2000數據庫。
1 掌握學(xué)校所有的課程和教師的信息。包括每門(mén)課程的時(shí)間、班級以及任課老師的姓名等。
2 針對不同的人員授予不同的權限。提供靈活的瀏覽、查詢(xún)功能。可以查看某個(gè)系、某個(gè)班級所有課程的信息。
3 可以對一個(gè)或多個(gè)班級進(jìn)入課程管理與排課表管理，可以不限次的生成該班級課程表。
4 可以對課程進(jìn)行變動(dòng)管理。既可以手工排課，又可以實(shí)現自動(dòng)排序功能。
5 幫助系統維護可以實(shí)現：操作日志、重新登錄、打印設置(包括統計各種報表及打印等)、退出等操作。
6 提供一種或多種課程表輸出功能，并使用活動(dòng)的模板輸出功能，輸出樣式可以由用戶(hù)自定義。
7 實(shí)現功能全面化，由于每個(gè)學(xué)校或班級的每天課程數目或時(shí)間都不太一樣，實(shí)現智能計算總課程數目和管理對應的時(shí)間段，并且根據每門(mén)課程的獨立分布式來(lái)進(jìn)行排列(例如：大學(xué)語(yǔ)文自動(dòng)排列的分布方式可以是周一至周六，那么系統就會(huì )自動(dòng)將其平均分布在周一至周六這些天里)
8用戶(hù)管理：設置兩個(gè)級別用戶(hù)：管理員和普通用戶(hù)，管理員有權限操作系統中的所有數據，普通用戶(hù)只能以執行查詢(xún)，輸出之類(lèi)的功能，無(wú)法對系統進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的操作，用戶(hù)使用本系統之前必須先通過(guò)身份認證(用戶(hù)級別、用戶(hù)名和密碼，密碼輸入有次數限制，連續三次輸入錯誤密碼則鎖定該用戶(hù))
(2)設計及連接數據庫
數據庫設計是本系統的起點(diǎn)，它的分析結果是否準確地反映了用戶(hù)的實(shí)際要求，將直接影響到后面各個(gè)階段的設計，并影響到設計結果是否合理和實(shí)用。它的基本任務(wù)是回答“系統必須做什么”的問(wèn)題。至此，本階段的主要任務(wù)有明確系統的開(kāi)發(fā)目的，分析系統功能的具體要求。
數據庫連接對動(dòng)態(tài)網(wǎng)站來(lái)說(shuō)是最為重要的部分，在與后端數據庫連接時(shí)可以采用ODBC或JDBC技術(shù)。
三、所應用技術(shù)難點(diǎn)
首先，排課時(shí)設置了排課優(yōu)先級：優(yōu)先級最高的是公共課，因為公共課一般合班上課的班級個(gè)數較多，最容易產(chǎn)生時(shí)間沖突，優(yōu)先級次之的是每周平均課時(shí)最多的課程，同樣，因為平均課時(shí)多，選擇時(shí)間時(shí)進(jìn)行排課沖突的機會(huì )就大，最后是總課時(shí)最多的課程。
其次，產(chǎn)生的時(shí)間是在教師和所有上課的班級共同的空閑時(shí)間集合中產(chǎn)生，并且盡量保證時(shí)間選擇上的均勻性，防止一周幾次課集中于某一段時(shí)間。
四、題目計劃安排及預期成果
1、 開(kāi)發(fā)進(jìn)度，以周為單位進(jìn)行安排。(只需安排系統開(kāi)發(fā)階段的內容，論文寫(xiě)作不算在內)
開(kāi)發(fā)時(shí)間 開(kāi)發(fā)內容 完成情況
第一周(3.12—3.18) 開(kāi)題報告
第二周(3.19—3.25) 需求分析、概要設計、數據庫設計
第三周(3.26—4.1) 總體設計開(kāi)始
第四周(4.2—4.8) (選課系統實(shí)現階段)用戶(hù)登錄模塊
第五周(4.9—4.15) (選課系統實(shí)現階段)學(xué)生選課子系統
第六周(4.16—4.22) (選課系統實(shí)現階段)課程管理子系統
第七周(4.23—4.29) (排課系統實(shí)現階段) 教師管理子系統
第八周(4.30—5.6) (排課系統實(shí)現階段)教室管理子系統
第九周(5.7—5..13) (排課系統實(shí)現階段)課程安排子系統
第十周(5.14—5.20) (排課系統實(shí)現階段)排課管理子系統
第十一周(5.21—5.27) 測試
第十二周(5.28—6.3) 論文
七、參考文獻
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