自動排課系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)畢業(yè)論文設(shè)計(存儲版)

　　

【正文】 系統(tǒng)中主要用到以下功能和技術(shù)：數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是數(shù)據(jù)獨立于應(yīng)用而存在，這種應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)庫系統(tǒng)的非依賴性對應(yīng)用的開發(fā)至關(guān)重要，它使得對數(shù)據(jù)的變動不至于影響所開發(fā)的應(yīng)用。在自動排課系統(tǒng)的基表設(shè)計中留一些字段的設(shè)計賦予了約束條件，這樣可以通過數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)自動控制用戶的輸入滿足規(guī)定的要求。在主窗體中部有生成課表、報表輸出、課表查詢等模塊，其中課表輸出可以直接輸出也可以輸出到電子表格中。 (hang, 5).Text amp。通過對比對教師與班級之間的可以排課點進行規(guī)納 If (1, i).Text = 0 Then If (1, i).Text = 0 Then = + 1 ( 1, 1).Text = i End If End If Next Exit Subfinish:MsgBox End SubPrivate Sub asPopup1_Click(Cancel As Boolean)kctable = 登陸 = 用戶管理 1End SubPrivate Sub asPopup10_Click(Cancel As Boolean)kctable = 班級名稱 = 班級管理 1End SubPrivate Sub asPopup2_Click(Cancel As Boolean)kctable = 教學(xué)時間段 = 教學(xué)時間段設(shè)置 1End SubPrivate Sub asPopup3_Click(Cancel As Boolean)EndEnd SubPrivate Sub asPopup4_Click(Cancel As Boolean)kctable = 課程名 = 課程管理 1End SubPrivate Sub asPopup5_Click(Cancel As Boolean) 39。)For i = 1 To 1(1, i).Text = Mid((0), i, 1)NextExit Subfinish:MsgBox End SubPrivate Sub grid4hq() 39。以下是列出對應(yīng)的教師資源以及班級資源(1, 1, 1, 1).ClearText(1, 1, 1, 1).ClearTextSet kc2 = (select 占用 from 占用 where 教師姓名=39。如圖52所示。如果用戶給此列輸入的值不滿足約束條件，在存盤時數(shù)據(jù)庫會報錯，數(shù)據(jù)庫只接受滿足條件的數(shù)據(jù)。若學(xué)校教室規(guī)模為250個，每周按5天，每天按5大節(jié)課考慮，則數(shù)據(jù)庫的最大記錄數(shù)是6250個。為了實現(xiàn)排課，系統(tǒng)要知道這個對象的有關(guān)信息，例如關(guān)于教室要知道其座位數(shù)，要知道課程的總學(xué)時、周學(xué)時、對教室的要求等。表 414 教室占用情況數(shù)據(jù)庫表字段名稱說明功能數(shù)據(jù)類型寬度小數(shù)JSLDH教學(xué)樓代號記錄教室所在的教學(xué)樓代號int4JSDH教室代號記錄該教室的代號int8ZYQK占用情況記錄該教室的占用情況char21沖突信息數(shù)據(jù)庫排課系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù)包括作為排課事實的班級、課程、課時、教師等初始信息，也包括作為排課系統(tǒng)輸出的課表數(shù)據(jù)及其它輔助數(shù)據(jù)。用一個整數(shù)串作為課程的代號，整數(shù)串含有10位整數(shù),如圖411所示:例： 整數(shù)串 01 01 01 02 院區(qū)代號 課程代號系部代號 專業(yè)代號 圖411 課程代號示例1開課任務(wù)書開課任務(wù)書事實數(shù)據(jù)存放于綜合數(shù)據(jù)庫中，其結(jié)構(gòu)見表411。用一個整數(shù)串作為教室的代號，整數(shù)串含有4位整數(shù),如圖48所示:例： 整數(shù)串 01 01 教學(xué)樓代號 教室代號 圖48 教室代號示例班級數(shù)據(jù)庫表班級事實數(shù)據(jù)存放于綜合數(shù)據(jù)庫中，其結(jié)構(gòu)見表47。用一個整數(shù)串作為系部的代號，整數(shù)串含有4位整數(shù)，如圖45所示：例： 整數(shù)串 01 01 院區(qū)代碼 系部編號 圖45 系部代碼示例專業(yè)數(shù)據(jù)庫表專業(yè)數(shù)據(jù)庫表存放著各個專業(yè)的有關(guān)信息包括專業(yè)代號、系部代號、院區(qū)代號、專業(yè)代號、專業(yè)類別，其結(jié)構(gòu)見表43。各個表之間的關(guān)系視圖如圖44所示。pArranging：當(dāng)前正在安排的科目信息。如下面給出的自動排課用例的序列圖（圖43）。實體類之間也是有一定的關(guān)系的，對此，我們使用了另一個類圖來表示各個實體類之間的關(guān)系，如圖42所示。 分析模型的建立，并不是一個或幾個類圖所能實現(xiàn)了，為了對一個系統(tǒng)進行充分建模，對于不同的項目可以選用不同的建模元素和建模機制。管理層主要通過制定相應(yīng)的信息安全管理規(guī)章制度進行保護。系統(tǒng)層主要是針對操作系統(tǒng)的保護。系統(tǒng)配置圖如33所示。為了確保數(shù)據(jù)庫的安全，為不同的用戶提供不同的操作權(quán)限。這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括教學(xué)區(qū)、教室、院系、專業(yè)、教研室、班級、教師、課程等基本信息，另外還包括編排課表所需要的參數(shù)信息、教學(xué)信息等附加信息。排課系統(tǒng)是由五個子系統(tǒng)和一個系統(tǒng)運行平臺組成?？蓴U展性。保密目標。系統(tǒng)架構(gòu)必須從各個方面滿足實際需求，這是架構(gòu)的設(shè)計目標。由于淄博職業(yè)學(xué)院使用系統(tǒng)的人員信息化水平差別很大，必須保證對業(yè)務(wù)比較熟悉的用戶經(jīng)過短時間培訓(xùn)后即可熟練地應(yīng)用本系統(tǒng)，因此在本系統(tǒng)中對于可用性的要求則采用了用戶培訓(xùn)時間這樣一個量化的指標來規(guī)定，即只有在規(guī)定的培訓(xùn)時間內(nèi)相應(yīng)的用戶可以掌握系統(tǒng)的操作，系統(tǒng)的可用性才能滿足要求。自動排課活動圖詳細地描述了自動排課用例在實際的執(zhí)行的時候，它應(yīng)該有哪些步驟，包括了它成功之行得到用戶期望的結(jié)果和不成功執(zhí)行所走的步驟。初始用例模型如圖24所示。按照RUP的要求，系統(tǒng)的功能性需求描述工具主要是用例（Use Case），即將系統(tǒng)的功能性需求分解到每一個系統(tǒng)用例。第五步：將要開發(fā)用例所應(yīng)有的功能和類結(jié)合起來，即用類的對象來表示用力所具有的功能；創(chuàng)建UML中的序列圖或者協(xié)作圖來表示；通過討論驗證修改序列圖/協(xié)作圖。裁減后RUP流程是一個不斷迭代的開發(fā)流程，每一個迭代過程都需要經(jīng)過下列步驟：第一步：找出系統(tǒng)的功能需求和非功能性需求，功能需求使用用例表示，非功能性需求，可以使用規(guī)定格式的文檔表示；項目開始時，找出一些主要的關(guān)鍵的用例即可，其他次要的用例可在以后的迭代中補充，對這些主要用例的描述應(yīng)該保持盡量簡單，對用例的描述可以使用文檔來表示，也可以使用UML中的建模元素來表示，本文在模型中，選擇了UML中的活動圖來表示。RUP是一個將用戶需求轉(zhuǎn)化為軟件系統(tǒng)所需要的活動的集合，即軟件開發(fā)過程。 排課結(jié)果的處理 計算機編排完課程后，對這個結(jié)果進行各種條件的查詢，并可以根據(jù)情況輸出各種形式的表格，以便于教務(wù)人員進行處理。學(xué)院排課管理系統(tǒng)的應(yīng)用范圍包括教務(wù)處、系部和教師三級單位。全文共分為六章。由于培養(yǎng)目標和培養(yǎng)方式的特點，決定了高職教育的教務(wù)工作面臨許多新的困難，其中在排課、調(diào)課、檢查教學(xué)進度、質(zhì)量、溝通教學(xué)雙方信息等常規(guī)性工作中的問題尤為突出。1976年Even等人證明了課表問題屬于NP完全類問題，把人們對計算機編排課表的復(fù)雜性的認識提高到了理論的高度。為了解決手工排課的問題，我院決定通過信息化手段來提高教務(wù)管理水平，用計算機排課來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工排課。在學(xué)院的教學(xué)管理工作中，排課是教學(xué)管理中最基本、最重要、同時也是最復(fù)雜的管理工作之一。排課問題從數(shù)學(xué)上講，是一個在時間、教師、學(xué)生和教室四維空間，以教學(xué)計劃和各種特殊要求為約束條件的組合規(guī)劃問題，其實質(zhì)就是解決各因素之間的沖突。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。本人授權(quán)　　 　 　大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本文采用Rational統(tǒng)一過程（RUP）為軟件開發(fā)方法，以統(tǒng)一建模語言（UML）為分析設(shè)計描述語言，以淄博職業(yè)學(xué)院的排課業(yè)務(wù)為對象進行需求分析，對計算機排課系統(tǒng)進行了系統(tǒng)設(shè)計，具體分析設(shè)計了用戶管理、自動排課、課程管理、課表查詢、課表輸出等功能模塊。 近幾年，隨著我院招生人數(shù)的持續(xù)增加，教師規(guī)模的不斷擴大，手工排課的缺點就越來越突出。國外研究人員從20世紀50年代就開始對課表編排問題的數(shù)學(xué)模型、解的存在性以及計算機求解算法等問題進行了研究。在國內(nèi)，對排課問題的研究始于20世紀80年代初期。我院在日常的手工排課過程中主要存在以下幾個方面的問題：需要大量的有經(jīng)驗的教務(wù)人員進行排課；手工排課需要大量的時間，周期長；課表編排完畢后很難進行調(diào)整；容易出現(xiàn)教師沖突和教室沖突的現(xiàn)象；排課沒有嚴格的步驟，排出的課表隨意性大；課表信息共享程度低。第三章系統(tǒng)構(gòu)架技術(shù)，主要介紹了系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計的目標和約束，分別對系統(tǒng)的總體框架、功能構(gòu)架、技術(shù)構(gòu)架和安全構(gòu)架等進行詳細描述?？傮w來看，淄博職業(yè)學(xué)院排課業(yè)務(wù)流程如圖21所示：申請自己的所上的課程教務(wù)處系部教師需本系教師上課的課程按教學(xué)計劃安排各系所開的課程安排教師所上課程計劃安排全院的課程表信息反饋或執(zhí)行課表 圖21 排課業(yè)務(wù)流程圖根據(jù)淄博職業(yè)學(xué)院信息化建設(shè)的總體要求，淄博職業(yè)學(xué)院計算機自動排課系統(tǒng)的目標是：運用計算機排課代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工排課，提高排課效率，使教務(wù)管理人員的從繁重的排課工作中解脫出來，提高教務(wù)人員的工作效率，加強對學(xué)院基本信息的管理，同時實現(xiàn)教學(xué)管理規(guī)范化的目標。計算機排課需要計算機在全校范田內(nèi)對各種時間是否發(fā)生沖突進行檢查，因此早期的計算機排課系統(tǒng)大多實行集中式排課，一般由教務(wù)處負責(zé)完成。橫軸通過時間組織，是過程展開的生命周期特征，體現(xiàn)開發(fā)過程的動態(tài)結(jié)構(gòu)，用來描述它的術(shù)語主要包括周期、階段、迭代和里程碑；縱軸以內(nèi)容來組織為自然的邏輯活動，體現(xiàn)開發(fā)過程的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，用來描述它的術(shù)語主要包括活動、產(chǎn)物、工作者和工作流，如圖22所示。從系統(tǒng)整個初始模型可以看出一個用例是否得當(dāng)；也可以根據(jù)初始模型來確定團隊的開發(fā)進度；并且根據(jù)系統(tǒng)原型能夠得到系統(tǒng)潛在的一些系統(tǒng)架構(gòu)；能夠這些系統(tǒng)架構(gòu)中考慮選擇一個最恰當(dāng)?shù)南到y(tǒng)架構(gòu)。第八步：根據(jù)上面的工作，對類圖進行細化與更新，在實體類不斷精化的基礎(chǔ)上，完成數(shù)據(jù)庫的設(shè)計。為了清晰起見，本系統(tǒng)引入了包圖來將不同的功能用例進行分類，每個包圖作一個子系統(tǒng)，如圖23所示。在排課管理系統(tǒng)以后的迭代開發(fā)中，都是在該模型的基礎(chǔ)上進行擴展的。圖26 自動排課活動圖非功能性需求規(guī)定了系統(tǒng)必須滿足的服務(wù)水平、系統(tǒng)非運行時間的屬性以及系統(tǒng)必須遵守的約束。指 標要 求平均故障率故障發(fā)生頻率不高于1次/月。安全目標。組件的實現(xiàn)通常會應(yīng)用一種或幾種設(shè)計模式，這些模式與組件的結(jié)合使用大大提升了架構(gòu)的質(zhì)量。本系統(tǒng)為了實現(xiàn)架構(gòu)的目標，遵循RUP軟件開發(fā)過程，實行全程的質(zhì)量控制，因此在設(shè)計策略方面要采用面向?qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計方法，RUP作為軟件開發(fā)過程，UML作為建模語言，在技術(shù)規(guī)范方面要建立必要的設(shè)計和開發(fā)規(guī)范。l 系統(tǒng)運行平臺與任何一個子系統(tǒng)的組合可以方便構(gòu)成一個系統(tǒng)。 查詢子系統(tǒng) 完成用戶提出的各種查詢。排課系統(tǒng)需要大量的數(shù)據(jù)，各種很多原始數(shù)據(jù)分布在校園網(wǎng)上不同系部、不同部門的計算機或服務(wù)器上，數(shù)據(jù)處理起來比較復(fù)雜，為了排課系統(tǒng)面向多層次的用戶服務(wù)，采用基于C/S結(jié)構(gòu)的分布式數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)比較合適。由于信息系統(tǒng)是分層次的，因此系統(tǒng)的安全也要分層設(shè)計。防火墻在總公司內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)間執(zhí)行一定的安全策略。第4章 系統(tǒng)詳細設(shè)計 系統(tǒng)建模模型的創(chuàng)建在整個項目的開發(fā)中是至關(guān)重要的，因為，這是一個將用例模型轉(zhuǎn)化成系統(tǒng)中應(yīng)該存在的類的階段，是將系統(tǒng)功能用類如何實現(xiàn)的階段。在這個類圖中，我們選擇了Rose提供的三種類的表示，即邊界類、控制類、和實體類，并表示了各個類之間的關(guān)系。 序列圖和協(xié)作圖是等價的，在Rose中，可以將序列圖自動轉(zhuǎn)換成等價的協(xié)作圖，協(xié)作圖也可以自動轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的協(xié)作圖。在創(chuàng)建和驗證UML的過程中，要做如下工作： 對于某個類，如果已經(jīng)存在方法和屬性，要詳細描述，能夠準確定義的，則需要進行準確定義。GetClassSubject：得到排課信息。表的設(shè)置應(yīng)該體現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的組織性、共享性、獨立性及最小冗余度。其結(jié)構(gòu)見表44。表48 班級課表數(shù)據(jù)庫表字段名稱說明功能數(shù)據(jù)類型寬度小數(shù)BJDH班級代碼記錄班級的ID代號int10XQ星期記錄星期int6SD時段記錄具體上課節(jié)次int6JSDH教師代號記錄教師的ID代號int10JSH教室號記錄教室號int8教師數(shù)據(jù)庫表教師事實數(shù)據(jù)存放于綜合數(shù)據(jù)庫中，其結(jié)構(gòu)見表49。其結(jié)構(gòu)見表412。該表通過設(shè)置用戶的權(quán)限和密碼來實現(xiàn)系統(tǒng)功能設(shè)計中的分角色設(shè)計不同的用戶可以設(shè)定不同的權(quán)限級別，不同的級別則對應(yīng)不同的操作內(nèi)容。課表可表示為對象之間的聯(lián)系，為這個聯(lián)系建立一個數(shù)據(jù)庫(稱為課程表數(shù)據(jù)庫)，做儲存排課結(jié)果之用。 接受SQL指令，在應(yīng)用開發(fā)過程中，很多對數(shù)據(jù)庫的操作是通過SQL語句完成的。 視圖是查看一個或多個表中數(shù)據(jù)的一種方式。在主窗體創(chuàng)建過程中，使用了工程。 39。這里是對一些生成錯誤的數(shù)據(jù)進行還原Dim vy