基于bs的實驗室排課系統畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 級課表的查詢功能。（3）學生對自己所在班級課表的打印功能。（4）實驗室課表的查詢和打印功能。（1）一致性：系統的數據要保證一致性、準確性,當數據庫中某一記錄改變,與之相關聯的數據也隨之變化。（2）適用性：能夠廣泛的用于不同院系的實驗排課。系統采用模塊化設計，用戶可以根據自己的實際情況自行組合，使系統在不同的硬件環境下都能得以應用。（3）實用性：為實驗排課提供方便，有效地進行實驗課表的查看和打印，盡量最大限度降低管理員日常管理工作量，提高實驗教學質量和效率，優化資源，實現效益最大化。（4）操作簡單：本系統應該適用于不同的使用者，包括管理員，教師和學生，同時系統不應太復雜和煩瑣，因此要求系統的操作盡可能簡單易行。（5）安裝使用簡便：服務器端的安裝簡潔明了，客戶機無需再裝任何軟件，通過瀏覽器就可以直接訪問，只要接入Internet，無論您身在何處，只要您可以訪問Internet都可以使用本系統。基于B/S結構的排課子系統是實驗教學管理系統的一部分，根據該系統的要求，基于B/S結構的實驗排課系統是集教師信息，班級信息，課程信息，實驗室信息，課程信息和課表信息于一體的管理信息系統[16]。該系統的系統流程圖如下：班級信息錄入實驗課程信息錄入教師信息錄入實驗室信息錄入班級信息實驗課程信息實驗室信息教師信息排課處理課程表庫課表查詢課表打印生成課表 排課系統的系統流程圖通過對該系統的分析，基于B/S結構的實驗排課系統主要包括基本信息錄入，課表編排，課表管理等幾個功能模塊。對排課業務進行分析后，確定排課系統實現以下功能：（1）基本信息管理模塊負責對排課所需要的信息進行管理和維護。實驗排課涉及面廣，數據較多，如班級信息，課程信息，實驗室信息，教師信息。該模塊主要實現對這些信息的增，刪和修改功能。（2）課表編排模塊是本系統的核心，也是該系統的重點和難點，主要實現課表的自動編排和手工調節功能。在錄入排課所需要的一些基本信息后，排課算法將進行自動排課，如果排出來的課表存在沖突，可通過手工調節對課表進行人為的調整，使課表盡量達到人的主觀能動性，以確定最后的課表沒沖突的地方。（3）課表管理模塊主要提供對課表的查詢和打印功能。課表編排完成后，可對課表進行多種條件的查詢，比如可查詢班級課表，教師課表和實驗室課表，系統還提供對這三類課表的打印功能。該實驗排課子系統的功能模塊圖如下所示：基本信息管理課表編排課表管理班級信息管理課程信息管理實驗室信息管理教師信息管理自動排課手工調節班級課表查看和打印教師課表查看和打印實驗室課表查看和打印實驗室排課系統 實驗排課系統功能模塊圖實驗排課子系統是一個關于實驗課程編排的管理信息系統，主要針對學校實驗教學設計，它能夠幫助實驗排課人員處理大量復雜的排課信息，有效的生成實驗課表，節省了排課人員大量的時間和精力。本章主要介紹該系統各個模塊的設計以及數據庫設計。我們按照實驗排課的業務流程，通過對系統內數據流的控制，使各模塊按照其內在的聯系組成一個有機的整體，模塊統又具有錄入，修改，刪除，查詢，打印等功能，各模塊界限分明，任務明確，能實現動態管理，而且界面友好，操作簡單，并且有很好的糾錯能力。系統設計原則與目標如下[5]：① 安全性：防止未經授權的人員誤用亂用該系統。② 經濟實用：和已有設施緊密配，合充分利用所有設備，避免重復投資。③ 滿足對容量和容錯的需求。④ 兼容性和擴展性：為滿足未來軟硬件的靈活部署和容量要求，應考慮系統規模擴展的需求和升級能力。 ⑤ 易于管理和維護：系統易于管理和操作；同時，系統維護應盡量集中、簡單，盡量避免復雜系統和多系統組合的維護開銷，減輕維護人員的負擔。⑥ 強大的可開發性：系統應配備健壯的開發接口和豐富的開發工具，充分支持現有的開發手段和開發成果，開發平臺應該易用并足夠強大以滿足變化的需求。實驗排課子系統采用B/S結構，統一管理數據庫和Web服務器。在這種結構下，用戶界面完全通過WWW瀏覽器實現，一部分事務邏輯在前端實現，但是主要事務邏輯在服務器端實現，形成所謂3tier結構,第一層是客戶端(用戶界面)，提供用戶與系統的友好訪問；第二層是應用服務器，負責業務邏輯的實現；第三層是數據服務器，負責數據信息的存儲、訪問及其優化。由于業務邏輯被提取到應用服務器，大大降低了客戶端負擔，因此也成為瘦客戶結構，： 軟件結構體系圖基本信息管理模塊提供對排課基本信息的錄入，修改，刪除等功能，這些基本信息包括班級信息，課程信息，實驗室信息，教師信息，該模塊的流程圖如下：班級信息輸入排課班級登錄管理員實驗課程信息輸入實驗課程教師信息輸入排課教師完成實驗室信息輸入實驗室 基本信息管理數據流圖第一步：輸入要進行排課的班級信息，實現班級信息的初始化。第二步：輸入要編排的實驗課程信息。在這些課程信息當中，存在著多個班級上同一門的實驗課程，也有各個班級上不同的實驗課程。第三步：輸入教師信息。教師可以教授N個班的N門課程。第四步：輸入實驗室信息，完成實驗室信息的初始化。至此，排課基本信息的輸入已經完成。課表編排模塊是本系統的核心部分，就排課問題而言，其本質是教室，教師，班級，課程和時間5個要素在各自具備一定限制條件的情況下，尋求一種教師，班級和課程在時間和空間上合理分布的復雜的資源分配問題。該模塊分為自動排課和手工調節兩部分。它根據輸入的基本排課信息（包括班級信息，課程信息，教師信息，實驗室信息），按照排課算法來實現對課表的自動編排，對于初排出來的實驗課表，如有沖突，或排課人員根據自己的經驗認為某門實驗課程排在某個特定時間效果可能更好，都可以進行手工調節，以形成最后的無沖突又符合人的主觀能動性的實驗課表。排課算法的設計是本系統的一個重點和難點，其中排課數據的初始化是通過上面基本信息管理模塊中班級信息，課程信息，教師信息和實驗室信息四張表格來完成，然后根據排課的一些規則和約束（排課的規則和約束在需求分析當中已闡述）進行自動排課。對于排課算法，由于其復雜度和實際情況的多變，學術界曾出現過遺傳算法，模擬退火算法，基于動態規劃的算法，曾一度是學術界研究的一個熱點，至今仍沒有一個通用的能解決所有排課問題的算法。本系統的排課算法根據我校的實際情況而設計，在一定程度上解決了我校的實驗課程編排。本系統的排課算法流程圖如下： 實驗排課算法流程圖在完成了課表的編排之后，特意設計此模塊來對課表進行統一的管理。該模塊主要功能是實現教師課表，班級課表和實驗室課表的查詢和打印。該模塊設計思路為：在頁面中設計三個相應的下拉框，從這三個下拉框中選定相應的項目后，便可以進入相應的課表頁面，從而可查看和打印相應的課表。在經過課表的自動排課和手工調節之后，已形成最終既無沖突又符合人為意愿的實驗課表。要實現班級課表的查詢，只需調用最終實驗課表中字段為班級名稱的記錄即可，同樣要查詢教師課表和實驗室課表，只需調用最終課表中字段分別為教師編號和實驗室名稱的記錄即可。在對各課表查看了之后，還可對課表進行打印。數據庫技術是當今信息時代賴以發展的重要基礎技術之一，也是發展較快的計算機技術的重要分支。較好地理解數據庫設計原理對于設計出性能高效的數據庫系統是很重要的。數據庫技術是計算機軟件領域的一個重要分支，已形成相當規模的理論體系和實用技術。它的出現使得計算機應用滲透到工農業生產、商業、行政、科學研究、工程技術和國防軍事的各個部門，滲透到社會的每一角落，并正改變著人們的工作方式與生活方式。管理信息系統、辦公自動化系統、決策支持系統、智能系統等都是使用了數據庫技術的計算機應用系統。數據庫已經成為信息高速公路的核心部分。B/S結構實驗排課子系統，是一個數據庫應用系統，許多信息都是保存在數據庫中。在數據庫應用系統的開發過程中，數據庫的結構設計是一個很重要的問題。我們這里所說的數據庫結構設計是指各個表結構的設計，包括信息保存在哪些表格中，各個表的結構如何，以及各個表之間的關系。數據庫結構設計的好壞將直接對應用系統的效率以及實現的效果產生影響，好的數據庫結構設計會減少數據庫的存儲量，數據的完整性和一致性比較高，系統具有較快的響應速度，簡化基于此數據庫的應用程序的實現等等。概念結構獨立于數據庫邏輯結構，也獨立于支持數據庫的DBMS，它是現實世界與機器世界的中介，它一方面能夠充分反映現實世界，包括實體與實體間的關系，同時又易于向關系、網狀、層次等各種數據模型轉換。它是現實世界的一個真實模型，易于理解，便于和不熟悉計算機的用戶交換意見，使用戶易于參與；當現實世界需求改變時，概念結構又可以很容易地作相應調整。因此概念結構設計是整個數據庫設計的關鍵所在。概念結構設計通常有四類方法[7]:1. 自頂向下。即首先定義全局概念結構的框架，然后逐步細化。2. 自底向上。即首先定義各局部應用的概念結構，然后將它們集成起來，得到全局概念結構。3. 逐步擴張。首先定義最重要的核心概念結構，然后向外擴充，以滾雪球的方式逐步生成其他概念結構，直至總體概念結構。4. 混合策略。即將自頂向下和自底向上相結合，用自頂向下策略設計一個全局概念結構的框架，以它為骨架集成，用自底向上策略設計各局部概念結構。無論采用哪種設計方法，一般都會以ER模型為工具來描述概念結構[6]。1. 實體（entity）:客觀存在，可以相互區別的東西稱為實體。實體可以是具體的對象，例如一名女學生，一間房間等。也可以是抽象的事件，如一次歌唱比賽，一次看電影等。實體類型用矩形框表示。2. 實體的屬性（attribute）：實體有很多特性，每一個特性稱為屬性。每個屬性有一個值域，其類型可以是整數型、實數型或字符串型。例如學生有學號、姓名、年齡、性別等屬性，相應值域為字符串、字符串、整數和字符串型。屬性用橢圓表示，橢圓內為實體屬性名稱。使用線段將其和相應的實體連接起來。3. 實體和實體之間的聯系:通過棱形框聯系實體，棱形內為聯系的名稱。實體和實體之間的聯系較多，比較常見的聯系有三種。（1）一對一聯系：對于實體A構成集合中每個實體，在集合B中至多只有一個實體與之相對應，反之亦然，稱實體集合A和實體集合B之間是1：1關系。（2）一對多聯系：對于實體A構成的集合中每個實體，在實體集合B中有N個實體與之相對應，且對于集合B中的每個實體，在A中最多只有一個實體與之相對應，稱實體集合A和實體集合B之間是1：N關系。（3）多對多聯系：對于實體A構成的集合中的每個實體，在實體集合B中有N個實體與之相對應，且對于集合B中的每個實體，在A中有M個實體與之相對應，稱實體集合A和實體集合B之間是M：N的關