实验室排课系统的设计与实现.doc

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1、.实验室排课系统的设计与实现作者计家瑞指导教师会洋[摘要]为提高实验室的资源利用率，减轻管理人员的劳动强度，方便学生、实验室管理人员与教师之间的交互和沟通，系统提出了用计算机代替手工排课的方法，设计了一个利用计算机实现实验室排课的系统。通过对手工排课过程的调研与分析，设计出了实验室排课系统的功能结构，在此基础上，给出并利用回溯算法实现了实验室排课及课表的导出与打印等功能。实验结果表明，该方法具有很高的可行性和有效性。[关键词]导出与打印；自动排课；回溯算法1.引言自动排课是在传统人工排课经验的基础之上，利用计算机模拟人脑来选择合适的方案进行排课。学院计算

2、机科学与技术学院计算机机房承担着计算机科学与技术学院、软件学院的教学实验任务，由于近两年来学院的办学规模不断扩大，实验室的建设也在逐步发展。高质量的教学需要高效率的管理支持，随着开放式实验教学管理模式的改革和学院办公信息化项目的推广，传统的实验室人工管理模式已经不能满足我们工作学习的需求，无法有效合理的提高实验室资源的利用率。实验室自动排课系统的实施，不仅可以提高计算机机房的管理水平、教学质量，而且可以使实验室达到高效、有序、网络化的管理。2.系统需求分析排课是高等院校教学管理中一项重要而复杂的工作，自动排课算法是一个NP完全问题，集成了时间、空间的双重

3、约束，从数学上来讲，排课问题是一个在时间、教师、学生和教室四维空间，以教学计划和各种特殊要求（如指定时间、指定教室、排课等级）为制约条件的组合规划问题，其实质是解决各个因素之间的冲突。2.1系统的功能分析本系统的最终用户是学生、教师和管理员，处理要求如下所示。（1）先排有指定要求的课程，指定要求包括指定教室和指定时间、只指定时间没有指定教室、只指定教室没有指定时间，最后对既没有指定时间又没有指定教室的课程进行安排。（2）周五下午不能排课，排课时间为周一至周五，每天上午、下午各两节课，共十八个上课时间段。（3）满足周课时要求。（4）可根据使用用户的不同，将

4、课表分为班级课表、教室课表、教师课表和总课表。（5）管理员可以设置用户权限、用户初始密码及添加、删除用户。（6）可分别将基本信息和课表信息导出到Word或者Excel。（7）可打印基本信息、教学计划和课表信息。（8）设置一个简易留言板，用户可以进行留言，管理员可以对留言板进行管理。（9）不同级别的用户，具有不同级别的用户权限。2.2系统的性能需求（1）系统使用方便、简单，基于实验室排课系统的面向对象是所有使用实验室的教师、学生及实验室管理人员，因此要求系统应该是使用方便、简单且尽量适合不同层次、不同使用习惯的用户使用。（2）系统操作上应该简单、方便、界面

5、简洁美观。（3）系统在结构上应该具有很好的可扩展性，以便于以后的进一步开发和维护。..2.3数据库设计数据库的构架是应用系统研制成功的基石，整个系统的操作都是围绕着数据库表进行的，因而如何建立数据库表，每个表应具有哪些项目等，对节省存储存、减少运算量、简化程序设计等都是非常重要的【1】。本系统建立了数据库表LRS，在LRS数据库表中设立了以下几表结构，包括教师信息表（teacher）、教室信息表（lab）、班级信息表（class）、课程信息表（course）、任课信息表（lessons）、教学计划表（plan2）、用户信息表（userinfo）、留言信息

6、表（liuyan）、时间表（t_info）、排课单元表（unit）。1.系统总体设计1.1系统功能结构本系统是一个基于WEB的实验室排课系统，它主要包括登陆界面，管理员主界面，教师主界面，学生主界面，登陆时系统会根据使用者角色的不同，系统会进入不同的操作界面，系统总体结构如图1所示。图1系统结构图1.2排课流程自动排课系统的运行是在基本信息录入完毕之后进行的，基本信息包括教师信息，教室信息，班级信息，课程信息，任课信息，因此在排课之初，需要对基本信息进行正确的录入及处理。进入到自动排课页面，页面首先会提醒用户选择要排课的学年和学期，选择之后单击确定进行排

7、课，单击清除对已经存在的排课信息进行清除。自动排课算法设计的排课流程如图2所示。..图2排课流程图1.1登录子系统系统设有三级用户：学生用户、教师用户和管理员用户，登录系统时，系统将判断用户身份，根据用户身份的不同进入不同的功能界面。1.2用户管理子系统本子系统的功能根据使用者权限的不同而有所不同。其具体的介绍如下所示。（1）管理员用户：具有最高权限，其可以对各信息进行查看、编辑、删除、添加、导出和打印。另外作为实验室排课系统的最高级别用户，其可以进行自动排课，并能对排课进行清除。（2）教师用户：教师作为教学活动的重要指导者和参与者，其可以对各信息进行查

8、看、编辑、删除、添加、导出和打印。其主要特点是可以根据自身的需要指定教室，指定时