学校排课系统开题报告.doc

湖南科技大学2011届毕业设计（论文）开题报告题 目学校排课系统开题报告作者姓名3班3组学 号08070203所学专业信息与计算科学一、 研究的意义、同类研究工作国内外现状、存在问题1、课题背景信息社会的高科技，经济化的高效益，使计算机的应用已普及到经济和社会工作的各个领域。而素质教育在学校不断的深化，学校对学生的实践能力也越来越重视，所以学校的实验室和实验课课时也越来越多。而且许多学校开始实行学生的自主选课模式，而不是传统的教学模式。以往排课选课中，只能通过人工的方式编排。但是，随着各类学科范围的不断扩大，各个院系的学科科目逐渐增多，以至于庞大的课时、众多的教师、复杂的教室信息令管理人员无法合理、迅速、高效地制定出相应的排课计划。采用手工方式排课，有时需要花费一个月甚至更长时间才能完成一个学期的排课任务。这就促使我们必须采用一些以计算机为辅助的手段来帮助。2、课题的意义选课排课管理系统的出现为学校带来了极大的方便。通过操作手册，操作人员只需输入一些简单的汉字、数字，即可达到自己的目标。作为计算机应用的一部分,使用计算机对学校实验室排课进行管理,具有着手工管理所无法比拟的优点。例如:检索迅速、查找方便、可靠性高、存储量大、保密性好、寿命长、成本低等。这些优点能够极大地提高管理的效率,也是学校的科学化、正规化管理的体现。在教学计划的不断完善和各高校校园网建立的大背景下，设计满足高校教务要求的排课系统显得十分必要。而据了解，排课管理是高校教务处重复性比较强且急需得到解决的工作， 且排课系统有安全性要求高、交互性强、处理数据量大等人工难以实现的特点。因此设计一个基于校园网络的人工智能化且操作简便的排课系统是高校教务管理信息系统实现的首要条件，同时也是一大难点，这就要求综合考虑教师、课程、班级、教室、时间等诸方面的因素，统筹兼顾，使课表既符合教学规律，又能够充分利用现有资源使其最大限度地发挥作用。3、同类研究的现状国外针对排课问题展开的研究较早。1963年C C Gotlieb在他的文章The Construction of Class-Teacher Time-Tables中提出了课表编排的数学模型。1976年S Even在其论文The Complexity of Timetable And Multi Commodity Flow Problem 中，第一次证明了课表问题是NP完全的。S Even的论证进一步地将人们对课表问题复杂性的认识提高到理论高度。国内对排课问题的研究较晚，1984年，清华大学在清华大学学报上发表了林漳希和林尧瑞在该课题上的实验性研究成果人工智能技术在课表编排中的应用。为了使课表的编排更准确、合理、快速,高校教务部门已先后开发出一些适用的排课系统。我们发现这些软件有以下不足:每个学期的课程、教师、教室信息相对固定,但却不能被重用；不能保存每个学期的历史数据,不便教师对以前课表进行查询；未提供用户的分级使用制度；自动排课速度较慢；形成的课表大小不固定,增加打印难度，因此现在的排课系统正在向解决这些问题的方向发展。二、研究目标、内容和拟解决的关键问题1、研究目标（1）掌握学校所有课程和教师的信息，包括教室，班级，任课老师及课程时间。（2）提供灵活的浏览和查询功能，可查看某个班级多有课程信息。（3）可对课程信息和教师信息进行删除和编辑。（4）可对课程进行变动管理和自动排课功能。（5）在自动排课完成后，将排课异常信息给予反馈。完全依赖自动排课排出的课表不能完全符合客观需求，同时我们在算法及优先级确定的精确度方面的水平也有限，因此，增加手动调节功能，以进一步确保合理性。2、具体模块内容：根据以上的要求排课系统的主要功能包括：通过计算机可进行排课管理，实现自动排课即无纸化排课，并能分析学校课程和教师资源的现状实现高效的数据查询，能够充分的利用学校教师，教室等有限资源。考虑到大学课程变化较多，灵活性较大，所以在功能设计上，我们将采取手动与自动相结合进行排课，以达到合理安排课程的目的。选课排课系统结构：整个系统分为登录子系统、学生选课子系统、排课子系统、课程管理子系统、教师管理子系统、教室管理子系统。用户登录：包括对用户的合法性验证用户的分类，并根据不同类型的用户分配不同的权限。排课管理模块：包括手动课程管理、自动排课管理、手动调节管理、排课异常管理以及班级课表管理五部分。其他管理系统：主要是管理个人信息、教师信息、教室信息、课程信息、班级信息，时间控制信息等。在这里面可以对这些信息进行添加、修改、删除等操作。3、设计系统时考虑以下各种问题：首先：要做到每个班级、教师、实验室各种资源不冲突，这是实验室实验教学排课系统最起码的原则。第二：先排有指定要求的课程。指定要求包括教室和时间都指定、指定时间或指定教室等情况。第三：按事先设定的优先级将不同类别的课排在不同的时间段。第四：学生上课时间分布的均匀性。时间的均匀性是指在一个星期内同一门课程在天数安排的均匀性。第五：学生课程节数分布的均匀性。这是为了保证一个专业的课程安排在一周内不总是上一天内的第一、二节或者总是上最后一、二节。第六：可以将课表导出到word中，并进行打印操作。第七：可以手工调整课程的时间。三、 特色与创新之处1、 在系统设计上，综合了学生的选课和管理员的排课于一体，融入手动修改排课。使系统更加完善，更适用于用户。2、 在技术上使用SQL数据库的链接。SQL Server是微软在Windows 系列平台上开发的数据库。它包括支持开发的引擎、标准的SQL语言、扩展的特性(如复制、OLAP、分析)等功能。SQL Server 2000可以动态地将自身配置成能有效地使用客户端桌面或膝上型电脑中的可用资源，而不需要为每个客户端专设一个数据库管理员。应用程序供应商还可以将 SQL Server 2000作为应用程序的数据存储组件嵌入到应用程序中。总之，对于那些希望确保数据库解决方案具备伸缩性、可靠性及灵活性的客户而言，SQL Server 2000提供了最强的支持。四、采取的研究方法、步骤、技术路线1、研究方法：主要有文献资料法，理解SQL的设计原理，及模块设计的技术。再经过调查了解到学院学科的信息，学校教师安排的信息，再调查每个专业年级的具体课程2、主要技术：学生选课子系统功能：学生可以查询课表、查询课程详细信息、选课、退选等操作学生选课流程：学生登录进去后，进入学生选课子系统，里面有身份管理，选课，查询退出等功能。课程管理子系统功能：管理员的权限可以进入排课系统，进行课表查询、课程查询、选课查询，但不具有学生的选课功能。管理员的操作流程：首先登录系统，进行相应的操作，如进行排课、选课信息公布、对学生的选课信息进行确认等等操作。3、开发步骤进度（以周为单位）：开发时间开发内容完成情况第十二周开题报告第十三周需求分析、概要设计、数据库设计第十四周系统设计第十五周用户登录模块、学生选课子系统第十六周课程管理子系、统教师管理子系统第十七周教室管理子系、统课程管理子系统第十七周排课管理子系统第十八周测试第十八周论文 五、使用的主要平台及工具本系统在windows系统下采用VC#.NET和SQL两个工具来开发。VC#.NET是基于Visual Studio.NET的，它综合了Visual Basic的高生产率和C+的行动力，使生产性能得到了提高，它具有比C和C+更简单的语法，比Java更适合融入Microsoft的技术。SQL是关系数据库的标准语言，它已成为关系数据库产品事实上的标准。 六、系统的局限性排课系统分为计算机处理和人工调整两个部分。计算机处理是有一定局限性的。局限性主要体现在两个方面:1、首先计算机排课与人工排课是有区别的。人的思维可以是收敛也可以发散的因而排课时非常灵活，随意性较强，工作步骤可以随情况的变化而调整，觉得怎样更合理就怎样做，甚至可以只推翻某一部分重排，亦可以进行网络式的回溯调整。计算机就不同了，它目前并不具有人脑那样发散的思维能力，它的“大脑”里的一切信息都是由程序和数据组成的，每一步工作都需由人把自己的工作经验抽象成计算机语言，根据一定的程序进行控制，让其领会人的意图而达到预期的排课目的。2、 其次计算机调度系统本身所具有的局限性。计算机虽然可以精确地处理大量的数据，但由于现有排课程序算法模式不可能太多，回溯调整的范围、深度不可能太大，否则程序太复杂。实际上目前由于受计算机固定思维和程序规模的限制，单纯依靠计算机处理排课数据是不可能达到最佳的排课效果的。七、预期研究成果系统设计最开始的开题报告，预期成果：将研究的意义、目的弄清楚，研究的方向、方法大致确定下来。最好总个系统完成后的预期效果：能满足各个阶层用户的需求