大学自动排课算法设计与实现(概要设计).doc

大学自动排课算法设计与实现大学自动排课算法设计与实现 软件概要设计说明书软件概要设计说明书 学学 院院电电子子与与计计算算机机科科学学技技术术学学院院 专专 业业软软件件工工程程 题题 目目 大学自动排课算法设计与实现大学自动排课算法设计与实现 小组成员小组成员林林琳琳 罗罗文文凤凤 顾顾晓晓 史史东东海海 修订记录修订记录 版本章节名称修订内容修订日期修订人批准人 目 录 1 1 文档介绍文档介绍 1 1 1 文档目的 1 1 2 文档范围 1 1 3 读者对象 1 1 4 参考文献 1 1 5 术语与缩写解释 2 2 2 系统概述系统概述 2 3 3 设计约束设计约束 2 4 4 设计策略设计策略 3 5 5 系统总体结构系统总体结构 3 根据这个流程大概本系统可分为原始信息的采集和录入 排课约束条件信息的采 集和处理 排课数据的处理各种课程安排表的查询 3 6 6 子系统子系统 N N 的结构与功能的结构与功能 4 7 7 接口设计 接口设计 5 1 用户接口 5 2 软件接口 5 8 8 开发环境的配置开发环境的配置 6 9 9 运行环境的配置运行环境的配置 6 10 10 测试环境的配置测试环境的配置 6 11 11 其他其他 6 数据库 6 操作 6 1 1 文档介绍文档介绍 1 11 1 文档目的文档目的 经过需求分析阶段的工作 系统必须 做什么 已经清楚了 此份文档的基本目的就 是解决 概括的说 系统应该如何实现 划分出组成系统的子系统 确定系统由哪些模块 组成 以及模块之间的关系 站在全局的高度上从比较抽象的层次上分析对比多种可能的 系统实现方案和软件结构 从中选出最佳的方案和最合理的软件结构 从而开发出较高质 量的软件系统 1 21 2 文档范围文档范围 此次开发的软件系统为 大学自动排课算法设计与实现 高校排课是个既繁重又复杂 的工作 有大量的数据需要处理 开发本软件主要是为了帮助学校负责排课的相关人士解 决 教师 教室 时间 等资源搜索的问题 通过计算机运算速度快的特点 在大数 据量的情况下寻找资源的最优或近似最优的组合 以减少人的工作量 但特殊情况还需人 为进行调节 不属于本系统所能处理的范围 1 31 3 读者对象读者对象 管理员 教师 学生 1 41 4 参考文献参考文献 Java2 实用教程 第三版 作者 耿祥义 张跃平 出版社 清华大学出版社 出版日期 2006 年 8 月 数据库系统概论 第四版 作者 王珊 萨师煊 出版社 高等教育出版社 出版日期 2008 年 12 月 数据结构 作者 严蔚敏 吴伟民 出版社 清华大学出版社 出版日期 2008 年 11 月 1 51 5 术语与缩写解释术语与缩写解释 无 2 2 系统概述系统概述 该系统为大学自动排课算法的设计与实现 使用该软件操作人员只需录入上课的时间 教室的情况 教师情况等信息软件就可以给出一个最优组合供排课人员参考 教师和学生 能通过该软件查询自己的课表 而管理员可以查询所有的课表 3 3 设计约束设计约束 本系统应当遵循的标准或规范 本次课程设计中 1 排课系统是针对学院的 即只考虑一个学院内专业课如何排 2 排课中以班级为单位排 不考虑选修课 3 教室分为多媒体教室和非多媒体教室 4 假定只有周一到周五有课 一天只上四大节课 每大节两个学时 不考虑合班上课的问题 并且默认班容量和教室容量匹配 运行环境的限制 必须装有 Java 运行平台的操作系统 与其他应用间的接口 排好内容可以直接保存 并行操作 需求调研与需求规格说明书的撰写同时进行 所需的高级语言 Java 安全 除操作员外其他人不能随便使用并篡改排课顺序 4 4 设计策略设计策略 高校排课中有大量的数据需要处理 比如 教室容量 上课班级人数 教师 时间 距离 等因素需要考虑 去平衡上列各因素 找到一个最优的组合 从此要浪 费大量的人力物力 为避免这一局面的发生 我们想开发一款简单的软件来解决这一问题 本软件将教师信息 教室信息 班级信息 课程信息存入数据库 通过排课算法对采 集的数据以及排课的约束条件进行处理 生成课表 供管理员 教师和学生进行查询 5 5 系统总体结构系统总体结构 本系统大概的流程为 图 1 系统流程图 根据这个流程大概本系统可分为根据这个流程大概本系统可分为原始信息的采集和录入原始信息的采集和录入 排课约束条件信息的采集和处理排课约束条件信息的采集和处理 排课数据的处理各种课程安排表的查询排课数据的处理各种课程安排表的查询 原始信息的采集和录入 将采集到的数据录入到系统中 要排课必须录入教室的信息 每个班级学生的数量和上课的时间等信息 然后将这些信息存入到数据库中 排课约束条件信息的采集和处理 在排课的过程中不可能每个条件都能满足 会有一 些特殊情况 对此要进行约束条件信息的采集和处理 例如教室有特殊用途不能提供使用 录入信息 登陆 生成课程 自动排课 输出课表 时应提前输入系统 教师因为某些原因在某时间段不能排课或不能排在某个教室上课应提 前输入系统 班级因为距离或课程安排而不能在某时段排在某个教室应提前输入系统 本系统的功能结构图 图 2 系统功能结构图 6 6 子系统子系统 N N 的结构与功能的结构与功能 系统可以分为登录模块 录入模块 排课模块 查询模块 在登录模块中 用户输入账号和密码便可登录系统 密码输入错误 则重新登录 本 系统只有管理员具有修改的权限 教师和学生只有阅读的权限 否 是 大学自动排课系统 登录模块录入模块 排课模块查询模块 管 理 员 登 录 教 师 学 生 登 录 录 入 课 程 信 息 录 入 教 室 信 息 录 入 教 师 信 息 录 入 班 级 信 息 进 行 排 课 教 师 课 表 教 室 课 表 班 级 课 表 登录界面 输入账号密码 进入系统 是否正确 图 3 子系统 N 的流程图 在录入模块中 管理员点击录入信息菜单项 录入信息菜单项显示录入课程信息 录 入教室信息 录入教师信息和录入班级信息四个子菜单 然后录入的信息存入数据库 在排课模块中 主要是利用排课算法将收集的信息以及约束条件进行处理 进行排课 为每个教师 班级和教室生成了一张课表 在查询模块中教师 学生可以通过该软件查到自己需要的课表 管理员则可以查询所 有的课表 7 7 接口设计 接口设计 1 用户接口用户接口 A 建议使用 1024 768 分辨率 2 软件接口软件接口 数据管理系统 A 名称 Access 数据库 B 助记符 DB Database C 版本号 Microsoft Office Access 2003 11 8166 8221 sp3 D 来源 互联网 Java 运行平台 A 名称 Java TM 6Update17 B 助记符 Java C 版本号 6 0 170 D 来源 Sun 公司免费提供 互联网 8 8 开发环境的配置开发环境的配置 表 1 开发环境配置表 类别标准配置最低配置 计算机硬件1GHz 主频 128M 内存800MHz 主频 56M 内存 软件Java 平台 Access 数据库 Jcreator Java 平台 Access 数据库 Jcreator 网络通信无无 其他无无 9 9 运行环境的配置运行环境的配置 表 2 运行环境配置表 类别标准配置最低配置 计算机硬件1GHz 主频 128M 内存800MHz 主频 56M 内存 软件Java 平台 Access 数据库Java 平台 Access 数据库 网络通信无无 其他无无 10 10 测试环境的配置测试环境的配置 只要