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排课管理系统的设计与实现

作　者: 袁琰星
导　师: 张星明；肖咏李
学　校: 华南理工大学
专　业: 计算机技术
关键词: 排课管理系统 UML 排课算法遗传算法
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 69次
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内容摘要

目前,随着高职院校在校人数的持续增长和越来越多学校的进行多校区教学,使得学校的教学管理工作变得越来越繁重,其中每个学期的排课在教务管理中就是一项非常重要和复杂的系统工作。为了提高排课的效率,设计一个科学高效的排课管理系统对于每个学校的教务部门来说都是非常有意义的事情。也是高校提升办学水平和教育教学质量的标准之一,更是国家在高等教育中推行教育信息化、现代化的重要体现。排课问题是一直以来困扰着各个高校的教学资源多目标组合优化问题。它的解决不仅有助于我们对运筹学中多目标优化类问题的研究,而且对解决我国高等教育中教学资源相对紧缺而学生又相对较多的现状尤其具有现实意义。排课问题从数学上讲,是一个在课程、时间、教师、学生和教室五位一体的问题,以教学计划和各种特殊要求为约束条件的组合规划问题,其实质就是解决各因素之间的冲突。排课管理系统的主要任务是把各系或各授课部门的课程申请进行汇总,然后根据教学计划或教学环节制订全校各班级的课表。为了使课表的编排更准确、合理、快速,高校教务部门己用计算机来进行排课管理,并先后开发出一些适用的排课软件系统。本文结合本人的工作岗位,以广东水利电力职业技术学院排课管理系统为应用对象,具体分析设计了用户管理、基本信息管理管理、智能排课、课表查询和输出等功能模块。文中首先对排课系统的国内外的研发动态和本文的主要研发内容进行分析,明确系统设计的目标与原则、系统需求、网络架构和软件系统结构等总体设计。此系统是基于web的排课系统,是结合了网络结构中的B/S结构而设计的。目的是让学生和教师可以很方便的通过网络查询排课的情况。在排课系统设计中,采用面向对象的设计方法UML对系统模型进行了建模和设计,并在课表安排中的时间采用遗传算法。通过分析比较选出了适合该排课系统的算法,分析了遗传算法的的基本理论,并着重结合学院排课系统分析了系统中使用的遗传排课算法,给出了该算法解决冲突的方法。最后通过实验测试分析,该遗传算法基本上满足了学院排课的需求。排课算法的实现很好满足了学院复杂捧课情况的管理需求,同时对其他高校排课系统开发具有参考价值。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-12
第一章绪论  12-19
  1.1 引言  12
  1.2 研究目的及意义  12-13
  1.3 国内外排课问题的研究现状  13-14
  1.4 排课问题的解决方法分析  14-17
  1.5 论文的主要研发内容  17-19
    1.5.1 论文的主要内容  17-18
    1.5.2 论文的结构  18-19
第二章排课管理系统的总体设计  19-39
  2.1 设计目标与原则  19-22
    2.1.1 排课管理系统的设计目标  19
    2.1.2 高校排课工作的基本原则  19-22
  2.2 系统需求  22-27
    2.2.1 系统的开发需求分析  22-23
    2.2.2 系统的功能需求分析  23-26
    2.2.3 系统的非功能性需求分析  26-27
  2.3 网络架构  27-34
    2.3.1 构架的目标和约束  27-28
    2.3.2 C／S 体系结构与B／S 体系结构  28-31
    2.3.3 安全性设计  31
    2.3.4 ASP. NET  31-33
    2.3.5 XML 技术  33-34
    2.3.6 ADO. NET  34
  2.4 软件体系结构  34-38
    2.4.1 开发环境的选择  34-36
    2.4.2 软件配置  36
    2.4.3 硬件配置  36-37
    2.4.4 系统的总体架构  37-38
  2.5 系统安全构架  38
  2.6 本章小结  38-39
第三章排课管理系统的数据库设计  39-48
  3.1 设计目标与原则  39
  3.2 数据库的实体关系  39-40
  3.3 数据结构  40-45
    3.3.1 课程安排信息表（CS-Arrange 表）  41
    3.3.2 排课任务表（CS-chore 表）  41-42
    3.3.3 教学工作任务表（TK-Workload 表）  42
    3.3.4 开课计划表（TK-Task 表）  42-43
    3.3.5 行政班级表（TK-Class 表）  43-44
    3.3.6 场地分配表（CS-Allot 表）  44
    3.3.7 学院信息表（HS-Dept 表）  44
    3.3.8 时间资源表（CS-Period 表）  44-45
    3.3.9 教室资源表（BR-Room 表）  45
    3.3.10 教学楼信息表（BR-Building 表）  45
  3.4 数据库的安全设计  45-47
  3.5 本章小结  47-48
第四章排课管理系统的详细设计  48-55
  4.1 排课系统的时序图  48-50
  4.2 重要子系统的设计  50-54
    4.2.1 系统管理模块  50-51
    4.2.2 信息管理模块  51-52
    4.2.3 排课管理模块  52-54
  4.3 本章小结  54-55
第五章排课管理系统的实现  55-75
  5.1 排课遗传算法  55-64
    5.1.1 算法的总体设计思想  55-56
    5.1.2 构造基因编码和染色体  56-58
    5.1.3 产生初始种群  58-59
    5.1.4 解决冲突问题  59
    5.1.5 构造课表适应度函数  59-62
    5.1.6 设计遗传算子  62-63
    5.1.7 排课遗传算法流程图  63-64
  5.2 排课管理系统类图设计  64-65
  5.3 排课数据准备  65-67
    5.3.1 教师信息维护  65
    5.3.2 教学场地维护  65-66
    5.3.3 专业课程学时分配表  66-67
    5.3.4 执行教学任务  67
  5.4 排课数据设定  67-69
    5.4.1 课表打印格式设置  67
    5.4.2 全校可排课时间  67-68
    5.4.3 排课时间限制  68
    5.4.4 课程教师教室班级优先级设定  68
    5.4.5 板块排课管理  68-69
  5.5 开始排课  69-74
    5.5.1 生成排课总任务  69-70
    5.5.2 排课初始化  70
    5.5.3 人机交互排课及调整  70-71
    5.5.4 自动排课  71-72
    5.5.5 排课时换教师  72-73
    5.5.6 调、停（补）课及处理  73
    5.5.7 课表打印  73-74
  5.6 本章小结  74-75
第六章排课管理系统的测试及运行  75-81
  6.1 测试环境及参数设置  75
    6.1.1 系统测试环境  75
    6.1.2 参数设置  75
  6.2 测试结果  75-78
    6.2.1 第一次测试  75-76
    6.2.2 第二次测试  76-77
    6.2.3 第三次测试  77-78
  6.3 测试结果分析  78-79
    6.3.1 合理性分析  78-79
    6.3.2 收敛性分析  79
  6.4 测试结论  79-80
  6.5 本章小结  80-81
总结与展望  81-83
  1 总结  81
  2 展望  81-83
参考文献  83-86
致谢  86

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