安徽財經(jīng)大學(xué)管理科學(xué)與工程學(xué)院　劉　濤　張勝寶

0　引言

隨著國家高等教育的普及程度越來越廣，各大高校的擴招規(guī)模越來越大，專業(yè)劃分門類也日趨增多，這就給高等學(xué)校的課程安排工作帶來了極大的挑戰(zhàn)。安徽財經(jīng)大學(xué)是一所以經(jīng)濟學(xué)、管理學(xué)、法學(xué)為主，跨文學(xué)、理學(xué)、工學(xué)、史學(xué)七大學(xué)科門類的多科性高等財經(jīng)院校，擁有62個本科專業(yè)，在校普通本科生21783人。這就使得排課任務(wù)更加復(fù)雜、繁瑣，如何通過有效、科學(xué)地排課，編排出既能滿足日常教學(xué)活動要求，又高效省時的課表，這是學(xué)校相關(guān)部門需要面對的一個重大難題。本文在參考眾多與排課系統(tǒng)有關(guān)的文獻期刊的基礎(chǔ)之上，通過對安徽財經(jīng)大學(xué)的師資力量及教學(xué)資源進行詳細的調(diào)查，確定了智能排課系統(tǒng)的功能需求，并設(shè)計、實現(xiàn)了智能排課系統(tǒng)的各項功能。

正文：本軟件使用c#語言進行編寫。主要使用Microsoft visio studio2012和 SqlServer 2012軟件。任何一個數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)都應(yīng)該由數(shù)據(jù)庫和實際應(yīng)用程序兩個方面構(gòu)成，數(shù)據(jù)庫獨立與應(yīng)用程序，這種設(shè)計可以增強數(shù)據(jù)的重用性與獨立性。智能排課系統(tǒng)的分析、設(shè)計、實施過程復(fù)雜，本文將通過可行性分析、系統(tǒng)流程分析、數(shù)據(jù)流程及數(shù)據(jù)庫設(shè)計等四個方面論述：

1　系統(tǒng)流程分析

考慮到自動排課與手工排課各有優(yōu)勢，因此本系統(tǒng)采用將兩者相結(jié)合的方式來進行排課工作。首先，先根據(jù)學(xué)校各專業(yè)課程及各業(yè)余選修課程教學(xué)計劃情況進行系統(tǒng)的自動排課，將預(yù)排課結(jié)果存儲在相應(yīng)的數(shù)據(jù)表里，這樣就完成排課工作的大部分任務(wù)；其次，再針對一些由于約束條件過高而無法使用自動排課來完成的課程進行單獨的手工排課，這同樣也是十分重要的一個環(huán)節(jié)，手工排課只考慮教室是否可用兩種情況，選取可用教室的可用時間段進行安排即可，排課時一般都遵循人數(shù)多的課程班優(yōu)先安排在大課室上課的原則。經(jīng)過手工排課的排課結(jié)果也要存放在相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中保存。其基本流程如圖1所示。

由于實際情況下，一所高校往往擁有不同的校區(qū)，為了達到多校區(qū)來往方便的目的，本文論述的排課系統(tǒng)并不是全部都是對全部課程進行安排，而是在小規(guī)模的課程范圍與教室范圍內(nèi)進行手工或自動排課活動。考慮到全校范圍內(nèi)教室數(shù)量有限，因此，在排課過程中，我們對同種課程進行了整合，將未排課學(xué)生安排到已排課但教室仍有空位置的課程中，以此來節(jié)約教育資源。

根據(jù)需求，本排課系統(tǒng)需采用自動排課和手動排課相結(jié)合，在自動預(yù)排課中，先根據(jù)課程優(yōu)先級從高到低建立一個課程鏈表，同時教室也按有好到差建立一個教室鏈表。初始化這兩個鏈表以后，根據(jù)已經(jīng)制定好的教學(xué)計劃預(yù)排課，有上課時間的確定上課的教室，沒有上課時間的確定上課時間和教室。然后，需要調(diào)整時間與地點的課程班，在調(diào)課管理或手工排課中調(diào)整上課時間和地點,需要合班上課的進行合班操作,檢驗是否沖突,形成最終排課,最后保存排課結(jié)果,選擇不同方式打印課表。

2　數(shù)據(jù)流程

數(shù)據(jù)流圖(DFD)是描述信息流和數(shù)據(jù)從輸入移動到輸出時被應(yīng)用的變換的圖形化技術(shù)。

圖1　排課系統(tǒng)的系統(tǒng)流程圖

考慮到一層數(shù)據(jù)流圖難以詳細地說明數(shù)據(jù)流的流動情況，因此，本文采用兩層數(shù)據(jù)流圖來對系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的流動進行描述。

2.1　第0層數(shù)據(jù)流圖

在排課活動進行之前，負責(zé)教務(wù)工作的相關(guān)人員需要提前將準備工作做好：獲取本學(xué)期教學(xué)安排計劃并輸入系統(tǒng)、獲得本學(xué)期所有教授課程信息、全?？晒┙虒W(xué)使用的教室信息和其他排課約束條件等。為了降低系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的耦合度，我們考慮將不同的信息放置在不同的數(shù)據(jù)庫表中來單獨保存。然后進行排課，最終的排課結(jié)果，我們將其單獨存放在對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫表中，使用數(shù)據(jù)庫查詢語言可以方便快捷地從系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中查詢出經(jīng)過合理安排的課表，并根據(jù)查詢?nèi)说牟樵円髮⒔Y(jié)果按類別分組并輸出給用戶。

圖2　第0層數(shù)據(jù)流圖

2.2　第1層數(shù)據(jù)流圖

由于第0層數(shù)據(jù)流圖不能較為清晰地描述出數(shù)據(jù)的處理過程，我們在此基礎(chǔ)上再進一步細化加工，構(gòu)造更為詳細的排課流程，即第1層數(shù)據(jù)流圖，在此之前，我們已經(jīng)進行了需求分析，在此基礎(chǔ)上我們又可以將排排課系統(tǒng)進一步細分為7大模塊，如圖3所示的：

圖3　第1層數(shù)據(jù)流圖

3　數(shù)據(jù)庫設(shè)計

數(shù)據(jù)庫設(shè)計（Database Design）是系統(tǒng)設(shè)計中的重中之重，它指的是在一個特定的應(yīng)用環(huán)境下，通過分析構(gòu)造出一個最佳的數(shù)據(jù)庫模式，在此基礎(chǔ)上建立數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)表，確保數(shù)據(jù)庫存儲數(shù)據(jù)的高效性，滿足各種各樣的應(yīng)用需求。本系統(tǒng)通過對數(shù)據(jù)流程的分析，并對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行了規(guī)范化處理之后，確定按照系統(tǒng)中所需的實體設(shè)計6個數(shù)據(jù)表：教室表、教師表、學(xué)生表、排課規(guī)則表、自動排課表、排課結(jié)果表，并在數(shù)據(jù)庫建立過程中，建立適當數(shù)量的存儲過程與觸發(fā)器，以此來簡化代碼設(shè)計過程中的設(shè)計難度。

4　總結(jié)

本系統(tǒng)基于當下現(xiàn)狀，利用目前比較流行的B/S設(shè)計模式，流行的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫SqlServer以及應(yīng)用非常普遍的asp.net技術(shù)，對本次高校智能排課系統(tǒng)進行設(shè)計與實現(xiàn)。本系統(tǒng)將采用mvc設(shè)計模式,使系統(tǒng)表現(xiàn)層后數(shù)據(jù)層分離,方便系統(tǒng)操作人員管理。

B/S架構(gòu)的全稱為Browser/Server，即瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)。我們使用B/S模式其優(yōu)勢首先在于它具有分布性的特點，可以隨時進行查詢、瀏覽課表等信息，方便管理人員進行課表管理。其次，使用該基于B/S架構(gòu)設(shè)計出來的系統(tǒng)具有業(yè)務(wù)拓展方便、維護簡單方便的特點。只需要在鏈接到國際互聯(lián)網(wǎng)的瀏覽器端登陸進行數(shù)據(jù)更改，便可以實現(xiàn)服務(wù)器端用戶數(shù)據(jù)的同步更新，這大大減少了維護成本。B/S模式也具備開發(fā)簡單、共享性強、成本低的特點，這將大大減少開發(fā)難度，有效增大項目成功率。并且它的數(shù)據(jù)可以永久存儲在云端而不必擔心數(shù)據(jù)的丟失。

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