高校排課系統(tǒng)的應(yīng)用與研究

王明華

【摘 要】本文綜合分析了目前國內(nèi)外市場上現(xiàn)有排課系統(tǒng)的發(fā)展，探討了研發(fā)更具實用價值的排課系統(tǒng)的理論及實踐意義。介紹了該排課系統(tǒng)所涉及的相關(guān)程序設(shè)計語言、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)以及前臺開發(fā)工具，著重描述了該排課系統(tǒng)各部分具體性能、及其數(shù)據(jù)庫的合理化建構(gòu)思想等內(nèi)容。

【關(guān)鍵詞】排課系統(tǒng)動態(tài)網(wǎng)頁技術(shù)；數(shù)據(jù)庫

1.緒論

排課系統(tǒng)的研究背景及現(xiàn)狀：

隨著網(wǎng)絡(luò)的日益發(fā)展完善，校園網(wǎng)在各大院校中得到了更廣泛的應(yīng)用。同時，教學(xué)管理系統(tǒng)朝著現(xiàn)代化、人性化方向發(fā)展的趨勢已不可阻擋。網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)被全面的引入到各大院校的教學(xué)及教務(wù)管理工作之中，校園工作管理已經(jīng)邁向一個現(xiàn)代化、信息化、自動化、人性化的新臺階。在這一前提下，對教學(xué)管理相關(guān)軟件的開發(fā)與應(yīng)用成為解決學(xué)校人力物力資源優(yōu)化配置的最佳途徑。

排課系統(tǒng)作為教學(xué)管理系統(tǒng)中地位重要，也是算法相當(dāng)復(fù)雜的部分，已經(jīng)成為國內(nèi)外眾多高校以及軟件開放人員的研究課題，取得了許多這方面的理論成果和實現(xiàn)方法。但也存在著一些問題，如：出現(xiàn)教學(xué)資源沖突或利用率低下的情況，工作瑣碎，工作量大，尤其是在給大學(xué)校園進行排課時出現(xiàn)的問題更多。在排課系統(tǒng)建構(gòu)過程中，要考慮到許多細致繁瑣的問題，比如教室資源時間安排、教師個人時間安排、學(xué)生課程時間安排；還有一些特殊的條件限制，如對計算機實驗室、語音實驗室、專業(yè)實驗室等設(shè)施的合理安排。

2.排課系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)與開發(fā)工具

2.1 ASP網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計語言

Active Server Pages：“動態(tài)服務(wù)器網(wǎng)頁”，一般簡稱為“ASP”，是微軟公司推出的用以取代CGI（Common Gateway Interface）的動態(tài)服務(wù)器網(wǎng)頁技術(shù)，由于ASP簡單易學(xué)，又有微軟的強大支持，所以目前ASP使用非常廣泛，很多大型的站點都是用ASP開發(fā)的。ASP的特點為：a.任何開發(fā)工具皆可發(fā)展ASP；b.語言相容性高；c.隱密安全性高；d.易于操控數(shù)據(jù)庫；e.面向?qū)ο髮W(xué)習(xí)容易。

2.2 SQL SERVER 2000數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)與T-SQL語言的應(yīng)用

Microsoft SQL Server是由微軟Microsoft出品，基于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，它具有獨立于硬件平臺、對稱的多處理器結(jié)構(gòu)、搶占式多任務(wù)管理、完善的安全系統(tǒng)和容錯功能，并具有易于維護的特點。

SQL Server 2000的推出，除了繼承原先易學(xué)易用的特點外，同時也讓該數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的功能更加強大和更加完善。

SQL可以說是數(shù)據(jù)庫語言行業(yè)都要遵守的最基本的標(biāo)準(zhǔn)，T-SQL是對SQL功能的增強。T-SQL（事務(wù)查詢語句）是一個程序集合，它對現(xiàn)有的Sybase和Microsoft結(jié)構(gòu)化查詢語句進行了擴展，包括事務(wù)控制，異常和錯誤處理，行處理和聲明的變量。Microsoft的SQL服務(wù)器和Sybase的服務(wù)器都支持T-SQL語句。T-SQL對使用SQL Server非常重要。與SQL Server通訊的所有應(yīng)用程序都通過向服務(wù)器發(fā)送T-SQL語句來進行通訊，而與應(yīng)用程序的用戶界面無關(guān)。

2.3 前臺開發(fā)工具Macromedia Dream-

weaver

Dreamweaver是由Macromedia公司推出的，用于網(wǎng)頁開發(fā)和網(wǎng)站管理的專業(yè)化設(shè)計工具。它采用了多種新技術(shù)，具有設(shè)計和開發(fā)網(wǎng)站過程中需要的網(wǎng)站管理、網(wǎng)站設(shè)計、頁面制作、多媒體制作和動畫制作等豐富實用的功能。

Dreamweaver提供視覺化網(wǎng)頁開發(fā)工具的生產(chǎn)力，同時不會降低HTML源代碼的控制，它會尊重你在其他編輯器所做出的源代碼，不會任意地改變它，并會給出錯誤提示，是用來編輯各種源代碼的方便實用的工具。

3.排課系統(tǒng)功能描述

3.1 排課系統(tǒng)功能流程

管理員（普通用戶）登陸——信息管理（普通信息的錄入與修改）——系統(tǒng)自動排課、用戶進行瀏覽——數(shù)據(jù)輸出（課表索引查詢）

3.2 系統(tǒng)功能描述

本系統(tǒng)是構(gòu)建于校園網(wǎng)與因特網(wǎng)基礎(chǔ)上的B/S模式運行開發(fā)平臺。B/S是基于web的模式，是通過ASP技術(shù)，利用ADO對象來訪問數(shù)據(jù)庫的，其運行不需要安裝專用的前端應(yīng)用程序，只需通過瀏覽器即可訪問并處理相應(yīng)信息，操作簡單。

用戶分等級登陸賬戶后，即可進行流程式分類操作。管理員享有最高權(quán)限，可進行系統(tǒng)內(nèi)一切操作，統(tǒng)籌教師信息、教室信息、班級信息、課程要求；用戶在基本信息管理維護模塊中輸入教師、教室、課時、班級、年級、學(xué)年、學(xué)期、所需要安排的課程和特殊要求等信息后，系統(tǒng)在管理員的控制下自動排列課表，力求給出最合理的時間安排，教室安排，滿足教師的特殊要求，避免場地、人員沖突；教師賬戶登陸后，可瀏覽排課結(jié)果、修改個人相關(guān)信息、分類搜索排課列表等。

3.3 排課系統(tǒng)詳細設(shè)計與開發(fā)

3.3.1 用戶登陸模塊

3.3.1.1 管理員與教師用戶的登入與注銷

系統(tǒng)預(yù)設(shè)管理員與教師兩種賬戶形式。管理員賬號和密碼由系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置；教師帳號和密碼由管理員授予（管理員負(fù)責(zé)分配或注銷教師賬戶等工作），教師賬戶不得進行個人注銷。

用戶登陸系統(tǒng)之前，所有功能選項均為不可見狀態(tài)；登陸之后用戶可根據(jù)個人權(quán)限進行操作，管理員及教師用戶都可進行密碼修改。

3.3.1.2 用戶權(quán)限

系統(tǒng)管理員享有系統(tǒng)內(nèi)部最高權(quán)限，可對系統(tǒng)中所有用戶與信息進行管理與維護，承擔(dān)信息的配置與排課工作，可通過后臺程序修改分配相應(yīng)權(quán)限給普通用戶，直接負(fù)責(zé)普通用戶的注冊與注銷，保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定、不會被任意修改入侵。

教師賬戶由管理員直接分配，其權(quán)限相對較低，登陸后可享有瀏覽界面、修改個人信息（如密碼等）、查詢課表設(shè)置等操作。教師賬戶由管理員直接由后臺數(shù)據(jù)庫進行設(shè)定，保證了系統(tǒng)的安全性與保密性。

系統(tǒng)對不同權(quán)限的限制，保證管理員對排課系統(tǒng)使用的最高權(quán)限，同時，使無權(quán)限人員不能通過注冊直接進入系統(tǒng)內(nèi)部，從而降低了外界對系統(tǒng)破壞的可能性。

3.3.2 信息管理維護模塊

3.3.2.1 基本信息入庫

該模塊可實現(xiàn)信息的錄入工作。班級信息、教師信息、教室信息、課程信息及排課過程中所要考慮的特殊要求（如教師排課時間安排、班級排課時間安排、教室場地限制等這些基本信息），用戶可通過瀏覽器層面的操作，經(jīng)由后臺代碼的支持，直接與SQL數(shù)據(jù)庫取得連接，將這些信息整合入庫。

用戶可進入主頁面不同的信息設(shè)置選項，通過“點擊此處添加信息”，進入添加頁面，輸入數(shù)據(jù)，點擊“確定”入庫。

3.3.2.2 信息的修改維護

用戶同樣可通過瀏覽器層面的操作，對已經(jīng)存入數(shù)據(jù)庫的信息進行維護，修改或刪除與用戶權(quán)限相對應(yīng)的信息（管理員權(quán)限，可修改所有相關(guān)信息；普通用戶權(quán)限，不可修改班級、院系、教師、教室等信息設(shè)置，只能修改個人賬戶信息）。

3.3.2.3 數(shù)據(jù)處理模塊

該模塊是系統(tǒng)實現(xiàn)功能的核心部分，其功能是在用戶將系統(tǒng)所要求的基本信息錄入數(shù)據(jù)庫之后，系統(tǒng)能夠通過后臺程序的綜合分析自動生成考慮到各方因素的合理的課程表。

管理員用戶在主頁面登陸后，選擇自動排課功能，即可進入排課頁面，教師不具備排課權(quán)限。在基本信息設(shè)置選項下，對課表基本信息進行設(shè)定，點擊提交，系統(tǒng)自動列出所需排的課程，輸入每周學(xué)時、設(shè)置上課地點的特殊條件以及開課信息，全部設(shè)置完畢后，點擊排課按鈕，系統(tǒng)將自動排課。點擊備份按鈕后，將所排課表在數(shù)據(jù)庫中進行完整備份，以便查詢功能調(diào)用。

3.3.2.4 數(shù)據(jù)輸出模塊

查詢模塊是系統(tǒng)為用戶提供的又一人性化性能。用戶在瀏覽排課結(jié)果時，可通過此一功能，直接找到自己所要查找的課程表。用戶可直接通過界面選項對班級、課程、院系、教師、教室等信息進行橫向列表檢索，也可通過鍵入教師或課程信息，進行縱向搜索查詢，極大方便了用戶的使用。

教師賬戶登陸后，只可進行搜索查詢課表信息的操作，在課表查詢頁面中，鍵入課程號或者教師號，點擊“查詢”按鈕，系統(tǒng)將立即把信息提交到后臺，連通數(shù)據(jù)庫，通過T-SQL語句，在已生成的數(shù)據(jù)庫視圖中搜索已排課表的信息，再將搜索結(jié)果以列表的形式返回到界面上，使教師能夠通過圖形化的界面表格直觀的查看排好的課表。

此外，作為系統(tǒng)管理員的身份登陸，在課表查詢界面中，還會出現(xiàn)已排課表、備份課表和導(dǎo)入課表三個選項，管理員可點擊進入，以執(zhí)行下一步更深層操作。

4.數(shù)據(jù)庫的設(shè)計與建構(gòu)

排課系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫建構(gòu)以優(yōu)化組合、方便實用為原則，對各表的創(chuàng)立都考慮多方因素，爭取做到最佳的搭配組合。

根據(jù)需求，可以得知該排課系統(tǒng)需要管理的數(shù)據(jù)包括：教室數(shù)據(jù)，課程數(shù)據(jù)，用戶數(shù)據(jù)，教師數(shù)據(jù)，班級數(shù)據(jù)，以及限制條件數(shù)據(jù)，課程表數(shù)據(jù)等。

按照精簡設(shè)計方法，可以把以上數(shù)據(jù)分別保存到如下幾類表中：

a.教室場地表：記錄教室場地信息，包括特殊場地要求；

b.班級課程表：記錄分類課程、年級班級信息以及與其相對應(yīng)的數(shù)據(jù)；

c.人員用戶表：記錄用戶帳戶信息、教師統(tǒng)計信息等與人員有關(guān)的數(shù)據(jù)；

d.排課統(tǒng)計表：記錄排課前后的課程表數(shù)據(jù)，方便查找；

e.特殊條件表：記錄排課過程中所要考慮的特殊限制條件，如場地限制等。

5.結(jié)論

計算機軟件技術(shù)應(yīng)用于學(xué)校的課程安排是發(fā)展的必然。充分發(fā)揮計算機的優(yōu)勢，將大量復(fù)雜的判斷與運算交給計算機來做，實現(xiàn)信息化校園的建設(shè)。

本文推出的排課系統(tǒng)可以節(jié)省大量的人力物力資源，達到教學(xué)資源優(yōu)化配置的目的，教師可以通過瀏覽器更直觀地查找所需課程表信息，實現(xiàn)了教學(xué)辦公人性化信息化。

參考文獻：

[1]蔡翠平.網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計基礎(chǔ)[M].北京：清華大學(xué)出版社，北方交通大學(xué)出版社，2003.

[2]李勁，謝兆陽.SQL SERVER 2000數(shù)據(jù)庫設(shè)計與系統(tǒng)管理[M].北京：清華大學(xué)出版社，2003.

[3]王璞.網(wǎng)頁制作三劍客入門與提高[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004.