基于規(guī)則庫的教室資源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

秦新國++丁國勇

摘 要：日常教學(xué)活動(dòng)中，針對教室資源管理中存在教室使用信息不透明、使用效率不高等問題，作者設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套基于規(guī)則庫的教室資源管理系統(tǒng)，使用戶可以實(shí)時(shí)了解當(dāng)前教室資源的使用情況，也大大提高了教室使用效率和管理效率。

關(guān)鍵詞：教室資源管理；規(guī)則庫；管理模式

中圖分類號：G48 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-8454（2014）21-0065-03

一、教室資源管理現(xiàn)狀

隨著辦學(xué)規(guī)模的擴(kuò)大，教室資源的數(shù)量急劇增加，教室資源管理的工作量也越來越大，人工管理教室資源的模式已不能滿足當(dāng)前的需求，通過對教室資源管理過程進(jìn)行分析，可以把教室資源管理中存在的諸多問題總結(jié)如下：第一，教師和學(xué)生無法及時(shí)了解當(dāng)前教室的使用情況，管理人員也無法對教室使用情況進(jìn)行整體把握和有效的調(diào)控；第二，利用電子表格或紙質(zhì)材料記錄教室借用記錄容易丟失數(shù)據(jù)，且歷史借用記錄的維護(hù)和查詢也比較困難；第三，隨著學(xué)校規(guī)模的不斷擴(kuò)大，全校教室資源管理僅僅依靠單個(gè)職能部門，不僅管理的工作量非常大，而且工作效率也比較低；第四，教室使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)沖突現(xiàn)象，缺乏有效的檢測機(jī)制。

二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

在日常教學(xué)活動(dòng)中，教室資源的使用主要包括：教學(xué)任務(wù)安排的需要，教師調(diào)停課、補(bǔ)課的需要，院系開展教學(xué)活動(dòng)的需要，校內(nèi)/外培訓(xùn)的需要，考試安排的需要，但不管何種使用情形，最終它們都將轉(zhuǎn)化為教室的借用問題。因此，解決好教室借用問題就成了本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

1.系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想

教室資源管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)遵循以下四個(gè)原則：

第一，提供實(shí)時(shí)教室資源使用情況查詢接口，便于師生迅速掌握相關(guān)信息。教室的使用情況是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過程，及時(shí)掌握當(dāng)前哪些教室正在使用，哪些教室可以用，可以方便教師順利開展教學(xué)活動(dòng)，方便學(xué)生找到合適的教室自習(xí)；方便管理人員對教室資源進(jìn)行合理調(diào)度。

第二，提供教室使用沖突檢測機(jī)制，避免教室借用沖突，保障正常的教學(xué)秩序。

第三，管理人員可以對教室資源的借用設(shè)置相應(yīng)的規(guī)則，規(guī)定哪些教室可以用、哪些教室不能用。當(dāng)然，規(guī)則的維度應(yīng)該是多元的，以便于對教室資源的借用活動(dòng)進(jìn)行靈活、有效的調(diào)度。

第四，盡量提高教室資源的使用效率，避免高利用率、低就坐率以及教室孤島現(xiàn)象。

2.教室借用流程設(shè)計(jì)（見圖1）

根據(jù)使用對象的不同，教室資源的使用可以分為兩類，一種校內(nèi)用戶使用，另一種是校外用戶使用。對于前者，一般表現(xiàn)為日常教學(xué)活動(dòng)，這時(shí)，用戶可以直接打印教室借用申請單，并送交多媒體辦公室辦理教室借用手續(xù)；而對于后者，一般表現(xiàn)為校外培訓(xùn)，為了維護(hù)學(xué)生的合法權(quán)益，教務(wù)處需要對校外機(jī)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的審核，審核通過后方能進(jìn)一步履行教室借用手續(xù)。

三、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程中的關(guān)鍵技術(shù)

1.教室借用查詢信息表示

用戶在履行教室借用手續(xù)時(shí)，先要查詢出當(dāng)前可用的空教室，然后有針對性地借用相關(guān)教室。在查詢空教室時(shí)，用戶需輸入相應(yīng)的查詢參數(shù)，查詢參數(shù)的結(jié)構(gòu)如圖2所示：

其中Term表示當(dāng)前學(xué)期信息；WeekDes表示教室借用的周數(shù)信息，用20位二進(jìn)制數(shù)表示，二進(jìn)制數(shù)的長度表示當(dāng)前學(xué)期有效的周數(shù)，其中0表示無效，1表示有效，如00010000000000000000表示當(dāng)前查詢的是第四周的空教室；Week表示借用星期集合信息，如“Week=1”表示當(dāng)前查詢的是星期一的空教室，“Week=1，2”表示當(dāng)前查詢的是星期一和星期二的空教室，多個(gè)取值之間用逗號分隔；Bjc表示借用起始節(jié)次；Ejc表示借用截止節(jié)次；Capacity表示參加活動(dòng)的學(xué)生人數(shù)，Capacity的值應(yīng)小于等于借用教室的容量，在教室借用過程中教室容量與Capacity相當(dāng)?shù)慕淌覍?yōu)先推薦，以提高教室的使用率。

周數(shù)信息的構(gòu)造對普通用戶來講比較復(fù)雜，在實(shí)際操作過程中，周數(shù)信息的構(gòu)造對用戶是透明的，實(shí)際使用過程中，用戶只需要提供借用日期即可，系統(tǒng)會根據(jù)用戶的輸入自動(dòng)轉(zhuǎn)換。使用二進(jìn)制格式表示每學(xué)期的周數(shù)信息比較直觀，在處理教室的批量借用時(shí)也比較靈活。譬如，要借用一間1至18周都有空的教室，那么在表示周數(shù)信息時(shí)只需要將二進(jìn)制數(shù)的1至18位全部用1表示即可。另外，使用這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也便于教室借用沖突計(jì)算。

2.即時(shí)空教室檢測算法

即時(shí)空教室是指在指定的時(shí)間范圍內(nèi)，從學(xué)校所有可用的教室資源中去除已經(jīng)被使用的教室資源后剩余的教室資源集合。

教室沖突現(xiàn)象是指不同的用戶借用的同一間教室在使用時(shí)間上存在重疊，使同一間教室在相同的時(shí)間內(nèi)同時(shí)開展兩個(gè)或兩個(gè)以上的教學(xué)活動(dòng)的現(xiàn)象。假設(shè)存在教室R，那么在同一周、同一天有兩個(gè)借用時(shí)間段[A，B]和[C，D]，它們存在沖突的可能可以描述如下：①[C，D]的起點(diǎn)落在[A，B]內(nèi)；②[C，D]的終點(diǎn)落在[A，B]內(nèi)；③[A，B]是[C，D]的子集。（見圖3）

綜上所述，檢查某間教室在某個(gè)時(shí)間段是否被占用的算法可用sql描述如下：

if exists（select * from roomBorrowInfoList where roomID = @roomID and （f_weekdesOper（@weekdes，weekdes） = 1） and term = @term and [week] = @week and @bjc >= bjc and @Bjc <= ejc）

or exists（select * from roomBorrowInfoList where roomID = @roomID and （f_weekdesOper（@weekdes，weekdes） = 1） and term = @term and [week] = @week and @ejc >= bjc and @ejc <= ejc）endprint

or exists（select * from roomBorrowInfoList where roomID = @roomID and （f_weekdesOper（@weekdes，weekdes） = 1） and term = @term and [week] = @week and @bjc <= bjc and @ejc >= ejc）

begin

print '當(dāng)前教室已經(jīng)被使用'

end

其中，roomBorrowInfoList表示當(dāng)前已經(jīng)被借用的教室信息集合，其數(shù)據(jù)來源由兩部分組成，分別是排課所需的教室信息和開展其它教學(xué)活動(dòng)所需的教室信息。weekdesOper是數(shù)據(jù)庫自定義函數(shù)，用于計(jì)算查詢周和目標(biāo)周之間是否存在重疊，其算法描述如下：

--計(jì)算給定的兩個(gè)周數(shù)之間是否存在重疊

CREATE function F_WeekdesOper（@w1 varchar（20），@w2 varchar（20））

returns int

as

begin

declare @flag int

set @flag = 0

while len（@w1） > 0 and len（@w2） > 0

begin

if left（@w1，1） = left（@w2，1） and left（@w1，1） = '1'

begin

set @flag = 1

end

set @w1 = stuff（@w1，1，1，''）

set @w2 = stuff（@w2，1，1，''）

end

return @flag

end

掌握了教室沖突檢測算法后，再查詢教室資源集合中符合要求的空教室就比較容易了。在查詢時(shí)間一定的前提下，將當(dāng)前可用的教室資源和已經(jīng)借用的教室信息之間進(jìn)行沖突計(jì)算，如果不沖突就是可用的教室，反之亦然。其查詢過程可描述如下：

Foreach（Room in RoomList）

{

Foreach（RoomBorrowInfo in RoomBorrowInfoList）

{

如果當(dāng)前教室借用和已經(jīng)借用的教室信息在時(shí)間上發(fā)生沖突 那么

當(dāng)前教室不可以使用！

否則

當(dāng)前教室可以使用！

}

}

3.教室借用規(guī)則表示

教室借用活動(dòng)應(yīng)符合兩個(gè)前提條件：一是教室資源是公共教學(xué)資源，院系或教師不得長期占用一些教室。隨著招生規(guī)模的不斷擴(kuò)大，教室資源相對比較匱乏，充分提高教室的使用效率至關(guān)重要。二是學(xué)校能約束用戶的借用行為，以保障特殊時(shí)期學(xué)校對教室的需要，如國家等級考試、學(xué)校期末考試等。為此，我們從兩個(gè)方面來定義教室借用規(guī)則。

第一，管理員可以為教室使用申請?jiān)O(shè)定一個(gè)時(shí)間閾值，用戶只能申請?zhí)囟〞r(shí)間范圍內(nèi)的教室。如果用戶想申請超出時(shí)間閾值以外的教室，那么他就必須到教務(wù)處履行相應(yīng)的借用手續(xù)。這可以避免少數(shù)用戶肆意占用教室資源的問題。

第二，制定一個(gè)教室借用規(guī)則庫，詳細(xì)定義教室資源借用的約束條件，以便對教室借用進(jìn)行更細(xì)微的調(diào)控。規(guī)則的定義主要包括以下四個(gè)方面：

（1）教室禁止借用的時(shí)間范圍；

（2）教室禁止借用的樓宇信息；

（3）教室禁止借用的樓層信息；

（4）教室禁止借用的教室信息。

教室借用規(guī)則采用XML格式來進(jìn)行描述，不僅可以明確表示規(guī)則模型中各個(gè)部分的意義，而且增強(qiáng)了規(guī)則的擴(kuò)展性。教室借用規(guī)則可以描述如下：

//借用規(guī)則節(jié)點(diǎn)

敏知樓//樓宇約束

2 //樓層約束

2010-12-7 0：00：00//時(shí)間約束

2010-12-15 0：00：00

//房間約束

……

四、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

基于本文設(shè)計(jì)思想我們開發(fā)了一個(gè)基于規(guī)則庫的教室資源管理系統(tǒng)，用戶可以在線查詢指定日期的教室使用情況，并根據(jù)需要辦理借用手續(xù)。如圖4所示，教室被使用的時(shí)間段用灰色的底紋填充，白色底紋表示的時(shí)間段內(nèi)該教室處于空閑狀態(tài)。教室使用情況一目了然，給師生安排各項(xiàng)教學(xué)活動(dòng)提供了方便。

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（編輯：王天鵬）endprint