基于計算機的自動排課系統(tǒng)

吳錫雄

（廣東石油化工學(xué)院 廣東 揭陽 522000）

引言

在當(dāng)今社會下，素質(zhì)教育在學(xué)校不斷地深化，學(xué)校對學(xué)生的實踐能力越來越重視，學(xué)校的課程越來越多。在以前互聯(lián)網(wǎng)并不發(fā)達的時代中，排課就只能通過人工方式編排。但是，隨著各類學(xué)科范圍的不斷擴大，各個院系的學(xué)科科目逐漸增多，導(dǎo)致很多教師、課程管理員不能在短時間內(nèi)制定合理高效的排課計劃，采用計算機為手段來完成之一繁重任務(wù)，使課表既符合科學(xué)規(guī)律，充分利用現(xiàn)有資源，最大限度發(fā)揮作用。

1 排課系統(tǒng)的設(shè)計方案

1.1 專業(yè)信息模塊

錄入專業(yè)信息，主要包括該專業(yè)所上的課程以及學(xué)時長，比如高數(shù)(98),線代(60)....代表高數(shù)98個學(xué)時，線代60個學(xué)時

1.2 教師信息模塊

主要包括錄入教師所能授課得的科目，以及在職狀態(tài)。標(biāo)記離職即不為該教師安排新的課程，但是該教師之前的授課任務(wù)仍保留在數(shù)據(jù)庫中，以方便安排別的老師進行任務(wù)交接，教師復(fù)職后可以在系統(tǒng)中標(biāo)記復(fù)職，教師離復(fù)職信息都會在保留在系統(tǒng)日志中。該部分的另外一個功能是查詢教師的上課任務(wù)

1.3 班級模塊

錄入該班級名稱，如果是多班一起上課，則表示為，如：電子17-1，電子17-2，然后錄入班級所屬專業(yè)名稱，點擊自動排課，即根據(jù)年級的上課任務(wù)自動排好一學(xué)期所有課程，實現(xiàn)課表合理，規(guī)律，使所有課程均勻分布在整個學(xué)期中，由于考慮到有的專業(yè)課較多，以及大學(xué)生課程不應(yīng)該過于緊密，所以課表按單雙周的規(guī)律排布，保證大學(xué)生有較寬松的課外時間，排課完成后，可以查詢該班級的課表

1.4 功能教室模塊

錄入功能教室名稱，人數(shù)容納數(shù)量，位置，比如：數(shù)電實驗室東804，提交后，教師即可根據(jù)需要申請該教室的使用或者撤銷該教室的申請，同時會更新到教師任務(wù)表以及班級課表中

1.5 日志模塊

主要記錄教師離職復(fù)職信息以及其他保留信息

2 排課系統(tǒng)的功能算法

大學(xué)排課系統(tǒng)主要能實現(xiàn)兩個功能，第一個功能是根據(jù)上課任務(wù)以及每科目的學(xué)時，為全校所有班級自動分配教師，自動安排課表，保證課表合理。以單雙周作為課表的周期性，保證課表的規(guī)律性，使課表容易記憶。第二個功能是教室預(yù)約功能（比如階梯教室，實驗室等），免去傳統(tǒng)的教室管理員模式，使得教室使用更方便，該模塊支持申請多班級上課，申請后，相應(yīng)教師的任課表會自動更新，以及班級的課表也會自動更新。整個排課系統(tǒng)，以JavaWeb做后臺，Mysql作為數(shù)據(jù)庫，layUI做前端界面，后臺使用了較新的服務(wù)器部署框架，Spring以及SpringMvc，數(shù)據(jù)庫使用了Mybatis框架，該框架有高效開發(fā)，且支持事務(wù)處理，還可以預(yù)防sql注入等網(wǎng)絡(luò)攻擊，優(yōu)點較多。

第一個功能的實現(xiàn)使用了排課算法，數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)表，數(shù)據(jù)庫存儲過程。（1）排課算法：一天5節(jié)課，把一周看成25，根據(jù)上課任務(wù)的總數(shù)n，生成n個1到25之間的隨機數(shù)且不重復(fù)，由于一學(xué)期有17周，便以此類推到17周中，代表每周中，這些課時被占用，并且在排的過程中，每科目的學(xué)時會相應(yīng)減少當(dāng)減少到0時，就不再為該科目安排課程，排課一次后，遍歷數(shù)組，如果課時剩余數(shù)量還大于0，則取1到50的隨機數(shù)，將課表安排進第1和第2周中，以2周作為步長，以此類推到17周。（2）數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)表：有學(xué)生表，教師表，功能課室表，上課任務(wù)表，年級表，科目表。其中學(xué)生表與教師表之間是多對多的關(guān)系，以外鍵表相互關(guān)聯(lián)，年級表和科目表之間是多對多關(guān)聯(lián)。由于考慮到功能課室由教師申請，所以功能課室表與教師表關(guān)聯(lián)。（3）數(shù)據(jù)庫存儲過程：在這個系統(tǒng)中，由于表的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，且數(shù)據(jù)量較大，考慮到數(shù)據(jù)庫需要快速響應(yīng)前端，需要減少與數(shù)據(jù)庫通信次數(shù)，降低帶寬占用量，所以采用了數(shù)據(jù)庫存儲過程。存儲過程由于一般的數(shù)據(jù)庫sql語句，在于其編譯且存儲在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上，多條sql語句可編譯為一個整體存放在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上，通過一條命令就能啟動數(shù)據(jù)庫存儲過程，相比于一般的多條sql語句組合，無形中減少傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，減少腳本語句的編譯量，降低了帶寬，提高了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的響應(yīng)速度。

第二個功能則是教師預(yù)約模塊，主要邏輯是，將每個功能教室的預(yù)約情況顯示在系統(tǒng)前端上，以課表的表格的形式，已被申請的課時顯示被占用，未被申請的課時顯示未占用，每位老師，可以訪問該前端頁面，在網(wǎng)頁上點擊未被占用的格子進行申請，申請需要寫入申請人，聯(lián)系電話，以及上課班級，系統(tǒng)會根據(jù)這些信息，自動更新數(shù)據(jù)庫，更新教師的任課表，以及更新班級的課表，如果其他教師想申請被占用的課時，可根據(jù)聯(lián)系電話聯(lián)系相應(yīng)教師進行溝通，申請人可在網(wǎng)頁上撤銷申請。

3 總結(jié)

該自動排課系統(tǒng)具備了基本的查詢和修改功能，以JavaWeb做后臺，Mysql作為數(shù)據(jù)庫，layUI做前端界面，能輕松自如地通過計算機對課表進行增刪改查，既方便了師生對課表的使用，也很好地做到了有序管理整個學(xué)校以及學(xué)院的課表。