畢業(yè)論文-高校排課系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

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1、高校排課系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)本科畢業(yè)論文(科研訓(xùn)練、畢業(yè)設(shè)計(jì))題目：高校排課系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)姓名：學(xué)院：軟件學(xué)院專業(yè)：軟件工程年級(jí)：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師（校內(nèi)）：職稱：指導(dǎo)教師（校外）：職稱：年月日15高校排課系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)高校排課系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)摘要針對(duì)廈門大學(xué)以往采用的排課系統(tǒng)，排課結(jié)果不盡人意，需要人工反復(fù)修改等的不足，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)真分析了排課算法的數(shù)學(xué)模型，結(jié)合我校教育資源特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)這套獨(dú)立可靠的排課管理系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)開(kāi)課計(jì)劃、教師信息和教學(xué)資源信息電子化，排課管理流程化。本論文闡述了該排課系統(tǒng)的需求分析及意義，詳細(xì)描述了系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)方法，根據(jù)廈門大學(xué)

2、教學(xué)排課需要，設(shè)計(jì)了基于優(yōu)先級(jí)的自動(dòng)排課算法。文中詳細(xì)介紹了排課算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、數(shù)據(jù)錄入、信息查詢的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。在時(shí)間選擇的靈活性、優(yōu)先級(jí)的計(jì)算、等價(jià)類的劃分、算法復(fù)雜性的降低等進(jìn)行了自我特色的改進(jìn)，并在編程上得到實(shí)現(xiàn)。關(guān)鍵詞自動(dòng)排課排課算法優(yōu)先級(jí)等價(jià)類別15高校排課系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)目錄第一章緒論1第一節(jié)問(wèn)題的提出1第二節(jié)計(jì)算機(jī)自動(dòng)排課的發(fā)展歷程1第三節(jié)本課題的意義2第二章系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境3第一節(jié)系統(tǒng)平臺(tái)Windows20003第二節(jié)數(shù)據(jù)庫(kù)Access4第三節(jié)應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具JBuilder9.04第三章課題內(nèi)容及系統(tǒng)分析4第一節(jié)需求分析4第二

3、節(jié)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5第三節(jié)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)5第四節(jié)算法設(shè)計(jì)6第四章查詢模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)6第一節(jié)與本系統(tǒng)相關(guān)之JBuilder數(shù)據(jù)控件說(shuō)明6第二節(jié)查詢模塊的功能及實(shí)現(xiàn)方法8第三節(jié)教師課程安排的查詢10結(jié)論13鳴謝13英文摘要14參考文獻(xiàn)1515高校排課系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)第一章緒論第一節(jié)問(wèn)題的提出所謂的排課問(wèn)題，就是是將教師與學(xué)生在時(shí)間空間上根據(jù)不同的約束條件進(jìn)行排列組合，以使教學(xué)順利進(jìn)行。這里的約束條件主要為避免沖突，這里的沖突包含很廣泛，例如：同一時(shí)間對(duì)同一名教師安排兩門不同的功課，則對(duì)該教師而言，課程的安排是沖突的，對(duì)學(xué)生也是如此；同一時(shí)間給同一教室安排兩門不同的

4、課程則對(duì)于這兩門課程來(lái)說(shuō)安排的教室是沖突的，在滿足全部約束條件的基礎(chǔ)上，對(duì)教師、教室、學(xué)生及時(shí)間等幾部分資源進(jìn)行最優(yōu)化組合，以保證整個(gè)教學(xué)計(jì)劃正常進(jìn)行。在排課問(wèn)題中要解決的核心問(wèn)題是避免沖突，這里的沖突主要包括上課時(shí)間、教師、教室以及上課學(xué)生等各方面因素，沖突可能涉及上述因素中的兩個(gè)或者多個(gè)，例如：教師或?qū)W生不能在同一時(shí)間上兩門課；在同一時(shí)間應(yīng)該有足夠的教室容納上課的學(xué)生等等。由于各個(gè)教學(xué)單位的教學(xué)組織方式不盡相同，因此各個(gè)教學(xué)單位在解決沖突問(wèn)題上的側(cè)重點(diǎn)也有所不同，在最終解決排課問(wèn)題上所采取的策略也不相同。對(duì)于中、小學(xué)這類固定教室，固定學(xué)生的教學(xué)單位，所要

5、考慮的沖突就主要集中在避免同意教師在同一時(shí)間上兩門或以上的課程，沖突主要體現(xiàn)在時(shí)間與教師之間。而對(duì)于高等院校的教學(xué)組織安排，要考慮的問(wèn)題就復(fù)雜得多了，首先學(xué)生上課并不固定在具體的某個(gè)教室，每個(gè)學(xué)生的課程由學(xué)會(huì)僧自己選擇，同一班級(jí)的學(xué)生所選的課程會(huì)有可能不同，這里要流動(dòng)的既包括教師，又包括學(xué)生，相對(duì)前一情況，這里不但要考慮教師的沖突，還要考慮學(xué)生的沖突，此外還有教室與時(shí)間的匹配問(wèn)題。第二節(jié)計(jì)算機(jī)自動(dòng)排課的發(fā)展歷程計(jì)算機(jī)排課問(wèn)題作為一個(gè)具有一定代表性的信息處理問(wèn)題，長(zhǎng)期是計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中非常關(guān)注的問(wèn)題，但一直未能得到滿意解決。早在60年代國(guó)內(nèi)外就開(kāi)始了對(duì)該課題的

6、探索。70年代初期，排課問(wèn)題就已被證明是一個(gè)NP完全問(wèn)題，即此算法的計(jì)算時(shí)間是呈指數(shù)增長(zhǎng)的，這一論斷確立了排課問(wèn)題的理論深度，對(duì)于NP完全問(wèn)題目前在數(shù)學(xué)上是沒(méi)有一個(gè)通用的算法能夠很好地解決，然而很多NP完全問(wèn)題具有很重要的實(shí)際意義。15高校排課系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)目前大家對(duì)NP完全問(wèn)題研究上的主要思想是如何降低計(jì)算復(fù)雜度，即利用一個(gè)近似算法來(lái)替代，力爭(zhēng)使得解決問(wèn)題的時(shí)間從指數(shù)增長(zhǎng)化簡(jiǎn)到多項(xiàng)式增長(zhǎng)。結(jié)合到課表問(wèn)題就是建立一個(gè)合適的現(xiàn)實(shí)簡(jiǎn)約模型，利用該簡(jiǎn)約模型能夠大大降低算法的復(fù)雜讀，便于程序?qū)崿F(xiàn)，這是解決排課問(wèn)題一個(gè)很好的思路。從Gotleb提出課表問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型

7、，并用匈牙利算法解決了三維線性運(yùn)輸問(wèn)題以后，人們對(duì)課表問(wèn)題的算法、解的存在性問(wèn)題作了很多深入的探討，但至今還沒(méi)有一個(gè)較為個(gè)性的算法來(lái)解決課表問(wèn)題。近40年來(lái)，人們對(duì)課表問(wèn)題的計(jì)算機(jī)解法做了許多嘗試，但排課問(wèn)題雖然是數(shù)學(xué)上的時(shí)間與空間組合問(wèn)題，又確實(shí)人的主觀因素作用下的人文決策過(guò)程。要實(shí)現(xiàn)用計(jì)算機(jī)排課，如何從實(shí)際情況出發(fā)，試圖從純粹數(shù)學(xué)的角度建立模型，研究設(shè)計(jì)一種計(jì)算機(jī)解法，無(wú)疑將讓這個(gè)問(wèn)題的解決陷入困境，技術(shù)卻只適用于規(guī)模較小的課程編排。進(jìn)入90年代以后，國(guó)外對(duì)課表問(wèn)題的研究仍然十分活躍。目前，解決課表問(wèn)題的方法有：模擬手工排課發(fā)，圖論方法，拉格朗日松弛法，

8、二次分配型法等多種方法。由于課表約束復(fù)雜，用數(shù)學(xué)方法