【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 級(jí)課表的查詢功能。（3）學(xué)生對(duì)自己所在班級(jí)課表的打印功能。（4）實(shí)驗(yàn)室課表的查詢和打印功能。（1）一致性：系統(tǒng)的數(shù)據(jù)要保證一致性、準(zhǔn)確性,當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)中某一記錄改變,與之相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)也隨之變化。（2）適用性：能夠廣泛的用于不同院系的實(shí)驗(yàn)排課。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，用戶可以根據(jù)自己的實(shí)際情況自行組合，使系統(tǒng)在不同的硬件環(huán)境下都能得以應(yīng)用。（3）實(shí)用性：為實(shí)驗(yàn)排課提供方便，有效地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課表的查看和打印，盡量最大限度降低管理員日常管理工作量，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和效率，優(yōu)化資源，實(shí)現(xiàn)效益最大化。（4）操作簡(jiǎn)單：本系統(tǒng)應(yīng)該適用于不同的使用者，包括管理員，教師和學(xué)生，同時(shí)系統(tǒng)不應(yīng)太復(fù)雜和煩瑣，因此要求系統(tǒng)的操作盡可能簡(jiǎn)單易行。（5）安裝使用簡(jiǎn)便：服務(wù)器端的安裝簡(jiǎn)潔明了，客戶機(jī)無(wú)需再裝任何軟件，通過(guò)瀏覽器就可以直接訪問(wèn)，只要接入Internet，無(wú)論您身在何處，只要您可以訪問(wèn)Internet都可以使用本系統(tǒng)?；贐/S結(jié)構(gòu)的排課子系統(tǒng)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)的一部分，根據(jù)該系統(tǒng)的要求，基于B/S結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)排課系統(tǒng)是集教師信息，班級(jí)信息，課程信息，實(shí)驗(yàn)室信息，課程信息和課表信息于一體的管理信息系統(tǒng)[16]。該系統(tǒng)的系統(tǒng)流程圖如下：班級(jí)信息錄入實(shí)驗(yàn)課程信息錄入教師信息錄入實(shí)驗(yàn)室信息錄入班級(jí)信息實(shí)驗(yàn)課程信息實(shí)驗(yàn)室信息教師信息排課處理課程表庫(kù)課表查詢課表打印生成課表 排課系統(tǒng)的系統(tǒng)流程圖通過(guò)對(duì)該系統(tǒng)的分析，基于B/S結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)排課系統(tǒng)主要包括基本信息錄入，課表編排，課表管理等幾個(gè)功能模塊。對(duì)排課業(yè)務(wù)進(jìn)行分析后，確定排課系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）基本信息管理模塊負(fù)責(zé)對(duì)排課所需要的信息進(jìn)行管理和維護(hù)。實(shí)驗(yàn)排課涉及面廣，數(shù)據(jù)較多，如班級(jí)信息，課程信息，實(shí)驗(yàn)室信息，教師信息。該模塊主要實(shí)現(xiàn)對(duì)這些信息的增，刪和修改功能。（2）課表編排模塊是本系統(tǒng)的核心，也是該系統(tǒng)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，主要實(shí)現(xiàn)課表的自動(dòng)編排和手工調(diào)節(jié)功能。在錄入排課所需要的一些基本信息后，排課算法將進(jìn)行自動(dòng)排課，如果排出來(lái)的課表存在沖突，可通過(guò)手工調(diào)節(jié)對(duì)課表進(jìn)行人為的調(diào)整，使課表盡量達(dá)到人的主觀能動(dòng)性，以確定最后的課表沒(méi)沖突的地方。（3）課表管理模塊主要提供對(duì)課表的查詢和打印功能。課表編排完成后，可對(duì)課表進(jìn)行多種條件的查詢，比如可查詢班級(jí)課表，教師課表和實(shí)驗(yàn)室課表，系統(tǒng)還提供對(duì)這三類(lèi)課表的打印功能。該實(shí)驗(yàn)排課子系統(tǒng)的功能模塊圖如下所示：基本信息管理課表編排課表管理班級(jí)信息管理課程信息管理實(shí)驗(yàn)室信息管理教師信息管理自動(dòng)排課手工調(diào)節(jié)班級(jí)課表查看和打印教師課表查看和打印實(shí)驗(yàn)室課表查看和打印實(shí)驗(yàn)室排課系統(tǒng) 實(shí)驗(yàn)排課系統(tǒng)功能模塊圖實(shí)驗(yàn)排課子系統(tǒng)是一個(gè)關(guān)于實(shí)驗(yàn)課程編排的管理信息系統(tǒng)，主要針對(duì)學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)，它能夠幫助實(shí)驗(yàn)排課人員處理大量復(fù)雜的排課信息，有效的生成實(shí)驗(yàn)課表，節(jié)省了排課人員大量的時(shí)間和精力。本章主要介紹該系統(tǒng)各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。我們按照實(shí)驗(yàn)排課的業(yè)務(wù)流程，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)流的控制，使各模塊按照其內(nèi)在的聯(lián)系組成一個(gè)有機(jī)的整體，模塊統(tǒng)又具有錄入，修改，刪除，查詢，打印等功能，各模塊界限分明，任務(wù)明確，能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)管理，而且界面友好，操作簡(jiǎn)單，并且有很好的糾錯(cuò)能力。系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則與目標(biāo)如下[5]：① 安全性：防止未經(jīng)授權(quán)的人員誤用亂用該系統(tǒng)。② 經(jīng)濟(jì)實(shí)用：和已有設(shè)施緊密配，合充分利用所有設(shè)備，避免重復(fù)投資。③ 滿足對(duì)容量和容錯(cuò)的需求。④ 兼容性和擴(kuò)展性：為滿足未來(lái)軟硬件的靈活部署和容量要求，應(yīng)考慮系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)展的需求和升級(jí)能力。 ⑤ 易于管理和維護(hù)：系統(tǒng)易于管理和操作；同時(shí)，系統(tǒng)維護(hù)應(yīng)盡量集中、簡(jiǎn)單，盡量避免復(fù)雜系統(tǒng)和多系統(tǒng)組合的維護(hù)開(kāi)銷(xiāo)，減輕維護(hù)人員的負(fù)擔(dān)。⑥ 強(qiáng)大的可開(kāi)發(fā)性：系統(tǒng)應(yīng)配備健壯的開(kāi)發(fā)接口和豐富的開(kāi)發(fā)工具，充分支持現(xiàn)有的開(kāi)發(fā)手段和開(kāi)發(fā)成果，開(kāi)發(fā)平臺(tái)應(yīng)該易用并足夠強(qiáng)大以滿足變化的需求。實(shí)驗(yàn)排課子系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)，統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)庫(kù)和Web服務(wù)器。在這種結(jié)構(gòu)下，用戶界面完全通過(guò)WWW瀏覽器實(shí)現(xiàn)，一部分事務(wù)邏輯在前端實(shí)現(xiàn)，但是主要事務(wù)邏輯在服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)，形成所謂3tier結(jié)構(gòu),第一層是客戶端(用戶界面)，提供用戶與系統(tǒng)的友好訪問(wèn)；第二層是應(yīng)用服務(wù)器，負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)邏輯的實(shí)現(xiàn)；第三層是數(shù)據(jù)服務(wù)器，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)、訪問(wèn)及其優(yōu)化。由于業(yè)務(wù)邏輯被提取到應(yīng)用服務(wù)器，大大降低了客戶端負(fù)擔(dān)，因此也成為瘦客戶結(jié)構(gòu)，： 軟件結(jié)構(gòu)體系圖基本信息管理模塊提供對(duì)排課基本信息的錄入，修改，刪除等功能，這些基本信息包括班級(jí)信息，課程信息，實(shí)驗(yàn)室信息，教師信息，該模塊的流程圖如下：班級(jí)信息輸入排課班級(jí)登錄管理員實(shí)驗(yàn)課程信息輸入實(shí)驗(yàn)課程教師信息輸入排課教師完成實(shí)驗(yàn)室信息輸入實(shí)驗(yàn)室 基本信息管理數(shù)據(jù)流圖第一步：輸入要進(jìn)行排課的班級(jí)信息，實(shí)現(xiàn)班級(jí)信息的初始化。第二步：輸入要編排的實(shí)驗(yàn)課程信息。在這些課程信息當(dāng)中，存在著多個(gè)班級(jí)上同一門(mén)的實(shí)驗(yàn)課程，也有各個(gè)班級(jí)上不同的實(shí)驗(yàn)課程。第三步：輸入教師信息。教師可以教授N個(gè)班的N門(mén)課程。第四步：輸入實(shí)驗(yàn)室信息，完成實(shí)驗(yàn)室信息的初始化。至此，排課基本信息的輸入已經(jīng)完成。課表編排模塊是本系統(tǒng)的核心部分，就排課問(wèn)題而言，其本質(zhì)是教室，教師，班級(jí)，課程和時(shí)間5個(gè)要素在各自具備一定限制條件的情況下，尋求一種教師，班級(jí)和課程在時(shí)間和空間上合理分布的復(fù)雜的資源分配問(wèn)題。該模塊分為自動(dòng)排課和手工調(diào)節(jié)兩部分。它根據(jù)輸入的基本排課信息（包括班級(jí)信息，課程信息，教師信息，實(shí)驗(yàn)室信息），按照排課算法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)課表的自動(dòng)編排，對(duì)于初排出來(lái)的實(shí)驗(yàn)課表，如有沖突，或排課人員根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為某門(mén)實(shí)驗(yàn)課程排在某個(gè)特定時(shí)間效果可能更好，都可以進(jìn)行手工調(diào)節(jié)，以形成最后的無(wú)沖突又符合人的主觀能動(dòng)性的實(shí)驗(yàn)課表。排課算法的設(shè)計(jì)是本系統(tǒng)的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)，其中排課數(shù)據(jù)的初始化是通過(guò)上面基本信息管理模塊中班級(jí)信息，課程信息，教師信息和實(shí)驗(yàn)室信息四張表格來(lái)完成，然后根據(jù)排課的一些規(guī)則和約束（排課的規(guī)則和約束在需求分析當(dāng)中已闡述）進(jìn)行自動(dòng)排課。對(duì)于排課算法，由于其復(fù)雜度和實(shí)際情況的多變，學(xué)術(shù)界曾出現(xiàn)過(guò)遺傳算法，模擬退火算法，基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃的算法，曾一度是學(xué)術(shù)界研究的一個(gè)熱點(diǎn)，至今仍沒(méi)有一個(gè)通用的能解決所有排課問(wèn)題的算法。本系統(tǒng)的排課算法根據(jù)我校的實(shí)際情況而設(shè)計(jì)，在一定程度上解決了我校的實(shí)驗(yàn)課程編排。本系統(tǒng)的排課算法流程圖如下： 實(shí)驗(yàn)排課算法流程圖在完成了課表的編排之后，特意設(shè)計(jì)此模塊來(lái)對(duì)課表進(jìn)行統(tǒng)一的管理。該模塊主要功能是實(shí)現(xiàn)教師課表，班級(jí)課表和實(shí)驗(yàn)室課表的查詢和打印。該模塊設(shè)計(jì)思路為：在頁(yè)面中設(shè)計(jì)三個(gè)相應(yīng)的下拉框，從這三個(gè)下拉框中選定相應(yīng)的項(xiàng)目后，便可以進(jìn)入相應(yīng)的課表頁(yè)面，從而可查看和打印相應(yīng)的課表。在經(jīng)過(guò)課表的自動(dòng)排課和手工調(diào)節(jié)之后，已形成最終既無(wú)沖突又符合人為意愿的實(shí)驗(yàn)課表。要實(shí)現(xiàn)班級(jí)課表的查詢，只需調(diào)用最終實(shí)驗(yàn)課表中字段為班級(jí)名稱(chēng)的記錄即可，同樣要查詢教師課表和實(shí)驗(yàn)室課表，只需調(diào)用最終課表中字段分別為教師編號(hào)和實(shí)驗(yàn)室名稱(chēng)的記錄即可。在對(duì)各課表查看了之后，還可對(duì)課表進(jìn)行打印。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是當(dāng)今信息時(shí)代賴(lài)以發(fā)展的重要基礎(chǔ)技術(shù)之一，也是發(fā)展較快的計(jì)算機(jī)技術(shù)的重要分支。較好地理解數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)原理對(duì)于設(shè)計(jì)出性能高效的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是很重要的。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是計(jì)算機(jī)軟件領(lǐng)域的一個(gè)重要分支，已形成相當(dāng)規(guī)模的理論體系和實(shí)用技術(shù)。它的出現(xiàn)使得計(jì)算機(jī)應(yīng)用滲透到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、商業(yè)、行政、科學(xué)研究、工程技術(shù)和國(guó)防軍事的各個(gè)部門(mén)，滲透到社會(huì)的每一角落，并正改變著人們的工作方式與生活方式。管理信息系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)、智能系統(tǒng)等都是使用了數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)成為信息高速公路的核心部分。B/S結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)排課子系統(tǒng)，是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)，許多信息都是保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中。在數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)很重要的問(wèn)題。我們這里所說(shuō)的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是指各個(gè)表結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，包括信息保存在哪些表格中，各個(gè)表的結(jié)構(gòu)如何，以及各個(gè)表之間的關(guān)系。數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞將直接對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的效率以及實(shí)現(xiàn)的效果產(chǎn)生影響，好的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)減少數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)量，數(shù)據(jù)的完整性和一致性比較高，系統(tǒng)具有較快的響應(yīng)速度，簡(jiǎn)化基于此數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用程序的實(shí)現(xiàn)等等。概念結(jié)構(gòu)獨(dú)立于數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯結(jié)構(gòu)，也獨(dú)立于支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的DBMS，它是現(xiàn)實(shí)世界與機(jī)器世界的中介，它一方面能夠充分反映現(xiàn)實(shí)世界，包括實(shí)體與實(shí)體間的關(guān)系，同時(shí)又易于向關(guān)系、網(wǎng)狀、層次等各種數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換。它是現(xiàn)實(shí)世界的一個(gè)真實(shí)模型，易于理解，便于和不熟悉計(jì)算機(jī)的用戶交換意見(jiàn)，使用戶易于參與；當(dāng)現(xiàn)實(shí)世界需求改變時(shí)，概念結(jié)構(gòu)又可以很容易地作相應(yīng)調(diào)整。因此概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在。概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通常有四類(lèi)方法[7]:1. 自頂向下。即首先定義全局概念結(jié)構(gòu)的框架，然后逐步細(xì)化。2. 自底向上。即首先定義各局部應(yīng)用的概念結(jié)構(gòu)，然后將它們集成起來(lái)，得到全局概念結(jié)構(gòu)。3. 逐步擴(kuò)張。首先定義最重要的核心概念結(jié)構(gòu)，然后向外擴(kuò)充，以滾雪球的方式逐步生成其他概念結(jié)構(gòu)，直至總體概念結(jié)構(gòu)。4. 混合策略。即將自頂向下和自底向上相結(jié)合，用自頂向下策略設(shè)計(jì)一個(gè)全局概念結(jié)構(gòu)的框架，以它為骨架集成，用自底向上策略設(shè)計(jì)各局部概念結(jié)構(gòu)。無(wú)論采用哪種設(shè)計(jì)方法，一般都會(huì)以ER模型為工具來(lái)描述概念結(jié)構(gòu)[6]。1. 實(shí)體（entity）:客觀存在，可以相互區(qū)別的東西稱(chēng)為實(shí)體。實(shí)體可以是具體的對(duì)象，例如一名女學(xué)生，一間房間等。也可以是抽象的事件，如一次歌唱比賽，一次看電影等。實(shí)體類(lèi)型用矩形框表示。2. 實(shí)體的屬性（attribute）：實(shí)體有很多特性，每一個(gè)特性稱(chēng)為屬性。每個(gè)屬性有一個(gè)值域，其類(lèi)型可以是整數(shù)型、實(shí)數(shù)型或字符串型。例如學(xué)生有學(xué)號(hào)、姓名、年齡、性別等屬性，相應(yīng)值域?yàn)樽址⒆址?、整?shù)和字符串型。屬性用橢圓表示，橢圓內(nèi)為實(shí)體屬性名稱(chēng)。使用線段將其和相應(yīng)的實(shí)體連接起來(lái)。3. 實(shí)體和實(shí)體之間的聯(lián)系:通過(guò)棱形框聯(lián)系實(shí)體，棱形內(nèi)為聯(lián)系的名稱(chēng)。實(shí)體和實(shí)體之間的聯(lián)系較多，比較常見(jiàn)的聯(lián)系有三種。（1）一對(duì)一聯(lián)系：對(duì)于實(shí)體A構(gòu)成集合中每個(gè)實(shí)體，在集合B中至多只有一個(gè)實(shí)體與之相對(duì)應(yīng)，反之亦然，稱(chēng)實(shí)體集合A和實(shí)體集合B之間是1：1關(guān)系。（2）一對(duì)多聯(lián)系：對(duì)于實(shí)體A構(gòu)成的集合中每個(gè)實(shí)體，在實(shí)體集合B中有N個(gè)實(shí)體與之相對(duì)應(yīng)，且對(duì)于集合B中的每個(gè)實(shí)體，在A中最多只有一個(gè)實(shí)體與之相對(duì)應(yīng)，稱(chēng)實(shí)體集合A和實(shí)體集合B之間是1：N關(guān)系。（3）多對(duì)多聯(lián)系：對(duì)于實(shí)體A構(gòu)成的集合中的每個(gè)實(shí)體，在實(shí)體集合B中有N個(gè)實(shí)體與之相對(duì)應(yīng)，且對(duì)于集合B中的每個(gè)實(shí)體，在A中有M個(gè)實(shí)體與之相對(duì)應(yīng)，稱(chēng)實(shí)體集合A和實(shí)體集合B之間是M：N的關(guān)