【文章內容簡介】 學生上課的教室編號 int 4 N Y schoolarea 教室所在校區(qū) 教室在那個校區(qū)，校區(qū)名稱 char 10 N N collegeschool 教室所在教學樓 教室所在的對應校區(qū)教學樓名稱 char 10 N N sameroomnumber 教室被使用標識號 “ 1” 表示教室使用中“ 0”表示空閑 int 1 N N 表 10 teacherinformation(教師信息 )表 數據項名稱 含義 說明 數據類型 長度 是否空 主鍵 teachernumber 教師編號 唯 一標識教師 int 4 N Y teachername 教師姓名 教師姓名 char 10 N N teachersex 教師性別 表示教師性別 char 4 N N sectionnumber 教師所屬部門代碼 標識教師部門 int 4 N N title 職稱 教師職稱 char 10 N N remarks 備注 備注 char 10 N N 表 11 section （部門）表 數據項名稱 含義 說明 數據類型 長度 是否空 主鍵 sectionnumber 教師所屬部門代碼 標識教師部門 int 4 N NY sectionname 教師所屬部門名稱 部門名稱 char 10 N N college 部門所在教學學樓名稱 char 10 N N schoolarea 教學樓所屬校區(qū) char 10 N N remarks 備注 備注 char 10 N N 表 12 courseclass (課程分班 )表 數據項名稱 含義 說明 數據類型 長度 是否空 主鍵 courseumbertber 唯一標識一個科目 課程科目代號 int 4 N Y classnumber 班級編 號 對應科目班級編號 int 4 N N professionnumberall 專業(yè)編號 對應班級包括的專業(yè)編號 nchar 50 N N remarks 備注 備注 char 10 N N 表 13. admin(用戶登陸 )表 數據項名稱 含義 說明 數據類型 長度 是否空 主鍵 Qx 權限 普通教研室和教處權限的劃分 int 4 N N ID 帳號 用戶帳號 char 10 N Y czy 密碼 用戶密碼 char 10 N N （四）數據庫概念結構設計及 ER 模型圖 根據以上基本信 息及先前所做的需求分析，可以做出以下 ER 模型圖： 教室 使用 班級 開設 開課表教師教授 生成開課計劃生成排課表1 NN1 111N1N 圖 ER 模型圖 （ 五 ） 時間 數據在數據庫中各表間的轉化 設計好數據庫，把各種信息根據上課科目授課學時數，有的科目有的時候每周兩節(jié)課有時，一周一節(jié)課，這樣考慮同一科目一周上兩節(jié)課的情況，又考慮同一科目一周上一節(jié)課的情況，無形中把同一科目排兩遍課，那么，排課的工作量就會增加一倍，增加排課難度和系統(tǒng)運行時間，所以，我們把兩個星期認為是排一次課，把兩個星期看成是一大周，這樣以后上課按照一大周一大周 的重復，根據：科目授課學時數 /純授課時間＝每大周上課次數，來確定每大周上課次數。 由于上課統(tǒng)一時間為 14 天，所以，可能會出現(xiàn)同一門課集中幾天上完，其他時間沒有課，這樣會失去教學意義，解決方法是，我們對個門科目順序排課，每個科目多次分配，也就是說，對于一門科目課程，一大周上多次，但是我們在排這門課目課程時，一次性把這門課派完，當給一個科目排課時，當這門課時間確定后，如果把這門課時間在 weeks 項加上 7，復制同樣內容到該項，判斷上課次數是否和規(guī)定的上課次數是否相同，如果上課次數大于學校規(guī)定的上課次數，刪除該項， 如果上課次數不大于學校規(guī)定上課次數，那么把 weeks 項加上 2，找到教師和教室都符合上課條件的時間上課，如果上課條件不符合，可以向后推移一天或幾天（星期天除外），重新找符合上課條件的教室和原來上課的教師，這和就省去很多時間、教師等方面沖突的麻煩。 學校根據自己的教學資源情況，制訂教學計劃表，因為開課任務書是由各教研室根據自己校區(qū)的教學資源情況而，也就是說，系統(tǒng)數據庫被各專業(yè)自行維護更改，而不是統(tǒng)一由教務處更改，減少數據庫維護的難度和工作量，同時，由于這一部分由人工維護，大大減少了系統(tǒng)的開銷。 正因為教學計劃表 是由人工而訂的，對某一門科目來說，對應授課教師的教研室不可能不把教師和學生情況做以分析，不能出現(xiàn)某一科目上課人數相對少，但是授課教師人數相對多的情況，那會浪費教師資源，所以分析教學計劃表teaching plan表，教師和學生的關系是恰好對應 ，沒有學生問題了，因為教研室已經為學生做好了計劃，那么，教學資源問題就剩下教室、教師的問題。雖然教師已經由人工分配完畢，但是，卻需要教師上課的時間，如果教師相距授課地點很遠，那么時間問題更為重要，關系有兩種：第一，就是教室不足，如果判斷教學資源緊張，會完不成教學任務， 就移動學生去臨近校區(qū)上課；如果教學資源不緊張，就需要等其他時間上課完成教學任務。第二，教師遠距離上課問題，我們把教師、教室、學生等問題再以下討論 。 需要把 表轉化為計算機便于操作的數據庫，根據教學計劃關系表，我們把其中的授課教師編號和學習該科目專業(yè)項設為‘ char’型，如果一課程科目需要多個不同類型的教室和多個相關科目的教師，就在該項中用符號分隔開，我們在對數據操作的時候，對‘ char’型數據雖然簡單，但是卻會造成數據混亂，每一次都要對數據進行判斷，增加數據庫開銷，所以我們把‘ char’型數據的每一項從teaching plan （ 教學計劃）表中分離出來，對應每條依次放入到 course plan blank(課程任務 )表的各項中，我們在排課時對 course plan blank(課程任務 )表中的數據進行操作，分配上課時間、上課地點等等，當對 course plan blank(課程任務 )表的數據分配時間、教室完畢，再把 course plan blank(課程任務 )表的數據轉換到 course form（ 課程）表 ， 對應一個科目需要的所有教師和所有類型的教師全部分配到對應的 teachernumber 和 professionnumber 項中，同時把course plan blank(課程任務 )表中的 day 和 times 項中的數據轉換成規(guī)范的上課時間，放入到 course form（ 課程）表中，時間轉換對應表如下： 表 14 星期關系轉換對應表： course plan blank(課程任務 )表中的‘ day’ course form（ 課程）表中的‘ week’ 1 星期一 2 星期二 3 星期三 4 星期四 5 星期五 6 星期日 7 星期日 8 星期一 9 星期二 10 星期三 11 星期四 12 星期 五 13 星期日 14 星期日 表 15 上課時間對應轉換關系表： (根據本校自己情況設定 ) course plan blank(課程任務 )表中的‘ times’ course form（ 課程）表中的‘ time’ 1 8： 00 9： 35 2 9： 1011： 25 3 11： 4513： 4 4 13： 3515： 10 5 15： 2517： 00 （ 六 ） 獨立教學區(qū)域的劃分 學生在正常兩節(jié)課休息時間在 15～ 30 分鐘 ,就不可能讓學生上完一節(jié)課，下節(jié)課到超出課間休息時 間所走的距離以外上課，為了避免麻煩，學校在給公共課分配班級上課的時候，以學院為單位分班，把同一個校區(qū)下同一個學院的同一年級分成一個班，或者根據人數平均分配成幾個班級上課（不是絕對平分，以專業(yè)為單位上課），這樣做有利于分配教室，學生可以到同一距離的地方上課，同時，相同的課不同的學院講解深度和廣度不同，適用范圍也不同，按學院分班上課，極大的避免了這些問題。為此，根據時間 為學生和教師劃分教學區(qū)域是必不可少的， 讓學生和教室合理的上課與休息和、工作和學習。 獨立教學區(qū)域，就是在這個距離范圍內的各學院組 合一起，有獨立的 行政機構和教學機構，能夠獨立分配自己的教學資源 ,各獨立機構共享這個范圍內的教學資源。一個獨立教學區(qū)域就是一個校區(qū)，根據各校區(qū)間的距離關系劃分校區(qū)以便于在出現(xiàn)教學資源緊張的時候，能夠讓各校區(qū)合理的共享相鄰校區(qū)的教學資源。 ⑥ 獨立教學區(qū)域和校區(qū)的區(qū)別是，獨立的教學區(qū)域指的是教學資源的獨立分配，校區(qū)指的是地理位置的獨立， 一個指的距離范圍，一個是分布區(qū)域， 是兩個概念。 因為每個教師最多每天講授兩節(jié)課，如果一個教師的兩節(jié)課任務都在 B 級時間，那么教師就不會有午休時間，如果同一組學生，在 B 級時 間都有課，那么，他們也不會有午休時間，所以，為了合理安排教師和學生的休息，我們也要把學生專業(yè)和教師分別按不同方式排列，再跟據一定方法提取學生和教師信息，放入課表，可以避免這些問題。 以上考慮方法都是在一個校區(qū)范圍內，考慮教師和教室等所有條件都充足的情況下，即理想條件下開始設計排課方案的，但是，這種情況只能在個別情況下存在，很多時候都會出現(xiàn)教師資源緊張或者教資資源不足甚至以上兩種情況同時存在的可能性，這就需要合理劃分各種教學資源。根據數據庫，由于需要考慮到沖突問題，所以應當正確的劃分獨立教學區(qū)域、課程類型、 場地類型、教師問題以及時間的合理利用，才有可能最大限度的避免沖突，減少程序運行時間。劃分區(qū)域的前提是當一個校區(qū)在任何時間都沒有對應教學資源時才考慮，為了避免學生和教師路途奔波，應當最大限制的讓對應劃分的獨立教學的學生在對應劃分的獨立教學區(qū)域上課，對應劃分的獨立教學區(qū)域的教師也應當在對應劃分的獨立教學區(qū)域上課。 獨立教學區(qū)域具體分配方法如下： 前提是當學生需要移動上課的時候 ,如果學生不需要移動 ,那么相鄰 上課教學樓 為本身 ,是 ’ E’ 級相鄰關系 。 如果學生不需要移動 ,那么相鄰上課教學樓為本身 ,是’ E’級相鄰關系。 當兩個區(qū)域相距 1100 米以內（約 10 分鐘路程），那么兩區(qū)域相鄰關系為較高級，在數據庫中用字母‘ A’表示，排課時，如果一個校區(qū)出現(xiàn)教學資源沖突，優(yōu)先考慮到相鄰關系為‘ A’的地方上課或者調用相應學院所屬校區(qū)，調用相應教學資源。 當兩個區(qū)域相距 1100 米～ 15 公里左右時（大約 60 分鐘路程），為 ‘ B’ 級相鄰關系如果一個區(qū)域出現(xiàn)教學資源緊張時，可以考慮安排另一地區(qū)學生使用本區(qū)域資源，但是由于路程較遠，所以，如果在這個路程范圍內，學生去上課的時候，可以考慮讓這些學生在這個區(qū)域上其他科目的課程，用來添補由于路程問題給學生 帶來上課限制 。 當兩個區(qū)域相距 15 公里～ 50 公里左右的時候（約 2 小時路程），為‘ C’級相鄰關系，如果教室或者教師等教學資源在前面的路程范圍內，任何情況下都不能滿足學生上課的需求時，我們考慮讓學生在本區(qū)域的星期六和星期天上課，因為在這一路程范圍內，學生要坐很長時間的車去上課，如果考慮學生不能早起，晚上的趕車回本區(qū)域休息 ，不利于學生學習，從這一距離范圍開始開始考慮只允許教師移動。 當兩個區(qū)域相距 50 公里以上時，為‘ D’級相鄰關系，學生不可能到該地方上課，不需要考慮，但是，我們需要討論教師問題， 50 公里以上的 路程，花費時間最少 2 個小時，也就是說，很有可能一個滿足相應條件的教師到該地方授課當天趕不回自己對應的劃分教學區(qū)域上課，而且第二天教師來不及或匆忙趕回自己所屬區(qū)域開始其他授課任務，更何況教師的吃飯、住宿等事情，這些問題經濟上的花費由學校承擔，與其花費這么大，而且效果不好，教師人困馬乏，不如用這筆花費去重新聘請一名教師，會極大的解決教師資源緊張的壓力。 這樣形成如下表的學校各機構以及學院相鄰關系表： relate college1 college2 ?? collegen college1 E C D college2 B E B ?? E collegen D A E （七）、距離問題與移動代價關系的討論 真正考慮實際問題的時候，我們不能把任何一門科目都拿過來，立即分配上課時間和上課點，因為假設一門課程需要多個教師講授，或者一門課程需要用到多個類型的教室，這樣的課程如果在排課過程中放在后邊排課，很可能會因為要同時滿足這些條件的限制而使科目無法排課，即使這兩個條件滿足，學生和教師又沒有協(xié)調好，為排課帶來很多麻煩，這是課程本身的問題，也是我們必須解決的問題 。 課程類型分類和課程優(yōu)先排列 級別劃分 根據課程科目需要的教師以及教室類型兩者者的對應關系，可以分為：一科目對應一種類型的教師，由固定教師授課、一科目對應多類型教室，由唯一固定教師授課、一科目對應多類型教師，由不同教師授課、一科目對應固定一種類型教師，但是需要多個授課教師講授該科目，如果把非教師、教室、科目一一對