【正文】 合依然無法找到可行解為止。此排課過程沒有考慮到各種現(xiàn)實情況下的排課需求，可能出現(xiàn)將公共必修課安排在晚上教學(xué)或者將多課時的課程連續(xù)安排進(jìn)行教學(xué)的情況，嚴(yán)重影響教學(xué)質(zhì)量。為了使排課算法適應(yīng)與實際學(xué)院排課要求，對一般的回溯排課算法進(jìn)行了改進(jìn)，定義了多種回溯排課中需要遵循的優(yōu)先級，比如說在安排課程時遍歷計劃按照公共必修課專業(yè)必修課專業(yè)選修課公共選修課的優(yōu)先級策略進(jìn)行安排，這樣就可以保證最重要的課程在回溯排課算法中被最先安排，再比如說對于每周大于 4個課時的教學(xué)計劃將排課間隔定為2天時間，如果所有間隔2天的可能都被排除，才對這種間隔進(jìn)行放寬。 改進(jìn)的回溯排課算法排課實際情況進(jìn)行設(shè)計，將班級、課程和教師在一般回溯排課算法中相對獨立的三個維度融合為一個維度，將五個維度的排課問題簡化為教學(xué)計劃、教室和時間片這三個維度的排課組合問題。 通過以上兩個方面的改進(jìn)，這種基于優(yōu)先級的回溯排課算法具有了比一般回溯排課算法在解決實際問題上更大的優(yōu)勢，運用該算法排出的課表在實際的教學(xué)實踐中也具有更高的可行性。 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計學(xué)生管理系統(tǒng)是一個綜合性的信息管理系統(tǒng)，包含了學(xué)校許多的職能部門。結(jié)合教務(wù)管理系統(tǒng)的實際和前面的需求分析過程，學(xué)生管理系統(tǒng)功能模塊劃分如圖44所示。教務(wù)管理模塊包括學(xué)籍管理、成績管理、選課管理和考試管理等；學(xué)生管理模塊包括了招生就業(yè)、獎懲管理、貧困生管理(包括國家貸款、困難補助)、宿舍管理作；黨委組織管理包括了黨組織關(guān)系轉(zhuǎn)接和組織教育活動、黨員發(fā)展等；系統(tǒng)維護(hù)包括了權(quán)限管理、系統(tǒng)初始工作、數(shù)據(jù)備份管理、日志管理和聯(lián)機幫助模塊。圖44 系統(tǒng)功能模塊 系統(tǒng)類設(shè)計統(tǒng)一建模語言包括了靜態(tài)屬性設(shè)計和動態(tài)功能設(shè)計，類圖描述了系統(tǒng)靜態(tài)屬性設(shè)計，時序圖描述了動態(tài)功能的設(shè)計，下面詳細(xì)設(shè)計高校學(xué)生管理系統(tǒng)中所需的類圖。（1） 核心類設(shè)計系統(tǒng)的核心功能包括了學(xué)生管理和教務(wù)管理，系統(tǒng)的核心實體類關(guān)系如圖45所示。該圖中描述了各類的關(guān)系，類的靜態(tài)屬性和類的方法。Student為學(xué)生類，Teacher為教師類，Major為專業(yè)類，Course為課程類，Score為分?jǐn)?shù)類，Award為獎勵類。圖45 核心實體類 （2） 核心業(yè)務(wù)類設(shè)計學(xué)生管理系統(tǒng)的核心業(yè)務(wù)類如圖46所示。BaseUtil為基礎(chǔ)類，包括了信息的增刪改查操作；TeacherMange為教師管理類，進(jìn)行教師信息的所有操作；StudentMange為學(xué)生管理類，進(jìn)行學(xué)生信息的所有操作；ScoreMange為分?jǐn)?shù)管理類，進(jìn)行分?jǐn)?shù)信息的所有操作；CourseMange為課程管理類，進(jìn)行課程信息的所有操作；MajorMange為專業(yè)管理類，進(jìn)行專業(yè)信息的所有操作；AwardMange為獎勵管理類，進(jìn)行獎勵信息的所有操作。圖46 核心業(yè)務(wù)類 （3） 核心控制類教務(wù)管理核心角控制類主要對課程、學(xué)生、教師、獎勵等信息進(jìn)行操作，如圖47所示。圖47 核心控制類 核心控制類的說明如表41所示。表41 核心控制類說明類名用途BaseAction基類，提供了基礎(chǔ)的操作，如增刪改查TeacherAction和前臺交互，實現(xiàn)教師信息管理MajorAction和前臺交互，實現(xiàn)專業(yè)信息管理ScoreAction和前臺交互，實現(xiàn)分?jǐn)?shù)信息管理CourseAction和前臺交互，實現(xiàn)課程信息管理StudentAction和前臺交互，實現(xiàn)學(xué)生信息管理下面從具體的業(yè)務(wù)邏輯角度，說明系統(tǒng)的功能詳細(xì)設(shè)計過程。由于系統(tǒng)功能模塊很多，在此列舉幾個功能模塊進(jìn)行說明。用戶登錄的界面設(shè)計如圖48所示。用戶需要輸入賬號和密碼進(jìn)行登錄，當(dāng)?shù)卿洺晒?，根?jù)用戶角色進(jìn)入到不同的系統(tǒng)界面。用戶登錄流程如圖49所示。用戶提交賬號和密碼至后臺，被Spring配置的攔截器攔截，進(jìn)行MD5加密校驗，通過后使用Struts自動配置跳轉(zhuǎn)至主頁面，如果失敗，則跳轉(zhuǎn)至失敗頁面進(jìn)行信息提示后，再次跳轉(zhuǎn)到登錄界面。圖48 用戶登錄界面 圖49 用戶登錄系統(tǒng)流程 系統(tǒng)權(quán)限設(shè)計是指對系統(tǒng)所有的操作進(jìn)行控制，采用基于角色的權(quán)限管理機制，包括角色和權(quán)限兩個組成部分。每個用戶擁有自己的角色，每個角色擁有自己的操作權(quán)限，而且在程序里控制的是權(quán)限，權(quán)限定義為具體的系統(tǒng)前臺操作。這種實現(xiàn)靈活性強，可配置化程度高。角色由用戶按照需求進(jìn)行定義，尤其是用戶在管理過程中發(fā)生變化時，只需更改其角色權(quán)限或者新增角色，然后為新角色賦與權(quán)限，產(chǎn)生新的角色權(quán)限控制。如圖410所示，包含了用戶、角色、權(quán)限、操作幾個表，每個用戶擁有至少角色，每個角色對應(yīng)其操作權(quán)限，每個權(quán)限對應(yīng)頁面的一個操作。圖410 權(quán)限角色設(shè)計 數(shù)據(jù)庫設(shè)計信息系統(tǒng)是處理數(shù)據(jù)的過程，其核心和基礎(chǔ)在于數(shù)據(jù)庫。合理設(shè)計數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行良好的邏輯和物理設(shè)計才能設(shè)計好高效完整的信息系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫設(shè)計原則如下：1．共享性在多個用戶和應(yīng)用之間共享數(shù)據(jù)，為不同的部門、專業(yè)用戶提供服務(wù)。2．?dāng)?shù)據(jù)獨立性數(shù)據(jù)庫的邏輯數(shù)據(jù)獨立，各個模塊的數(shù)據(jù)和其應(yīng)用無關(guān)，在物理結(jié)構(gòu)存儲方法改變時，邏輯數(shù)據(jù)不變，其上層應(yīng)用不用改動。 3．最小冗余性較高數(shù)據(jù)冗余增加了數(shù)據(jù)的維護(hù)難度，影響用戶的數(shù)據(jù)查詢體驗。因此數(shù)據(jù)庫冗余程度盡可能限制較小范圍內(nèi)。 4．安全性數(shù)據(jù)表格設(shè)計能夠控制數(shù)據(jù)共享范圍和使用權(quán)限，多個不同用戶在權(quán)限下進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問，確保數(shù)據(jù)安全。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫設(shè)計時是要遵循一定的規(guī)則的，尤其是數(shù)據(jù)庫的設(shè)計范式。現(xiàn)在簡單介紹一下1NF（第一范式）、2NF（第二范式）、3NF（第三范式），另有第四范式和第五范式（第四范式和第五范式屬于范式中的較高要求的范式）[20]。第一范式（1NF）。在關(guān)系模式R中的每一個具體關(guān)系，如果每個屬性值都是由不可分割的最小數(shù)據(jù)單位組成或者說每個屬性的值必須是唯一的，則稱R屬于第一范式，換一句話說是指：在關(guān)系每個元組的所有屬性上的值都必須是不可分割的原子值，相反的凡具有集合屬性或嵌套子關(guān)系的關(guān)系都不是第一范式。第二范式（2NF）。如果關(guān)系模式R為第一范式，并且R中每一個非主鍵屬性完全依賴于R的某個候選關(guān)鍵字（通常為主鍵），即所有非主鍵列的值都完全信賴于主鍵列，則稱關(guān)系R屬于第二范式。第三范式（3NF）。屬于第二范式，且表中的任何一個非主屬性都不傳遞函數(shù)依賴于任何關(guān)鍵字，則為第3范式；如果關(guān)系模式R中的所有非主鍵屬性對于任何候選鍵都不存在傳遞依賴，則稱關(guān)系R屬于第三范式。即如果一個表中的任意三列E、F、G，存在著E決定F，且F決定G的情況，那么這個表就不屬于第三范式，因為E可以通過傳遞依賴決定G，這時應(yīng)該將傳遞依賴分解到兩個表中。 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計主要是進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的邏輯設(shè)計，即將數(shù)據(jù)系統(tǒng)功能的要求和功能模塊的劃分進(jìn)行分類、分組，對其系統(tǒng)和邏輯層次重新組織，面向用戶，確定學(xué)生管理系統(tǒng)的各個組成部分的數(shù)據(jù)項和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)[27]。該數(shù)據(jù)庫的ER圖如圖411所示。系統(tǒng)涉及對象非常多，此處僅列舉部分對象作為實體例子，不展示所有實體關(guān)系。 圖 411 系統(tǒng)ER 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫采用Oracle10g， Oracle10g數(shù)據(jù)庫時常應(yīng)用于中大型網(wǎng)站建設(shè)，具有查詢速度快，操作便捷的特點。系統(tǒng)共設(shè)計了很多表，此處僅列出幾個在系統(tǒng)中起重要作用的表。 1）教師信息表 tbl_teacher_info 表主要保存排課系統(tǒng)中教師信息，該表的具體設(shè)計如表42所示，collegeId字段是學(xué)院信息表的主鍵，在此作為教師信息表的外鍵。 表42 教師信息表的設(shè)計字段名稱數(shù)據(jù)類型是否為空備注teacherIdlong否教師編號，主鍵teacherNameVarchar（100）否教師名稱collegeIdlong否系別外鍵positionNameVarchar(100)是職位UsernameVarchar（100）否用戶名PasswordVarchar（255）否密碼2）課程信息表 tbl_course_info 表主要保存排課系統(tǒng)中的課程信息，該表的具體設(shè)計如表43所示。 表43 課程信息表字段名稱數(shù)據(jù)類型是否為空備注courseIdlong否課程編號，主鍵courseNameVarchar（100）否課程名稱CourseTypeIdLong否課程類型，外鍵CourseHourint是 總課時CourseHourWeekint是每周課時examinTimeVarchar(100)是考試時間startWeekInt是開始周次endWeekInt是結(jié)束周次courseScoreInt是課程學(xué)分CourseRoomTypeIdLong否教室類型，外鍵課程信息表中部分重要字段的說明如下： （1）CourseTypeId字段是課程類型表的主鍵，現(xiàn)階段設(shè)置了公共必修，公共選修，專業(yè)必修，專業(yè)選修四類課程屬性。 （2）CourseRoomTypeId字段是教室類型表的主鍵，現(xiàn)階段設(shè)置了普通教室、室外場地、實驗教室、多媒體四類教室類型。 3） 教師課程表 tbl_teacher_course表保存課程和教師的配置信息，該表的具體設(shè)計如表44所示。teacherId字段和CourseId字段是教師信息表和課程信息表的主鍵，課程表保存排課系統(tǒng)中的班級信息。表 44 教師課程信息表的設(shè)計字段名稱數(shù)據(jù)類型是否為空備注teachercourseIdlong否編號，主鍵teacherIdLong否教師編號，外鍵CourseIdLong否課程編號，外鍵4）專業(yè)表 該表的具體設(shè)計如表45所示，professinalId字段是專業(yè)信息表的主鍵，在此作為班級信息表的外鍵；classSectionId為教學(xué)組表的主鍵。表45 專業(yè)信息表的設(shè)計字段名稱數(shù)據(jù)類型是否為空備注professinalIdlong否專業(yè)編號，主鍵studentTotalNumint否學(xué)生總數(shù)classNameVarchar(100)是 班級名稱classSectionIdlong否教學(xué)組編號，外鍵 5）學(xué)生獎懲表 該表的具體設(shè)計如表46所示，InfoId字段是學(xué)生獎懲表的主鍵，StduentNo為學(xué)生信息表的主鍵，包含了獎懲事件、獎懲類型、獎懲事件等屬性。表46學(xué)生獎懲表字段名稱數(shù)據(jù)類型是否為空備注InfoIdlong否事件編號，主鍵studentNoLong否學(xué)生編號InfoNameVarchar(100)是 事件名稱InfoDateVarchar（100）是事件日期InfoTypeVarchar（100）是事件類型6）學(xué)生獲得獎勵的主鍵為自動編號，學(xué)生獎勵表格包括了獎勵的類型、名稱和時間等。獎勵學(xué)生表見表47。表47獎勵學(xué)生表字段名稱數(shù)據(jù)類型是否為空備注awardIdlong否獎勵編號，主鍵awardTypeVarchar（100）否獎勵類型awardNameVarchar(100)是 獎勵名稱awardDateVarchar（100）是獎勵日期awardMoneyVarchar（100）是獎勵金錢7）學(xué)生困難補助以學(xué)號作為主鍵，同時也是學(xué)生表格的外鍵，學(xué)生獲得補助包括補助類型、補助名稱、補助日期以及補助金額。學(xué)生的困難補助類型不能為空。困難補助學(xué)生表見表48。表48困難補助學(xué)生表字段名稱數(shù)據(jù)類型是否為空備注studentIdlong否學(xué)生編號，主鍵helpType Varchar（100）否補助類型helpNameVarchar(100)是 補助名稱helpDateVarchar（100）是補助日期helpMoneyVarchar（100）是補助金錢 小結(jié)首先介紹了系統(tǒng)設(shè)計原則，從軟硬件兩方面設(shè)計了系統(tǒng)架構(gòu)，進(jìn)行了系統(tǒng)的類設(shè)計，詳細(xì)說明了登錄和權(quán)限模塊的設(shè)計，最后進(jìn)行了數(shù)據(jù)庫設(shè)計。第五章 系統(tǒng)實現(xiàn)與測試系統(tǒng)設(shè)計完成之后就是系統(tǒng)的開發(fā)和測試過程了。該過程充分利用了Java EE的架構(gòu)，數(shù)據(jù)庫連接等公共類進(jìn)行實現(xiàn)，然后采用工廠模式進(jìn)行數(shù)據(jù)接口管理，最后進(jìn)行了系統(tǒng)頁面實現(xiàn)。系統(tǒng)實現(xiàn)后，先保證每個基本模塊符合要求，然后在進(jìn)行整體的連調(diào)。 公共模塊實現(xiàn)（1）數(shù)據(jù)庫連接Package 。import 。import 。/** * 獲取數(shù)據(jù)庫連接 * 建立oracle數(shù)據(jù)庫的連接并提供基本的數(shù)據(jù)庫操作 * @author * */public class DBConnection { /** Oracle數(shù)據(jù)庫連接URL*/ private final static final String DB_LINKURL = jdbc:oracle:thin:@:1521:orcl66。 /**設(shè)定Oracle數(shù)據(jù)庫連接驅(qū)動*/ private final static String DB_DRIVER = 。 /**設(shè)置數(shù)據(jù)庫用戶名*/ private final static String DB_USERNAME = student。 /**設(shè)置數(shù)據(jù)庫密碼*/ private final static String DB_PASSWORD = student@123。 /** * 獲取數(shù)據(jù)庫連接