【正文】 合依然無(wú)法找到可行解為止。此排課過(guò)程沒(méi)有考慮到各種現(xiàn)實(shí)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(shí)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(shí)際學(xué)院排課要求，對(duì)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(jí)，比如說(shuō)在安排課程時(shí)遍歷計(jì)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(jí)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(shuō)對(duì)于每周大于 4個(gè)課時(shí)的教學(xué)計(jì)劃將排課間隔定為2天時(shí)間，如果所有間隔2天的可能都被排除，才對(duì)這種間隔進(jìn)行放寬。 改進(jìn)的回溯排課算法排課實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，將班級(jí)、課程和教師在一般回溯排課算法中相對(duì)獨(dú)立的三個(gè)維度融合為一個(gè)維度，將五個(gè)維度的排課問(wèn)題簡(jiǎn)化為教學(xué)計(jì)劃、教室和時(shí)間片這三個(gè)維度的排課組合問(wèn)題。 通過(guò)以上兩個(gè)方面的改進(jìn)，這種基于優(yōu)先級(jí)的回溯排課算法具有了比一般回溯排課算法在解決實(shí)際問(wèn)題上更大的優(yōu)勢(shì)，運(yùn)用該算法排出的課表在實(shí)際的教學(xué)實(shí)踐中也具有更高的可行性。 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)學(xué)生管理系統(tǒng)是一個(gè)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(shí)際和前面的需求分析過(guò)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(jī)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(jiǎng)懲管理、貧困生管理(包括國(guó)家貸款、困難補(bǔ)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(dòng)、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(jī)幫助模塊。圖44 系統(tǒng)功能模塊 系統(tǒng)類設(shè)計(jì)統(tǒng)一建模語(yǔ)言包括了靜態(tài)屬性設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)功能設(shè)計(jì)，類圖描述了系統(tǒng)靜態(tài)屬性設(shè)計(jì)，時(shí)序圖描述了動(dòng)態(tài)功能的設(shè)計(jì)，下面詳細(xì)設(shè)計(jì)高校學(xué)生管理系統(tǒng)中所需的類圖。（1） 核心類設(shè)計(jì)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(shí)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(jiǎng)勵(lì)類。圖45 核心實(shí)體類 （2） 核心業(yè)務(wù)類設(shè)計(jì)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(jiǎng)勵(lì)管理類，進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)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(duì)課程、學(xué)生、教師、獎(jiǎng)勵(lì)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(shuō)明如表41所示。表41 核心控制類說(shuō)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(tái)交互，實(shí)現(xiàn)教師信息管理MajorAction和前臺(tái)交互，實(shí)現(xiàn)專業(yè)信息管理ScoreAction和前臺(tái)交互，實(shí)現(xiàn)分?jǐn)?shù)信息管理CourseAction和前臺(tái)交互，實(shí)現(xiàn)課程信息管理StudentAction和前臺(tái)交互，實(shí)現(xiàn)學(xué)生信息管理下面從具體的業(yè)務(wù)邏輯角度，說(shuō)明系統(tǒng)的功能詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程。由于系統(tǒng)功能模塊很多，在此列舉幾個(gè)功能模塊進(jìn)行說(shuō)明。用戶登錄的界面設(shè)計(jì)如圖48所示。用戶需要輸入賬號(hào)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(hào)和密碼至后臺(tái)，被Spring配置的攔截器攔截，進(jìn)行MD5加密校驗(yàn)，通過(guò)后使用Struts自動(dòng)配置跳轉(zhuǎn)至主頁(yè)面，如果失敗，則跳轉(zhuǎn)至失敗頁(yè)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(jì)是指對(duì)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(jī)制，包括角色和權(quán)限兩個(gè)組成部分。每個(gè)用戶擁有自己的角色，每個(gè)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(tái)操作。這種實(shí)現(xiàn)靈活性強(qiáng)，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(guò)程中發(fā)生變化時(shí)，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(gè)表，每個(gè)用戶擁有至少角色，每個(gè)角色對(duì)應(yīng)其操作權(quán)限，每個(gè)權(quán)限對(duì)應(yīng)頁(yè)面的一個(gè)操作。圖410 權(quán)限角色設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)信息系統(tǒng)是處理數(shù)據(jù)的過(guò)程，其核心和基礎(chǔ)在于數(shù)據(jù)庫(kù)。合理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行良好的邏輯和物理設(shè)計(jì)才能設(shè)計(jì)好高效完整的信息系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)原則如下：1．共享性在多個(gè)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(dú)立性數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯數(shù)據(jù)獨(dú)立，各個(gè)模塊的數(shù)據(jù)和其應(yīng)用無(wú)關(guān)，在物理結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)方法改變時(shí)，邏輯數(shù)據(jù)不變，其上層應(yīng)用不用改動(dòng)。 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(yàn)。因此數(shù)據(jù)庫(kù)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(jì)能夠控制數(shù)據(jù)共享范圍和使用權(quán)限，多個(gè)不同用戶在權(quán)限下進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問(wèn)，確保數(shù)據(jù)安全。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)是要遵循一定的規(guī)則的，尤其是數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)范式?，F(xiàn)在簡(jiǎn)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(gè)具體關(guān)系，如果每個(gè)屬性值都是由不可分割的最小數(shù)據(jù)單位組成或者說(shuō)每個(gè)屬性的值必須是唯一的，則稱R屬于第一范式，換一句話說(shuō)是指：在關(guān)系每個(gè)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(gè)非主鍵屬性完全依賴于R的某個(gè)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(gè)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(duì)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(gè)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(gè)表就不屬于第三范式，因?yàn)镋可以通過(guò)傳遞依賴決定G，這時(shí)應(yīng)該將傳遞依賴分解到兩個(gè)表中。 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯設(shè)計(jì)，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(duì)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(gè)組成部分的數(shù)據(jù)項(xiàng)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)[27]。該數(shù)據(jù)庫(kù)的ER圖如圖411所示。系統(tǒng)涉及對(duì)象非常多，此處僅列舉部分對(duì)象作為實(shí)體例子，不展示所有實(shí)體關(guān)系。 圖 411 系統(tǒng)ER 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)采用Oracle10g， Oracle10g數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)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(diǎn)。系統(tǒng)共設(shè)計(jì)了很多表，此處僅列出幾個(gè)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(jì)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(jì)字段名稱數(shù)據(jù)類型是否為空備注teacherIdlong否教師編號(hào)，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(jì)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(hào)，主鍵courseNameVarchar（100）否課程名稱CourseTypeIdLong否課程類型，外鍵CourseHourint是 總課時(shí)CourseHourWeekint是每周課時(shí)examinTimeVarchar(100)是考試時(shí)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(shuō)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(chǎng)地、實(shí)驗(yàn)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(jì)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(jí)信息。表 44 教師課程信息表的設(shè)計(jì)字段名稱數(shù)據(jù)類型是否為空備注teachercourseIdlong否編號(hào)，主鍵teacherIdLong否教師編號(hào)，外鍵CourseIdLong否課程編號(hào)，外鍵4）專業(yè)表 該表的具體設(shè)計(jì)如表45所示，professinalId字段是專業(yè)信息表的主鍵，在此作為班級(jí)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(jì)字段名稱數(shù)據(jù)類型是否為空備注professinalIdlong否專業(yè)編號(hào)，主鍵studentTotalNumint否學(xué)生總數(shù)classNameVarchar(100)是 班級(jí)名稱classSectionIdlong否教學(xué)組編號(hào)，外鍵 5）學(xué)生獎(jiǎng)懲表 該表的具體設(shè)計(jì)如表46所示，InfoId字段是學(xué)生獎(jiǎng)懲表的主鍵，StduentNo為學(xué)生信息表的主鍵，包含了獎(jiǎng)懲事件、獎(jiǎng)懲類型、獎(jiǎng)懲事件等屬性。表46學(xué)生獎(jiǎng)懲表字段名稱數(shù)據(jù)類型是否為空備注InfoIdlong否事件編號(hào)，主鍵studentNoLong否學(xué)生編號(hào)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(jiǎng)勵(lì)的主鍵為自動(dòng)編號(hào)，學(xué)生獎(jiǎng)勵(lì)表格包括了獎(jiǎng)勵(lì)的類型、名稱和時(shí)間等。獎(jiǎng)勵(lì)學(xué)生表見表47。表47獎(jiǎng)勵(lì)學(xué)生表字段名稱數(shù)據(jù)類型是否為空備注awardIdlong否獎(jiǎng)勵(lì)編號(hào)，主鍵awardTypeVarchar（100）否獎(jiǎng)勵(lì)類型awardNameVarchar(100)是 獎(jiǎng)勵(lì)名稱awardDateVarchar（100）是獎(jiǎng)勵(lì)日期awardMoneyVarchar（100）是獎(jiǎng)勵(lì)金錢7）學(xué)生困難補(bǔ)助以學(xué)號(hào)作為主鍵，同時(shí)也是學(xué)生表格的外鍵，學(xué)生獲得補(bǔ)助包括補(bǔ)助類型、補(bǔ)助名稱、補(bǔ)助日期以及補(bǔ)助金額。學(xué)生的困難補(bǔ)助類型不能為空。困難補(bǔ)助學(xué)生表見表48。表48困難補(bǔ)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(hào)，主鍵helpType Varchar（100）否補(bǔ)助類型helpNameVarchar(100)是 補(bǔ)助名稱helpDateVarchar（100）是補(bǔ)助日期helpMoneyVarchar（100）是補(bǔ)助金錢 小結(jié)首先介紹了系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則，從軟硬件兩方面設(shè)計(jì)了系統(tǒng)架構(gòu)，進(jìn)行了系統(tǒng)的類設(shè)計(jì)，詳細(xì)說(shuō)明了登錄和權(quán)限模塊的設(shè)計(jì)，最后進(jìn)行了數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。第五章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成之后就是系統(tǒng)的開發(fā)和測(cè)試過(guò)程了。該過(guò)程充分利用了Java EE的架構(gòu)，數(shù)據(jù)庫(kù)連接等公共類進(jìn)行實(shí)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(yè)面實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)后，先保證每個(gè)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(shí)現(xiàn)（1）數(shù)據(jù)庫(kù)連接Package 。import 。import 。/** * 獲取數(shù)據(jù)庫(kù)連接 * 建立oracle數(shù)據(jù)庫(kù)的連接并提供基本的數(shù)據(jù)庫(kù)操作 * @author * */public class DBConnection { /** Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)連接URL*/ private final static final String DB_LINKURL = jdbc:oracle:thin:@:1521:orcl66。 /**設(shè)定Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)連接驅(qū)動(dòng)*/ private final static String DB_DRIVER = 。 /**設(shè)置數(shù)據(jù)庫(kù)用戶名*/ private final static String DB_USERNAME = student。 /**設(shè)置數(shù)據(jù)庫(kù)密碼*/ private final static String DB_PASSWORD = student@123。 /** * 獲取數(shù)據(jù)庫(kù)連接