【正文】 課表時(shí)間片 集合公式 55： P={{P11， P12， P13， P14， P15， } ?? {P71， P72， P73， P74， P75， } } 某時(shí)間片可以表示為 Pmn， m 為星期幾的數(shù)學(xué)表示 1=m=5， n 為每天的節(jié)次數(shù) 1=n=7。 教室 集合公式 53： R={R1， R2，?? Rr} r 為教室總數(shù)，某 教室 可以表示為 Tz， 1=z=r。 教師集合 公式 51： T={T1， T2，?? Tt} 第五章自動排課系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 37 t 為教師總數(shù)，某教師可以表示為 Tx， 1=x=t。這個(gè)原則就是，課表要有利于教學(xué)設(shè)備的充分利用，要符合教學(xué)規(guī)律。 一 個(gè)教師 可以給多個(gè)班級代課，但在 同一時(shí)間只能上一門課程。 5) 排課問題的教師因素。班級開設(shè)的課程通常都是與專業(yè)的課程計(jì)劃一致的，所以可以通過制定專業(yè)課程計(jì)劃，管理班級的開設(shè)課程。 4) 排課問題的班級因素。每個(gè)教室 都是有 教室類型 的，畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 36 普通教室的教室類型就是普通教室 。 每個(gè)教室都有 教室 編號、名稱 、類型、容納人數(shù)、所屬校區(qū)、所屬院系 。課程 所使用的 教室 是有 類型 要求的 ， 如 有的課程需要在 多媒體教室 上課，有的課程需要在計(jì)算機(jī)機(jī)房上課 。 每個(gè)課程都有自己的編號、名稱 、課程類型、教師類型和難以程度 。一門課程 在一周內(nèi) 有多節(jié)課時(shí)安排是 ， 一般 應(yīng)選擇隔天， 不安排在同一天。每天 有四 到五 個(gè)時(shí)間段 ，即 上午 2 個(gè)、下午 2 個(gè) 、晚上一個(gè)，也可能晚上沒有 )。 排課的課表是按照時(shí)間概念周來進(jìn)行的，在一個(gè)學(xué)期中每周的課表是一個(gè)，即我們所排出的課表是周課表。 在一個(gè)學(xué)校的有機(jī)整體中，通過認(rèn)真的分析與調(diào)研，可以從解決沖突和矛盾的角度，將排課所涉及的因素歸納如下： 1) 排課問題的 時(shí)間 因素。課表的編排必須精心組織，準(zhǔn)確無誤，實(shí)現(xiàn)科學(xué)化、合理化，必須充分發(fā)揮時(shí)間、空間、人力、物力的效益，以保證教學(xué)過程的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。編排課表的整個(gè)過程中 ， 充滿了 沖突和 矛 盾，其中包括上課班級、所開課程、任課教師、上課時(shí)間、上課地點(diǎn)等方面在排列組合中所發(fā)生的沖突和矛盾。 另外下面首先介紹的第一個(gè)小節(jié)（ 排課問題的分析），其實(shí)本應(yīng)該處于數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)之前，也將其放在這里。 )。更新存儲過程 usp_ClCoUpdateByClassId 的 sql 創(chuàng)建腳本如下： CREATE PROCEDURE [dbo].[usp_ClCoUpdateByClassId]( ClassId int ) AS BEGIN declare CourseId int, TermId int, TermNum int, WeekCount int, InYear int BEGIN DECLARE CR CURSOR FOR ( SELECT CourseId ,TermNum ,WeekCount ,(select InYear from ClassTb where ClassId=ClassId) InYear FROM TermPlan ) END OPEN CR FETCH NEXT FROM CR INTO CourseId, TermNum,WeekCount,InYear WHILE FETCH_STATUS 1 BEGIN set TermId =(InYear * 10) +(TermNum/2 )*10 +TermNum%2 IF not EXISTS (SELECT * FROM ClCo WHERE ClassId =ClassId AND CourseId=CourseId and TermId=TermId ) BEGIN INSERT INTO [dbo].[ClCo] ([ClassId] ,[CourseId] ,[TermId] ,[WeekCount] ,CcType) values ( ClassId ,CourseId ,TermId ,WeekCount ,39。 所有新加的數(shù)據(jù)排課狀態(tài)都是“未排”。 上面兩個(gè)存儲過程都是通過 逐條讀取學(xué)期 課程計(jì)劃信息 ，按照班級入學(xué)年份自動計(jì)算出學(xué)期（時(shí)間），然后將相應(yīng)數(shù)據(jù) 添加 到班級課程表中 。 班級課程信息 ClCo 表的數(shù)據(jù)大部分是班級創(chuàng)建時(shí)通過觸發(fā)器調(diào)用存儲過程usp_ClCoCreateByClassId 自動生成的。 班級課程及任課教師管理 模塊實(shí)現(xiàn) 班級課程及任課教師 信息是 自動排課用到的主要數(shù)據(jù)，對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫表為 班級課程信息表 ClCo，自動排課時(shí)就是通過逐條處理 滿足條件的 ClCo 表的數(shù)據(jù)來進(jìn)行的 。 “某年上半年，第五章自動排課系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 33 某年下半年” 和 TermId 的對應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)在學(xué)期信息表 Term， 這樣的學(xué)期可以適用在所有時(shí)間的整個(gè)學(xué)校。這樣編碼的好處是，可以將學(xué)期課程計(jì)劃中的以數(shù)字表示的學(xué)期 TermNum（年級 16）方便的轉(zhuǎn)化為學(xué)期（時(shí)間） TermId，轉(zhuǎn)化的公式為： TermId = 班級入學(xué)年 *10 +(TermNum/2)*10 +TermNum%2 （注： / 為整除， %為求余）。學(xué)期（時(shí)間）保存的數(shù)據(jù)庫是 TermId(2021020501)。 學(xué)期 課程計(jì)劃管理窗口如下： 圖 58 學(xué)期 課程計(jì)劃 管理窗口 在這里特別說明的是，系統(tǒng)中學(xué)期概念有兩個(gè)，一個(gè)是學(xué)期（年級），一個(gè)是學(xué)期（時(shí)間 ），學(xué)期計(jì)劃中的學(xué)期是學(xué)期（年級），其他地方都是學(xué)期（時(shí)間） 學(xué)期（年級）是我們通常說的 “一年級上學(xué)期，一年級下學(xué)期”，而學(xué)期（時(shí)間）是“某年上半年，某年下半年”。 學(xué)期 課程計(jì)劃管理 模塊實(shí)現(xiàn) 學(xué)期課程計(jì)劃 信息 包括課程、學(xué)期、周課時(shí)數(shù)。學(xué)校 在管理上都是有 課程計(jì)劃的 ，什么時(shí)候該學(xué)什么課程，基本的課程都是有計(jì)劃的 。 生成方法參見后面的 和 。實(shí)現(xiàn)的方法是在數(shù)據(jù)庫中 ClassTb 表上添加觸發(fā)器。 班級人數(shù)在排課時(shí)，會和特殊教室的容量進(jìn)行對比，教室容量大于班級人數(shù)才可以使用。 班級 信息包括 班級 編號、班級 名稱、 班級人數(shù) 和 入學(xué)年份 。 這里需要說明的任課信息是指可擔(dān)任的課程，是描述性信息。 課程 信息管理窗口如下： 圖 55 課程信息管理窗口 教師信息管理 模塊實(shí)現(xiàn) 教師 信息也是自動排課用到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息之一。這里需要說明的是 課程 類型信息，它是為了實(shí)現(xiàn) 軟約束條件 3（較難課程應(yīng)安排在上午第一節(jié)或下午第一節(jié)）和條件 4（體育課后盡量避免直接排課），所做的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 .。 特殊 教室信息管理 頁面 如下： 圖 54 特殊 教室信息管理窗口 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 30 課程信息管理 模塊實(shí)現(xiàn) 課程信息也是自動排課用到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息之一。 教室類型分為音樂教室、體育場地、計(jì)算機(jī)機(jī)房、物理實(shí)驗(yàn)室和化學(xué)實(shí)驗(yàn)室。 在自動排課中，教室容納人數(shù)必須比要在此教室上課的班級的人數(shù)大，這是排課的硬性約束。 特殊 教 室 管理 模塊實(shí)現(xiàn) 特殊 教室信息是 自動 排課 用到的 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息 之一 。 其主要功能是對相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫表進(jìn)行維護(hù) ，具 體功能 主要有 檢索、 添加 、 修改 、 刪除。菜單項(xiàng)與系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)基本一致。 網(wǎng)站的整體布局全部采用的百分比，可以根據(jù)瀏覽器窗口大小，自動調(diào)整分布，適應(yīng)各種分辨率的使用環(huán)境。 根據(jù)登陸的用戶名和密碼，確定用 戶 權(quán)限，分為管理員，和 一般用戶 兩個(gè)權(quán)限。主鍵為 CIId，序列生成 。 主鍵為 TermId。 表 46 班級課程信息表 的結(jié)構(gòu) 學(xué)期信息表 Term 學(xué)期 信息表 Term 是常量學(xué)期 信息。 列名 數(shù)據(jù)類型 說明 TeacherId int 教師 系統(tǒng) Id TeacherCode varchar(50) 教師編號 TeacherName varchar(50) 教師 名稱 MajorStr varchar(50) 任課 信息 TeacherTitle varchar(50) 職稱 Age int 年齡 Sex varchar(50) 性別 Describe varchar(50) 說明 列名 數(shù)據(jù)類型 說明 ClassId int 班級 系統(tǒng) Id ClassCode varchar(50) 班級編號 ClassName varchar(50) 班級 名稱 ClassSize int 班級人數(shù) DepartmentId int 院系系統(tǒng) Id MajorId int 專業(yè)系統(tǒng) Id Describe varchar(200) 說明 DeleteFlag char(1) 刪除標(biāo)志 InYear int 入學(xué)年份 列名 數(shù)據(jù)類型 說明 TermPlanId int 系統(tǒng)生成 Id CourseId int 課程系統(tǒng) Id TermNum int 學(xué)期號 第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) 25 表 45 專業(yè)課程計(jì)劃表 的結(jié)構(gòu) 班級課程信息表 ClCo 班級課程信息表 ClCo 用來保存班級課程 及任課教師 信息的。 表 44 班級 信息表的結(jié)構(gòu) 學(xué)期 課程計(jì)劃表 TermPlan 學(xué)期 課程計(jì)劃表 TermPlan 用來保存 學(xué)期 課程計(jì)劃信息的。 表 43 教師 信息表的結(jié)構(gòu) 班級信息表 ClassTb 班級信息表 ClassTb 用來保存班級信息的。 表 42 課程 信息表的結(jié)構(gòu) 列名 數(shù)據(jù)類型 說明 CRoomId int 教室 系統(tǒng) Id CRoomCode varchar(50) 教室編號 CRoomName varchar(50) 教室名稱 RoomTypeId varchar(50) 教室類型 CRoomSeatingCapacity int 容量 列名 數(shù)據(jù)類型 說明 CourseId int 課程 系統(tǒng) Id CourseCode varchar(50) 課程編號 CourseName varchar(50) 課程名稱 CourseType varchar(50) 課程類型 CourseLesson int 總課時(shí) 數(shù) Describe varchar(200) 說明 RoomTypeId int 教室類型 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 24 教師 信息表 TeacherTb 教師信息表 TeacherTb 用來保存 教師 信息 的 。 表 41 特殊 教室信息表 的結(jié)構(gòu) 課程 信息 表 CourseTb 課程信息表 CourseTb 用來保存課程信息 的 ?？?慮到機(jī)器的檔次等因素，如果增加的冗余數(shù)據(jù)不會明顯增加存儲空間和降低處理效率，并對功能實(shí)現(xiàn)有很大幫助，往往可以采用這種方法 以下分別介紹各表的結(jié)構(gòu)： 特殊 教室 信息表 ClassRoomTb 特殊 教室信息表 ClassRoomTb 是用來保存 特殊 教室 信息的。本關(guān)系模式基本達(dá)到了（ 3NF）。 圖 41 E— R 圖基本圖素 本系統(tǒng) 主要 E— R 圖如圖 42，圖中 實(shí)體的屬性只畫出重要的 部分。所以設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫一定要下足功夫，不能馬虎行事。因此在本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中 一般都不添加主外鍵約束，而通過系統(tǒng)的業(yè)務(wù)規(guī)則處理來實(shí)現(xiàn)約束。如果嚴(yán)格按照規(guī)范來進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，表間關(guān)聯(lián)通常都會比較多。 (4)不采用或少采用 表間關(guān) 聯(lián)。又比如索引的使用也可以提升數(shù)據(jù)庫的訪問效率。比如存儲過程的合理使用就可以提升數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行 速度。所以在有些情況下，可以適當(dāng)?shù)氖褂脭?shù)據(jù)冗余，雖然這使得數(shù)據(jù)庫滿足的范式有所降低，但在能保證不出現(xiàn)“臟數(shù)據(jù)”的情況下，這樣做可以提高效率。并不是嚴(yán)格遵守 3NF 的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)就是好的，適當(dāng)?shù)氖褂脭?shù)據(jù)冗余，可以提升數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行效率。名字的長度一般不要大于 30 字符，起名 的風(fēng)格要盡可能的使用統(tǒng)一的風(fēng)格。根據(jù)露天煤礦設(shè)備管理系統(tǒng)開發(fā)的實(shí)際情況，還有以下幾點(diǎn)需要注意： (l) 數(shù)據(jù)庫對象命名的規(guī)范化。本章將詳細(xì)介紹本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)。如圖 32 所示。 3) 教師 及班級 課表打印 ： 按老師打印、按班級打印 課表。 2) 班級課程 及任課教師 管理：實(shí)現(xiàn)對班級課程的設(shè)置和維護(hù) ，及班級課程的任課教師的設(shè)置和維護(hù) ? 排課管理 1) 自動排課 ：按照選定的 學(xué)期 時(shí)間，根據(jù)基礎(chǔ)信息和排課設(shè)置的數(shù)據(jù)進(jìn)行基于遺傳算法的自動排課。 4) 班級信息管理 ：搜索、查看、添加 、修改 和 刪除 班級信息。 2) 教師信息管理：搜索、查看、添加 、修改 和 刪除 教師信息?？尚行苑治鰣?bào)告包括下列內(nèi)容： 1) 學(xué)校的戰(zhàn)略目標(biāo)，新系統(tǒng)的總體目標(biāo)及主要功能； 2) 擬定新系統(tǒng)的總體方案； 3) 從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會等方面論證技術(shù)方案的可行性；