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計算機專業(yè)畢業(yè)設(shè)計開題報告
1 課題介紹 隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機作為知識經(jīng)濟時代的產(chǎn)物，已被廣泛應(yīng)用于社會各個行業(yè)和領(lǐng)域，而素質(zhì)教育在學(xué)校不斷的深化，學(xué)校對學(xué)生的實踐能力也越來越重視，所以學(xué)校的實驗室和實驗課課時也越來越多。如何編排實驗室實驗教學(xué)課表?以往在實驗室管理中，都只能通過人工的方式編排[1]。但是，伴隨著各類學(xué)科范圍的不斷擴大，各個院系的實驗學(xué)科科目逐漸增多，以至于龐大的課時、眾多的教師、復(fù)雜的實驗室信息令實驗室的管理人員頭暈?zāi)X漲，無法合理、迅速、高效地制定出相應(yīng)的排課計劃[2]。采用手工方式排課，有時需要花費一個月甚至更長時間才能完成一個學(xué)期的排課任務(wù)[3]。這就促使我們必須采用一些輔助的手段來幫助。因此，實驗室實驗教學(xué)排課系統(tǒng)就成了需要。作為計算機應(yīng)用的一部分,使用計算機對學(xué)校實驗室排課進行管理,具有著手工管理所無法比擬的優(yōu)點[4]。例如:檢索迅速、查找方便、可靠性高、存儲量大、保密性好、壽命長、成本低等。這些優(yōu)點能夠極大地提高管理的效率,也是學(xué)校的科學(xué)化、正規(guī)化管理及與世界接軌的重要條件[5]。 2 國內(nèi)外的研究狀況、發(fā)展趨勢 這個實驗室實驗教學(xué)排課系統(tǒng)的主要問題還是“排課問題”。國外針對排課問題展開的研究較早。1963年C C Gotlieb在他的文章《The Construction of Class-Teacher Time-Tables》中提出了課表編排的數(shù)學(xué)模型[6]。這篇文章引起了人們對于排課問題的重視。1976年S Even在其論文《The Complexity of Timetable And Multi Commodity Flow Problem 》中[7]，第證明了課表問題是NP完全的。S Even的論證進一步地將人們對課表問題復(fù)雜性的認識提高到理論高度。國內(nèi)對排課問題的研究較晚，1984年，清華大學(xué)在《清華大學(xué)學(xué)報》上發(fā)表了林漳希和林堯瑞在該課題上的實驗性研究成果《人工智能技術(shù)在課表編排中的應(yīng)用》[8]。 為了使課表的編排更準(zhǔn)確、合理、快速,高校教務(wù)部門已先后開發(fā)出一些適用的排課系統(tǒng)。我們發(fā)現(xiàn)這些軟件有以下不足:每個學(xué)期的課程、教師、教室信息相對固定,但卻不能被重用;不能保存每個學(xué)期的歷史數(shù)據(jù),不便教師對以前課表進行查詢;未提供用戶的分級使用制度;自動排課速度較慢;形成的課表大小不固定,增加打印難度[9]，因此現(xiàn)在的排課系統(tǒng)正在向解決這些問題的方向發(fā)展。 3 實驗室排課系統(tǒng)的原則 根據(jù)目前高校課程體系結(jié)構(gòu)設(shè)置特點，實驗室實驗教學(xué)排課系統(tǒng)要考慮以下各種因素： 首先：要做到每個班級、教師、實驗室各種資源不沖突，這是實驗室實驗教學(xué)排課系統(tǒng)起碼的原則[10]。 第二：先排有指定要求的課程。指定要求包括教室和時間都指定、指定時間或指定教室等情況。 第三：按事先設(shè)定的優(yōu)先級將不同類別的課排在不同的時間段。 第四：學(xué)生上課時間分布的均勻性。時間的均勻性是指在一個星期內(nèi)同一門課程在天數(shù)安排的均勻性。比如說數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課在一周內(nèi)要上三次，且都在實驗室里上，實驗室實驗教學(xué)排課系統(tǒng)要做到好安排在周一、周三、周五這三天來上。 第五：學(xué)生實驗課節(jié)數(shù)分布的均勻性。這是為了保證一個專業(yè)的課程安排在一周內(nèi)不總是上一天內(nèi)的第一、二節(jié)或者總是上后一、二節(jié)。 第六：可以將課表導(dǎo)出到word中，并進行打印操作。 第七：可以手工調(diào)整課程的時間[3]。 4 實驗室排課系統(tǒng)的局限性 排課系統(tǒng)分為計算機處理和人工調(diào)整兩個部分。計算機處理是有一定局限性的。局限性主要體現(xiàn)在兩個方面: 首先計算機排課與人工排課是有區(qū)別的。人的思維可以是收斂也可以發(fā)散的，因而排課時非常靈活，隨意性較強，工作步驟可以隨情況的變化而調(diào)整，覺得怎樣更合理就怎樣做，甚至可以只*某一部分重排，亦可以進行網(wǎng)絡(luò)式的回溯調(diào)整。計算機就不同了，它目前并不具有人腦那樣發(fā)散的思維能力，它的“大腦”里的一切信息都是由程序和數(shù)據(jù)組成的，每一步工作都需由人把自己的工作經(jīng)驗抽象成計算機語言，根據(jù)一定的程序進行控制，讓其領(lǐng)會人的意圖而達到預(yù)期的排課目的 [11]。 其次計算機調(diào)度系統(tǒng)本身所具有的局限性。計算機雖然可以精確地處理大量的數(shù)據(jù)，但由于現(xiàn)有排課程序算法模式不可能太多，回溯調(diào)整的范圍、深度不可能太大，否則程序太復(fù)雜。實際上目前由于受計算機固定思維和程序規(guī)模的限制，單純依靠計算機處理排課數(shù)據(jù)是不可能達到佳的排課效果的[12]。 5 實驗室排課系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 5.1 基本組成構(gòu)架 整個系統(tǒng)分為登錄子系統(tǒng)、排課子系統(tǒng)、課表發(fā)布子系統(tǒng)和綜合管理子系統(tǒng)。 用戶登錄：包括對用戶的合法性驗證，用戶的分類，并根據(jù)不同類型的用戶分配不同的權(quán)限。 排課功能：通過已知的信息，盡量避免課時、老師、實驗室的沖突，通常情況下是由任課教師根據(jù)已知信息至少提前一周進行排課，這樣老師就可以選擇上課時間，方便排出學(xué)校、老師、學(xué)生都滿意的的實驗教學(xué)課程表。如果任課教師要取消排課也要提前一周進行，如要臨時取消課程必須與管理員聯(lián)系，由管理員進行取消。這樣可以減少管理員的工作量。 發(fā)布課表：對已排好的實驗教學(xué)課表進行發(fā)布，不同的用戶可以根據(jù)自己的需要按不同方式查詢課表。本系統(tǒng)還實現(xiàn)了將課表導(dǎo)入word，這樣可以方便的打印排好的課程表。 綜合管理：主要是管理個人信息、教師信息、實驗室信息、課程信息、班級信息，時間控制信息等。在這里面可以對這些信息進行添加、修改、刪除等操作。 5.2 平臺選擇 本系統(tǒng)采用VC#.NET和SQL來開發(fā)，VC#.NET是基于Visual Studio.NET的，它綜合了Visual Basic的高生產(chǎn)率和C++的行動力，使生產(chǎn)性能得到了提高，它具有比C和C++更簡單的語法，比Java更適合融入Microsoft的技術(shù) [13]。SQL是關(guān)系數(shù)據(jù)庫的標(biāo)準(zhǔn)語言，它已成為關(guān)系數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品事實上的標(biāo)準(zhǔn)[14]。 6 結(jié)束語 如今國內(nèi)軟件市場上也有很多通用型的排課軟件，例如“排課無憂”，“排課高手”等等。這些通用軟件往往無法滿足學(xué)校的某些特殊要求[10]。因此，針對學(xué)校的一些特殊要求，需要開發(fā)出滿足不同要求的排課系統(tǒng)。本設(shè)計主要是針對我系的具體要求開發(fā)出一個滿足一定條件的實驗室排課系統(tǒng)，在設(shè)計過程中，需要掌握VC#.NET和SQL的相關(guān)知識。 參 考 文 獻 1 邱錦倫，曹旻.Visual C#.NET程序設(shè)計教程.北京：清華大學(xué)出版社，2006 2 何克抗.《現(xiàn)代教育技術(shù)》.北京師范大學(xué)出版，1998 .11 3 王晟.Visual C#.NET數(shù)據(jù)庫開發(fā)經(jīng)典案例解析.北京：清華大學(xué)出版社，2005 4 黃明，梁旭.ASP信息系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)實例.北京：機械工業(yè)出版社，2005 5 王輝，黃紅超.ASP.NET實用教程.北京：清華大學(xué)出版社，2005 6 C C Gotlieb.The Construction of Class-Teacher Time-Tables，1963 7 S Even.The Complexity of Timetable and Multi Commodity Flow Problem，1976 8 林漳希，林堯瑞.人工智能技術(shù)在課表編排中的應(yīng)用.北京：清華大學(xué)學(xué)報，1984 9 王力.高校通用排課管理信息系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).貴州：貴州工業(yè)大學(xué)學(xué)報，1999 10 劉振巖，劉慧敏，王歡.ASP.NET數(shù)據(jù)庫開發(fā).北京：清華大學(xué)出版社，2004 11 田輝.ASP.NET 2.0開發(fā)技術(shù)簡明教程.北京：清華大學(xué)出版社，2008 12 齊炳和，許學(xué)東.微機編制課程表工作中的問題和對策.濟南：山東工業(yè)大學(xué)學(xué)報，1995 13 前沿軟件研究室，鄭小平.Visual C#.NET開發(fā)實踐.北京：人民郵電出版社，2001 14 施伯樂，丁寶康，汪衛(wèi).數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程(第二版).北京：高等教育出版社，2003 15 張海藩.軟件工程導(dǎo)論(第四版).北京：清華大學(xué)出版社，2006