毕业论文-于基bs模式的实验室排课系统的设计与开发设计.doc
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1、江西理工大学应用科学学院毕业设计论文 题 目: 基于BS模式的实验室排课系统的设计与开发 作 者: 系 : 信息工程 专 业: 计算机科学与技术 班 级: 学 号: 指导老师: 评阅老师: 2012 年 5 月 基于BS模式的实验室排课系统的设计与开发摘 要在当今信息技术迅猛发展,知识更替日新月异的时代,信息技术为企业的发展提供了机遇,也带来了挑战。使用传统人工的方式管理排课存在着许多缺点,而使用计算机对人事信息进行管理,有着手工管理所无法比拟的优点,这些优点能够极大地提高人事信息管理的效率,也是企业走向科学化、正规化管理,与世界接轨的重要条件。 随着计算机技术的发展及素质教育在学校不断的深化
2、学校对学生的实践能力也越来越重视,所以学校各个班级的实验课课时也越来越多以往在实验室管理中,都只能通过人工的方式编排。但是,伴随着各类学科范围的不断扩大,各个院系的实验学科科目逐渐增多,排课工作显得相当复杂,这就促使我们必须采用一些辅助的手段来辅助。因此,实验室排课系统就成了需要。本实验室实验教学排课系统就是在这种需求下的产物。实验室排课及教学系统设计与实现,针对实验室排课及教学系统设计与实现的复杂程序,经过详细的系统调查,开发出的操作简单、实用的一个实验室排课及教学系统设计与实现。本系统主要有添加,删除学生,教师,自定义排课等基础功能。从软件工程的角度进行了科学而严谨的阐述。本系统采用基于B
3、/S架构进行设计,前端采用Microsoft Internet Explorer浏览器进行访问,后台采用Tomcat+JSP开发Web应用程序,数据库使用SQL Sever 2008。关键词:实验室;排课;B/S模式;JSPBased on the model of the BS laboratory arrangement system design and development AbstractIn todays information technology rapid development, the era of knowledge replacement rapidly, and
4、information technology for development of enterprise provide opportunities, but also brings challenges. Using traditional artificial waymanagement curriculum has many shortcomings, and use the computer to manage personnel information, has the advantages of crafts incomparable, these advantages can g
5、reatly improve the efficiency of personnel information management, but also to scientific and standardization management enterprise, connecting with the world the important condition. With the development of computer technology and quality education in schools to deepen constantly school students pr
6、actical ability also pay more and more attention to, so the school each class experiment class more and more ever, in laboratory management in only by artificial means arrangement. But, with all kinds of its range is expanding constantly, each department of the experimental subject subjects increase
7、s gradually, curriculum arrangement work pretty complex, this has prompted we must adopt a few auxiliary means to help. Therefore, laboratory arrangement system became needs. The lab experiment teaching arrangement system in which it is the product of the demand. Laboratory curriculum and teaching s
8、ystem design and realization, in view of the laboratory curriculum and teaching system design and realization of complex procedures, after a detailed investigation, developed the system of the operation is simple, practical a laboratory curriculum and teaching system design and realization. This sys
9、tem mainly have add, delete student, teacher. Custom curriculum and other basic functions. From a perspective of software engineering scientific and strict elaboration. This system based on B/S structure design, front-end using Microsoft Internet Explorer browser visit by Tomcat + JSP development ba
10、ckground, Web applications use SQL database Sever 2008. Keywords:Laboratory;arranging;B / S mode;JSP目录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1 论文的背景和意义11.2 论文应解决的主要问题11.3 国内外的研究发展情况1第2章 系统需求分析32.1 项目背景32.2 排课系统软件结构分析32.3 软件开发及运行环境分32.4 市场需求分析42.5 可行性分析4第3章 概要设计83.1 系统运行总体流程83.2 目标系统体系结构93.3 排课的主要思想及代码113.4 排课解决办法14
11、第4章 数据库设计154.1 数据库的基本概念154.2数据设计分析164.3数据库逻辑设计18第5章 详细设计215.1 登录窗口设计215.2 学生查课页面255.3 教师查课页面275.4 管理员界面275.5 学生管理界面285.6 课表管理查询界面305.7排课管理界面315.8管理员管理界面335.9排课界面365.10资源管理器界面图39第6章 系统测试406.1 软件测试基础理论406.2 系统转换与实现406.3 系统的优点及技术特征406.4 系统的不足及改进方案416.5 系统的运行与维护41总 结43谢 辞44参考文献4543江西理工大学应用科学学院毕业设计第1章 绪论
12、1.1 论文的背景和意义随着我校全面推行完全学分制,学生实验的安排有了根本性的改变。如何加强实验管理是目前面临的一个重要课题。而实验排课又是其中的重要环节,如何合理安排教学资源,提高实验设备的利用率,充分发挥教师的作用是实验管理的重要任务。但是实验排课又是一项十分复杂的工作,以往手工排课的方式已很难满足现在的需要,而实验排课系统的主要目的就是利用计算机技术进行实验课程的排课工作,将教学管理人员从繁重复杂的排课工作中解放出来。同时,利用排课软件进行排课比手工排课更加方便快捷,能够减少排课过程中所出现的错误,更具有准确性,能够有效的进行实验排课,也大大减轻教务人员的工作量,实现教务工作自动化。1.
13、2 论文应解决的主要问题(1)实验排课、教师排课管理等功能设计,要求同一时间,同一地点不能有一门以上的课程,同一班级,同一地点不能上一门以上的课程;(2)要求和实验管理系统其它模块构成一个完整的应用系统。1.3 国内外的研究发展情况排课是学校教学管理中一项重要而复杂的基本工作,其实质就是为学校所设置的课程安排一组适当的教学时间与空间,从而使整个教学能够有计划有秩序地进行,由于排课约束条件复杂以及内容不断变化等特点,使得排课问题成为令人感兴趣的课题之一。20世纪50年代末60年代初,国外就有人开始对课程表问题进行了研究。在1975年以前的一段时间里,人们主要从构造算法模型入手,研究其解决方法,目
14、的是找到一个解决问题的有效算法。1962年,Gotlieb提出了一个构造课程表的数学模型,接着人们对这个模型算法、解的存在性等问题做了许多探索,并提出过一些新的算法模型,但始终未能找出一个有效算法。1975年,Even等人在美国STAMJ,COMPUT上发表的“On the complexity of timetable and multicommodity flow problem”证明了课表问题是一个多项式复杂程度的非确定性问题。它的论述确立了课表编排问题的学术地位,把人们对计算机编排课表的复杂性的认识提高到了理论的高度。这类问题的求解是典型的时间表与多物流问题的求解。用计算机解决这个问题
15、,从数学角度建立模型,到研究设计一种计算机算法都未能获得满意结果。因此,人们寻求有效算法的探索告一段落,而将更多的精力转移到如何借助计算机这一现代化工具来实现自动编排实际课程表这个问题上。 近40年来,人们对课表问题的计算机解决方法做了许多尝试。其中,课表编排整数规划模型将问题归结为一组0-1变量的解,但是其计算量非常大。解决0-1线性优化问题的分支定界技术却只适用于规模较小的课表编排,Mihoc和Balas将课表公式化为一个优化问题,Krawczk则提出一种线性编程的方法。Junginger将课表问题简化为三维运输问题,而Tripathy则把课表问题视作整数线性编程问题并提出了大学课表的数学
16、模型。 此外,有些文献试图从图论的角度来求解课表问题,但是图的染色体问题也是多项式复杂程度的非确定性问题,只有在极为简单的情况下才可以将课表编排转化为二部图匹配问题。这样的数学模型与实际相差太远,所以对于大多数学校的课表编排问题来说没有实用的价值。进入20世纪90年代以后,国外对课表问题的研究仍十分活跃。比较有代表性的有印度的Uastapu大学管理学院的Arabinda Tripathy、加拿大Montreal大学的Jean Aubin和Jacques Ferland等。目前,解决排课问题的方法有:模拟手工排课法、图论法、拉格朗日松弛法、二次分配法等多种方法。由于课表约束复杂,用数学方法进行问
17、题描述时往往导致问题规模剧烈增大,这已经成为应用数学编程解决排课问题的巨大障碍。国外的研究表明,解决大规模课表编排问题单纯靠数学方法是行不通的,而利用运筹学中分层规划的思想将问题分解,将是一个有希望得到成功的办法。在国内,对课表问题的研究始于20世纪80年代初期,具有代表性的有:南京工学院的UTSS(A University Timetable Scheduling System)系统,清华大学的TISER(Timetable Scheduler)系统,大连理工大学的智能教学组织管理与课程调度系统等。这些系统大都是模拟手工排课过程,以“班”为单位,运用启发式函数来进行编排的。这些课表编排系统往
18、往依赖于各个学校的教学体制,不宜进行大量的推广。正如华东交通大学的郑晓芳教授在排课管理系统的设计一文中所述:“通过实践我们发现不同的学校,管理政策不同,教务管理软件很难实现真正意义上的通用,各高校应针对自己的情况开发出适合自己的应用软件” 。可见,排课系统再怎样完善也很难满足各个学校不同的教学体制的要求。第2章 系统需求分析2.1 项目背景本学生实验排课管理系统是面向高校内部管理人员使用,不对其他人员使用。本系统致力于改善高校排课中出现的问题,避免出现教室资源冲突或教师资源冲突的情况,减少排课中出现的错误,提高排课的工作效率。2.2 排课系统软件结构分析本软件系统采用B/S结构,即Browse
19、r/Server(浏览器/服务器)结构。它是随着Internet技术的兴起,对C/S结构的一种变化和改进。主要利用了不断成熟的WWW浏览器技术,结合多种Script语言,JSP语言,是一种全新的软件系统构造技术。 在B/S体系结构系统中,用户通过浏览器向分布在网络上的许多服务器发出请求,服务器对浏览器的请求进行处理,将用户所需信息返回到浏览器。而其余如数据请求、加工、结果返回以及动态网页生成、对数据库的访问和应用程序的执行等工作全部由Web Server完成。随着Windows将浏览器技术植入操作系统内部,这种结构已成为当今应用软件的首选体系结构。显然B/S结构应用程序相对于传统的C/S结构应
20、用程序是一个非常大的进步,B/S结构的主要特点是分布性强、维护方便、开发简单且共享性强、总体拥有成本低。2.3 软件开发及运行环境分 可选择系统开发语言:JAVA、C语言、VB语言 可选择系统开发工具: Microsoft SQL Server ,JSP,Access,ASP 可选择系统开发环境: Window XP,Window 2000 可选择系统运行环境: Window XP,Window 2000 本系统采用JSP+Tomcat1+ Microsoft SQL Server20082.4 市场需求分析现在从实际使用情况来看,国内外研制开发的这些软件系统在实用性上仍不尽如人意。一方面原因
21、是作为一个很复杂的系统,排课要想面面俱到是一件很困难的事;另一方面每个学校由于其各自的特殊性,自动排课软件很难普遍使用,特别是在排课的过程中一个很小的变动,会引起全部排课情况的大调整,这意味着全校课程大变动。所以,现在的排课系统应该根据所要排课的学校的实际情况来进行设计,才能满足不同的需要。2.5 可行性分析2.5.1 技术可行性设计一个实验室排课系统,仅需要一台普通计算机即可,对机器本身没有太高的要求,一般当前学校或个人PC机就可以满足要求。对于软件技术要求,数据库可以有很多选择,如Microsoft Office Access、Oracle、SQL Server等,都可以用于数据库的创建。
22、对于排课系统中最困难的排课算法问题,现今有许多的算法可以借鉴,如贪婪算法2、遗传算法、专家系统算法、模拟退火算法等。对于程序设计语言的选择,选择JAVA、C、VB语言来编写排课算法都可以。本系统采用JAVA语言来进行编写,Java是一种跨平台,适合于分布式计算环境的面向对象编程语言。具体来说,它具有如下特性:简单性、面向对象、分布式、解释型、可靠、安全、平台无关、可移植、高性能、多线程、动态性等。下面我们将重点介绍Java3语言的面向对象、平台无关、分布式、多线程、可靠和安全等特性。特点一:面向对象 面向对象其实是现实世界模型的自然延伸。现实世界中任何实体都可以看作是对象。对象之间通过消息相互
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