计算机排课系统的实现

摘要：计算机排课系统是计算机在学校管理工作中的一个非常重要的应用，它极大地提高了排课的效率，排课的准确性，为学校的管理工作顺利进行提供了有力的帮助。计算机排课系统的实现主要从数据准备入手，如何提供组织合理的数据至关重要，具体排课时的算法在逻辑上要做到严密、连贯，报表的格式应尽量满足用户需求。面向用户是计算机应用的基本原则，系统界面、系统操作、系统结果都应从用户的意志出发。

关键词： 数据库；数据表；功能模块；数据源；初始化；冲突处理；缓冲区；报表

中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)21-30482-04

Computer System for Arranging Schedule

HUANG Qi

(Sino-South African Industrial Information Engineering,Yueyang 414000,China)

Abstract: Computer course scheduling is a computer in the school system in the management of a very important applications, it has greatly improved the efficiency of the course arrangement, the accuracy of course arrangement for the management of schools to provide a smooth and effective help. Computer System for the main course arrangement from the start with data preparation, how to provide a reasonable organization of data is essential, specific course arrangement, the algorithm in terms of logic to be tight, coherent, statements of the format should try to meet user demand. User-oriented computer applications is the basic principle, the system interface, operating system, the system should result from the will of users.

Key words: databases; data sheets; function modules; data sources; initialization; conflict management; buffer zones;statements

1 引言

笔者是一名从事计算机教学与管理多年的计算机教育工作者，所在单位是一所具有三十多年历史的部级重点职业技术学院，在多年的管理工作中，先后参与过教学管理、学籍管理、工资管理等学校管理工作，利用计算机专业知识开发了工资管理系统、成绩分析系统、户籍管理系统、计算机排课系统等一系列教学管理软件，为学校的发展作出了一定的贡献。

学校的前身是一所部属技工学校，主要培养化工设备安装方面的中级技术工人，规模不大，学生约四五百人，十来个班级，早期排课工作都是由教务员手工编排。随着国家教育政策的调整，学校办学模式不断丰富，学校规模不断扩大，排课工作手工进行，效率低、难度大，几乎不再可行。随着计算机应用的普及，计算机进入学校日常管理工作中，各种应用软件也如雨后春笋，其中不泛各种排课系统。

根据学校教学管理的需要，结合多年从事教学管理工作的经验，笔者对计算机排课进行细致科学的分析，开发出计算机排课系统，并在实际应用中不断得到完善，下面就基于VFP6.0编程语言开发的计算机排课系统的实现进行阐述。

2 系统框架

3 功能模块及实现

3.1 数据准备

数据准备工作，关乎整个系统的成功与否，关乎系统实现方法是否有效、科学，特别重要。在设计上本功能模块主要解决：专业开设情况、班级信息的建立、专业教学计划的设置、教师基本信息的准备。这些项目所对应数据表的结构及属性尤为关键，有关联整个系统的纽带作用，在设计时经过了反复推敲。

3.1.1 专业开设情况

专业设置情况数据的准备，源于数据表ZYKU.DBF，具体实现上，设计一表单，该表单用于创建数据表ZYKU.DBF，并对该表进行增加、删除、插入等编辑操作，退出该表单时，系统将生成新开设各专业的教学计划表，并将它们按开设时间存放在对应的文件夹下。ZYKU.DBF文件是整个系统的数据源头，其他数据的生成都由其衍生，数据表具体结构及各字段名对应含意为：

说明：“ZJH”字段内容对应该专业教学计划的数据文件名，由系统生成，字段内容为“ZJC”字段各汉字的首字母+“ZDT”字段的后两位数字。

3.1.2 班级信息

从班级信息库BJKU.DBF中，我们将获取进行排课的班级的具体信息，设计该表格时，入学时间是判别是否排课的一个参考项目，系统将依据入学时间进行计算。具体实现上，设计一表单，该表单实现数据表BJKU.DBF的创建，表数据的增加、删除、插入等编辑操作。数据表结构及各字段名对应信息如下表所示：

说明：“BJMC”字段由系统生成，字段内容为ZYKU.DBF中“ZJC”字段的内容+“ZDT”字段的最后一位数字+班级顺序号。

3.1.3 专业教学计划

每开设一专业，都建立有专门的教学计划表，设计一表单进行教学计划的设置，在该表单中，设计两个下拉列表，分别选取入学时间、专业，在ZYKU.DBF表中获取对应的教学计划表，如“JD07.DBF”，该文件名表示“2007级机电专业”所对应的教学计划表。教学计划表结构所对应各字段及作用如下表所示：

说明：“XQ1”、“XQ2”字段内容为学期序号，如该课程在第3、4学期开设，考核形式为“考试”，则在XQ1中填入“34”，10以上的数字，则依次用大写字母“ABCD”等表示；字段X1、X2等表示学期，1、2表示第1学期、第2学期，字段内容表示课时数。

3.1.4 教师基本信息

对应表JSXX.DBF，设计表单对表进行数据插入、修改及删除等操作，表的具体内容如下表所示：

3.2 排课数据初始化

数据准备工作完成后，接下来的工作是排课数据初始化，为本次排课生成班级课程设置情况表（PKBJ.DBF）、教师排课情况表（JSPK.DBF）用来收集本次排课的基本数据，以及总课程表（ZKB.DBF），用来存放本次编排的课程表数据。

3.2.1 班级课程设置情况信息收集

班级课程设置情况信息收集，建立数据表（PKBJ.DBF），用来收集将要进行本次排课的班级，以及各班级本期所开设课程、及课程对应课时数等基本信息。数据表结构及各字段作用如下表所示：

说明：“YJS”字段用于排课时统计该课程已经编排的课时数；J11、J12、……、J53表示节次，如J53表示星期五第三节，逻辑型，如为“真”，表示该课程在该节次上已有编排。均为排课时用。

课程设置信息收集方法如下：

1)打开班级库（BJKU.DBF）；2)取出当前班级的班级名称（BJMC）、入学时间（RXDT），将班级名称存入变量BMC中；3)根据系统当前时间和入学时间计算出该班级编排学期；4)根据入学时间、班级名称，找到该班级对应的教学计划，打开该教学计划数据表；5)在教学计划表的XQ1、XQ2字段中查找对应的学期序号，如找到则在PKBJ.DBF尾增加一空记录，将变量BMC、教学计划表中当前记录所对应的课程简名（KCMC）、课时数、考核形式等内容填入PKBJ.DBF中新增记录的对应字段。完成教学计划表中所有记录的查找；6)回到BJKU.DBF，将记录指针下移一记录，重复2到6的步骤，直到BJKU.DBF所有记录操作完成。

3.2.2 教师排课情况表

教师排课情况表（JSPK.DBF）主要用于课表编排时的冲突处理，该表结构简单，如下表所示：

说明：J11、J12、……、J53表示节次，如J21表示星期二第一节，逻辑型，如为“真”，表示该教师在该节次上已有排课，不能再排。

3.2.3 总课程表

总课程表（ZKB.DBF）用来存放排课的结果，表格包含项目如下表所示：

表格建立好后，将PKBJ.DBF表中的班级字段（BJ）内容追加到总课表中，再将BJKU.DBF中对应班级班主任（BZW）字段的内容追加到总课表中。

3.3 排课信息录入

完成数据初始化工作后，将进行具体授课安排，将各班级所设课程指定给相关老师教授。这项工作较为简单，只需为课程设置情况表（PKBJ.DBF）中的任课教师（RKJS）一项给定数据。

建立一表单，在表单上设计一下拉列表框，将下拉列表框连接到PKBJ.DBF表的BJ字段；设计一表格，显示PKBJ.DBF中指定班级的课程（KCMC）、考核形式（KHXS）、任课教师（RKJS）、课时数（JS）等字段内容，仅任课教师列可编辑，直接在表格中任课教师列输入相关授课信息即可，完成后选择下一班级录入，直到完成所有班级的录入，退出表单。

3.4 系统编排课程表

在所有准备工作就绪后，正式开始系统排课，这是整个系统的关键工作，是面向用户的终端输出。由于牵涉的数据较多，也较复杂，在编程前应绘制出系统算法的流程图，使思维清晰，从而提高编程效率及准确性。排课工作分两步进行，正常排课和冲突处理，具体算法如下：

3.4.1 正常排课

打开数据表总课程表（ZKB.DBF）、班级课程设置表（PKBJ.DBF）、教师排课情况表（JSPK.DBF），选择ZKB.DBF

1)判断文件是否结束（EOF（）值为真），如结束，则排课工作完成，进行下一步工作；

2)取出中表的“BJ”字段值，置入变量“BJM”；

3)设置双层循环，完成“BJM”指定班级的排课；

a： For i=1 to 5

tj=“J”+i+“1 or J”+i+“2 or J”+i+“3”

b： For j=1 to 3

jc=“J”+i+j

1>选择表PKBJ.DBF，利用索引功能，筛选出表中所有“BJ”字段为“BJM”的数据记录。

2>GO TOP将记录指针移向顶部。

3>设置循环进行该节课的编排，程序段框架如（图1）所示。

b：EndFor

a：EndFor

4)选择ZKB.DBF；

5)执行SKIP命令，使记录指针指向下一记录；

6)返回步骤1)，编排下一班级。

3.4.2 冲突处理

冲突是指在对某班进行排课时，编排课程的任课教师在该节课上已在其他班有任课安排。

由于正常排课时，并未考虑解决排课冲突的问题，一般情况下会出现一些节次未进行编排的情况，这些未排节次可从课程设置情况表中已排节数（YJS字段）信息中获取，或从总课表中字段值为空判定。考虑篇幅，此处仅指出具体解决方案，编程时应多使用几种调整方法，以尽可能保证解决冲突。

调整方案一：在当天进行调整

调整方案二：调整冲突课程

调整方案三：调整A、B冲突课。如以上两种方案仍不能解决冲突，这时可调整A或B冲突课，调整方法同方案一和方案二，不再重复。但在实际编程时，算法较复杂，应画出详细流程图，提高编程效率。

3.5 手工调整课表

排课工作完成后，系统的主体工作基本完成，为方便用户需要，设置课表手工调整功能。调整课程由用户指定，在操作表单中将显示出指定班级的课程表，调整课程时可能会存在冲突，可由用户确定是否进行冲突处理来进行调整，方法同系统排课中的冲突处理方案。

3.5.1 方法1

对调，如D2?圮E3，拖放D2到E3，触发事件，判断是否存在冲突，无冲突则完成调整，并修改相关数据；冲突则提示是否进行调整，用户确定则进行冲突处理，否则放弃。

3.5.2 方法2

轮转调换，如：

算法：设计一缓冲区，用来存放其中一节课的信息（如B2），将D2拖放至“B2”，将E3拖放至“D2”，将缓冲区拖放至“E3”，拖放将触发事件，判断是否存在冲突及完成相关调课工作，如存在冲突，将由用户决定是否解决冲突，进行调课。

3.6 手工排课

手工排课工作，仅为方便用户设计，具体排课工作完全由用户自主完成。主要考虑到一些非正常排课工作，如短期培训班等，排课时系统判断是否存在冲突，如存在冲突则提示用户进行调整。设计一操作表单，在表单中首先要求用户进行课程信息设置，具体内容同数据初始化中的班级课程设置信息，完成后显示课程表，用户将所设课程拖放至指定节次进行编排。限篇幅在此不作详细论述。

3.7 课程报表输出

课程报表的输出是本系统的终极服务，课程表格形式应多样化以尽可能的满足用户需要。不同的对象，如班级、老师、部门领导、校长，所需求的课表形式不一样，因此设计时要求课表形式尽可能多样化。笔者根据多年的管理经验设计下列报表，并根据打印机及打印纸张设计不同的表格样式，限于篇幅仅选取其中的一种进行阐述。

根据报表形式，很难直接从现有某一个数据表中提取数据信息生成报表，为便于控制，创建一临时表（TMP.DBF），表格结构同总课程表（ZKB.DBF），完成下列工作：1)将总课程表（zkb.dbf）中的所有数据追加到临时表tmp.dbf中;2)将班级信息表（bjku.dbf）中的班主任姓名（BZW）添加到tmp.dbf中;3)添加教师信息，从第一条记录开始，在每个班的课程信息后插入一空记录，将课程设置信息表（pkbj.dbf）中对应课程的任课教师姓名加入至新记录中。完成报表输出的数据准备工作。

下面列举四种报表，基本能够满足用户需要，在具体输出时，可根据用户需要选定所需报表进行输出，系统将进行处理，输出对应的表格。具体实现上较为复杂，在此不作论述，读者可自行分析或与笔者联系。

1)总课表

2) 班级课程表

3) 教师授课表

4) 部门教师授课情况汇总表

4 系统补充说明

笔者从事职业教育近二十年，对学校管理工作积累了一些经验，不同的学校在办学模式、管理方式上会存在一些差异，因此要使排课系统能尽量使用户满意，还应解决下面一些问题：

1)办学形式：笔者所在学校是一所职业学校，有技校、中专、高职等办学模式，此外还有普通中小学、高中、高等学校等办学形式。系统设计时，应综合不同的用户需求，使大多数用户都能根据自己的需要进行课表编排。

2)课程节数设置：不同形式的学校，授课方式有所不同，当前普通学校一般都一门课程上一个课时，笔者所在职业学校则是一门课程连续上两课时，因此编排课程前应先给定相关信息。

3)排课条件：实际情况中，某些教师的授课安排可能有些特殊的要求，可设置一专门的数据表存放这些信息，排课时优先考虑。

4)实习场地限制：某些课程可能经常要做实验，而实验室数量有限，在排课时考虑尽量将这些课程分散，避免冲突出现。

5)特殊课程的编排：在某些学校开设有一些公共课，这些课程编排的节次是固定的，如笔者所在学校星期一下午为“班会”课，排课时应首先将这些课程编排好，并且不能被调整。