基于WEB的智能化选课排课系统的设计与研究

Design and Research on the Intelligent Course Arrangement System Based on WEB

He Jun

（Xi'an University of Posts and Telecommunications，Xi'an 710121，China）

摘要：智能化选课排课系统是学校教务综合管理信息系统的一项重要功能,为适应教育改革和素质教育的要求，学生自主选课和学校的日常标准化选课的信息量成倍增长，排课的工作量、复杂程度将随之增大，传统的手工管理模式无法满足管理者的需求。本文利用SQL Server数据库系统强大的数据管理特性和JAVA开发技术设计了一个基于WEB的智能化选课排课系统，较好的满足了学校管理者对选课排课管理的需求，提高了教学管理的效率。

Abstract: Intelligent courses arrangement system is an important function of the information system of school educational administration comprehensive management. In order to adapt to the request of education reform and quality education, the amount of information that student independent course selection and the school daily standardized course selection is increasing exponentially, and the workload of curriculum arrangement and the complexity will then increase. So the traditional manual management mode can not satisfy managers' demand. This paper uses the powerful data management characteristics of SQL Server database system and JAVA development technology to design a WEB-based intelligent courses arrangement system which better meets the requirements of school administrators for the courses arranging management and improves the efficiency of teaching management.

关键词：WEB 教务综合管理 管理信息系统 JAVA；SQL Server

Key words: WEB；Eatmis management；MIS；JAVA；SQL Server

中图分类号：TP39 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）29-0137-02

1选课排课系统在教务综合管理中的地位作用及其内容

1.1 智能化选课排课系统在教务综合管理系统中的地位作用

近年来，为了适应教育改革和推进素质教育的发展，学校的招生规模不断扩大，学生数量随之急剧增加。我国大多数高校开始实施弹性的选课学习制度，这种方式要求学生在规定的学习年限中完成所有课程（或全部学分）。从而增大了学生选课的不均匀性，使高校教务管理者的工作量日益繁重，手工管理已无法满足学校管理者对管理的需要，这就要求必须有一个完整的、智能化的选课排课管理系统来实现这种功能，选课排课系统只是学籍管理的部分，但却在教务综合管理系统中占有很重要的地位，其是否能正常准确运行保证着教学、实验课程的具体实施，目前由于该系统的难度和各学校资源情况的差异，大多数学校实行的半智能化、半手工化的混合管理，这不仅消耗大量的人力、物力、财力，还在管理过程中存在着大量的不可控因素,造成了管理不规范、不科学、工作效率低，甚至难以达到预期目的。如何更好的进行选课排课系统管理，成为学校管理者面前的一个亟待解决的问题。

本文通过大量的数据信息的调查和汇总，对学生智能化选课排课管理信息系统进行了详细的可行性研究，基本上可以解决上述存在的问题。通过这样的系统，可以做到信息的规范管理、科学的统计和快速的查询，从而减少管理方面的工作量，提高学校管理者的工作效率。

1.2 智能化选课排课系统在教务综合管理中的主要内容智能化选课排课系统主要内容包括：①主修课程信息注册；②选修、辅修课程的注册；③教室资源信息注册；④教师资源信息注册；⑤班级信息注册；⑥学年信息注册；⑦选课排课功能的实现；⑧智能化调整；⑨结果输出、校验等九个部分的内容。

为实现智能化选课排课系统，必须调动教师、学生、教室管理者的积极性，加强业务培训，并结合学校的实际情况，制定选课排课系统实施细则，从而保证该系统的准确运行。

2总体设计

2.1 系统功能设计智能化选课排课系统的总体任务是：实现智能化选课排课系统管理信息的系统化、规范化、自动化、科学化、智能化。系统开发设计的思想是：尽量采用现有的软硬件环境及先进的管理系统开发方案，提高系统开发水平和应用效果；符合学校管理的规定和实际情况，满足对学生、教师、教室等的需要，并达到操作过程的直观、方便、实用、安全等要求；采用模块化程序设计方法，便于系统功能的各种组合和修改；具备数据库维护功能，及时根据学校管理者需求进行数据的添加、删除、修改、备份等操作。

系统功能设计是在系统开发的总体任务和系统开发设计思想的基础上完成的，本系统的主要任务是用于收集学生、教师、教室、课程等资源的基本信息，以便集中进行管理。因此，该系统的功能主要有：①学生基本信息管理，包括：学生信息的输入、查询和修改等；②学生班级信息管理，包括班级信息的输入、查询和修改等；③课程信息管理，课程信息的输入、查询和修改等；④教师信息的管理，包括教师信息的录入、查询和维护等；⑤教室信息的管理，包括教室信息的录入、查询和维护等；⑥智能化选课排课的管理，包括选课、选课、优先级处理等；⑦系统维护：包括数据查询、修改（调整）和统计、输出、备份等。

另外，还应该考虑到系统的安全性、稳定性，该系统应在登录窗口对使用者进行身份的识别，加入权限的控制。如使用者是管理员，则拥有修改、插入、追加、删除、保存数据的权利，并可对其他使用本系统的人员进行管理。如使用者是数据管理员，则不能够对其他使用本系统的人员进行管理，而普通用户则只能进行查询、统计等简单功能。

根据系统功能要求，可以将系统按照功能模块进行分解，设计了如图1所示的系统功能模块图。

2.2 数据库的设计数据库结构设计的好坏将直接对应用系统的效率以及实现的效果产生影响，最佳的数据库结构会减少数据库的存储量，而且还能使数据的完整性和一致性比较高，系统具有较快的响应速度，简化基于此数据库应用程序的实现等。在数据库系统开始设计时应尽量考虑全面，尤其应仔细考虑用户的各种需求，避免浪费不必要的人力和物力。

2.2.1 数据库需求分析数据库需求分析是数据库结构设计的第一个阶段，这个阶段主要的任务是收集基本数据、数据结构以及数据处理的流程，组成一份详尽的数据字典，为以后进一步设计打下基础。在仔细分析和调查选课排课管理工作过程的基础上，得到本系统所处理的数据流程如图2所示。

在本步骤中，规范化的构建课程库信息表是最关键的，因为不管是学生、教师，都是以课程为出发点，学生以选某课程为中心，教师以上某课程为落脚点，课程的合理构建，将为年级教学计划、学期开课计划打下良好的基础，鉴于此，须将课程进行以下处理：

①拆分课程：拆分对所有学生必修的公共课程，如大学英语、体育、高等数学等，课程代码可相同。②定义课程：若课程的教学大纲、课程名称、学分与总学时等属性相同时（不区分文理科），可归纳为同一课程，系统只需要采集一次。③控制课程的修改与删除权限：课程环节是本管理软件基础数据的核心之一，与学生的成绩、选课与排课等密切关联，比如删除或修改课程信息，若系统未关联到位，将直接导致历史的成绩、选课等相关数据丢失，因此必须控制。④冗余课程数据处理：随着使用时间的增长，有很多历史的课程对现在的在校学生来说，已经不再开设。若直接删除，将直接导致历史数据的全部丢失。我们独特的设计原则是：尊重历史，满足现状，适应发展。对于这些多余的课程，只需要改变该课程的使用状态即可（设置为不可用)，系统将自动对这些课程进行屏蔽，但是并不从系统中进行删除。这样不管回溯到哪个时间，都能够准确的查询到历史的状态。

2.2.2 数据库表结构针对本系统，并通过对选课排课工作管理的内容和数据流程分析，该系统数据项和数据结构如图3。

将数据库的概念结构转化为数据库系统所支持的实际数据类型，就是数据库的逻辑结构。通过规划，需要设计6个数据表来保存选课排课系统需要的基础信息：学生个人基本信息表、班级信息表、课程基本信息表、年级课程设置信息表、教师信息表、教室资源信息表、系统用户表。1个选课排课结果记录表以及其它中间数据表等。

3选课排课管理系统的实现

3.1 数据库的实现在需求分析、结构设计的基础上，得到数据库的逻辑结构后，就可以在具体的数据库系统中实现该逻辑结构。

目前主流的数据库系统有很多，如ORACLE，SYBASE，SQL Server， INFORMIX，DB2等，各有千秋，根据“选课排课管理系统”对数据量的要求，本系统采用了SQL Server 2000数据库管理系统。

在需求分析、概念结构设计的基础上得到数据库的逻辑结构后，就可以在SQL Server 2000数据库系统中实现该逻辑结构。下面是利用SQL Server 2000数据库系统软件中的“企业管理器”工具实现student_Info表格创建的SQL语句，其它表格的创建方法与此相同：

/*表格名：学生基本信息表student_info，主关键字student_ID*/

CREATE TABLE[dbo].[student_info](

[student_ID][int]NOT NULL,

[student_Name][char](5)COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NULL,

[student_Sex][char](1) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NULL,

[student_No][int]NULL,

[student_Date][datime]NULL

)ON[PRIMARY]

其它数据信息表的创建与学生基本信息表的创建方式相同，在此不再赘述。

3.2 各应用模块和功能模块的设计系统的编码实现用到了JAVA中的JSP和Servlet技术。使用该项技术开发出的本系统具有界面直观、操作简单、开发维护简便等特点。

在编程中，为了充分利用学校的教学资源，按照教学大纲、教学任务，对教学时间（课时）、实践时间（课时）进行了相应的数据处理，使以前某一课程独占某一教学资源（教室）的情况大为改观，即某课程在某一时间段内有实践环节时，不使用的教室可继续上其它课程，是资源合理充分的得到利用。

为保证学生的自主选课，系统采用多口径、多层次选课的办法，如可根据教师、专业、学年学期、开课课程等进行自主选课，系统根据教室资源的情况和教学大纲或教学方案以及设定的优先级等进行智能化排课，保证资源利用的最大化和教师任课即课时任务的公平化，既保证教授们的授课课时，也促进了青年教师工作量的合理分配，为学校的可持续化发展和青年教师的培养、锻炼等提供了有力保障。

4结束语

本系统使用JAVA、SQL sever 语言等技术完成了基于web的选课排课管理信息系统，不但使系统保持了强大的数据库操作特性，而且使系统容易在web上，做到了信息的规范管理、科学的统计和快速的查询，较好的满足了学校管理者对学生学籍管理的需求，提高了学校管理者的工作效率。

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