排课系统数据表的设计与功能的实现

排课系统数据表的设计与功能的实现
作者：李正慧
来源：《数字技术与应用》2011年第07期
摘要：评价高校管理信息化水平的其中重要一环是教学管理信息化的水平，其中排课系统是高校教学信息化管理的核心部分。

排课系统开发的目的就是要实现课程编排的网络化和信息化，从而实现课程课表管理的信息化要求。

本文简要地从排课系统数据库中关键性数据表的设计和排课界面功能的实现等方面介绍了整个数据库的设计思路。

关键词：高校教学信息化排课系统数据库设计思路
中图分类号：TP315;G473.4 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2011)07-0116-03
Abstract：One of the most important aspects of the standard of informationization of university management is the level of informationization in teaching management, and its core component is the Class Timetabling System. The Class Timetabling System is aimed at realizing the internetization and informationization of course scheduling and therefore achieving informationization of student enrollment management and course management. This paper briefly describes the design and functions of the spreadsheets for a class timetabling system.
Key words：college managementinformationization class timetabling system;the design of database
1、引言
高校信息化重要组成部分之一是教学管理系统，因为各高校教学管理都有各自不同的特点和要求，很难用一种大众化的系统满足所有的个性化需求。

在整个教学管理中，排课是教学管理系统中最重要?最复杂的部分，其实质就是指选择适当的时间和适当的地点，对教学任务书所规定的课程进行合理编排，使全校课表在宏观上具有科学性、合理性[1]。

在南海东软学院，对于课程表，需实现网上排课、显示各类课表（教师课表、班级课表、学生本人的课表等）、教室调度等的教学运行数据处理要求，其逻辑关系非常复杂，运算量十分巨大，为此，我院组成了包括技术人员、需求和测试人员在内的、多部门组成的开发团队，自行设计和开发了以排课系统为核心的教学管理系统。

本文对排课系统数据库数据表的设计思路及相关功能的实现进行了简单的介绍，希望对同类教学管理系统的开发有一定的启发作用。

2、系统分析
2.1 排课系统功能需求分析
根据学院教学管理的需求，排课系统需要实现以下功能:
根据开课计划编制课程的教学班、教师和教室类型、起始周、结束周、每周上课节数等;即确定开课任务;一门课程的一个教学班组成一条个开课任务;实现网上排课;即通过系统安排好每一条开课任务的教室和上课时间;查询各类课表:可查询教师课表（含各教学班的花名册）、班级课表、学生本人的课表; 教室调度:实现查询各教室的使用情况、网上临时申请教室等功能。

2.2 排课系统的功能分析
通过对排课系统的需求分析，可以了解到，本系统要求能在所设计的信息系统中实现课表编排和课表查询的功能，所涉及的数据包括课程、教师、学生、上课地点（教室）四大块原始数据，其中课表编排就是根据所确定的开课任务为主线，为课程安排上课地点和上课时间，而系统的重要作用，是能够自动判断学生、教师和教室之间冲突情况，以及排课完成等情况，排课人员通过系统的界面能轻松安排课表，同时实现各类课表（教师课表、班级课表和学生本人的课表）的实时查询功能。

2.3 排课系统的E-R图
排课问题的实质是时间表问题，是涉及多种因素的组合优化问题，其中的基本要素包括课程、教师、教室、班级、时间[2]。

图1是根据南海东软学院的教学管理体系绘制出的排课系统E-R图。

其中:
(1)同一门课程要开一至数个教学班;同一个教学班的学生来自一至多个行政班。

(2)同一门课程下的一个教学班组成一条开课任务;
(3)开课任务是将课程、教师和上课地点三大块数据联系起来的关键数据表，只有通过该表，才能将各课程的教学任务落实到具体的教师、确定所需的教室类型等;另外该开课任务需根据课程的学分等因素需安排的上课时间，如上课周数、每周上课节数等也是该开课任务的重要信息。

3、排课系统功能实现
3.1 排课系统表的设计
为实现排课系统的各项需求，该系统数据库共设计了两种类别的数据表。

第一类为基础表，有院历表、专业表、班级表、学生基本数据表、教师基本信息表、课程信息表等基础数据;第二类属于功能表，有开课任务书、开课任务行政班关系表、总课程表、学生成绩表、教室占用表等储存排课过程的数据表。

在功能表中最关键的表是开课任务书，而一条开课任务书中教学班与行政班级是一对多、行政班与学生也是一对多的对应关系，为此，还设计了另外两个表-开课任务行政班关系表和学生成绩表，两表通过开课任务书编号来进行联接;另外还有两个表－课程总表和教室占用表用来专门存储排课的过程数据，课程总表存储一条开课任务具体到每一周、每个时间段的教室安排，教室占用表存储各个时间段（具体到每天）教室的使用数据。

这样，开课任务书（表1）、开课任务行政班关系表（表2）、学生成绩表（表3）和课程总表四个表就已经存储了课表所包含的课程、教师、教室、班级及学生之间的一对一、一对多、多对多的复杂的逻辑关系，这种数据存储方式也便于各类不同课表查询功能的实现;
3.2 排课功能的实现
3.2.1 排课功能的实现
排课，就是要为每一条开课任务书所涉及的课程编排上课时间和教室，一次排课就要根据开课任务书的起始周和结束周在课程总表中写入（结束周-起始周+1）条记录;同样，删除排课，则需要删除课程总表中的原来已排好的（结束周-起始周+1）条记录。

同时在执行排课操作时对该条任务书的排课情况、教师、教室冲突等进行判断，其流程如图2所示。

排课的具体操作界面如图3所示。

该界面显示的是已编辑好的一条开课任务，该开课任务除未确定具体的上课时间段和教室外，已确定好课程、教学班号、上课周数、每周上课节数、教师、教室类型等基础信息，并通过系统的内部判断显示了课表的每个具体时间点教师和学生是否有课的情况，选定具体的节次后，在“选择教室”后面的下拉框中则会显示符合教室类型要求的所有教室名称，同时通过如图2所示的系统判断后，选中某一教室后即可完成排课操作。

3.2.2 各类课表的实时查询功能的实现
排完课程后，各类课表就能实现实时的查询信息，如教师课表（如图4所示）等信息。

班级课表、学生本人的课表，教师还可查询所授教学班的花名册等等信息。

在期末登记成绩时，可以根据系统中花名册的信息直接登录成绩，从而实现整个教学运行过程的网络化和信息化管理。

3.2.3 排课系统的特点
(1)充分满足了排课数据的实时性要求，最大限度减少了数据的允余。

(2)能满足不同类型的课表查询需求。

(3)具备强大的教学信息化管理功能，涵盖了教师及课程教学的安排和调度、教室长期和临时的安排和调度等功能。

4、结语
南海东软学院从2005年开始启用教学管理系统，目前系统已升级至2.3版本。

排课系统作为其中最核心的部分，经过逐步的开发和完善，已经实现了网上排课、课表查询等功能，使学院教学管理信息化管理水平达到新的水平。

参考文献
[1]苏仰娜.基于遗传算法的优化排课系统[J].河南大学学报(自然科学版),2005.
[2]王保胜.一个基于遗传算法的高校排课系统[J].科技信息,2010.。