大学排课管理信息系统需求分析

大学排课管理信息系统

需求分析

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2011 年11 月20 日

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目录

1引言 (4)

1.1编写目的 (4)

1.2 适用对象及范围 (4)

1.3需求分析设计依据 (4)

2总体设计 (4)

2.1需求概述 (4)

2.1.1 可行性分析 (4)

2.2 系统功能及性能要求 (5)

2.2.1 对功能的规定 (5)

2.2.2 对性能的规定 (5)

3 组织结构图 (6)

3.1 系统管理功能集合 (7)

3.2 基本信息管理功能集合 (7)

3.3 排课管理功能集合 (7)

3 数据表 (7)

3.1 课程信息数据表 (7)

3.2 班级信息数据表 (8)

3.3 教室信息数据表 (8)

3.4 老师信息数据表 (8)

3.5 课表信息数据表 (8)

3.6 系统流程图 (8)

4 系统设计 (9)

4.1 系统设计要求 (9)

4.2 系统活动者 (9)

4.3 设计原则 (11)

4.4 排课细节及需求 (12)

4.5 运行设计 (13)

4.5.1 系统登入功能 (13)

4.5.2 基本信息管理功能 (13)

4.5.3 数据处理功能 (13)

4.5.4 数据输出功能 (13)

4.5.5 系统权限功能 (13)

5 系统功能说明 (13)

5.1 功能分析 (13)

5.2 系统功能特点 (14)

5.3 系统功能介绍 (14)

6 系统出错设计处理 (14)

6.1 出错信息 (14)

6.2 补救措施 (14)

6.3 系统维护设计 (15)

1引言

1.1编写目的

课程编排作为高等院校教务管理中的一项重要而且繁重的工作，从一般意义上讲，其实质就是对学校学期开设的每门课程合理地分配时间资源和教室资源的过程。其中涉及教师、教室、时间和学生等多种因素，人为要求也比较多.为合理的利用有效的教学资源，科学的安排学校的教学计划，因此而做排课管理信息系统需求分析。

1.2 适用对象及范围

本管理信息系统面向全校人员开发，对校方管理人员，教师，学生，后勤及相关服务部门均适用

1.3需求分析设计依据

高校通用排课系统的设计与实现

Access数据库项目案例导航

基于模拟记忆搜索算法的智能排课系统

ASP精解案例教程

2总体设计

2.1需求概述

2.1.1 可行性分析

系统可行性研究是系统发展过程中的一项重要的工作，其目的就是订出一套选择标准和一套选择程序及组成一个有效能的决策组织，如此，使用者便能依正确的顺序解决相关的问题。下面将从操作可行性、技术可行性、经济可行性三个方面对排课系统进行分析。

（1）操作可行性

对于新系统的实施运作，由于组织人员都相当配合，没有任何抗拒心理，所以运作

方面没有太大的困难。而由于作业流程和程序设计都很详细规划，所以方案的运作都能按照作业程序来进行。而软硬件方面，由于现有的打印机极为普遍，所以没有太大的问题。

（2）技术可行性

方案所需的硬件设备，组织内可以提供；软件技术方面，系统发展人员的能力足以胜任；而且在软件技术方面，我们采用Access作为后台数据库，因为这种技术已实用化，设计的页面精美，功能强大。

（3）经济可行性

经济可行性是对将要开发的系统的成本效益进行的量度，可以说是可行性分析中最重要的一个，以低成本追求高效率是我们的目标。排课系统是通过计算机来自动地解决各种教学资源如教室、教师的合理有效利用问题，避免教师、班级在上课时间、地点上的冲突，使排课时间分配均匀，这就大大的节省了时间，提高了工作效率，避免了人力，物力，财力的浪费，因此本系统可行。

2.2 系统功能及性能要求

2.2.1 对功能的规定

作为一个完整的数据库系统，其各种功能也要求比较完善，本系统的主要功能有：（1）系统登入功能：在系统授权范围内，用户选择各自的用户名，输入密码后登入系统；

（2）基本信息管理：教师、教室、班级、课程、课程申请等数据的增、删、改、查；

（3）数据处理：自动排课、教师、教室、班级、课程、课程申请等数据的输入、编辑、修改、删除等功能；

（4）数据输出：查询教师、班级课程表，打印教师、班级课程表，查询教师、班级、教室课程以及课程申请的基本信息；

（5）系统设置：对用户权限的设置和密码的更改。管理员在此可修改各个用户的密码。在本系统中，普通用户即教师和学生只能浏览、查询和打印基本信息以及查询课表和打印课表，不能添加、删除、修改基本信息并且无权排课、调课和更改密码。

2.2.2 对性能的规定

（1）教师和学生都不能发生课时冲突，即没有教师要同时给两个（或两个以上的）

班上课，也没有一个班要同时上两门（或两门以上）不同的课程；

（2） 教师和学生合理的不排课时间要求一定要满足； （3）

要求排连堂的课一定要连堂；

（4） 主课（大学英语、高等数学、大学语文等）课程排上午，副课（思想道德修养、计算机基础等）课程排下午，其它课程在上、下午随机分布；

（5） 满足教师教案的周期性，教师备一次课后应在他授课的所有班上都讲授一遍之后才进入到下一阶段的备课和授课；

（6） 尽量避免断点，即不出现一天内前、后节次有课，中间无课的现象； （7

） 文、理课（如高等数学和大学英语）相间，以使学生智力得到调整，提高学习效率；

（8） 同一门课一周内在节次上要均匀分布；

（9） 排课前考虑老师的时间问题。张教师一周5天共上20节，则尽可能安排每天4节课且4节课不连续安排在如1234或5678节等；

（10） 排课时还要充分考虑到课程的均匀性问题。即课程安排尽可能均匀，英语一周3节，若一周上５天的课，尽量每隔一天安排一次课程；

（11） 对于数量巨大的信息，系统仍具有较快的响应速度和较小的系统开支。

3 组织结构图

前面描述了教务排课系统的功能模块划分，但没给出各模块之间的关系。在本系统中，可以把模块分为三个功能集合：

3.1 系统管理功能集合

系统管理功能集合。该集合包括权限管理和系统帮助两个模块。当使用者为管理员时可进行权限管理功能，它能够添加新的使用者，也可对已有的用户进行名称、密码的修改和删除。系统帮助功能介绍了开发系统的相干信息。

3.2 基本信息管理功能集合

基本信息管理功能集合。该集合包括教师信息管理、教室信息管理、班级信息管理、课程信息管理、课程申请管理五个模块。在该集合内可查看相应的数据表，对于管理员级别的用户可对以上表的内容进行添加、修改、删除的功能。对于一般用户，只能实现查看信息的基本功能。

3.3 排课管理功能集合

排课管理功能集合。在基本信息设置模块中，可查看当前日期，又可设置限制排课的条件，如不加限制排课、不在晚上和星期六排课等。而一般用户只能查看管理员设置的条件。在排课时，管理员先在课程信息管理中设置好要预先排课的课程，然后调节限制排课的条件，就可以使用自动排课功能。用户可在排好后的课表中查看课表，对于不满意的课程安排可用手动进行相应的调节，而手动排课也可针对实验课等灵活性的课程。

3 数据表

3.1 课程信息数据表

其中课程代码唯一标识一门课程，课程类型用来确定课程优先级，而课程性质是课

程所需教室条件的信息。

3.2 班级信息数据表

其中申请代码唯一标识一个申请记录，是否合班，合班班级，是否分班分别针对合班课与分班课设置。

3.3 教室信息数据表

其中教室代码唯一标识一个教室，教室容量和性质分别判断是否与班级和课程性质的相匹配。

3.4 老师信息数据表

其中教师代码唯一标识一位教师，教师职称和学位确定教师优先级，住所判断老师是否在校外居住，排课时给予一定的优先级。

3.5 课表信息数据表

在用户使用系统的“保存课表”功能键时自动生成。它实现自动清除、自动添加，具有流动性和可操作性。

3.6 系统流程图

4 系统设计

4.1 系统设计要求

要求实现教务的网络化管理，并且要求教务人员能从繁杂的工作中解脱出来，利用计算机自动的安排合理而又实用的课程表，考虑年级、班级、教师、课程、教室等方方面面的因素，合理地利用教室、教师等资源，解决好班级间的时间冲突，给每个班排课时，避免时间、场地冲突等，能够充分考虑到课程的均匀性问题。

4.2 系统活动者

用户（教务处），作为系统的最大使用者，可操作系统的全部功能，即使用系统对

全校的班级进行排课，可进行基本的信息设置（教师信息设置，班级信息设置，教室信息设置，课程设置，课程申请），根据基本信息进行自动排课和手动调课，并对教师的课表和班级的课表进行查询，还可对系统的权限进行设置。

用户（教师和学生），作为系统的一般使用者，他们能进行查询和浏览，并能看到教师、班级、教室、课程、课程申请的基本信息。学生可以查询自己班级的课表和自己关注的老师的课表；老师可以查询自己的课表，也可查询自己所教的班级的课表。

用况说明：

（1）用况名称：主界面

参与者：用户（教务处、教师、学生）

主要事件流：

用户在这里根据自己的需要选择需要的操作，其中以教务处身份登入的就可选择此界面上的所有功能操作，而以老师和学生身份登入的就只能浏览各个模块的基本信息并可选择高级查询这个模块。

（2）用况名称：教师设置

参与者：用户（教务处、教师、学生）

主要事件流：

教务处的管理人员对教师的基本情况如姓名、职称、学位、住所等进行编辑、添加、删除、查询等操作；教师和学生能够浏览和查询基本信息。

（3）用况名称：班级设置

参与者：用户（教务处、教师、学生）

主要事件流：

教务处的管理人员对班级的基本情况如班级名称、班级人数、专业、年级等进行编辑、添加、删除、查询等操作；教师和学生能够浏览和查询基本信息。

（4）用况名称：教室设置

参与者：用户（教务处、教师、学生）

主要事件流：

教务处的管理人员对教室的基本情况如教室名称、教室容量、教室性质等进行编辑、添加、删除、查询等操作；教师和学生能够浏览和查询基本信息。

（5）用况名称：课程设置

参与者：用户（教务处、教师、学生）

主要事件流：

教务处的管理人员对课程的基本情况如课程名称、课程类别、考核方式、课程性质等进行编辑、添加、删除、查询等操作；教师和学生能够浏览和查询基本信息。

（6）用况名称：课程申请设置

参与者：用户（教务处、教师、学生）

主要事件流：

教务处的管理人员对课程的基本情况如课程名称、教师姓名、班级名称、周课数、学分、开始周、周数等进行编辑、添加、删除、查询等操作；教师和学生能够浏览和查询基本信息。

（7）用况名称：自动排课

参与者：用户（教务处）

主要事件流：

教务处的管理人员在输入教师信息、班级信息和教室信息、课程信息后系统就可根据算法和代码自动的安排各班和各老师的课程表，在自动排课后，教务处的管理人员可调整课表的一些冲突问题如场地冲突、时间冲突等进行改正，或是对某些老师由于特殊情况要课程调动的课表进行重新安排。

（8）用况名称：高级查询

参与者：用户（教务处、教师、学生）

主要事件流：

系统的所有默认用户都可使用这个模块查询他们各自关注的课表信息并且打印课表。用户输入查询的关键字（查询班级课表的可以输入班级名称，查询老师课表的可以输入老师姓名），系统搜索所需的课表，显示课表信息，用户可对课表进行打印。

（9）用况名称：系统权限

参与者：用户（教务处）

主要事件流：

系统管理员可对系统的权限进行设置，用户可对原有的密码进行修改。教务处在登入系统后可输入旧密码，再二次输入新密码进行密码的修改。

4.3 设计原则

要设计出一个好的管理系统数据库，除满足系统所要求的功能外，还必须遵守下列原则：

（1）基本表的个数越少越好。

（2）主键的个数越少越好。键是表间连接的工具，主键越少，表间的连接就越简单。

（3）字段的个数越少越好。

（4）所有基本表的设计均应尽量符合第三范式。

在数据库的设计中，如何处理多对多的关系和如何设计主键，是两个有着较大难度、需要重点考虑的问题。

4.4 排课细节及需求

排课细节需求大体上就是系统开发者需要进一步和用户进行协商，甚至要进入用户的单位深入了解情况，使得开发出来的系统在任何一个环节都能满足用户的要求，甚至比用户想象的更加完美。由于排课算法以及冲突检测在细节上有很多限制，在设计之前我们做了详细的讨论和分析，得到排课系统有以下细节需求：

（1）“公共基础课和公选课优先固定”，由于这两种课一般由教务处制订课程计划，因此应该在自动排课之前将它们优先固定。

（2）“一师多课”冲突情况，即一位教师在同一时间内排了一门以上的课。

（3）“一室多课”冲突情况，即一个教室在同一时间内排了一门以上的课。

（4）“一班多课”冲突情况，即一个班级在同一时间内排了一门以上的课。

（5）“教室容量匹配”情况，即上课班级人数应该与所在教室的人数匹配。

（6）“合班和分班课程”情况，即在排课时要考虑像英语这样的分班课和政治这样的合班课如何排课。

（7）“课程单双周”情况，即某些总课时较少的课程，可以考虑在单周或双周排课。

（8）“同一课程间隔”情况，尽量让同一课程在一周内课时内的排课分布均匀。

（9）“课程优先级”情况，尽量让学分值高的和重要的课程排在黄金时间，课程优先级低的排在其他时间。

（10）“课程扩充”情况，如果正常情况下无法满足课程的需要，就要在晚上或者周六日进行课时的扩充。

（11）“课程与教室匹配”情况，课程要求的条件必须与教室设备条件相匹配，是否需要多媒体授课等。

4.5 运行设计

4.5.1 系统登入功能

系统登入界面模块，系统主功能界面模块。

4.5.2 基本信息管理功能

教师设置模块，班级设置模

4.5.3 数据处理功能

教师设置模块，班级设置模块，教室设置模块，课程设置模块，课程申请模块，自动排课模块。

4.5.4 数据输出功能

高级查询模块，班级设置模块，教师设置模块，班级设置模块，教室设置模块，课程设置模块，课程申请设置模块。

4.5.5 系统权限功能

系统权限模块。

5 系统功能说明

5.1 功能分析

在查阅了一些关于排课设计的资料以及试用了几种排课软件之后，我认为在本排课系统的需求及排课设计中需要做到以下几个方面：

（1）根据输入的基本信息，进行自动排课，生成课表。在自动排课完成后，将排课异常信息给予反馈。

（2）手动调节功能。完全依赖自动排课排出的课表不能完全符合客观需求，同时我们在算法及优先级确定的精确度方面的水平也有限，因此，应该增加手动调节功能，以进一步确保排课的合理性。

（3）冲突检测方法。主要是针对自动排课和手动调节功能可能出现的冲突情况，完善手动排课。

（4）统一友好性。排课系统与使用者应具有交互性，可增加排课向导提示用户的使用。

5.2 系统功能特点

（1）排课灵活，课表合理：

采用了局部范围内的动态随机加权，排出的课表具有灵活的特点，使用者可以在多次排课中选择自己认为合适的课表。

（2）操作便捷：

提供了易于理解的帮助文档，用户很容易掌握对排课软件的使用。

（3）人性化：

系统界面美观，并提供可选择外观，同时系统具有很强的交互性。

5.3 系统功能介绍

（1）自动排课动能：该功能利用用户提供的课程，教师，教室，班级等信息，对课程做总体的安排。

（2）手动调节功能：该功能用于使用者对已生成课表的调节，使课表更加合理有效。

（3）冲突检测功能：包括自动排课时的动态冲突检测以及课表手动调节时的静态冲突检测。

（4）合班功能：该功能根据用户需要，对一些特殊课程进行特殊安排。

（5）异常管理动能：当前资源无法满足需求时，排课系统将把无法排入的课程放入排课异常管理中。

（6）课表存储功能：该功能用于存储已排课表，将课表保存在数据库中，便于用户使用以及打印。

6 系统出错设计处理

6.1 出错信息

（1）当用户实行一个不合理的操作时，采用对话框形式为用户提供警告信息；

（2）当系统在运行过程中遇到无法进行的操作，应提醒用户并自动关闭系统。

6.2 补救措施

（1）努力提高系统的安全性，避免因用户的疏忽造成系统的损坏；

（2）一些关键性的操作（比如删除操作），都应以对话框的形式提供确认机制；

（3）对数据库应限制用户进行删除，修改，编辑；

（4）为了避免数据的丢失，应定期对数据进行备份。

6.3 系统维护设计

作为一个成熟的系统，在开发系统时，应充分考虑系统的可维护性，系统的模块划分应考虑高内聚，低耦合的特点，同时程序的内部应有详细的注释和统一的编码格式，以利于排课系统在以后工作中的维护与运行。