大学自动排课算法设计与实现
高校智能排课系统算法的研究与实现
5 ） 教室容量不小于课程 l i 的授课对象总人数， 即有：
∑CNum（ c ）
j =1
i j
≤ Cap（ l k ） 。
从高校排课的数学模型可知， 其是一个多目标、 有限资 带有约束条件的组合优化问题， 是一个典型的 NP 完全难 源、 题。由于约束条件多， 采用传统排课方法排课效率低， 课程 安排冲突率相当的高。 遗传算法是一种模拟生物界生物进 化机制的启发式智能算法， 在求解组合优化问题中体现出来 的智能性、 并行性和鲁棒性， 不需要太多的领域知识， 操作简 单， 对有约束的、 多目标的排课问题求解是十分适宜， 因此本 文采用自适应遗传算法来进行高校排课系统自动设计 。 根据确立的排课目标和建立的数学模型，把排课问题 求解过程可分为两阶段： 首先采用随机可行排课操作对无序 的原始数据进行求解， 即产生遗传算法的产生初始种群， 然 后利用遗传算法对随机可行排课方案进一步优化， 求得全局 最优排课方案。
第 28 卷
第 12 期
计
算
机
仿
真
2011 年 12 月
文章编号： 1006 － 9348 （ 2011 ） 12 － 0389 － 04
高校智能排课系统算法的研究与实现
宗 薇
（ 外交学院计算机中心， 北京 100037 ） 摘要： 研究高校智能排课优化问题， 由于在资源的有限的条件下满足教学的有序性， 使高校自动排课成为一个多约束、 多目 成功率低， 导致课程之间冲突率高， 无法满足现代高校教务管理要求。为了提高排 标优化问题。传统排课方法排课效率低 、 提出一种自适应遗传算法的智能排课系统 。首先根据教师、 学生、 教室、 课程和课程时间段要求建立 课效率和排课成功率， 一个多约束条件的高校排课数学模型， 采用随机可行排课法操作产生可行排课方案， 然后利用遗传算法在可行方案中寻找 最优排课方案。仿真结果表明， 相对于传统排课方法， 自适应遗传算法不仅提高了排课效率， 而且提高排课的成功率， 有效 降低课程之间冲突率， 并能够解决高校排课难题 。 关键词： 排课问题； 遗传算法； 多重约束； 多目标优化 中图分类号： TP301 文献标识码： A
自动排课系统设计与实现论文
摘要：制定一个学校的排课计划是一项非常耗时且相当辛苦的工作，而且它还得由有学校排课工作经验或者这方面知识的人才能做好。
在一所高校时一个课程表的制定是一个难题，因为在有关课程表的问题上有很多的限制条件得考虑，还有大量的数据空间被挖掘，即便你的输入数据量并不是实际意义上的大批量。
课程编排系统是一个学校不可缺少的部分,它的内容对于学校的决策者和管理者来说都至关重要,所以自动课程编排系统应该能够为用户提供充足的信息和快捷的查询手段。
但一直以来人们使用传统人工的方式管理文件档案，这种管理方式存在着许多缺点,如:效率低、保密性差,另外时间一长,将产生大量的文件和数据,这对于查找、更新和维护都带来了不少的困难。
随着科学技术的不断提高,计算机科学日渐成熟,其强大的功能已为人们深刻认识,它已进入人类社会的各个领域并发挥着越来越重要的作用。
本系统经过测试，运行稳定，可投入使用。
关键字：排课管理，VB，数据库Abstract：Formulates a school platoon class plan is an item consumes extremely when also the quite laborious work, moreover it also must by have the school row of class work experience or this aspect knowledge talented person can complete. When a university a class schedule formulation is a difficult problem, because has the very many limiting condition in the related class schedule question to result in the consideration, but also has the massive data space to excavate, even if your input data quantity is not in the practical significance mass.The curriculum arranges the system is a school essential part, Its content said regarding the school policy-maker and the superintendent all very important, Therefore the automatic curriculum arranges the system to be supposed to be able to provide the sufficient information and the quick inquiry method for the user. But the people have since always used the traditional artificial way management document file, this management way has many shortcomings, For example: The efficiency low, the secrecy is bad, Moreover the time one is long, Will produce the massive documents and the data, This regarding the search, the renewal and the maintenance has all brought many difficulties.Along with science and technology unceasing enhancement, The computer science is mature day after day, Its formidable function had profoundly known for the people, t entered the human society each domain and is playing the more and more vital role.This system after the test, the movement is stable, may put into the use.Key words: Curriculum management, VB, database摘要 (1)Abstract (2)第一章绪论 (4)1.1本课题的研究意义 (4)1.2系统可行性分析 (5)第二章开发软件介绍 (6)2.1系统的架构 (6)2.2系统运行环境操作系统 (6)2.3系统开发环境 (6)2.4开发工具 (7)2.4.1Visual Basic的简介 (7)2.4.2 ACCESS简介 (8)第三章需求分析 (10)第四章系统实现 (12)4．1 本学期课程设置模块设计 (12)4．2 教师入库信息模块设计 (13)4．3 课程安排管理模块设计 (15)4.4 课程查询模块设计 (17)第五章系统的问题与调试 (201)总结 (212)致谢 (223)参考文献 (234)1．1 本课题的研究意义数据库是从60年代初发展起来的计算机技术。
高职高专院校自动排课系统的设计与实现的开题报告
高职高专院校自动排课系统的设计与实现的开题报告
（一）选题背景及意义：
随着高职高专院校教育的实施，在心理理论、教育方法、课程设置等方面都有了很大的改变，新的教育体制、新的教育要求催生了自动排课系统的需求。
以前的手工排课方法已经不能适应现在的教育需求，既浪费时间，也容易出错，而自动排课系统则可以在减少人工纰漏的同时，精确地掌握每位学生所学课程的情况，达到科学合理而高效的排课目的。
因此，自动排课系统的设计与实现具有重要的意义。
（二）研究内容：
本文主要研究高职高专院校自动排课系统的设计与实现。
具体包括以下内容：
1、自动排课系统的需求分析：对高职高专院校自动排课系统进行需求梳理，掌握用户的基本需求，分析服务对象的需要，对系统进行功能上的要求策划。
2、自动排课系统的功能设计：依据需求分析结果，对自动排课系统进行功能设计，包括学生信息管理、教师信息管理、教学班信息管理、课程信息管理等。
3、自动排课算法的研究：在功能设计的基础上，本文将分析自动排课系统的算法，包括遗传算法、模拟退火算法、粒子群算法等。
4、系统设计和实现：将研究结果应用于具体系统的设计中，建立自动排课系统的模型，完善自动排课系统的功能，实现系统运行。
（三）研究方法：
本研究将采用文献资料法、问卷调查法、数理统计法、实验研究法等多种研究方法。
（四）预期效果：
本研究预计将能设计出一个兼具功能完善和可操作性的高职高专院校自动排课系统，能够提高排课效率、减少错误率，达到教学质量的提高。
同时，本研究也将对自动排课算法的研究提供新思路和新方法，推动相关领域的深入研究。
高校排课算法的设计与实现
高校排课算法是基于班级、教师、教室等资源的排列，经过优化约束条件等相关规则，使得最终结果合理的一种算法。
具体实现过程有以下几个步骤：
1. 数据准备阶段：包括学年学期的时间段、教室资源、教师资源、课程和班级信息等准备工作。
2. 课程安排阶段：依据学年学期、课程和班级信息等安排好课程的基本安排，确定每门课程安排的总学时数。
3. 教室排课阶段：基于教室资源和课程安排的总学时数，按照需求对教室资源进行分配，得到每间教室能够安排的课程信息。
4. 教师排课阶段：对于每位教师，需根据所授课程、班级、已排课程等信息对其进行排课。
每门课程需要评估授课教师的教学能力和课程性质等信息，作为排课决策的参考。
5. 排课结果调整阶段：排课可能会出现冲突，例如空教室、教师时间冲突等，因此需根据约束条件对排课结果进行调整和优化。
在此阶段需要充分考虑约束条件的灵活性和实际应用情况的可行性。
目前，市场上已经有一些相对成熟的排课软件系统，可供高校使用。
这些软件系统通常会集成上述算法，同时提供易用的界面和高度自动化的操作流程，减少人力和时间成本。
但是，对于较大和复杂的排课问题，仍然需要根据具体情况进行自定义的算法设计和实现。
大学自动排课算法设计与实现(课设说明书)
中北大学课程设计说明书软件工程大型实验学生姓名:史东海学号：0706054208 学院: 电子与计算机科学技术学院专业: 软件工程题目: 大学自动排课算法设计与实现系统——登陆及用户管理子系统成绩指导教师：宋礼鹏职称: 讲师2010 年 1 月 21 日1.设计目的该系统并不是所有人都能随便使用的。
系统应该有不同的权限用于排课和课表的查询，通过登陆可以解决权限问题。
而用户是会经常变动的（比如毕业生的离校），所以需要对用户进行相应的管理（如添加、删除及密码的修改），所以需要实现用户管理功能。
2.设计内容在整个系统中本人主要负责登陆和用户管理功能的实现，同时也参加算法的设计与实现。
本系统要涉及到管理人员、教师、学生三个不同的参与者，有两个不同的权限。
管理员可以录入教师、教室、班级等基本的信息然后进行排课，而教师和学生只具有查询课表的权限。
所以在登录的时候要把不同的权限划分出来。
程序在设计好后数据库中有一个默认的管理员的用户名和密码，通过该用户名和密码可以登陆系统，然后通过用户管理模块可以添加教师、学生或管理员。
为了防止用户忘记密码，管理员可以在不知道原始密码的情况下修改用户的密码。
而教师或学生若想修改自己的密码必须输入旧密码。
3.需求描述图1 登陆及用户管理子系统用例图用例描述如下：表1 UserManagement用例描述表表2 Login用例描述表表3 AddUser用例描述表表4 DeleteUser用例描述表表5 ModifyPassword用例描述表4.系统详细分析设计4.1顺序图（1）登陆顺序图：图2 登陆顺序图登陆首先输入用户名和密码，然后程序到数据库中查询用户名是否存在，密码是否正确，如果正确则登陆成功；不正确登陆失败，可以继续登陆或关闭登陆窗口。
（2）添加用户顺序图：图3 添加用户顺序图管理员输用户名、密码和确认密码。
如果数据库对应表中有所输入的用户名则给出提示；没有则比较两次输入密码是否相同，相同条件成功；不同则给出相应提示。
面向高校教务管理的智能排课系统设计与实现
面向高校教务管理的智能排课系统设计与实现随着信息技术的快速发展和高校规模的不断扩大，高校教务管理日益复杂化。
为了提高教务工作效率和质量，智能排课系统的设计与实现成为高校教务管理的重要课题。
本文将围绕面向高校教务管理的智能排课系统，从需求分析、系统设计和实现等方面进行讨论。
一、需求分析1. 教学资源管理：教务系统需要对教学资源进行管理，包括教室、教学设备以及教师等资源的管理与调配，以保证教学的顺利进行。
2. 课程安排与调整：教务系统应具备对课程的安排和调整功能，可以根据学生的选课情况和教师的排课要求进行智能调配。
3. 课程冲突检测与解决：系统应具备检测课程冲突的功能，当出现课程时间冲突时，能够自动解决冲突并给出解决方案。
4. 学生选课管理：系统需要提供学生选课的功能，并能够根据学生的选课结果自动生成课表，并进行课程地点和时间的智能安排。
5. 教学评价与分析：系统应具备对教学质量进行评价和分析的功能，包括学生的学习成绩、教师的教学反馈等指标的统计与分析。
二、系统设计1. 架构设计：系统采用分布式架构，包括前端、后端和数据库三个层次。
前端负责与用户进行互动，后端处理业务逻辑，数据库存储相关数据。
2. 数据库设计：根据需求分析，系统需要设计合理的数据库结构，包括学生、教师、课程、教室等表，以及相关的关系表。
3. 界面设计：系统的界面应简洁明了，方便用户操作，通过图表、表格等可视化方式展示排课结果和教学评价等信息。
4. 智能算法：系统需要设计智能的排课算法，结合学生选课情况、教师排课要求和教室资源等因素进行排课，尽量避免课程冲突。
三、系统实现1. 技术选择：基于需求分析和系统设计，选择合适的开发技术和工具进行系统实现，如Java、Python等编程语言和相关的框架和库。
2. 功能开发：根据需求分析和系统设计的结果，按模块逐步实现系统的各项功能，包括教学资源管理、课程安排与调整、学生选课管理等功能。
3. 测试与优化：在系统实现的过程中，不断进行功能测试和优化，确保系统的稳定性和性能。
大学自动排课算法设计与实现(界面设计)
大学自动排课算法设计与实现界面设计说明目录1．文档介绍 (1)1.1文档目的 (1)1.2文档范围 (1)1.3读者对象 (1)1.4参考文献 (1)1.5术语与缩写解释 (1)2．应当遵循的界面设计规范 (2)3．用户假定 (6)4．界面的关系图和工作流程图 (6)5．系统界面 (8)6．常见系统提示样式 (9)7．美学设计 (9)8．界面资源设计 (9)1．文档介绍1.1 文档目的本文档是对系统界面设计进行描述和解释。
1.2 文档范围A.待开发的软件系统为：大学自动排课算法设计与实现。
B.该软件可以帮助学校负责排课的相关人士完成排课任务。
C.开发本软件主要是为了帮助学校负责排课的相关人士解决“教师”、“教室”、“时间”等资源搜索的问题。
通过计算机运算速度快的特点，在大数据量的情况下寻找资源的最优或近似最优的组合，以减少人的工作量。
但特殊情况还需人为进行调节，不属于本系统所能处理的范围。
1.3 读者对象该文档主要面向系统分析员、程序员、测试员、实施员。
1.4 参考文献无。
1.5 术语与缩写解释2．应当遵循的界面设计规范界面一致性在界面设计中应该保持界面的一致性。
一致性既包括使用标准的控件，也指使用相同的信息表现方法，如在字体、标签风格、颜色、术语、显示错误信息等方面确保一致。
（1）显示信息一致性标准1）标签提示：字体为不加重、宋体、黑色、灰底或透明、无边框、右对齐、不带冒号、一般情况为五号（10号）；2）对齐方法左对齐：一般文字、单个数字、日期等，右对齐：数字、时间、日期加时间；3）分辨率最低为800*600，增强色16位色；4）字体缺省为宋体、五号、黑色；5）底色缺省采用灰色。
（2）布局合理化原则应注意在一个窗口内部所有控件的布局和信息组织的艺术性，使得用户界面美观。
在一个窗口中按tab键，移动聚焦的顺序不能杂乱无章，tab 的顺序是先从上至下，再从左至右。
单屏中首先应输入的和重要信息的控件在tab顺序中应当靠前，位置也应放在窗口上较醒目的位置。
院级实验课自动排课算法的设计与实现
地分配时间资源和实验设备资源的过程 ， 其中涉及教师 、 实验室 、
时 间 和 学 生 等 多 种 因 素 ，人 为 要 求 也 比 较 多。 诸 多 因 素 增 加 了 实 验课 排 定 工 作 复 杂 度 ，选 择 一 种 合 适 的 算 法 显得 十 分 重 要 。 本 文 根 据 某 二 级 学 院 的实 际 情 况 ，结 合 以往 的 排 课 经 验 ，通 过
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎｄ ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ａ ｕｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｃ ｏ ｕ ｒ ｓ ｅ ａ ｒ ｒ ａ ｎ ｇｉ ｎｇ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈｍ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｆ ａ ｃ ｕｌ ｔ ｙ
【 Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ］Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｃ ｏ ｕ ｒ ｓ ｅ ａ ｒ ｒ ａ ｎ ｇ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｉ Ｓ ａ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｄ Ｗ Ｏ ｒ ｋ ． Ｍａ ｎ ｕ ａ １ ｃ ｏ ｕ ｒ ｓ ｅ ａ ｒ ｒ ａ ｎ ｇ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｉ Ｓ ｎ ｏ ｔ ｏ ｎ ｌ ｙ ｔ ｉ ｍｅ — ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｍｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ
软件 ２ ０ １ ３ 年第 ３ ４卷 第 ４期
Ｓ ０Ｆ Ｔ Ⅵ ＲＥ
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院级 实验课 自动排课算法 的设计 与实现
江平Байду номын сангаас，王忠月 ，苗序 娟
（ 天 津 商业大 学 信 息工程 学 院 ，天津 ３ ０ ０ １ ３ ４ ）
摘
要 ：实验课排定是一项繁重的工作 ，用人工排课 的方 式不仅费 时费力，其 正确性、方便性更是难 以保证 ，因此利用计算机
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大学自动排课算法设计与实现数据库设计说明书
目录
1. 文档介绍................................................. 错误!未定义书签。
文档目的...................................................错误!未定义书签。
文档范围...................................................错误!未定义书签。
读者对象...................................................错误!未定义书签。
参考文献...................................................错误!未定义书签。
术语与缩写解释.............................................错误!未定义书签。
2. 数据库环境说明 ........................................... 错误!未定义书签。
3. 数据库的命名规则 ......................................... 错误!未定义书签。
4. 逻辑设计................................................. 错误!未定义书签。
5. 物理设计................................................. 错误!未定义书签。
表汇总.....................................................错误!未定义书签。
表A .......................................................错误!未定义书签。
表B ......................................................错误!未定义书签。
表C ......................................................错误!未定义书签。
表D ......................................................错误!未定义书签。
表E ......................................................错误!未定义书签。
表F ......................................................错误!未定义书签。
表G ......................................................错误!未定义书签。
表H ......................................................错误!未定义书签。
表I ......................................................错误!未定义书签。
8. 安全性设计............................................... 错误!未定义书签。
防止用户直接操作数据库的方法...............................错误!未定义书签。
用户帐号密码的加密方法.....................................错误!未定义书签。
角色与权限.................................................错误!未定义书签。
9. 优化..................................................... 错误!未定义书签。
10. 数据库管理与维护说明 .................................... 错误!未定义书签。
1. 文档介绍
文档目的
此份文档的目的就是指对于一个给定的应用环境，构造优化的数据库逻辑模式和物理结构,并据此建立数据库应用系统，使之能够有效的存储和管理数据，满足各中用户的应用需求。
文档范围
A.待开发的软件系统为：大学自动排课算法设计与实现。
B.该软件可以帮助学校负责排课的相关人士完成排课任务。
C.开发本软件主要是为了帮助学校负责排课的相关人士解决“教师”、“教室”、“时间”
等资源搜索的问题。
通过计算机运算速度快的特点，在大数据量的情况下寻找资源
的最优或近似最优的组合，以减少人的工作量。
但特殊情况还需人为进行调节，不
属于本系统所能处理的范围。
读者对象
该文档主要面向系统分析员、数据库设计人员，应用开发人员，数据库管理员，用户代表。
参考文献
数据库系统概论（第四版）
作者：王珊、萨师煊
出版社：高等教育出版社
出版日期：2008年12月
术语与缩写解释无
2. 数据库环境说明
运行环境的限制: 必须装有Java运行平台的操作系统。
数据库则使用的是access
数据库
3. 数据库的命名规则
数据库对象包括表、视图（查询）、存储过程（参数查询）、函数、约束。
对象名字由前缀和实际名字组成，长度不超过30。
前缀：使用小写字母。
实际名字尽量描述实体的内容，由单词或单词组合，每个单词的首字母大写，其他字母小写，不以数字和_开头。
合法的对象名字类似如下：
字段命名规则
数字、字符、日期/时间、杂项，字段有表的简称（或全称）、下划线、实际名称加后缀组成。
后缀：表示该字段的属性。
4. 逻辑设计
1）教师实体属性图如图1所示
图1教师实体及其属性
图2课程实体及其属性
3)教室实体属性图如图3所示
图3 教室实体及其属性4）班级实体属性图如图4所示
图4 班级实体及其属性
图5学生课表实体及其属性6）教室课表实体属性图如图6所示
图6教室课表实体及其属性
7）教师课表实体属性图如图7所示
图7 教师课表实体及其属性8）大学自动排课实体属性图如图8所示
n
n
1
图8 大学自动排课实体属性图
5. 物理设计
表1 用户信息表
表2 教师信息表
表3 课程信息表
表4 教室信息表
表5 班级信息表
表汇总
表B
表D
表E
表G
表H
表I
8. 安全性设计
用户只有在登陆成功的前提下才能查询，学生和老师只有只读权限，不允许修改，管理员只有在登陆成功的前提下才能进行操作。
防止用户直接操作数据库的方法
本系统设有登陆模块，在登录模块中，用户输入账号和密码便可登录系统。
密码输入错误，则重新登录。
本系统只有管理员具有修改的权限，教师和学生只有阅读的权限。
用户帐号密码的加密方法
无
角色与权限
9. 优化
无
10. 数据库管理与维护说明
数据库运行后，由于运行环境的不断变化，数据库运行过程中物理存储也会不断地变化，对数据库设计进行评价，调整，修改等维护工作是一个长期的任务也是设计工作的继续和提高。
对数据库经常性维护的工作主要是由DBA完成，它包括，数据库的转储和恢复，数据库的安全性，完整性控制，数据库性能的监督，分析和改造，数据库的重组织和重构造。