i目錄摘要.............................................................................................................................I第1章緒論..................................................................................................................11.1系統(tǒng)開發(fā)背景...................................................................................................11.2國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀...........................................................................................11.3系統(tǒng)解決的主要問(wèn)題.......................................................................................31.4本文的主要工作...............................................................................................31.5本文的組織結(jié)構(gòu)...............................................................................................3第2章需求分析..........................................................................................................52.1系統(tǒng)概述...........................................................................................................52.2系統(tǒng)需求問(wèn)題描述...........................................................................................9第3章系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計(jì)................................................................................................143.1構(gòu)架的目標(biāo)和約束.........................................................................................143.2構(gòu)架設(shè)計(jì).........................................................................................................15第4章系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)................................................................................................204.1系統(tǒng)建模........................................................................................................204.2系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)............................................................................................24第5章計(jì)算機(jī)排課系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)................................................................................355.1系統(tǒng)總體實(shí)現(xiàn).................................................................................................355.2教學(xué)計(jì)劃的關(guān)鍵實(shí)現(xiàn).....................................................................................485.3排課算法的關(guān)鍵實(shí)現(xiàn).....................................................................................51第6章總結(jié)與展望....................................................................................................66參考文獻(xiàn)...............................................................................................................67致謝......................................................................................................................69I摘要隨著高職院校招生人數(shù)的持續(xù)增加，教師規(guī)模的不斷擴(kuò)大，手工排課的缺點(diǎn)就越來(lái)越突出。而采用計(jì)算機(jī)排課，教學(xué)中的信息可以一目了然，對(duì)于優(yōu)化學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程，評(píng)估每位教師對(duì)教學(xué)的貢獻(xiàn)，領(lǐng)導(dǎo)合理決策等都具有重要的意義。本論文所研究設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是使用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)課表的編排、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的處理、課表的查詢和報(bào)表的輸出等多種功能，運(yùn)用計(jì)算機(jī)排課代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工排課，提高排課效率，使教務(wù)管理人員的從繁重的排課工作中解脫出來(lái)，提高教務(wù)人員的工作效率，同時(shí)也對(duì)教學(xué)管理的規(guī)范化也起到積極的作用。排課問(wèn)題從數(shù)學(xué)上講，是一個(gè)在時(shí)間、教師、學(xué)生和教室四維空間，以教學(xué)計(jì)劃和各種特殊要求為約束條件的組合規(guī)劃問(wèn)題，其實(shí)質(zhì)就是解決各因素之間的沖突。我們分析了國(guó)內(nèi)外對(duì)排課問(wèn)題的研究，根據(jù)高職院校的教學(xué)體制的特點(diǎn)，采用了化整為零的思想及優(yōu)先級(jí)算法。該算法通過(guò)劃分等價(jià)類、計(jì)算優(yōu)先級(jí)等方法降低了課程調(diào)度的算法復(fù)雜性，從而可以以較快的速度獲得較為滿意的排課結(jié)果。本文采用Rational統(tǒng)一過(guò)程（RUP）為軟件開發(fā)方法，以統(tǒng)一建模語(yǔ)言（UML）為分析設(shè)計(jì)描述語(yǔ)言，以淄博職業(yè)學(xué)院的排課業(yè)務(wù)為對(duì)象進(jìn)行需求分析，對(duì)計(jì)算機(jī)排課系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，具體分析設(shè)計(jì)了用戶管理、自動(dòng)排課、課程管理、課表查詢、課表輸出等功能模塊。本文介紹了系統(tǒng)開發(fā)的背景和國(guó)內(nèi)外排課問(wèn)題的發(fā)展現(xiàn)狀，簡(jiǎn)要描述了系統(tǒng)需要解決的主要問(wèn)題和系統(tǒng)的開發(fā)模式，對(duì)系統(tǒng)的需求分析和架構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)描述，對(duì)系統(tǒng)部分功能的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了介紹，并對(duì)教學(xué)計(jì)劃和排課算法兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行描述。關(guān)鍵詞：Rational統(tǒng)一過(guò)程RUP、統(tǒng)一建模語(yǔ)言UML、計(jì)算機(jī)自動(dòng)排課、等價(jià)類、優(yōu)先級(jí)、時(shí)間模式IIABSTRACTThenumbercontinuingforincreasesbywiththefactthattalldutyuniversitiesandcollegesenrollsnewstudents,teacherscaleceaselessnessexpands,theshortcomingarrangingclassbyhandismoreandmoreoutstanding.Butadoptacomputertoarrangeclass,informationinteachingcanbeclearataglance,studyacoursetooptimizingastudent's,thecontributionappraisingeveryplaceteachertoteaching,leadstherationaldecision-makingtowaittohaveimportantsignificance.Variousfunctionssuchastreatment,theschooltimetableinquiryandtheformforreportoutputstudiedthemaincontentdesigningthatistouseacomputertorealizetheschooltimetablearrangement,thebasisdatabythesis,thattheclasswieldingthecomputerrowreplacethetraditionbyhandtoarrangeclass,improvesrowclassefficiency,makescomplyingwithofeducationaladministrationhandlingcrewextricateselfinstrenuousrowclassjob,improveavailabilityofeducationaladministrationpersonnel,alsoatthesametimealsoplayarriveatactiveroletoadministrativestandardizationofteaching.Rowofclassproblemtalksonsecondarymathematics,isthatacombinationtakingteachingprogrammeandvariouspeculiarrequestasconstraintconditionintime,teacher,studentandclassroomfour-dimensionalspace,plansaproblem,whoseessenceistoresolvetheconflictbetweeneveryfactor.Wehaveanalysedthelargeamountofhomeandabroadresearchtorowclassproblemaccordingtoteachingoftalldutyuniversitiesandcollegessystemcharacteristic.Whendesigninganalgorithm,havemanagedalgorithmiccomplexityforreducingacourse,hasadoptthethoughtbreakingupthewholeintopartsandthepreferentialstepalgorithm.Beanalgorithm'sturntobeabletogaincomparativelysatisfiedrowclassresultwithquickerspeedtherebybythefactthatmethodsuchasdividingtheequivalencekind,calculatingpreferentialstephasreducedthealgorithmcomplexitythatthecoursemanagesgreatly.Atthesametime,payattentiontowhoseconflictsolvingalsoverymuchindesigningalgorithmicprocess.Andthethesishassetforththeconsumerneedwhoadoptacomputertoarrangeclass,accordingtogooddutyuniversitiesandcollegesteachingprogramme,theautomationhasbeenorderedfromthecomputereveryschooltermcoursedesignplan,describesthattoteachingprogrammethegeneratedalgorithmhavebeeninprogress.Andhaveintroducedthealgorithmicrowclassdesigndesignwithrealization,thedatabaseandhavecometruedetailedly.Aspectsuchasdividing,reducingalgorithmcomplexityresemblingintimechoiceflexibility,preferentialstepcalculation,equivalencehascarriedoutdetailedanalysis.ApplybeIIIgearedtotheneedsofmarriagepartnertechnologytorowclasssystem,thealgorithmanalysishavingdiscussedthatrowclassrealizesprocessandkey,thecausethatconflictproduces,hasgivenoutaproblemresolvingascheme.Keywords:Automaticcoursescheduling,Algorithm,Priority,Equivalent,Timemode1第1章緒論1.1系統(tǒng)開發(fā)背景2002年7月，經(jīng)山東省政府批準(zhǔn)，教育部備案，由原淄博商業(yè)學(xué)校、淄博市化工學(xué)校、淄博市城建中專和淄博市工貿(mào)中專四所學(xué)校合并組建淄博職業(yè)學(xué)院。在學(xué)院的教學(xué)管理工作中，排課是教學(xué)管理中最基本、最重要、同時(shí)也是最復(fù)雜的管理工作之一。目前，我院的排課主要采用手工編排方法。一般是由經(jīng)驗(yàn)豐富的教務(wù)人員在學(xué)期末依據(jù)人才培養(yǎng)方案、教學(xué)計(jì)劃等資料集中時(shí)間、精力進(jìn)行編排，協(xié)調(diào)出現(xiàn)的各種矛盾，在這個(gè)基礎(chǔ)上再由排課專家反復(fù)檢查合理性，修正課表，直至符合要求為止。近幾年，隨著我院招生人數(shù)的持續(xù)增加，教師規(guī)模的不斷擴(kuò)大，手工排課的缺點(diǎn)就越來(lái)越突出。排課實(shí)際過(guò)程中涉及數(shù)十個(gè)院系和部門、數(shù)千教師，上萬(wàn)學(xué)生、教師跨系上課和班級(jí)合班上課等復(fù)雜情況，排出合理的課表需要耗費(fèi)大量的時(shí)間，且排出的課表調(diào)整起來(lái)困難。同時(shí)因?yàn)槿说乃季S的隨意性，排課表時(shí)非常靈活，沒有嚴(yán)格的工作步驟，所以人工排出的課表隨意性大。計(jì)算機(jī)由于具有運(yùn)算速度快、處理能力強(qiáng)等特點(diǎn)，在教學(xué)工作中得到了普及應(yīng)用。用計(jì)算機(jī)來(lái)代替勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作效率低的手工排課勢(shì)在必行。為了解決手工排課的問(wèn)題，我院決定通過(guò)信息化手段來(lái)提高教務(wù)管理水平，用計(jì)算機(jī)排課來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工排課。1.2國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀計(jì)算機(jī)排課，它是把排課問(wèn)題化為計(jì)算領(lǐng)域的有約束的時(shí)空組合優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行求解的。它對(duì)課表上的時(shí)間進(jìn)行了分片和編號(hào)處理，使分成的每個(gè)時(shí)間片和每個(gè)教室空間組合，構(gòu)建了一個(gè)個(gè)大小不等的時(shí)空組合塊，并根據(jù)求解規(guī)則，對(duì)每個(gè)教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行時(shí)空組合塊分配，并且分配的組合，必須在目標(biāo)空間中表現(xiàn)出良好的人為滿意度。2國(guó)外研究人員從20世紀(jì)50年代就開始對(duì)課表編排問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型、解的存在性以及計(jì)算機(jī)求解算法等問(wèn)題進(jìn)行了研究。1962年Gotlieb提出了課表編排問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型，使之成為數(shù)學(xué)家和計(jì)算機(jī)應(yīng)用專家共同研究的課題。由于實(shí)際中遇到種種難題，并未能取得滿意成果。1976年Bondy提出了一個(gè)簡(jiǎn)單的排課表問(wèn)題，將問(wèn)題歸結(jié)為一個(gè)圖的邊染色問(wèn)題，并且對(duì)提出的簡(jiǎn)單排課表問(wèn)題給出了一個(gè)算法。但實(shí)際教學(xué)活動(dòng)中提出的排課表問(wèn)題遠(yuǎn)非如此簡(jiǎn)單，且由于它必須滿足各種復(fù)雜約束條件而使這種算法實(shí)際上是無(wú)能為力的。1976年Even等人證明了課表問(wèn)題屬于NP完全類問(wèn)題，把人們對(duì)計(jì)算機(jī)編排課表的復(fù)雜性的認(rèn)識(shí)提高到了理論的高度。進(jìn)入20世界90年代以后，國(guó)外對(duì)課表問(wèn)題的研究仍然十分活躍，比較有代表性的有印度的Vastapur大學(xué)管理學(xué)院的ArabindaTripathy、加拿大Montreal大學(xué)的JeanAubin和JacquesFerland等。目前，國(guó)外解決課表問(wèn)題的方法主要有：模擬手工排課法、圖論方法、拉格朗日松弛法、二次分配型法等。在國(guó)內(nèi)，對(duì)排課問(wèn)題的研究始于20世紀(jì)80年代初期。例如，西南交通大學(xué)在分析高校課表編排所遵循的基本原則和模糊性原則的基礎(chǔ)上，定義了課元之間，關(guān)于教師的相關(guān)關(guān)系和關(guān)于自然班的相關(guān)關(guān)系，提出以課元相關(guān)運(yùn)算和課元的候選時(shí)空片計(jì)算為核心的計(jì)算機(jī)排課算法；延邊大學(xué)根據(jù)高校課程表的制作特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了計(jì)算機(jī)自動(dòng)排課的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法；沈陽(yáng)電力高等專科學(xué)校研制了基于Client/Server的開放式智能排課系統(tǒng)；山西大學(xué)在總結(jié)排課工作經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了一種解決問(wèn)題的形式化描述，在這種想法上實(shí)現(xiàn)了基于知識(shí)推理的排課系統(tǒng)；大連理工大學(xué)的智能教學(xué)組織管理與課程調(diào)度系統(tǒng)，清華大學(xué)的TISER系統(tǒng)等等，所有這些系統(tǒng)都是模擬手工排課過(guò)程，以“班”為單位，運(yùn)用啟發(fā)式函數(shù)來(lái)進(jìn)行編排的。但是這些課表編排系統(tǒng)往往比較依賴于各個(gè)學(xué)校的教學(xué)體制，不宜于進(jìn)行廣泛推廣。高職教育在培養(yǎng)目標(biāo)和辦學(xué)模式、教學(xué)方式等方面都有別于傳統(tǒng)學(xué)科式教育。遵循理論“必需”，“夠用”為度，理論為實(shí)踐服務(wù)的原則，著重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，培養(yǎng)面向生產(chǎn)、建設(shè)、管理及服務(wù)一線的高等技術(shù)應(yīng)用型人才。由于培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方式的特點(diǎn)，決定了高職教育的教務(wù)工作面臨許多新的困難，其中在排課、調(diào)課、檢查教學(xué)進(jìn)度、質(zhì)量、溝通教學(xué)雙方信息等常規(guī)性工作中的問(wèn)題尤為突出。如何利用有限的師資力量和有限的教室資源，排出一個(gè)合理的課表，3對(duì)維護(hù)高職院校正常的教學(xué)秩序和提高教學(xué)效果有重要的作用。1.3系統(tǒng)解決的主要問(wèn)題隨著我院辦學(xué)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，辦學(xué)層次的不斷提高，課表的編排管理工作也顯得越來(lái)越重要。我院在日常的手工排課過(guò)程中主要存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：1、需要大量的有經(jīng)驗(yàn)的教務(wù)人員進(jìn)行排課；2、手工排課需要大量的時(shí)間，周期長(zhǎng)；3、課表編排完畢后很難進(jìn)行調(diào)整；4、容易出現(xiàn)教師沖突和教室沖突的現(xiàn)象；5、排課沒有嚴(yán)格的步驟，排出的課表隨意性大；6、課表信息共享程度低。1.4本文的主要工作本文通過(guò)對(duì)淄博職業(yè)學(xué)院教務(wù)管理中排課業(yè)務(wù)的需求分析，借鑒RUP模式，從架構(gòu)設(shè)計(jì)開始，完成了學(xué)院計(jì)算機(jī)排課系統(tǒng)的需求分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。采用VisualBasic為開發(fā)工具，完成了系統(tǒng)功能的開發(fā)。本系統(tǒng)開發(fā)過(guò)程總體上采用RUP模式，由于計(jì)算機(jī)排課系統(tǒng)開發(fā)的生命周期較短，因此，我們?cè)谑褂肦UP進(jìn)行軟件開發(fā)時(shí)，對(duì)RUP過(guò)程進(jìn)行了適當(dāng)?shù)牟脺p，保留了RUP的特點(diǎn),即仍然是一個(gè)用例驅(qū)動(dòng)、以架構(gòu)為中心、迭代的開發(fā)過(guò)程。對(duì)裁減后的RUP，我們?nèi)∠嗽瓉?lái)RUP四個(gè)階段的定義，只給出了一些工作流程和一些原則，并且結(jié)合了UML建模機(jī)制，合理的選擇了UML中的各種建模元素。1.5本文的組織結(jié)構(gòu)全文共分為六章。第一章是緒論，主要介紹了系統(tǒng)的開發(fā)背景，以及國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)排課的研究現(xiàn)狀，說(shuō)明了系統(tǒng)需要解決的主要問(wèn)題和本文的組織結(jié)構(gòu)。第二章是需求分析，主要通過(guò)對(duì)淄博職業(yè)學(xué)院排課業(yè)務(wù)的描述，說(shuō)明了排課4系統(tǒng)的目標(biāo)和解決的主要問(wèn)題，并介紹了系統(tǒng)的開發(fā)模式，對(duì)系統(tǒng)的功能性需求和非功能性需求進(jìn)行了詳細(xì)的描述。第三章系統(tǒng)構(gòu)架技術(shù)，主要介紹了系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計(jì)的目標(biāo)和約束，分別對(duì)系統(tǒng)的總體框架、功能構(gòu)架、技術(shù)構(gòu)架和安全構(gòu)架等進(jìn)行詳細(xì)描述。第四章是計(jì)算機(jī)排課系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)，主要通過(guò)排課管理實(shí)體關(guān)系圖和自動(dòng)排課的序列圖來(lái)介紹了系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)，并對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建進(jìn)行了描述。第五章是計(jì)算機(jī)排課系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，簡(jiǎn)要介紹了排課系統(tǒng)的幾個(gè)功能模塊的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，同時(shí)對(duì)教學(xué)計(jì)劃和排課算法兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行描述，說(shuō)明了排課系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論依據(jù)。第六章總結(jié)與展望部分，對(duì)本文進(jìn)行了總結(jié)，并對(duì)下一步的工作進(jìn)行了展望。山東大學(xué)碩士畢業(yè)論文5第2章需求分析2.1系統(tǒng)概述淄博職業(yè)學(xué)院管理體系實(shí)行系部的二級(jí)管理體制，在全院有13個(gè)系部和1000多名教師。學(xué)院排課管理系統(tǒng)的應(yīng)用范圍包括教務(wù)處、系部和教師三級(jí)單位。教務(wù)處和系部作為課表的設(shè)計(jì)者和管理者，重點(diǎn)在于對(duì)課程的安排和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的分析；教師作為教學(xué)計(jì)劃的執(zhí)行者，是信息的源頭。在排課管理中，教務(wù)處以教學(xué)計(jì)劃為依據(jù)，安排出一學(xué)期各個(gè)班級(jí)所開的課程，教師根據(jù)自己的專業(yè)選擇自己能上的課程，各系部負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)安排每門課程的具體上課的教師。總體來(lái)看，淄博職業(yè)學(xué)院排課業(yè)務(wù)流程如圖2-1所示：圖2-1排課業(yè)務(wù)流程圖根據(jù)淄博職業(yè)學(xué)院信息化建設(shè)的總體要求，淄博職業(yè)學(xué)院計(jì)算機(jī)自動(dòng)排課系統(tǒng)的目標(biāo)是：運(yùn)用計(jì)算機(jī)排課代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工排課，提高排課效率，使教務(wù)管理安排全院的課程表6人員的從繁重的排課工作中解脫出來(lái)，提高教務(wù)人員的工作效率，加強(qiáng)對(duì)學(xué)院基本信息的管理，同時(shí)實(shí)現(xiàn)教學(xué)管理規(guī)范化的目標(biāo)。本系統(tǒng)的主要內(nèi)容就是使用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)課表的編排、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的處理、課表的查詢和報(bào)表的輸出等多種功能，作為一個(gè)完整的排課系統(tǒng)，主要解決以下問(wèn)題：1、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的處理排課過(guò)程中涉及到許多基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括院系、教師、學(xué)生、教室、課程等信息，對(duì)于這些基礎(chǔ)信息要能夠根據(jù)實(shí)際情況靈活進(jìn)行增加、刪除、修改等處理。2、排課處理課程的編排不是任意的，它是一個(gè)時(shí)間、教師、學(xué)生、教室四者的組合規(guī)劃問(wèn)題，為了達(dá)到最好的教學(xué)效果應(yīng)遵循一定的要求。這些要求主要有：（1）要盡量為所排課程安排上該類課程效果最好的時(shí)間；（2）課程在一周上多次時(shí)要有一定的時(shí)間間隔；（3）公共課等涉及面廣、學(xué)時(shí)多的課程應(yīng)優(yōu)先處理；（4）對(duì)同一教師，同一上課對(duì)象應(yīng)盡量選擇相對(duì)固定的幾個(gè)教室；（5）對(duì)于教師、學(xué)生、課程等提出特殊要求的情況，要根據(jù)具體情況予以處理。另外，對(duì)于計(jì)算機(jī)初排的結(jié)果還應(yīng)可以通過(guò)人工交互進(jìn)行少量的修改等。3、排課結(jié)果的處理計(jì)算機(jī)編排完課程后，對(duì)這個(gè)結(jié)果進(jìn)行各種條件的查詢，并可以根據(jù)情況輸出各種形式的表格，以便于教務(wù)人員進(jìn)行處理。例如：可查詢某班的課程安排、某位教師的課程安排、以及某個(gè)教室的使用情況。4、充分利用網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)充分利用網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)，實(shí)行計(jì)算機(jī)分布式排課。計(jì)算機(jī)排課需要計(jì)算機(jī)在全校范田內(nèi)對(duì)各種時(shí)間是否發(fā)生沖突進(jìn)行檢查，因此早期的計(jì)算機(jī)排課系統(tǒng)大多實(shí)行集中式排課，一般由教務(wù)處負(fù)責(zé)完成。但目前各校均在擴(kuò)招，從而造成學(xué)生多、班級(jí)多，排課時(shí)所需要輸入的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)多排課任務(wù)都由一個(gè)部門來(lái)完成是很不現(xiàn)實(shí)的。實(shí)行計(jì)算機(jī)排課的唯一出路就是將排課任務(wù)分解，化整為零，實(shí)行分布式計(jì)算機(jī)排課。現(xiàn)在各高校大多建立了校園網(wǎng)絡(luò)，這使得實(shí)行分布式計(jì)算機(jī)排課成為可能。課程、教師、學(xué)生班級(jí)、教室等基本信息既可臨時(shí)錄入，又可從其它教山東大學(xué)碩士畢業(yè)論文7學(xué)管理系統(tǒng)或校園網(wǎng)中獲取，以減少數(shù)據(jù)錄入工作量。RUP是一個(gè)將用戶需求轉(zhuǎn)化為軟件系統(tǒng)所需要的活動(dòng)的集合，即軟件開發(fā)過(guò)程。RUP不是一個(gè)簡(jiǎn)單的過(guò)程，而是一個(gè)通用的過(guò)程框架，可用于各種不同類型的軟件系統(tǒng)、各種不同的應(yīng)用領(lǐng)域、各種不同類型的組織、各種不同的功能級(jí)別以及各種不同的項(xiàng)目規(guī)模。RUP可以用二維坐標(biāo)來(lái)描述。橫軸通過(guò)時(shí)間組織，是過(guò)程展開的生命周期特征，體現(xiàn)開發(fā)過(guò)程的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)，用來(lái)描述它的術(shù)語(yǔ)主要包括周期、階段、迭代和里程碑；縱軸以內(nèi)容來(lái)組織為自然的邏輯活動(dòng)，體現(xiàn)開發(fā)過(guò)程的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，用來(lái)描述它的術(shù)語(yǔ)主要包括活動(dòng)、產(chǎn)物、工作者和工作流，如圖2-2所示。圖2-2RUP二維開發(fā)模型RUP是一個(gè)以用例為驅(qū)動(dòng)、以架構(gòu)為中心、迭代和增量式開發(fā)過(guò)程。RUP中的軟件生命周期在時(shí)間上被分解為四個(gè)順序的階段，分別是：初始階段(Inception、細(xì)化階段(Elaboration、構(gòu)造階段(Construction和交付階段(Transition。本系統(tǒng)開發(fā)過(guò)程總體上采用RUP模式，由于計(jì)算機(jī)排課系統(tǒng)開發(fā)的生命周期較短，因此，我們?cè)谑褂肦UP進(jìn)行軟件開發(fā)時(shí)，對(duì)RUP過(guò)程進(jìn)行了適當(dāng)?shù)牟脺p，保留了RUP的特點(diǎn),即仍然是一個(gè)用例驅(qū)動(dòng)、以架構(gòu)為中心、迭代的開發(fā)過(guò)程。對(duì)裁減后的RUP，我們?nèi)∠嗽瓉?lái)RUP四個(gè)階段的定義，只給出了一些工作流程8和一些原則，并且結(jié)合了UML建模機(jī)制，合理的選擇了UML中的各種建模元素。裁減后RUP流程是一個(gè)不斷迭代的開發(fā)流程，每一個(gè)迭代過(guò)程都需要經(jīng)過(guò)下列步驟：第一步：找出系統(tǒng)的功能需求和非功能性需求，功能需求使用用例表示，非功能性需求，可以使用規(guī)定格式的文檔表示；項(xiàng)目開始時(shí)，找出一些主要的關(guān)鍵的用例即可，其他次要的用例可在以后的迭代中補(bǔ)充，對(duì)這些主要用例的描述應(yīng)該保持盡量簡(jiǎn)單，對(duì)用例的描述可以使用文檔來(lái)表示，也可以使用UML中的建模元素來(lái)表示，本文在模型中，選擇了UML中的活動(dòng)圖來(lái)表示。對(duì)這些用例要標(biāo)明其重要程度，對(duì)那些影響系統(tǒng)架構(gòu)的用例要標(biāo)以很高的重要程度。第二步：為這些用例建立簡(jiǎn)單的系統(tǒng)初始模型(可多個(gè)，可以使用用例圖來(lái)表示。從系統(tǒng)整個(gè)初始模型可以看出一個(gè)用例是否得當(dāng)；也可以根據(jù)初始模型來(lái)確定團(tuán)隊(duì)的開發(fā)進(jìn)度；并且根據(jù)系統(tǒng)原型能夠得到系統(tǒng)潛在的一些系統(tǒng)架構(gòu)；能夠這些系統(tǒng)架構(gòu)中考慮選擇一個(gè)最恰當(dāng)?shù)南到y(tǒng)架構(gòu)。第三步：找出待開發(fā)系統(tǒng)領(lǐng)域的類，第一次可以找主要的類；并定義個(gè)各類的主要職責(zé)和各類之間的關(guān)系，創(chuàng)建UML中的類圖來(lái)表示；將類分為邊界類、控制類和實(shí)體類這三種類，并為實(shí)體類之間的關(guān)系創(chuàng)建一個(gè)類圖，以便為以后的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。第四步：編寫整個(gè)項(xiàng)目全部迭代計(jì)劃(只此一次，每個(gè)迭代周期為1周～2周，迭代周期必應(yīng)該過(guò)長(zhǎng)。選擇要進(jìn)行迭代開發(fā)的用例，這些用例的開發(fā)周期不能超過(guò)迭代周期。迭代應(yīng)該注意：迭代計(jì)劃內(nèi)容應(yīng)該包括迭代目標(biāo)、人員安排、迭代時(shí)間表、存在的風(fēng)險(xiǎn)、可交付的迭代結(jié)果；每個(gè)迭代期間按照需求，分析，設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)和測(cè)試來(lái)進(jìn)行管理。第五步：將要開發(fā)用例所應(yīng)有的功能和類結(jié)合起來(lái)，即用類的對(duì)象來(lái)表示用力所具有的功能；創(chuàng)建UML中的序列圖或者協(xié)作圖來(lái)表示；通過(guò)討論驗(yàn)證修改序列圖/協(xié)作圖。第六步：如果某個(gè)類的對(duì)象，具有一些非常重要的狀態(tài)，則為該類創(chuàng)建狀態(tài)圖，狀態(tài)圖中的事件,動(dòng)作和行為最后會(huì)轉(zhuǎn)化成相應(yīng)類的操作。第七步：在設(shè)計(jì)的層次上加強(qiáng)上面兩個(gè)步驟中確定的序列圖/協(xié)作圖和狀態(tài)圖，討論是否還有別的操作和類所需訪問(wèn)的數(shù)據(jù)，定義實(shí)體類的屬性，并開始進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)。山東大學(xué)碩士畢業(yè)論文9第八步：根據(jù)上面的工作，對(duì)類圖進(jìn)行細(xì)化與更新，在實(shí)體類不斷精化的基礎(chǔ)上，完成數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)。第九步：對(duì)當(dāng)前迭代的用例進(jìn)行編碼。根據(jù)所確定的UML模型，將設(shè)計(jì)階段所確定的類圖和定義的類，轉(zhuǎn)換成實(shí)際開發(fā)工具中所支持的類，并編寫代碼完成各個(gè)類的函數(shù)實(shí)現(xiàn)，在編寫代碼的過(guò)程中，可以對(duì)設(shè)計(jì)模型中的缺陷與不足進(jìn)行相應(yīng)的修改；創(chuàng)建系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)模型，可以使用組件圖和配之圖來(lái)表示。如果有條件，在編碼的時(shí)候，進(jìn)行成對(duì)編程，提高代碼的質(zhì)量。第十步：對(duì)當(dāng)前的迭代進(jìn)行測(cè)試，看系統(tǒng)是否完成了用例所描述的所有功能。2.2系統(tǒng)需求問(wèn)題描述按照RUP的要求，系統(tǒng)的功能性需求描述工具主要是用例（UseCase），即將系統(tǒng)的功能性需求分解到每一個(gè)系統(tǒng)用例。RUP模式的最大優(yōu)點(diǎn)是按照角色（Actor）識(shí)別用例（UseCase）的方法，該方法可以較為直觀地建立起系統(tǒng)的架構(gòu)，通過(guò)反復(fù)識(shí)別，避免需求中的漏項(xiàng)。為了清晰地描述系統(tǒng)用例的層次結(jié)構(gòu)，可以采用將系統(tǒng)用例分為不同的包，每一個(gè)包表示一組相關(guān)的系統(tǒng)用例。為了清晰起見，本系統(tǒng)引入了包圖來(lái)將不同的功能用例進(jìn)行分類，每個(gè)包圖作一個(gè)子系統(tǒng)，如圖2-3所示。從功能上看，淄博職業(yè)學(xué)院排課系統(tǒng)可以分為五個(gè)子系統(tǒng)：用戶管理、數(shù)據(jù)錄入、自動(dòng)排課、查詢課表、報(bào)表輸出。10用戶管理自動(dòng)排課基礎(chǔ)數(shù)據(jù)錄入課表查詢課表輸出圖2-3系統(tǒng)功能包圖在每個(gè)包中，通過(guò)用例圖來(lái)描述系統(tǒng)的參與者（Actor）和系統(tǒng)的用例（UseCase），每一個(gè)用例通過(guò)用例活動(dòng)圖進(jìn)行詳細(xì)的描述。在項(xiàng)目開始階段，需求不是非常全面，但是，其需求的中心內(nèi)容仍然是上面幾點(diǎn)，在通過(guò)對(duì)需求的分析，我們確立了如下幾個(gè)非常重要的用例：用戶管理、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)錄入、自動(dòng)排課、課表調(diào)整、課表輸出等。根據(jù)這些主要用例，在項(xiàng)目的初始階段，為排課管理系統(tǒng)確定了初始用例模型，描述了排課管理系統(tǒng)應(yīng)該完成的功能，即從用戶的角度看，系統(tǒng)應(yīng)該具有哪些功能。初始用例模型如圖2-4所示。圖2-4排課管理初始用例山東大學(xué)碩士畢業(yè)論文11上面所列出的用例模型，基本上描述了排課系統(tǒng)的主要的功能，將這些基本功能實(shí)現(xiàn)，就形成了一個(gè)簡(jiǎn)單的排課管理系統(tǒng)。在項(xiàng)目開發(fā)的第一次迭代開發(fā)中，就是以上面確定的系統(tǒng)原型為基礎(chǔ)的，這也確定了系統(tǒng)排課管理系統(tǒng)的初始架構(gòu)。在排課管理系統(tǒng)以后的迭代開發(fā)中，都是在該模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展的。通過(guò)幾次迭代，在新的需求的增加下和對(duì)系統(tǒng)的進(jìn)一步理解，逐步完善了排課管理系統(tǒng)的用例模型，下面給出的用例圖（圖2-5）是當(dāng)前排課系統(tǒng)的最新的用例模型。教師圖2-5排課管理用例圖這里給出的用例模型是當(dāng)前迭代中進(jìn)行的，并不表示該模型是最優(yōu)最全的，模型會(huì)隨著迭代開發(fā)的不斷深入而不斷優(yōu)化和完善。在對(duì)排課系統(tǒng)的用例描述中，我們通過(guò)UML中的活動(dòng)圖來(lái)表示。例如：為了說(shuō)明如何使用活動(dòng)圖來(lái)表示一個(gè)用例的行為，這里給出“自動(dòng)排課”用例的活動(dòng)圖（如圖2-6所示）。自動(dòng)排課活動(dòng)圖詳細(xì)地描述了自動(dòng)排課用例在實(shí)際的執(zhí)行的時(shí)候，它應(yīng)該有哪些步驟，包括了它成功之行得到用戶期望的結(jié)果和不成功執(zhí)行所走的步驟。在使用活動(dòng)圖對(duì)自動(dòng)排課用例進(jìn)行描述的步驟中，有些活動(dòng)可能需要優(yōu)化，包括增加一些活動(dòng)或者合并一些步驟，這些都會(huì)隨著迭代開發(fā)的不斷進(jìn)行而進(jìn)行優(yōu)化。當(dāng)然，對(duì)用例的描述也可以使用用例說(shuō)明文檔來(lái)表示。12非功能性需求規(guī)定了系統(tǒng)必須滿足的服務(wù)水平、系統(tǒng)非運(yùn)行時(shí)間的屬性以及系統(tǒng)必須遵守的約束。非功能性需求雖然不直接影響系統(tǒng)功能，但在用戶和系統(tǒng)支持人員對(duì)該信息系統(tǒng)的認(rèn)可方面具有很大的影響。非功能性需求主要包括系統(tǒng)的約束與假設(shè)條件，系統(tǒng)的可用性、可靠性、性能、擴(kuò)展性、可支持性、系統(tǒng)接口。在本系統(tǒng)中，為了保證非功能性需求的準(zhǔn)確性和可測(cè)試性，主要采用了量化的指標(biāo)要求來(lái)描述。例如對(duì)于系統(tǒng)的可用性要求，一般只需要采用非量化的指標(biāo)描述即可，例如可以描述為“要求系統(tǒng)采用簡(jiǎn)潔、友好的人機(jī)界面使用戶能夠方便、快捷地應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行業(yè)務(wù)處理；同時(shí)提供豐富、便捷的輔助功能，提高業(yè)務(wù)處理效率”。由于淄博職業(yè)學(xué)院使用系統(tǒng)的人員信息化水平差別很大，必須保證對(duì)業(yè)務(wù)比較熟悉的用戶經(jīng)過(guò)短時(shí)間培訓(xùn)后即可熟練地應(yīng)用本系統(tǒng)，因此在本系統(tǒng)中對(duì)于可用性的要求則采用了用戶培訓(xùn)時(shí)間這樣一個(gè)量化的指標(biāo)來(lái)規(guī)定，即只有山東大學(xué)碩士畢業(yè)論文13在規(guī)定的培訓(xùn)時(shí)間內(nèi)相應(yīng)的用戶可以掌握系統(tǒng)的操作，系統(tǒng)的可用性才能滿足要求。具體的系統(tǒng)可用性要求如表2-1所示。系統(tǒng)的可靠性包括系統(tǒng)的故障率、可恢復(fù)性和可維護(hù)性，具體形成如表2-2所示的技術(shù)指標(biāo)要求。山東大學(xué)碩士畢業(yè)論文14第3章系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計(jì)淄博職業(yè)學(xué)院排課系統(tǒng)是一個(gè)用戶管理、基礎(chǔ)信息錄入、自動(dòng)排課、課表查詢等業(yè)務(wù)的管理信息系統(tǒng)。系統(tǒng)架構(gòu)必須從各個(gè)方面滿足實(shí)際需求，這是架構(gòu)的設(shè)計(jì)目標(biāo)。同時(shí)在設(shè)計(jì)與開發(fā)的過(guò)程中嚴(yán)格遵守架構(gòu)的特殊約束，從而保證可以實(shí)現(xiàn)架構(gòu)設(shè)計(jì)的目標(biāo)。3.1構(gòu)架的目標(biāo)和約束系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)的目標(biāo)包括安全目標(biāo)、保密目標(biāo)、最大化的重用、簡(jiǎn)潔、靈活等方面的規(guī)定。1、安全目標(biāo)。架構(gòu)從管理安全、系統(tǒng)安全、數(shù)據(jù)安全三個(gè)方面來(lái)具體考慮和保障系統(tǒng)安全。管理安全是指建立相應(yīng)的安全管理制度，最終決定是否安全是人來(lái)決定的。系統(tǒng)安全從網(wǎng)絡(luò)、硬件、系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件方面考慮如何加強(qiáng)整個(gè)系統(tǒng)的安全性。數(shù)據(jù)安全是指企業(yè)數(shù)據(jù)的安全，包括備份策略、加密等。2、保密目標(biāo)。對(duì)于校園內(nèi)重要的數(shù)據(jù)實(shí)行單獨(dú)保存，對(duì)排課系統(tǒng)設(shè)計(jì)安全級(jí)別，對(duì)于需要在校園網(wǎng)上傳輸?shù)闹匾獢?shù)據(jù)，需要加密處理，3、最大化的重用。重用是減少冗余的一個(gè)有效的途徑，包括組件級(jí)別的重用。組件的實(shí)現(xiàn)通常會(huì)應(yīng)用一種或幾種設(shè)計(jì)模式，這些模式與組件的結(jié)合使用大大提升了架構(gòu)的質(zhì)量。4、簡(jiǎn)潔。把復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化是架構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要的目標(biāo)，明確類以及類之間的職責(zé)關(guān)系。5、可靠性。根據(jù)非功能需求對(duì)可靠性的要求來(lái)設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)的可靠性，增強(qiáng)容錯(cuò)處理能力。6、可擴(kuò)展性。系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮未來(lái)高職院校排課業(yè)務(wù)的變化、組織架構(gòu)的變化、業(yè)務(wù)流程的變化等，將因業(yè)務(wù)或者需求的變更帶來(lái)的系統(tǒng)升級(jí)和改造工作，降低到最小的開發(fā)量。任何一個(gè)系統(tǒng)都不是可以任意設(shè)計(jì)的，都有一定的約束和限制條件。本系統(tǒng)為了實(shí)現(xiàn)架構(gòu)的目標(biāo)，遵循RUP軟件開發(fā)過(guò)程，實(shí)行全程的質(zhì)量控制，因此在15設(shè)計(jì)策略方面要采用面向?qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計(jì)方法，RUP作為軟件開發(fā)過(guò)程，UML作為建模語(yǔ)言，在技術(shù)規(guī)范方面要建立必要的設(shè)計(jì)和開發(fā)規(guī)范。3.2構(gòu)架設(shè)計(jì)排課系統(tǒng)需要大量的數(shù)據(jù)，包括教師信息、班級(jí)信息、科目信息、設(shè)備信息等，目前我院的這些基礎(chǔ)信息都分在各部門的微機(jī)或部門局域網(wǎng)的服務(wù)器上，在校園網(wǎng)建立起來(lái)以后，為了實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)信息的全院共享，必須將數(shù)據(jù)集中存放，統(tǒng)一管理。因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要達(dá)到如下要求：●系統(tǒng)軟件運(yùn)行應(yīng)該速度快、穩(wěn)定、可靠，同時(shí)還有具有一定的安全性；●系統(tǒng)軟件操作上應(yīng)簡(jiǎn)單、方便，界面簡(jiǎn)潔明了、美觀；●排課活動(dòng)包括很多具有前后時(shí)間相關(guān)性，相互制約的步驟，各步驟之間層次分明，功能劃分清晰，又相對(duì)獨(dú)立；●系統(tǒng)軟件應(yīng)能支持多用戶訪問(wèn)、數(shù)據(jù)共享；●系統(tǒng)軟件在結(jié)構(gòu)上應(yīng)具有很好的可擴(kuò)展性，便于將來(lái)的功能擴(kuò)展和維護(hù)；●數(shù)據(jù)計(jì)算準(zhǔn)確無(wú)誤，精確度符合業(yè)務(wù)的需要。●系統(tǒng)提供一些靈活、通用的、便于維護(hù)的工具。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的具體要求，我們構(gòu)建了系統(tǒng)的總體框架如圖3-1所示。排課系統(tǒng)是由五個(gè)子系統(tǒng)和一個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行平臺(tái)組成。其中系統(tǒng)運(yùn)行平臺(tái)提供其他各個(gè)子系統(tǒng)的一個(gè)運(yùn)行平臺(tái)與框架，是系統(tǒng)的主窗體，其他各個(gè)子系統(tǒng)最終都設(shè)計(jì)成一個(gè)DLL，每個(gè)子系統(tǒng)的運(yùn)行都必須在從系統(tǒng)運(yùn)行上進(jìn)行動(dòng)態(tài)加載。排課系統(tǒng)的這種結(jié)構(gòu)，具有如下優(yōu)點(diǎn)：●為以后子系統(tǒng)的增加和整個(gè)系統(tǒng)的擴(kuò)展提供了極大的便利，要增加的子系統(tǒng)只要開發(fā)為一個(gè)DLL,然后從系統(tǒng)運(yùn)行平臺(tái)上加載即可實(shí)現(xiàn)排課系統(tǒng)的擴(kuò)展。●系統(tǒng)運(yùn)行平臺(tái)與任何一個(gè)子系統(tǒng)的組合可以方便構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)。系統(tǒng)運(yùn)行平臺(tái)主要提供用戶登錄、與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的連接、子系統(tǒng)的更新以及提供其他各個(gè)子系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境。系統(tǒng)運(yùn)行平臺(tái)是一個(gè)可執(zhí)行程序，任何一個(gè)子系統(tǒng)都不能跨越它進(jìn)行啟動(dòng)操作。16圖3-1排課系統(tǒng)總體框架在對(duì)當(dāng)前高職院校需求的充分分析以及對(duì)未來(lái)可能需求的分析基礎(chǔ)之上，確立了系統(tǒng)功能構(gòu)架（如圖3-2）。本系統(tǒng)包括基礎(chǔ)信息錄入子系統(tǒng)、自動(dòng)排課子系統(tǒng)、查詢子系統(tǒng)、報(bào)表輸出子系統(tǒng)和用戶管理子系統(tǒng)，各個(gè)子系統(tǒng)的主要功能為:圖3-2排課系統(tǒng)的功能構(gòu)架171、基礎(chǔ)信息錄入子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的增加、修改、刪除功能以及對(duì)庫(kù)中所有數(shù)據(jù)進(jìn)行瀏覽的功能。這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括教學(xué)區(qū)、教室、院系、專業(yè)、教研室、班級(jí)、教師、課程等基本信息，另外還包括編排課表所需要的參數(shù)信息、教學(xué)信息等附加信息。為了保證數(shù)據(jù)庫(kù)的安全，系統(tǒng)中只為系統(tǒng)管理員和操作人員賦予了操作權(quán)限，而普通用戶則沒有操作該模塊的權(quán)限。2、自動(dòng)排課子系統(tǒng)根據(jù)錄入的基礎(chǔ)信息進(jìn)行有效科學(xué)地綜合統(tǒng)計(jì)，分析各項(xiàng)數(shù)據(jù)，然后按照所設(shè)計(jì)的排課算法編排出科學(xué)合理的課程表。3、查詢子系統(tǒng)完成用戶提出的各種查詢。包括按班級(jí)、教師、教室、課程、時(shí)間、總教室等條件進(jìn)行的查詢。4、報(bào)表輸出子系統(tǒng)利用排課算法編排出的結(jié)果，重新組織數(shù)據(jù)，輸出用戶所需的各種形式的、復(fù)雜的報(bào)表。包括單班課表、總課表、單教室占用表、總教室占用表、教師上課信息、教學(xué)任務(wù)統(tǒng)計(jì)表以及開課目錄表等。5、用戶管理子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶及其權(quán)限的管理。為了確保數(shù)據(jù)庫(kù)的安全，為不同的用戶提供不同的操作權(quán)限。權(quán)限不同的用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作范圍不同，對(duì)于一些權(quán)限低的用戶，甚至不給予處理數(shù)據(jù)庫(kù)的權(quán)力。本系統(tǒng)采用技術(shù)比較成熟的C/S技術(shù)構(gòu)架，該模式功能強(qiáng)大，開發(fā)工作量小，對(duì)服務(wù)器要求低。排課系統(tǒng)需要大量的數(shù)據(jù)，各種很多原始數(shù)據(jù)分布在校園網(wǎng)上不同系部、不同部門的計(jì)算機(jī)或服務(wù)器上，數(shù)據(jù)處理起來(lái)比較復(fù)雜，為了排課系統(tǒng)面向多層次的用戶服務(wù)，采用基于C/S結(jié)構(gòu)的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的體系結(jié)構(gòu)比較合適。這種結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)處理并不像通常在基于小型機(jī)或基于主機(jī)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(終端方式中那樣在單個(gè)的計(jì)算機(jī)上發(fā)生，而是把程序的不同部分在多臺(tái)計(jì)算機(jī)上同時(shí)運(yùn)行。淄博職業(yè)學(xué)院計(jì)算機(jī)自動(dòng)排課系統(tǒng)是一個(gè)基于校園網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用18的系統(tǒng)，該系統(tǒng)有3個(gè)節(jié)點(diǎn)，分別是系統(tǒng)服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和客戶端PC。系統(tǒng)服務(wù)器為系統(tǒng)提供了大部分的服務(wù)，如錄入基礎(chǔ)信息、自動(dòng)排課、生成課表等；數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器保存系統(tǒng)中所有持久數(shù)據(jù)；客戶端PC可以通過(guò)校園網(wǎng)進(jìn)行訪問(wèn)排課系統(tǒng)生成的排課信息。三者之間通過(guò)校園網(wǎng)相連。系統(tǒng)配置圖如3-3所示。客戶端PC客戶端PC圖3-3系統(tǒng)配置圖信息系統(tǒng)的安全包括多個(gè)方面，例如信息的存儲(chǔ)、傳輸、訪問(wèn)等都屬于信息系統(tǒng)安全的范疇。從理論上講，系統(tǒng)安全僅指相對(duì)安全，并非絕對(duì)的安全，因此，任何系統(tǒng)都只能是在成本、效益等約束條件下進(jìn)行相對(duì)安全設(shè)計(jì)。由于信息系統(tǒng)是分層次的，因此系統(tǒng)的安全也要分層設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)采用的安全手段如表3-1所示。19物理層主要是對(duì)系統(tǒng)的硬件進(jìn)行安全保護(hù)。如系統(tǒng)所處的物理環(huán)境要防雷擊、防灰塵等。同時(shí)也要對(duì)傳輸介質(zhì)介質(zhì)進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)，如防盜。系統(tǒng)層主要是針對(duì)操作系統(tǒng)的保護(hù)。如給系統(tǒng)打補(bǔ)丁，定期升級(jí)，對(duì)重要的信息進(jìn)行加密處理，實(shí)現(xiàn)信息在數(shù)據(jù)鏈路上的安全。在網(wǎng)絡(luò)層采用防火墻設(shè)備進(jìn)行安全防范。防火墻在總公司內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)間執(zhí)行一定的安全策略。一個(gè)有效的防火墻應(yīng)該能夠確保：所有從因特網(wǎng)流入或流向因特網(wǎng)的信息都將經(jīng)過(guò)防火墻；所有流經(jīng)防火墻的信息都應(yīng)接受檢查。在應(yīng)用層主要進(jìn)行入侵檢測(cè)和病毒防護(hù)的安全防范。入侵檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行特征分析，實(shí)時(shí)捕獲各種攻擊行為，防病毒系統(tǒng)是通過(guò)部署防病毒軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。防病毒主要的工作就是提高員工的警惕性，每次開機(jī)都更新病毒庫(kù)。管理層主要通過(guò)制定相應(yīng)的信息安全管理規(guī)章制度進(jìn)行保護(hù)。如定期對(duì)教務(wù)人員進(jìn)行培訓(xùn)，明確責(zé)任等。同時(shí)也要注意對(duì)網(wǎng)路資源的保護(hù)。20第4章系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)建模模型的創(chuàng)建在整個(gè)項(xiàng)目的開發(fā)中是至關(guān)重要的，因?yàn)椋@是一個(gè)將用例模型轉(zhuǎn)化成系統(tǒng)中應(yīng)該存在的類的階段，是將系統(tǒng)功能用類如何實(shí)現(xiàn)的階段。整個(gè)項(xiàng)目開發(fā)的后面工作，都是在分析階段所完成的分析模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，所以，在項(xiàng)目的開發(fā)過(guò)程中，要確保該階段工作的質(zhì)量，嚴(yán)格完成該階段應(yīng)該完成的各種UML圖。在這個(gè)階段，我們找出了排課管理系統(tǒng)中涉及的主要的類，并且結(jié)合用例模型中的用例，將各個(gè)類與用例有機(jī)結(jié)合起來(lái)。對(duì)系統(tǒng)中的類，建立相應(yīng)的類圖來(lái)表示各個(gè)類之間的關(guān)系。而如何讓用例與這些類進(jìn)行結(jié)合，則通過(guò)建立相應(yīng)的序列圖/協(xié)作圖來(lái)進(jìn)行建模。分析模型的建立，并不是一個(gè)或幾個(gè)類圖所能實(shí)現(xiàn)了，為了對(duì)一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行充分建模，對(duì)于不同的項(xiàng)目可以選用不同的建模元素和建模機(jī)制。在對(duì)排課系統(tǒng)的建模中，選擇了類圖和序列圖來(lái)構(gòu)建其對(duì)應(yīng)的分析模型。在排課管理系統(tǒng)的分析模型中，通過(guò)對(duì)排課系統(tǒng)的分析和幾次迭代，找出了排課管理系統(tǒng)中涉及的類，并給出了如下的類圖和各個(gè)類之間的關(guān)系（如圖4-1）。在這個(gè)類圖中，我們選擇了Rose提供的三種類的表示，即邊界類、控制類、和實(shí)體類，并表示了各個(gè)類之間的關(guān)系。邊界類是與用戶交互的界面類的抽象；控制類是系統(tǒng)中的一些計(jì)算、控制類的抽象；實(shí)體類是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的類的抽象。為了圖的整潔，在上圖中，沒有給出類的關(guān)鍵方法和屬性的定義。21圖4-1排課管理類關(guān)系圖上面類圖中，將排課管理中的類分成三種，并構(gòu)建了類圖，這種表示方法能夠清楚地表示各個(gè)類在系統(tǒng)中所處的位置，更加直觀。當(dāng)然，僅僅給出了三種類之間的關(guān)系，這樣表示還是不夠的。實(shí)體類之間也是有一定的關(guān)系的，對(duì)此，我們使用了另一個(gè)類圖來(lái)表示各個(gè)實(shí)體類之間的關(guān)系，如圖4-2所示。22圖4-2排課管理實(shí)體類關(guān)系類圖在這之前，所做的所有模型都是屬于UML的靜態(tài)建模機(jī)制中的；而現(xiàn)在所要用到的建模元素是屬于UML的動(dòng)態(tài)建模機(jī)制的。我們用UML中的序列圖/協(xié)作圖來(lái)表示在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，完成該用例功能系統(tǒng)的內(nèi)部協(xié)作關(guān)系。序列圖和協(xié)作圖是等價(jià)的，在Rose中，可以將序列圖自動(dòng)轉(zhuǎn)換成等價(jià)的協(xié)作圖，協(xié)作圖也可以自動(dòng)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的協(xié)作圖。到底采用哪種建模元素，完全取決于項(xiàng)目的實(shí)際需要，而且，這兩種圖只需構(gòu)造其中的一種就可以了。在一般的實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，一般采用序列圖，在序列圖中，能夠清楚地看到各個(gè)對(duì)象之間交互時(shí)的時(shí)間與順序關(guān)系。而在其他的不強(qiáng)調(diào)時(shí)間與順序的情況下，使用協(xié)作圖來(lái)表示對(duì)象間的關(guān)系。在對(duì)排課管理系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)建模中，因?yàn)榕耪n系統(tǒng)比較強(qiáng)調(diào)時(shí)間安排問(wèn)題，所以我們選擇了序列圖來(lái)表示相應(yīng)的用例的在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的動(dòng)態(tài)執(zhí)行情況。如下面給出的自動(dòng)排課用例的序列圖（圖4-3）。23圖4-3自動(dòng)排課序列圖我們?cè)趧?chuàng)建用例的序列圖的過(guò)程中，注意各個(gè)類的初級(jí)設(shè)計(jì)，即發(fā)現(xiàn)各個(gè)類的方法和屬性，而且，一般在此階段發(fā)現(xiàn)的類的屬性和設(shè)計(jì)都是非常重要和關(guān)鍵的，當(dāng)然對(duì)于這個(gè)階段發(fā)現(xiàn)的方法和屬性不需要進(jìn)行嚴(yán)格的定義，對(duì)方法和屬性的嚴(yán)格定義可以放在設(shè)計(jì)階段去完成；但是，對(duì)于每一個(gè)發(fā)現(xiàn)的方法和屬性應(yīng)該記錄下來(lái)，可以使用文字進(jìn)行詳細(xì)的描述。對(duì)于方法，如果能夠確定其參數(shù)，返回值，也必須進(jìn)行描述，或者將其定義確定下來(lái)。在創(chuàng)建和驗(yàn)證UML的過(guò)程中，要做如下工作：1、對(duì)于某個(gè)類，如果已經(jīng)存在方法和屬性，要詳細(xì)描述，能夠準(zhǔn)確定義的，則需要進(jìn)行準(zhǔn)確定義。2、對(duì)于某各類，如果發(fā)現(xiàn)新的方法或?qū)傩裕惨M(jìn)行詳細(xì)描述，描述應(yīng)該包括參數(shù)，返回值，功能等等。如果在建模過(guò)程中，需要增加一些類或刪除一些類，或?qū)σ恍╊愡M(jìn)行合并，驗(yàn)證后，要立即修改相應(yīng)的類圖。在對(duì)自動(dòng)排課用例的序列圖創(chuàng)建過(guò)程中，也是經(jīng)過(guò)這樣的步驟，逐漸來(lái)增加該類的方法和屬性的。自動(dòng)排課類在此階段發(fā)現(xiàn)的方法和屬性簡(jiǎn)要?dú)w納如下，對(duì)于這些屬性和方法的描述性的：自動(dòng)排課類：屬性：24pClassSubject：保存各個(gè)班級(jí)的需要安排的科目信息。pArranging：當(dāng)前正在安排的科目信息。pLimitInfo：當(dāng)前安排科目和教師的限制信息。方法：Arrange：為某科目安排一節(jié)位置。GetClassSubject：得到排課信息。ConflictCheck：沖突檢測(cè)。NotifyUser：通知用戶。AddCourseArrange：增加新的排課結(jié)果4.2系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)系統(tǒng)建立了一個(gè)名為user的數(shù)據(jù)庫(kù)，所有具體的數(shù)據(jù)項(xiàng)都以表的形式放在數(shù)據(jù)庫(kù)中。這些表包括:院區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)表、系部數(shù)據(jù)庫(kù)表、專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)表、班級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)表、教室數(shù)據(jù)庫(kù)表、教師數(shù)據(jù)庫(kù)表、教學(xué)樓數(shù)據(jù)庫(kù)表、教學(xué)信息數(shù)據(jù)庫(kù)表、教研室數(shù)據(jù)庫(kù)表、開課任務(wù)書數(shù)據(jù)庫(kù)表、課程表數(shù)據(jù)庫(kù)、密碼數(shù)據(jù)庫(kù)表、時(shí)間模式數(shù)據(jù)庫(kù)表。各個(gè)表之間的關(guān)系視圖如圖4-4所示。25圖4-4access數(shù)據(jù)表中的關(guān)系視圖表是Access數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)，是信息的基本載體。其他對(duì)象，如查詢、報(bào)表的信息都是取自表中的信息。表的設(shè)置應(yīng)該體現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的組織性、共享性、獨(dú)立性及最小冗余度。因此在設(shè)計(jì)表時(shí)，應(yīng)該特別注意以下設(shè)計(jì)原則:即表中不應(yīng)該包含重復(fù)信息，并且信息不應(yīng)該在表之間復(fù)制；每個(gè)表應(yīng)該只包含關(guān)于一個(gè)主題的信息。排課系統(tǒng)中各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)表的基本構(gòu)成如下：1、院區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)表院區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)表中存放學(xué)校中所有院區(qū)的代號(hào)和名稱，其結(jié)構(gòu)見表4-1。表4-1院區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)表2、系部機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)表系部機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)表中存放學(xué)校中所有系部的代號(hào)和名稱以及對(duì)應(yīng)的院區(qū)代號(hào),其結(jié)構(gòu)見表4-2。表4-2系部數(shù)據(jù)庫(kù)表對(duì)系部代號(hào)給出一種便于理解又能清楚反映其屬性的表述方式。用一個(gè)整數(shù)串作為系部的代號(hào)，整數(shù)串含有4位整數(shù)，如圖4-5所示：例：院區(qū)代碼系部編號(hào)圖4-5系部代碼示例3、專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)表專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)表存放著各個(gè)專業(yè)的有關(guān)信息包括專業(yè)代號(hào)、系部代號(hào)、院區(qū)代號(hào)、專業(yè)代號(hào)、專業(yè)類別，其結(jié)構(gòu)見表4-3。表4-3專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)表26對(duì)專業(yè)代號(hào)給出一種便于理解又能清楚反映其屬性的表述方式。用一個(gè)整數(shù)串作為專業(yè)代號(hào)，整數(shù)串含有6位整數(shù)，如圖4-6所示:例：專業(yè)代號(hào)系部代號(hào)圖4-6專業(yè)代號(hào)示例4、教研室數(shù)據(jù)庫(kù)表用于存放全校所有專業(yè)的所有教研室的基礎(chǔ)信息，包括專業(yè)代號(hào)、教研室代號(hào)、院區(qū)代號(hào)、教研室名稱。其結(jié)構(gòu)見表4-4。表4-4教研室數(shù)據(jù)庫(kù)表對(duì)教研室代號(hào)給出一種便于理解又能清楚反映其屬性的表述方式。用一個(gè)整數(shù)串作為教研室代號(hào)，整數(shù)串含有8位整數(shù)，如圖4-7所示：例：院區(qū)代號(hào)教研室代號(hào)系部代號(hào)專業(yè)代號(hào)圖4-7教研室代號(hào)示例5、教學(xué)樓數(shù)據(jù)庫(kù)表教學(xué)樓數(shù)據(jù)存放于綜合數(shù)據(jù)庫(kù)中，其結(jié)構(gòu)見表4-5。表4-5教學(xué)樓數(shù)據(jù)庫(kù)表276、教室數(shù)據(jù)庫(kù)表教室事實(shí)數(shù)據(jù)存放于綜合數(shù)據(jù)庫(kù)中，其結(jié)構(gòu)見表4-6。表4-6教室數(shù)據(jù)庫(kù)表串作為教室的代號(hào)，整數(shù)串含有4位整數(shù),如圖4-8所示:例：圖4-8教室代號(hào)示例7、班級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)表班級(jí)事實(shí)數(shù)據(jù)存放于綜合數(shù)據(jù)庫(kù)中，其結(jié)構(gòu)見表4-7。表4-7班級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)表對(duì)班級(jí)代號(hào)給出一種便于理解又能清楚反映其屬性的表述方式。用一個(gè)整數(shù)串作為班級(jí)的代號(hào)，整數(shù)串含有10位整數(shù),如圖4-9所示:例：整數(shù)串28入學(xué)時(shí)間班級(jí)代號(hào)院區(qū)代號(hào)系部代號(hào)專業(yè)代號(hào)圖4-9班級(jí)代號(hào)示例8、班級(jí)課表數(shù)據(jù)庫(kù)表班級(jí)課表包括:班級(jí)代號(hào)，專業(yè)代號(hào)、系部代號(hào)、星期、時(shí)段、教師代號(hào)、教室代號(hào)、教學(xué)樓代號(hào)，其結(jié)構(gòu)見表4-8。表4-8班級(jí)課表數(shù)據(jù)庫(kù)表教師事實(shí)數(shù)據(jù)存放于綜合數(shù)據(jù)庫(kù)中，其結(jié)構(gòu)見表4-9。表4-9教師數(shù)據(jù)庫(kù)表對(duì)教師代號(hào)給出一種便于理解又能清楚反映其屬性的表述方式。用一個(gè)整數(shù)29串作為教師的代號(hào)，整數(shù)串含有10位整數(shù),如圖4-10所示:例：教師代號(hào)專業(yè)代號(hào)教研室代號(hào)圖4-10教師代號(hào)示例10、課程數(shù)據(jù)庫(kù)表課程數(shù)據(jù)庫(kù)表中存放課程與之相應(yīng)的屬性，包括:課程代號(hào)、課程名、課程性質(zhì)、專業(yè)ID,實(shí)驗(yàn)課時(shí)、理論課時(shí)、周課時(shí)、學(xué)分、起始周、授課班級(jí)、權(quán)值。其結(jié)構(gòu)見表4-10。表4-10課程數(shù)據(jù)庫(kù)表對(duì)課程代號(hào)給出一種便于理解又能清楚反映其屬性的表述方式。用一個(gè)整數(shù)串作為課程的代號(hào)，整數(shù)串含有10位整數(shù),如圖4-11所示:例：整數(shù)串系部代號(hào)專業(yè)代號(hào)30圖4-11課程代號(hào)示例11、開課任務(wù)書開課任務(wù)書事實(shí)數(shù)據(jù)存放于綜合數(shù)據(jù)庫(kù)中，其結(jié)構(gòu)見表4-11。表4-11開課任務(wù)書數(shù)據(jù)庫(kù)表對(duì)學(xué)期代號(hào)給出一種便于理解又能清楚反映其屬性的表述方式。用一個(gè)整數(shù)串作為學(xué)期的代號(hào)，整數(shù)串含有6位整數(shù),如圖4-12所示:例：整數(shù)串圖4-12學(xué)期代號(hào)示例12、時(shí)間模式數(shù)據(jù)庫(kù)表用于存放用戶選定的時(shí)間組合方式及其相應(yīng)的優(yōu)先級(jí)信息。其結(jié)構(gòu)見表4-12。31表4-12時(shí)間模式數(shù)據(jù)庫(kù)表13、教學(xué)信息數(shù)據(jù)庫(kù)表用于存放排課中所需要的教師上課信息和教師提出的上課要求，為編排課表提供約束條件。其結(jié)構(gòu)見表4-13。表4-13教學(xué)信息數(shù)據(jù)庫(kù)表14、教室占用情況表用于存放各個(gè)教室的占用情況，用來(lái)給教室報(bào)表提供數(shù)源。其結(jié)構(gòu)見表4-14。表4-14教室占用情況數(shù)據(jù)庫(kù)表3215、沖突信息數(shù)據(jù)庫(kù)排課系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù)包括作為排課事實(shí)的班級(jí)、課程、課時(shí)、教師等初始信息，也包括作為排課系統(tǒng)輸出的課表數(shù)據(jù)及其它輔助數(shù)據(jù)。沖突信息數(shù)據(jù)庫(kù):存放有關(guān)死鎖課程的相關(guān)信息。具體見表4-15表4-15沖突信息數(shù)據(jù)庫(kù)表16、用戶密碼數(shù)據(jù)庫(kù)表Password存放個(gè)用戶名稱、口令、權(quán)限。該表通過(guò)設(shè)置用戶的權(quán)限和密碼來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)中的分角色設(shè)計(jì)不同的用戶可以設(shè)定不同的權(quán)限級(jí)別，不同的級(jí)別則對(duì)應(yīng)不同的操作內(nèi)容。具體見表4-16。以班為單位的課表，其形式如表4-17所示。33表4-17以班級(jí)為單位的課程表這顯然不是一個(gè)關(guān)系(二維表，因此不能以此來(lái)直接建立數(shù)局庫(kù)。我們可以看到，課表中涉及教師、教室、課程、班級(jí)四類對(duì)象，課程的總學(xué)時(shí)、周學(xué)時(shí)是課程對(duì)象的一個(gè)屬性。為了實(shí)現(xiàn)排課，系統(tǒng)要知道這個(gè)對(duì)象的有關(guān)信息，例如關(guān)于教室要知道其座位數(shù)，要知道課程的總學(xué)時(shí)、周學(xué)時(shí)、對(duì)教室的要求等。按照實(shí)體－聯(lián)系分析方法，這四類數(shù)據(jù)對(duì)象建立的數(shù)據(jù)庫(kù)，其字段可定義為對(duì)象的屬性。通過(guò)對(duì)這個(gè)對(duì)象類中的具體對(duì)象編號(hào)，可以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行訪問(wèn)，當(dāng)對(duì)象的屬性發(fā)生變化時(shí)，僅對(duì)該對(duì)象的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作即可，小會(huì)對(duì)其他對(duì)象產(chǎn)生影響。課表可表示為對(duì)象之間的聯(lián)系，為這個(gè)聯(lián)系建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)(稱為課程表數(shù)據(jù)庫(kù)，做儲(chǔ)存排課結(jié)果之用。對(duì)于課程表庫(kù)，我們可以采用以教室為關(guān)鍵字段建立數(shù)據(jù)庫(kù)，將上述生成的課程信息存儲(chǔ)起來(lái)。按照這一思路，每個(gè)教室的一個(gè)上課時(shí)段為一個(gè)記錄，包括有教室編號(hào)和上課時(shí)間、班級(jí)編號(hào)、課程名稱、任課教師等字段。此結(jié)構(gòu)的最大優(yōu)點(diǎn)是與過(guò)去手工排課方式吻合，便于統(tǒng)計(jì)教室情況。因此采用這個(gè)結(jié)構(gòu)。若學(xué)校教室規(guī)模為250個(gè)，每周按5天，每天按5大節(jié)課考慮，則數(shù)據(jù)庫(kù)的最大記錄數(shù)是6250個(gè)。34數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)是整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的核心，ACCESS作為優(yōu)秀的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，提供了數(shù)據(jù)管理與維護(hù)的強(qiáng)大手段，為用戶訪問(wèn)與操縱數(shù)據(jù)庫(kù)提供了友好的圖形界面與簡(jiǎn)便的手段。在排課系統(tǒng)中主要用到以下功能和技術(shù)：1、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)是數(shù)據(jù)獨(dú)立于應(yīng)用而存在，這種應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的非依賴性對(duì)應(yīng)用的開發(fā)至關(guān)重要，它使得對(duì)數(shù)據(jù)的變動(dòng)不至于影響所開發(fā)的應(yīng)用。2、接受SQL指令，在應(yīng)用開發(fā)過(guò)程中，很多對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作是通過(guò)SQL語(yǔ)句完成的。3、事務(wù)處理是一種機(jī)制，它確保多個(gè)SQL語(yǔ)句被當(dāng)作單個(gè)單元來(lái)處理。課表編排過(guò)程數(shù)據(jù)的一致性和可恢復(fù)性要求很高，在其中采用了事務(wù)處理機(jī)制。4、數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)則施加在數(shù)據(jù)庫(kù)類表上的約束條件，是在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中設(shè)定的。它可以限定列的取值范圍和是否為可控等等。如果用戶給此列輸入的值不滿足約束條件，在存盤時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)報(bào)錯(cuò)，數(shù)據(jù)庫(kù)只接受滿足條件的數(shù)據(jù)。因此，規(guī)則可以保證輸入的數(shù)據(jù)滿足要求的條件。在自動(dòng)排課系統(tǒng)的基表設(shè)計(jì)中留一些字段的設(shè)計(jì)賦予了約束條件，這樣可以通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)自動(dòng)控制用戶的輸入滿足規(guī)定的要求。5、視圖是查看一個(gè)或多個(gè)表中數(shù)據(jù)的一種方式。排課結(jié)果的查詢本質(zhì)是多表查詢，在此利用了視圖技術(shù)，根據(jù)不同的查詢要求，設(shè)計(jì)不同的視圖，以達(dá)到查看一個(gè)或多個(gè)表中的數(shù)據(jù)的目的。35第5章計(jì)算機(jī)排課系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)5.1系統(tǒng)總體實(shí)現(xiàn)淄博職業(yè)學(xué)院計(jì)算機(jī)自動(dòng)排課系統(tǒng)的總體流程圖如圖5-1所示：圖5-1排課系統(tǒng)流程圖該排課系統(tǒng)由1個(gè)主窗體和5個(gè)功能模塊組成，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)錄入模塊、自動(dòng)排課模塊、查詢模塊、報(bào)表輸出模塊和用戶管理模塊。計(jì)算機(jī)自動(dòng)排課系統(tǒng)的主窗體實(shí)現(xiàn)排課系統(tǒng)的所有功能。主要包括：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的錄入、班級(jí)的管理、課表的管理、時(shí)間段管理、自動(dòng)排課功能、數(shù)據(jù)報(bào)表功能、用戶管理功能等。如圖5-2所示。36圖5-2計(jì)算機(jī)自動(dòng)排課主窗體打開主窗體，在窗體的右邊有班級(jí)管理、課程管理、時(shí)間段設(shè)置和用戶管理等幾個(gè)功能模塊，如果要對(duì)班級(jí)進(jìn)行管理，點(diǎn)擊班級(jí)管理模塊，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)班級(jí)的添加、刪除、修改等各種操作，其它模塊的管理與班級(jí)管理類似。在主窗體中部有生成課表、報(bào)表輸出、課表查詢等模塊，其中課表輸出可以直接輸出也可以輸出到電子表格中。在主窗體創(chuàng)建過(guò)程中，使用了工程。具體設(shè)計(jì)如下：打開VisualBasic后，單擊文件|新建工程，在工程模板里選擇標(biāo)準(zhǔn)EXE,這時(shí)VisualBasic將自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)Form窗體，刪除這個(gè)窗體，把這個(gè)工程保存為“工程1”。部分程序代碼：DimClassprintAsNewOpenRs'定義打印記錄集DimxlAppAsNewExcel.ApplicationDimsendsqlAsStringPrivateSubgridcs('對(duì)grid所需求進(jìn)行初始化OnErrorGoTofinishSelectCaseGrid1.Cell(hang,7.TextCase"周一至周五"Grid2.Cols=5*nknumber+1Grid3.Cols=5*nknumber+137Case"周一至周六"Grid2.Cols=6*nknumber+1Grid3.Cols=6*nknumber+1Case"周一至周日"Grid2.Cols=7*nknumber+1Grid3.Cols=7*nknumber+1EndSelect'以下是列出對(duì)應(yīng)的教師資源以及班級(jí)資源Grid2.Range(1,1,Grid2.Rows-1,Grid2.Cols-1.ClearTextGrid3.Range(1,1,Grid3.Rows-1,Grid3.Cols-1.ClearTextSetkc2=cnn.Execute("select占用from占用where教師姓名='"&Grid1.Cell(hang,5.Text&"'"Fori=1ToGrid2.Cols-1Grid2.Cell(1,i.Text=Mid(kc2.Fields(0,i,1NextGrid3.Range(1,1,Grid3.Rows-1,Grid3.Cols-1.Alignment=cellCenterCenterSetkc2=cnn.Execute("select占用from課程占用where班級(jí)='"&XPCombo1.Text&"'"Fori=1ToGrid3.Cols-1Grid3.Cell(1,i.Text=Mid(kc2.Fields(0,i,1NextExitSubfinish:MsgBoxErr.DescriptionEndSubPrivateSubgrid4hq('獲取教師與班級(jí)之間的課程點(diǎn)OnErrorGoTofinishGrid4.Rows=1DimmAsIntegerFori=1ToGrid2.Cols-1Stepn'通過(guò)對(duì)比對(duì)教師與班級(jí)之間的可以排課點(diǎn)進(jìn)行規(guī)納IfGrid2.Cell(1,i.Text="0"ThenIfGrid3.Cell(1,i.Text="0"ThenGrid4.Rows=Grid4.Rows+1Grid4.Cell(Grid4.Rows-1,1.Text=iEndIfEndIfNextExitSubfinish:MsgBoxErr.DescriptionEndSubPrivateSubasPopup1_Click(CancelAsBooleankctable="登陸"Form6.Caption="用戶管理"Form6.Show1EndSub38PrivateSubasPopup10_Click(CancelAsBooleankctable="班級(jí)名稱"Form6.Caption="班級(jí)管理"Form6.Show1EndSubPrivateSubasPopup2_Click(CancelAsBooleankctable="教學(xué)時(shí)間段"Form5.Caption="教學(xué)時(shí)間段設(shè)置"Form5.Show1EndSubPrivateSubasPopup3_Click(CancelAsBooleanEndEndSubPrivateSubasPopup4_Click(CancelAsBooleankctable="課程名"Form5.Caption="課程管理"Form5.Show1EndSubPrivateSubasPopup5_Click(CancelAsBoolean'這里是對(duì)一些生成錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)進(jìn)行還原DimvyesAsStringvyes=MsgBox("當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)排課錯(cuò)誤時(shí)進(jìn)行的完全還原操作,確定嗎？",vbQuestion+vbYesNo,"提示"Ifvyes=vbYesThenSetkc2=cnn.Execute("update占用set占用='000000000000000000000000000000000000000000'"Setkc2=cnn.Execute("update課程占用set占用='000000000000000000000000000000000000000000'"EndIfEndSub?數(shù)據(jù)錄入模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的增加、修改、刪除功能以及對(duì)庫(kù)中所有數(shù)據(jù)進(jìn)行瀏覽的功能。為了減少操作中的數(shù)據(jù)沖突，數(shù)據(jù)錄入模塊中的所有錄入窗體都是采用模式方式打開的，即在某一錄入窗體打開時(shí)，不能再打開其它窗體，直到所打開的這一窗體關(guān)閉為止。數(shù)據(jù)錄入模塊主要包括對(duì)院系信息、專業(yè)信息、教研室信息、教學(xué)區(qū)信息、教室信息、班級(jí)信息、教師信息、課程信息等信息的39處理，以及對(duì)課表編排所需參數(shù)信息的處理。下面以課程錄入窗體為例詳細(xì)說(shuō)明基礎(chǔ)數(shù)據(jù)錄入模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。在窗體上放置了2個(gè)文本框、1個(gè)列表框1個(gè)DataGrid表和4個(gè)按鈕，在文本框中按要求填入相應(yīng)的信息，點(diǎn)擊“添加”可以進(jìn)行對(duì)課程類型信息的添加，如果在數(shù)據(jù)庫(kù)中找到相同的信息則提示有相同信息后，重新輸入；點(diǎn)擊“刪除”時(shí)提示用戶要在表中要選中一行，如果點(diǎn)擊“是”刪除選中信息，否則取消操作；當(dāng)用戶需要編輯數(shù)據(jù)時(shí)提示用戶要在表中要選中一行，然后將選中的數(shù)據(jù)顯示到相應(yīng)的文本框中，進(jìn)行編輯，數(shù)據(jù)修改成功后，點(diǎn)擊“編輯”完成該操作。點(diǎn)擊“清除”時(shí)將文本框中的信息清空，便于用戶新的輸入，如圖5-3所示。圖5-3課程錄入窗體具體設(shè)計(jì)代碼如下：Dimi,nAsIntegerPrivateDeclareFunctionGetKeyStateLib"user32"_(ByValnVirtKeyAsLongAsIntegerPrivateSubForm_Load(Grid1.SetRegisterInformation"CNwinndy","W]vyY-nonvk-u\nty-Zbl_e-`hms^"'進(jìn)行注冊(cè)WithGrid1.AllowUserResizing=True.DisplayFocusRect=False.ExtendLastCol=True.Appearance=Flat.FixedRowColStyle=Flat.ScrollBarStyle=Flat40.DefaultFont.Name="Tahoma".DefaultFont.Size=8.BackColorFixed=RGB(90,158,214.BackColorFixedSel=RGB(110,180,230.BackColorBkg=RGB(90,158,214.BackColorScrollBar=RGB(231,235,247.BackColor1=RGB(231,235,247.BackColor2=RGB(239,243,255.GridColor=RGB(148,190,231.Column(0.Width=0.Column(1.Width=150.Column(2.Width=100.Column(3.Width=100.Column(3.Locked=TrueEndWithMsgBox"因?yàn)槟炒税嗉?jí)正在使用這里的某些資源，使用修改和刪除有可能會(huì)造成不必要的損失！",vbInformation,"友情提示"CallcallmainEndSubPrivateSubcallmain(kcsave=Falsekcedit=Truekcdel=TrueSetkc1=cnn.Execute("select*from"&kctableSelectCasekctableCase"課程名","教學(xué)時(shí)間段"Grid1.Rows=1'清除所有記錄i=2EndSelectGrid1.Cols=i+1'必須+1,因?yàn)閷?shí)際上為4行,但第一行是隱藏的Fori=0Toi-1'顯示數(shù)據(jù)的字段名Grid1.Cell(0,i+1.Text=kc1.Fields(i.Name'讀取表中的各字段名Nextn=ii=1DoWhileNotkc1.EOFGrid1.Rows=Grid1.Rows+1Forj=1Ton'設(shè)定讀取列Ifkc1.Fields(j-1=NullThen'空值的處理Grid1.Cell(i,j.Text=""ElseGrid1.Cell(i,j.Text=kc1.Fields(j-1EndIfNexti=i+1kc1.MoveNext'讀取下一記錄LoopGrid1.Column(1.Locked=TrueEndSubPrivateSubForm_Unload(CancelAsIntegerCallXPButton5_ClickEndSub41PrivateSubGrid1_MouseUp(ButtonAsInteger,ShiftAsInteger,XAsSingle,YAsSingleIfButton=2ThenPopupMenuczEndIfEndSubPrivateSubGrid1_RowColChange(ByValRowAsLong,ByValColAsLonghang=RowEndSubPrivateSubGrid1_Validate(CancelAsBoolean'設(shè)定TAB鍵切換DimnActiveRowAsLong,nActiveColAsLongConstVK_TAB=9IfGetKeyState(VK_TAB<0ThenIfnActiveCol<Grid1.Cols-1ThenGrid1.Range(nActiveRow,nActiveCol+1,_nActiveRow,nActiveCol+1.SelectedEndIfCancel=TrueEndIfEndSubPrivateSubrenovate_Click(CallcallmainEndSubPrivateSubXPButton1_Click(kcsave=Truekcedit=Falsekcdel=FalseSetkc1=cnn.Execute("select*from"&kctableGrid1.Rows=1'清除所有記錄Grid1.Rows=2'默認(rèn)為2行Fori=0To1'顯示數(shù)據(jù)的字段名Grid1.Cell(0,i+1.Text=kc1.Fields(i.Name'讀取表中的各字段名NextGrid1.Column(1.Locked=FalseGrid1.Cell(1,1.SetFocusXPButton2.Default=TrueEndSu