基于计算机的自动排课系统

2020-12-11吴锡雄

缔客世界 2020年10期

吴锡雄

（广东石油化工学院广东揭阳 522000）

引言

在当今社会下，素质教育在学校不断地深化，学校对学生的实践能力越来越重视，学校的课程越来越多。在以前互联网并不发达的时代中，排课就只能通过人工方式编排。但是，随着各类学科范围的不断扩大，各个院系的学科科目逐渐增多，导致很多教师、课程管理员不能在短时间内制定合理高效的排课计划，采用计算机为手段来完成之一繁重任务，使课表既符合科学规律，充分利用现有资源，最大限度发挥作用。

1 排课系统的设计方案

1.1 专业信息模块

录入专业信息，主要包括该专业所上的课程以及学时长，比如高数(98),线代(60)....代表高数98个学时，线代60个学时

1.2 教师信息模块

主要包括录入教师所能授课得的科目，以及在职状态。标记离职即不为该教师安排新的课程，但是该教师之前的授课任务仍保留在数据库中，以方便安排别的老师进行任务交接，教师复职后可以在系统中标记复职，教师离复职信息都会在保留在系统日志中。该部分的另外一个功能是查询教师的上课任务

1.3 班级模块

录入该班级名称，如果是多班一起上课，则表示为，如：电子17-1，电子17-2，然后录入班级所属专业名称，点击自动排课，即根据年级的上课任务自动排好一学期所有课程，实现课表合理，规律，使所有课程均匀分布在整个学期中，由于考虑到有的专业课较多，以及大学生课程不应该过于紧密，所以课表按单双周的规律排布，保证大学生有较宽松的课外时间，排课完成后，可以查询该班级的课表

1.4 功能教室模块

录入功能教室名称，人数容纳数量，位置，比如：数电实验室东804，提交后，教师即可根据需要申请该教室的使用或者撤销该教室的申请，同时会更新到教师任务表以及班级课表中

1.5 日志模块

主要记录教师离职复职信息以及其他保留信息

2 排课系统的功能算法

大学排课系统主要能实现两个功能，第一个功能是根据上课任务以及每科目的学时，为全校所有班级自动分配教师，自动安排课表，保证课表合理。以单双周作为课表的周期性，保证课表的规律性，使课表容易记忆。第二个功能是教室预约功能（比如阶梯教室，实验室等），免去传统的教室管理员模式，使得教室使用更方便，该模块支持申请多班级上课，申请后，相应教师的任课表会自动更新，以及班级的课表也会自动更新。整个排课系统，以JavaWeb做后台，Mysql作为数据库，layUI做前端界面，后台使用了较新的服务器部署框架，Spring以及SpringMvc，数据库使用了Mybatis框架，该框架有高效开发，且支持事务处理，还可以预防sql注入等网络攻击，优点较多。

第一个功能的实现使用了排课算法，数据库关联表，数据库存储过程。（1）排课算法：一天5节课，把一周看成25，根据上课任务的总数n，生成n个1到25之间的随机数且不重复，由于一学期有17周，便以此类推到17周中，代表每周中，这些课时被占用，并且在排的过程中，每科目的学时会相应减少当减少到0时，就不再为该科目安排课程，排课一次后，遍历数组，如果课时剩余数量还大于0，则取1到50的随机数，将课表安排进第1和第2周中，以2周作为步长，以此类推到17周。（2）数据库关联表：有学生表，教师表，功能课室表，上课任务表，年级表，科目表。其中学生表与教师表之间是多对多的关系，以外键表相互关联，年级表和科目表之间是多对多关联。由于考虑到功能课室由教师申请，所以功能课室表与教师表关联。（3）数据库存储过程：在这个系统中，由于表的结构比较复杂，且数据量较大，考虑到数据库需要快速响应前端，需要减少与数据库通信次数，降低带宽占用量，所以采用了数据库存储过程。存储过程由于一般的数据库sql语句，在于其编译且存储在数据库服务器上，多条sql语句可编译为一个整体存放在数据库服务器上，通过一条命令就能启动数据库存储过程，相比于一般的多条sql语句组合，无形中减少传输的数据量，减少脚本语句的编译量，降低了带宽，提高了数据库系统的响应速度。

第二个功能则是教师预约模块，主要逻辑是，将每个功能教室的预约情况显示在系统前端上，以课表的表格的形式，已被申请的课时显示被占用，未被申请的课时显示未占用，每位老师，可以访问该前端页面，在网页上点击未被占用的格子进行申请，申请需要写入申请人，联系电话，以及上课班级，系统会根据这些信息，自动更新数据库，更新教师的任课表，以及更新班级的课表，如果其他教师想申请被占用的课时，可根据联系电话联系相应教师进行沟通，申请人可在网页上撤销申请。