教务管理信息系统的设计与实现

论文摘要

教务管理是学校的重要职能之一,是衡量学校管理水平的重要标准。近几年来,计算机网络的日益普及和飞速发展,提供了功能强大的信息处理平台,给工作和日常生活等各个方面带来了深刻的影响。网络的普及也为教务管理系统提供了方便条件,创造了一个集成化的办公环境。为了解决学校学生扩招,规模扩大,带来的教务管理上的问题,同时也为了提高教务管理水平,开发了该教务管理系统。为了满足教务管理用户集中、处理数据量大的要求,同时满足学生最大范围地使用该系统,本系统采用B/S体系结构。这种模式只需要开发Web程序(无须开发客户端程序),并将通用的应用程序放在Web服务器上,只需在客户端安装标准的、简单通用的浏览器即可。简化了维护工作,降低了维护成本。所以我校教务管理系统采用B/S模式方案,采用这种方式不仅减少了系统开发的成本、周期,突破了原先教务系统使用地域的局限性,同时保证了关键数据的安全性,操作的快速性、简洁性和方便性以及系统的较好交互性。本学校教务管理系统包括以下功能模块:用户管理、公共信息维护、学籍管理、课程管理、教师管理、成绩管理、教学计划管理、选课管理、排课管理、教材管理、毕业审查等。其中对学校教务管理系统中的四个子系统学籍管理、课程管理、成绩管理和排课管理进行了详细的分析与设计。在系统的设计和开发过程中贯穿了UML的应用,具体包括系统各个模块的用例图、类图、活动图、时序图等的设计和应用。本文分析并实现了排课管理,并给出了学籍管理、课程管理和成绩管理三个子系统的用例图,通过用例图描述了用例、参与者以及它们之间的关系;活动图描述满足用例要求所要进行的活动以及活动间的约束关系。给出了登录、学籍管理、学籍管理奖惩情况维护、教师查询成绩功能的活动图;时序图描述对象间的交互关系,显示对象之间的动态合作关系。还给出了登录、学籍管理中奖惩情况管理和学生查询成绩时序图;表结构图描述了数据库中各表的结构以及表之间的关系。本文给出了学生成绩管理中用到的表及它们之间的关系。通过UML建模,为系统的具体实现提供了保证。最后,排课问题是一个有约束的、多目标的组合优化问题。针对排课这个NP完全类问题进行深入的分析,研究科学排课需要遵循的原则以及所涉及的各种因素、问题,总结排课过程中所出现的各种时间、空间资源的冲突。根据课程表编排的特点,以实现时间和空间两种资源的优化为目标,采用鲁棒性较好的遗传算法,针对遗传算法的搜索效率较低的问题,深入研究了优化解法,构造了混合式的教师基因编码,这种基因编码方法极大地降低了排课遗传算法的复杂度。在算法实现过程中,添加了自动定位冲突判断,以及解决冲突的步骤。设计了关键的优化遗传算子,完成了自动课程表编排系统。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 教务管理系统信息化建设的现状分析
• 1.1.1 国内教务管理系统的现状
• 1.1.2 学校教务管理信息化的重要意义
• 1.1.3 教务管理系统对教务管理信息化的作用
• 1.2 开发背景
• 1.3 本文的工作
• 1.4 本文的组织
• 第2章 系统分析
• 2.1 教务管理模式分析
• 2.2 系统的开发原则
• 第3章 总体分析与设计
• 3.1 需求分析
• 3.2 具体的系统分析
• 3.2.1 用例图
• 3.2.2 活动图
• 3.2.3 动态行为模型
• 3.2.4 表的设计
• 3.2.5 类的设计
• 第4章 排课子系统的研究
• 4.1 排课的相关因素
• 4.2 课程表的制约因素
• 4.2.1 课表的约束条件
• 4.2.2 课表的冲突情况
• 4.3 排课问题的描述
• 4.3.1 时间问题
• 4.3.2 班级问题
• 4.3.3 教师与课程问题
• 4.4 排课遗传算法的设计
• 4.4.1 总体设计思想
• 4.4.2 构造基因编码和染色体
• 4.4.3 产生初始种群
• 4.4.4 解决冲突问题
• 4.4.5 设计遗传算子
• 4.4.6 设置控制参数
• 4.5 小节
• 第5章 排课子系统的设计与实现
• 5.1 排课子系统基本数据库
• 5.2 排课遗传算法流程图
• 5.3 排课程序设计
• 5.3.1 课程任务输入模块
• 5.3.2 初始课表集生成模块
• 5.3.3 遗传算子模块
• 5.3.4 输出课程表模块
• 5.4 其他模块的设计
• 5.4.1 功能室分派与安排模块
• 5.4.2 其它主要辅助模块
• 5.5 系统部分界面
• 5.6 小结
• 第6章 排课子系统测试分析
• 6.1 前期测试
• 6.2 后期测试
• 6.3 测试结果分析
• 6.3.1 合理性分析
• 6.3.2 收敛性分析
• 6.4 测试结论
• 6.5 小结
• 第7章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表