面向高职学院教学管理系统设计及排课算法实现

教学管理是学校管理的核心工作，其工作的复杂性、综合性客观上要求现代化管理手段。通过计算机教学管理系统实施学校教学工作的综合管理，是提升学校教学管理工作水平、促进学校管理进步的有效手段。本课题是针对职业学院教学管理的现实条件，研究职业教育学分制和学年制共存的教学管理需求，设计出的在LAN和Internet网络环境下使用的教学管理信息系统。本文在分析了职业教育学年制、学分制共存的教学管理系统现状、特点、需求的基础上，提出了针对职业学院的教学管理系统设计的总体方案、系统实现的目标、功能以及开发思路。具体阐述了系统的总体设计原则、系统开发环境、各模块的相关功能及业务流程图；完成了网络数据库的设计、各子系统的设计、人机界面的设计，在设计中兼顾了简单明了、高效实用和系统可扩展性的原则，指出了系统实施方案实现过程中应留意的问题以及用户权限设计的要求等。论文重点研究、设计和实现了排课管理子系统。文中具体分析了排课的目的要求，采用运筹学中分层规划的思想，将问题分解，运用以集合为元素的矩阵建立了排课子系统的数学模型，对具体问题应用遗传算法进行分步求解，有效地将几何增长的排课NP问题转化成多项式增长。在排课算法实现上，设计了遗传算法的基因、适应度函数及成本函数，改进了单点交叉以及变异操纵，确定了种群规模及遗传代数，并终极编程实现了排课算法。该算法经时间性能和排课性能测试，表明降低了排课复杂度，提高了排课效率。该排课算法的实现很好满足了职业学院复杂排课情况的管理需求，同时对其他高校排课系统开发具有参考价值。【关键词】：教学管理信息系统设计需求分析排课算法遗传算法
【论文提纲】：摘要5-6Abstract6-111绪论11-181.1课题综述11-121.1.1课题的来源111.1.2研究现状11-121.1.3本文的主要工作121.2高等职业教育学分制教学管理系统实现的目标12-131.3高等职业学院教学管理系统结构及功能设计13-181.3.1系统功能13-141.3.2关键技术14-161.3.3运行环境的网络拓扑图16-182系统需求分析与总体设计18-402.1系统划分、系统总体设计原则与设计目标18-242.1.1系统总体设计原则18-192.1.2系统设计目标19-202.1.3建设内容20-212.1.4用户分类21-232.1.5业务流程图232.1.6功能模块图23-242.2系统开发环境的选择24-252.3用户界面的设计原则25-272.3.1用户人机界面设计25-262.3.2用户权限设计26-272.3.3输入输出设计272.4子系统设计27-402.4.1系统维护子系统27-312.4.2学生管理子系统312.4.3师资管理子系统31-322.4.4教学计划管理子系统322.4.5智能排课32-332.4.6选课管理子系统33-342.4.7考试管理子系统342.4.8成绩管理子系统34-352.4.9教材管理子系统35-362.4.10实践管理子系统36-372.4.11收费管理子系统372.4.12教学质量评价子系统37-382.4.13毕业管理子系统38-403网络数据库设计40-463.1网络数据库的设计40-413.2数据库编码设计与方法41-463.2.1数据库代码设计413.2.2数据库代码设计原则与方法41-433.2.3几种编码设计实施43-443.2.4部分库结构表44-464排课模块的数学模型与算法46-684.1排课模块的概念及数据表的逻辑关系46-494.1.1信息对象的逻辑关系46-494.1.2排课系统的时间定义494.2排课的分层规划49-544.2.1教室资源的分配49-524.2.2教师资源分配524.2.3调整算法52-544.3遗传算法54-644.3.1基因编码544.3.2交叉操纵54-554.3.3变异操纵55-564.3.4适应度函数以及成本函数的设计56-574.3.5均衡优度57-584.3.6连堂错误数，长连错误数58-593.5.5课时错误数594.3.7适应度函数594.3.8成本函数59-604.3.9遗传算法流程60-614.3.10遗传算法性能61-644.4排课算法的实现64-684.4.1排课算法的步骤64-664.4.2排课系统测试66-685结论68-69参考文献69-72在学研究成果72-73致谢73