計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)開(kāi)題報(bào)告模板
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1課題介紹
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)作為知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的產(chǎn)物，已被廣泛應(yīng)用于社會(huì)各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域，而素質(zhì)教育在學(xué)校不斷的深化，學(xué)校對(duì)學(xué)生的實(shí)踐能力也越來(lái)越重視，所以學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)課課時(shí)也越來(lái)越多。如何編排實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)教學(xué)課表?以往在實(shí)驗(yàn)室管理中，都只能通過(guò)人工的方式編排。但是，伴隨著各類(lèi)學(xué)科范圍的不斷擴(kuò)大，各個(gè)院系的實(shí)驗(yàn)學(xué)科科目逐漸增多，以至于龐大的課時(shí)、眾多的教師、復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)室信息令實(shí)驗(yàn)室的管理人員頭暈?zāi)X漲，無(wú)法合理、迅速、高效地制定出相應(yīng)的排課計(jì)劃。采用手工方式排課，有時(shí)需要花費(fèi)一個(gè)月甚至更長(zhǎng)時(shí)間才能完成一個(gè)學(xué)期的排課任務(wù)。這就促使我們必須采用一些輔助的手段來(lái)幫助。因此，實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)教學(xué)排課系統(tǒng)就成了需要。作為計(jì)算機(jī)應(yīng)用的一部分，使用計(jì)算機(jī)對(duì)學(xué)校實(shí)驗(yàn)室排課進(jìn)行管理，具有著手工管理所無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。例如:檢索迅速、查找方便、可靠性高、存儲(chǔ)量大、保密性好、壽命長(zhǎng)、成本低等。這些優(yōu)點(diǎn)能夠極大地提高管理的效率，也是學(xué)校的科學(xué)化、正規(guī)化管理及與世界接軌的重要條件。
2國(guó)內(nèi)外的研究狀況、發(fā)展趨勢(shì)
這個(gè)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)教學(xué)排課系統(tǒng)的主要問(wèn)題還是排課問(wèn)題。國(guó)外針對(duì)排課問(wèn)題展開(kāi)的研究較早。1963年CCGotlieb在他的文章《TheConstructionofClass-TeacherTime-Tables》中提出了課表編排的數(shù)學(xué)模型。這篇文章引起了人們對(duì)于排課問(wèn)題的重視。1976年SEven在其論文《TheComplexityofTimetableAndMultiCommodityFlowProblem》中，第一次證明了課表問(wèn)題是NP完全的。SEven的論證進(jìn)一步地將人們對(duì)課表問(wèn)題復(fù)雜性的認(rèn)識(shí)提高到理論高度。國(guó)內(nèi)對(duì)排課問(wèn)題的研究較晚，1984年，清華大學(xué)在《清華大學(xué)學(xué)報(bào)》上發(fā)表了林漳希和林堯瑞在該課題上的實(shí)驗(yàn)性研究成果《人工智能技術(shù)在課表編排中的應(yīng)用》。
為了使課表的編排更準(zhǔn)確、合理、快速，高校教務(wù)部門(mén)已先后開(kāi)發(fā)出一些適用的排課系統(tǒng)。我們發(fā)現(xiàn)這些軟件有以下不足:每個(gè)學(xué)期的課程、教師、教室信息相對(duì)固定，但卻不能被重用;不能保存每個(gè)學(xué)期的歷史數(shù)據(jù)，不便教師對(duì)以前課表進(jìn)行查詢(xún);未提供用戶(hù)的分級(jí)使用制度;自動(dòng)排課速度較慢;形成的課表大小不固定，增加打印難度，因此現(xiàn)在的排課系統(tǒng)正在向解決這些問(wèn)題的方向發(fā)展。
3實(shí)驗(yàn)室排課系統(tǒng)的原則
根據(jù)目前高校課程體系構(gòu)設(shè)置特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)教學(xué)排課系統(tǒng)要考慮以下各種因素：
首先：要做到每個(gè)班級(jí)、教師、實(shí)驗(yàn)室各種資源不沖突，這是實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)教學(xué)排課系統(tǒng)最起碼的原則。
第二：先排有指定要求的課程。指定要求包括教室和時(shí)間都指定、指定時(shí)間或指定教室等情況。
第三：按事先設(shè)定的優(yōu)先級(jí)將不同類(lèi)別的課排在不同的時(shí)間段。
第四：學(xué)生上課時(shí)間分布的均勻性。時(shí)間的均勻性是指在一個(gè)星期內(nèi)同一門(mén)課程在天數(shù)安排的均勻性。比如說(shuō)數(shù)據(jù)構(gòu)課在一周內(nèi)要上三次，且都在實(shí)驗(yàn)室里上，實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)教學(xué)排課系統(tǒng)要做到最好安排在周一、周三、周五這三天來(lái)上。
第五：學(xué)生實(shí)驗(yàn)課節(jié)數(shù)分布的均勻性。這是為了保證一個(gè)專(zhuān)業(yè)的課程安排在一周內(nèi)不總是上一天內(nèi)的第一、二節(jié)或者總是上最后一、二節(jié)。
第六：可以將課表導(dǎo)出到word中，并進(jìn)行打印操作。
第七：可以手工調(diào)整課程的時(shí)間。
4實(shí)驗(yàn)室排課系統(tǒng)的局限性
排課系統(tǒng)分為計(jì)算機(jī)處理和人工調(diào)整兩個(gè)部分。計(jì)算機(jī)處理是有一定局限性的。局限性主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:
首先計(jì)算機(jī)排課與人工排課是有區(qū)別的。人的思維可以是收斂也可以發(fā)散的，因而排課時(shí)非常靈活，隨意性較強(qiáng)，工作步驟可以隨情況的變化而調(diào)整，覺(jué)得怎樣更合理就怎樣做，甚至可以只推翻某一部分重排，亦可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)式的回溯調(diào)整。計(jì)算機(jī)就不同了，它目前并不具有人腦那樣發(fā)散的思維能力，它的大腦里的一切信息都是由程序和數(shù)據(jù)組成的，每一步工作都需由人把自己的工作經(jīng)驗(yàn)抽象成計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，根據(jù)一定的程序進(jìn)行控制，讓其領(lǐng)會(huì)人的意圖而達(dá)到預(yù)期的排課目的。
其次計(jì)算機(jī)調(diào)度系統(tǒng)本身所具有的局限性。計(jì)算機(jī)雖然可以精確地處理大量的數(shù)據(jù)，但由于現(xiàn)有排課程序算法模式不可能太多，回溯調(diào)整的范圍、深度不可能太大，否則程序太復(fù)雜。實(shí)際上目前由于受計(jì)算機(jī)固定思維和程序規(guī)模的限制，單純依靠計(jì)算機(jī)處理排課數(shù)據(jù)是不可能達(dá)到最佳的排課效果的。
5實(shí)驗(yàn)室排課系統(tǒng)構(gòu)
5.1基本組成構(gòu)架
整個(gè)系統(tǒng)分為登錄子系統(tǒng)、排課子系統(tǒng)、課表發(fā)布子系統(tǒng)和綜合管理子系統(tǒng)。
用戶(hù)登錄：包括對(duì)用戶(hù)的合法性驗(yàn)證，用戶(hù)的分類(lèi)，并根據(jù)不同類(lèi)型的用戶(hù)分配不同的權(quán)限。
排課功能：通過(guò)已知的信息，盡量避免課時(shí)、老師、實(shí)驗(yàn)室的沖突，通常情況下是由任課教師根據(jù)已知信息至少提前一周進(jìn)行排課，這樣老師就可以選擇上課時(shí)間，方便排出學(xué)校、老師、學(xué)生都滿(mǎn)意的的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程表。如果任課教師要取消排課也要提前一周進(jìn)行，如要臨時(shí)取消課程必須與管理員聯(lián)系，由管理員進(jìn)行取消。這樣可以減少管理員的工作量。
發(fā)布課表：對(duì)已排好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課表進(jìn)行發(fā)布，不同的用戶(hù)可以根據(jù)自己的需要按不同方式查詢(xún)課表。本系統(tǒng)還實(shí)現(xiàn)了將課表導(dǎo)入word，這樣可以方便的打印排好的課程表。
綜合管理：主要是管理個(gè)人信息、教師信息、實(shí)驗(yàn)室信息、課程信息、班級(jí)信息，時(shí)間控制信息等。在這里面可以對(duì)這些信息進(jìn)行添加、修改、刪除等操作。
5.2平臺(tái)選擇
本系統(tǒng)采用VC#.NET和SQL來(lái)開(kāi)發(fā)，VC#.NET是基于VisualStudio.NET的，它綜合了VisualBasic的高生產(chǎn)率和C++的行動(dòng)力，使生產(chǎn)性能得到了提高，它具有比C和C++更簡(jiǎn)單的語(yǔ)法，比Java更適合融入Microsoft的技術(shù)。SQL是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言，它已成為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。
6結(jié)束語(yǔ)
如今國(guó)內(nèi)軟件市場(chǎng)上也有很多通用型的排課軟件，例如排課無(wú)憂，排課高手等等。這些通用軟件往往無(wú)法滿(mǎn)足學(xué)校的某些特殊要求。因此，針對(duì)學(xué)校的一些特殊要求，需要開(kāi)發(fā)出滿(mǎn)足不同要求的排課系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)主要是針對(duì)我系的具體要求開(kāi)發(fā)出一個(gè)滿(mǎn)足一定條件的實(shí)驗(yàn)室排課系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要掌握VC#.NET和SQL的相關(guān)知識(shí)。
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