计算机专业开题报告模板

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1课题介绍

随着计算机技术的飞速发展，计算机作为知识经济时代的产物，已被广泛应用于社会各个行业和领域，而素质教育在学校不断的深化，学校对学生的实践能力也越来越重视，所以学校的实验室和实验课课时也越来越多。如何编排实验室实验教学课表?以往在实验室管理中，都只能通过人工的方式编排[1]。但是，伴随着各类学科范围的不断扩大，各个院系的实验学科科目逐渐增多，以至于庞大的课时、众多的教师、复杂的实验室信息令实验室的管理人员头晕脑涨，无法合理、迅速、高效地制定出相应的排课计划[2]。采用手工方式排课，有时需要花费一个月甚至更长时间才能完成一个学期的排课任务[3]。这就促使我们必须采用一些辅助的手段来帮助。因此，实验室实验教学排课系统就成了需要。作为计算机应用的一部分，使用计算机对学校实验室排课进行管理，具有着手工管理所无法比拟的优点[4]。例如:检索迅速、查找方便、可靠性高、存储量大、保密性好、寿命长、成本低等。这些优点能够极大地提高管理的效率，也是学校的科学化、正规化管理及与世界接轨的重要条件[5]。

2国内外的研究状况、发展趋势

这个实验室实验教学排课系统的主要问题还是排课问题。国外针对排课问题展开的研究较早。1963年CCGotlieb在他的文章《TheConstructionofClass-TeacherTime-Tables》中提出了课表编排的数学模型[6]。这篇文章引起了人们对于排课问题的重视。1976年SEven在其论文《TheComplexityofTimetableAndMultiCommodityFlowProblem》中[7]，第一次证明了课表问题是NP完全的。SEven的论证进一步地将人们对课表问题复杂性的认识提高到理论高度。国内对排课问题的研究较晚，1984年，清华大学在《清华大学学报》上发表了林漳希和林尧瑞在该课题上的实验性研究成果《人工智能技术在课表编排中的应用》[8]。

为了使课表的编排更准确、合理、快速，高校教务部门已先后开发出一些适用的排课系统。我们发现这些软件有以下不足:每个学期的课程、教师、教室信息相对固定，但却不能被重用;不能保存每个学期的历史数据，不便教师对以前课表进行查询;未提供用户的分级使用制度;自动排课速度较慢;形成的课表大小不固定，增加打印难度[9]，因此现在的排课系统正在向解决这些问题的方向发展。

3实验室排课系统的原则

根据目前高校课程体系构设置特点，实验室实验教学排课系统要考虑以下各种因素：

首先：要做到每个班级、教师、实验室各种资源不冲突，这是实验室实验教学排课系统最起码的原则[10]。

第二：先排有指定要求的课程。指定要求包括教室和时间都指定、指定时间或指定教室等情况。

第三：按事先设定的优先级将不同类别的课排在不同的时间段。

第四：学生上课时间分布的均匀性。时间的均匀性是指在一个星期内同一门课程在天数安排的均匀性。比如说数据构课在一周内要上三次，且都在实验室里上，实验室实验教学排课系统要做到最好安排在周一、周三、周五这三天来上。

第五：学生实验课节数分布的均匀性。这是为了保证一个专业的课程安排在一周内不总是上一天内的第一、二节或者总是上最后一、二节。

第六：可以将课表导出到word中，并进行打印操作。

第七：可以手工调整课程的时间[3]。

4实验室排课系统的局限性

排课系统分为计算机处理和人工调整两个部分。计算机处理是有一定局限性的。局限性主要体现在两个方面:

首先计算机排课与人工排课是有区别的。人的思维可以是收敛也可以发散的，因而排课时非常灵活，随意性较强，工作步骤可以随情况的变化而调整，觉得怎样更合理就怎样做，甚至可以只推翻某一部分重排，亦可以进行网络式的回溯调整。计算机就不同了，它目前并不具有人脑那样发散的思维能力，它的大脑里的一切信息都是由程序和数据组成的，每一步工作都需由人把自己的工作经验抽象成计算机语言，根据一定的程序进行控制，让其领会人的意图而达到预期的排课目的[11]。

其次计算机调度系统本身所具有的局限性。计算机虽然可以精确地处理大量的数据，但由于现有排课程序算法模式不可能太多，回溯调整的范围、深度不可能太大，否则程序太复杂。实际上目前由于受计算机固定思维和程序规模的限制，单纯依靠计算机处理排课数据是不可能达到最佳的排课效果的[12]。

5实验室排课系统构

5.1基本组成构架

整个系统分为登录子系统、排课子系统、课表发布子系统和综合管理子系统。

用户登录：包括对用户的合法性验证，用户的分类，并根据不同类型的用户分配不同的权限。

排课功能：通过已知的信息，尽量避免课时、老师、实验室的冲突，通常情况下是由任课教师根据已知信息至少提前一周进行排课，这样老师就可以选择上课时间，方便排出学校、老师、学生都满意的的实验教学课程表。如果任课教师要取消排课也要提前一周进行，如要临时取消课程必须与管理员联系，由管理员进行取消。这样可以减少管理员的工作量。

发布课表：对已排好的实验教学课表进行发布，不同的用户可以根据自己的需要按不同方式查询课表。本系统还实现了将课表导入word，这样可以方便的打印排好的课程表。

综合管理：主要是管理个人信息、教师信息、实验室信息、课程信息、班级信息，时间控制信息等。在这里面可以对这些信息进行添加、修改、删除等操作。

5.2平台选择

本系统采用VC#.NET和SQL来开发，VC#.NET是基于VisualStudio.NET的，它综合了VisualBasic的高生产率和C++的行动力，使生产性能得到了提高，它具有比C和C++更简单的语法，比Java更适合融入Microsoft的技术[13]。SQL是关系数据库的标准语言，它已成为关系数据库产品事实上的标准[14]。

6结束语

如今国内软件市场上也有很多通用型的排课软件，例如排课无忧，排课高手等等。这些通用软件往往无法满足学校的某些特殊要求[10]。因此，针对学校的一些特殊要求，需要开发出满足不同要求的排课系统。本设计主要是针对我系的具体要求开发出一个满足一定条件的实验室排课系统，在设计过程中，需要掌握VC#.NET和SQL的相关知识。

参考文献

1邱锦伦，曹旻.VisualC#.NET程序设计教程.北京：清华大学出版社，2006

2何克抗.《现代教育技术》.北京师范大学出版，1998.11

3王晟.VisualC#.NET数据库开发经典案例解析.北京：清华大学出版社，2005

4黄明，梁旭.ASP信息系统设计与开发实例.北京：机械工业出版社，2005

5王辉，黄红超.ASP.NET实用教程.北京：清华大学出版社，2005

6CCGotlieb.TheConstructionofClass-TeacherTime-Tables，1963

7SEven.TheComplexityofTimetableandMultiCommodityFlowProblem，1976

8林漳希，林尧瑞.人工智能技术在课表编排中的应用.北京：清华大学学报，1984

9王力.高校通用排课管理信息系统的设计与实现.贵州：贵州工业大学学报，1999

10刘振岩，刘慧敏，王欢.ASP.NET数据库开发.北京：清华大学出版社，2004

11田辉.ASP.NET2.0开发技术简明教程.北京：清华大学出版社，2008

12齐炳和，许学东.微机编制课程表工作中的问题和对策.济南：山东工业大学学报，1995

13前沿软件研究室，郑小平.VisualC#.NET开发实践.北京：人民邮电出版社，2001

14施伯乐，丁宝康，汪卫.数据库系统教程(第二版).北京：高等教育出版社，2003

15张海藩.软件工程导论(第四版).北京：清华大学出版社，2006

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