基于动态规划的机房排课管理系统设计与实现

摘要

通过对现有排课算法的研究与分析，从排课算法的适用性与通用性方面考虑，建立了基于动态规划的排课通用模型，提出了基于动态规划的排课算法(Automatic Course Arranging Algorithm based onDynamic Programming，ACAA)与择优算法(Optimal Distribution，OD)，用于解决多约束条件下的排课问题与最优解的分配问题。并以湖南师范大学树达学院计算机中心为应用背景，设计与实现了基于该算法的排课管理系统。
　　本文理论方面主要工作如下:
　　1)建立了通用排课模型。把排课所涉及的约束条件，转换为动态规划的相互独立且关联的阶段，用1，0表示是否满足约束条件。通过求解各阶段，并分析各阶段的解，归纳出最优值函数，从而得到问题的最优解。
　　2) ACAA排课算法。把通用排课模型用于机房排课环境，通过对机房排课模型的求解，得出求解通用排课模型的方法，验证了通用模型的可行性。
　　3)OD择优算法。ACAA排课算法能求出每组约束条件的所有最优解，当实际排课时，涉及到多组排课约束条件，所有最优解出现的次数会逐步增加。OD算法用于解决最优解的最优化分配问题。
　　本文实践方面创新如下:
　　1)优化登录模块。通过引用登录过滤器与动态密钥，分步式验证登录信息，提高验证速度，有效拦截非法请求。
　　2)优化角色与权限模块。通过设计角色与权限关联规则，实现对功能权限的动态分配，动态管理用户的角色与相应的功能权限。
　　3)加密数据库连接信息。采用DES加密方式，实现对数据库连接的数据库地址、端口、数据库名、用户名、密码等敏感性信息加密，最大化保障应用系统与数据库通信的安全。
　　从软件工程的角度，分析系统的功能需求，设计系统总体功能框架与数据库模型。详细介绍了登录模块、角色与权限模块、排课模块的实现，展示其核心代码与实际运行效果图。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 研究现状

1．3 应用背景及意义

1．4 主要内容和创新点

1．4．1 主要内容

1．4．2 主要创新点

1．5 全文组织结构

第二章 基于动态规划的排课算法

2．1 动态规划算法

2．1．1 算法思想

2．1．2 基本模型

2．1．3 求解思路

2．2 排课通用模型

2．3 机房排课问题

2．3．1 机房排课问题描述

2．3．2 排课因素分析

2．3．3 排课约束性分析

2．3．4 排课因素建模

2．4 ACAA算法

2．4．1 求解思路

2．4．2 模型建立

2．4．3 算法分析

2．5 OD择优算法

2．5．1 算法阐述

2．5．2 算法分析

2．6 排课算法应用

2．7 本章小结

第三章 机房排课管理系统需求分析与概要设计

3．1 需求分析

3．1．1 功能需求

3．1．2 非功能性需求

3．2 机房排课管理系统概要设计

3．2．1 系统平台选型

3．2．2 技术基础

3．2．3 系统框架设计

3．2．4 系统模块设计

3．3 数据库设计

3．3．1 数据库的选择

3．3．2 数据库模型设计

3．3．3 数据表的结构

3．4 本章小结

第四章 系统详细设计与实现

4．1 功能实现逻辑图

4．2 主要功能模块实现与优化

4．3 登录模块实现与优化

4．3．1 注册与登录流程图

4．3．2 登录过滤器

4．3．3 登录实现

4．3．4 登录日志

4．3．5 实际运行

4．4 登录模块实现与优化

4．4．1 角色与权限流程图

4．4．2 角色与权限关联规则

4．4．3 角色与权限管理事例

4．4．4 实际运行

4．5 排课模块实现与优化

4．5．1 自动化排课流程图

4．5．2 ACAA排课约束条件分组

4．5．3 ACAA算法代码

4．5．4 OD算法代码

4．5．5 实际运行

4．6 数据库信息加密

4．6．1 未加密数据连接信息

4．6．2 加密数据连接信息

4．7 系统测试

4．7．1 前台页面

4．7．2 后台页面

4．8 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 论文工作总结

5．2 工作展望

攻读硕士期间参与的课题

参考文献

致谢

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