摘要

        現(xiàn)如今，隨著我國(guó)高校的快速發(fā)展，各個(gè)大學(xué)早已朝著綜合大學(xué)的發(fā)展，所開設(shè)的學(xué)科、專業(yè)以及學(xué)院都如迅猛發(fā)展，尤其是擴(kuò)招以來，各個(gè)大學(xué)的在校學(xué)生數(shù)量猛增，在這種情況，以前學(xué)校的教務(wù)排課系統(tǒng)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)在這個(gè)快速發(fā)展的現(xiàn)狀，以前的那種手動(dòng)排課或者簡(jiǎn)單的無紙化的系統(tǒng)，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在排課的需求，很容易出現(xiàn)紕漏，導(dǎo)致正常的教學(xué)活動(dòng)不能順暢進(jìn)行。

        本文正是基于目前這種現(xiàn)狀，利用目前比較流行的B/S模式，流行的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫MySql以及應(yīng)用非常普遍的PHP技術(shù)，對(duì)本次高校智能排課系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。本次主要是利用了比較先進(jìn)的流行的排課算法對(duì)本系統(tǒng)高校智能排課進(jìn)行自動(dòng)排課。本系統(tǒng)大體的思路是，首先對(duì)各種基本資料進(jìn)行管理，并且對(duì)各個(gè)用戶（教師、教務(wù)人員、學(xué)生等）進(jìn)行用戶管理，并且對(duì)其進(jìn)行角色管理；然后設(shè)置了對(duì)所有排課信息進(jìn)行管理的模塊，進(jìn)一步對(duì)所有的排課信息進(jìn)行詳細(xì)管理，在這個(gè)基礎(chǔ)上，利用先進(jìn)的排課算法對(duì)這些信息進(jìn)行排課操作，最后，可通過課程表信息發(fā)布與查詢模塊對(duì)智能排課信息進(jìn)行查詢與下載，并可以以Excel的形式進(jìn)行下載與保存。本次對(duì)以上五個(gè)模塊從需求分析到系統(tǒng)設(shè)計(jì)再到系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的分析與闡述，并且在最后對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行了詳細(xì)的測(cè)試。

        第一章緒論

        1.1 背景分析

        隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各個(gè)行業(yè)信息化、科學(xué)化不斷推進(jìn)。高校該如何才能提高辦學(xué)的效率。這是每個(gè)高校都會(huì)面臨的，也是每個(gè)高校需要迫切解決的問題。而采用信息化手段來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的教學(xué)管理模式是一個(gè)重要的途徑。

        高校的信息化管理和辦公自動(dòng)化的不斷推進(jìn)，教務(wù)工作也逐漸實(shí)現(xiàn)辦公自動(dòng)化，新學(xué)期課程表的安排工作對(duì)指導(dǎo)整個(gè)學(xué)期日常安排是否妥當(dāng)、對(duì)教學(xué)資源的利用是否合理有著至關(guān)重要的作用。如果采取傳統(tǒng)的人工排課方法容易導(dǎo)致課程沖突、課程重復(fù)、課程錯(cuò)漏等各種問題，而且傳統(tǒng)的人工排課方法的任務(wù)非常重和教務(wù)人員的效率非常低下，當(dāng)課程安排上出現(xiàn)錯(cuò)誤要更改的時(shí)候，教務(wù)人員則需要花費(fèi)大量的時(shí)間協(xié)調(diào)老師、班級(jí)、課程、教室等各種因素。隨著高校規(guī)模的不斷擴(kuò)大，學(xué)生人數(shù)不斷增加，人工排課的難度就呈幾何級(jí)數(shù)增大。而高校通用排課系統(tǒng)正是為了減輕教務(wù)人員負(fù)擔(dān)，減少課程安排的出錯(cuò)率，降低修改課程表難度，提高教學(xué)資源的合理利用率，從而真正意義上實(shí)現(xiàn)教務(wù)工作自動(dòng)化，解決排課這個(gè)大難問題的教務(wù)辦公軟件。

        1.2 目前國(guó)內(nèi)發(fā)展情況

        國(guó)內(nèi)多家專業(yè)開發(fā)教學(xué)管理信息系統(tǒng)的企業(yè)，如杭州正方公司、湖南強(qiáng)智公司、湖南青果公司等，在其教務(wù)管理產(chǎn)品中均實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)排課功能，但由于軟件設(shè)計(jì)局限，對(duì)合班課程、教師兼課、教室交叉重復(fù)使用等復(fù)雜的情況應(yīng)用效果不十分理想。在實(shí)際應(yīng)用中，主要使用其排課沖突檢測(cè)功能進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助排課。國(guó)內(nèi)軟件市場(chǎng)上也出現(xiàn)了很多通用型的排課軟件，如“51智能排課”，“啟智達(dá)排課”，“終級(jí)排課”等等，這些通用軟件可以解決簡(jiǎn)單的通用排課問題，適合學(xué)科門類和課程門數(shù)較單一的學(xué)校，不適合高校教學(xué)管理應(yīng)用，不能滿足高校多學(xué)科、專業(yè)、以及課程教學(xué)的特殊要求，比如完全學(xué)分制下課程教學(xué)班的排課問題等。

        通過對(duì)國(guó)內(nèi)部分高校的調(diào)研和考察，了解到目前高校排課主要是利用人機(jī)交互式的計(jì)算機(jī)軟件輔助排課方式，這種方式能夠隨時(shí)檢測(cè)排課沖突，但在排課效率方面沒有什么優(yōu)勢(shì)。也有有少數(shù)高校自行研發(fā)了自動(dòng)排課系統(tǒng)，但通常這些排課軟件依賴于各院校自身的實(shí)際需求和管理模式，不會(huì)考慮其他高校的需要，因此它們的數(shù)據(jù)共享性和擴(kuò)展性不強(qiáng)，因此沒有完全適用于各高校排課的通用系統(tǒng)。

        1.3 課題研究?jī)?nèi)容

        本課題在充分了解和熟悉教務(wù)排課環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上，通過對(duì)排課的要素、制約條件的需求分析，建立基于校園網(wǎng)瀏覽器端/服務(wù)器(B/S)結(jié)構(gòu)自動(dòng)排課系統(tǒng)的業(yè)務(wù)模型，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行概要設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，結(jié)合已知的排課算法，讓教務(wù)管理系統(tǒng)擴(kuò)展完善自動(dòng)排課功能，使教務(wù)人員擺脫繁瑣、機(jī)械的手工排課工作，達(dá)到提高排課效率的目的。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于微軟Windows server2000操作系統(tǒng)軟件平臺(tái)，采用MySql6.0數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)庫開發(fā)平臺(tái)，前端數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具采用ThinkPhp 程序設(shè)計(jì)語言。

        本人的主要工作如下:

        (1)進(jìn)行系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，編程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排課系統(tǒng)全部功能，完成軟件開發(fā)。對(duì)實(shí)際的排課問題進(jìn)行測(cè)試，分析評(píng)估排課結(jié)果的質(zhì)量和性能并論述系統(tǒng)的可行性和實(shí)用性。

        (2)使用已知的排課算法，使排課效率和質(zhì)量得到提高;

        (3)分析分析了本學(xué)?；谕耆珜W(xué)分制教學(xué)管理模式下排課的要素和制約條件，提出排課問題的難點(diǎn)和目標(biāo)，通過對(duì)排課過程的分析，構(gòu)建自動(dòng)排課系統(tǒng)的邏輯模型;

        (4)以本人所在單位的實(shí)際情況為背景，對(duì)排課問題進(jìn)行需求分析，建立系統(tǒng)業(yè)務(wù)模型，分析排課流程，給出排課系統(tǒng)的功能模塊框圖;

        通過對(duì)以上方面的研究，完成高校自動(dòng)排課系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。         

        第二章高校智能排課系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

        2.1 數(shù)據(jù)庫技術(shù)

        1、數(shù)據(jù)庫的幾個(gè)原則

        數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)需要遵循以下幾個(gè)原則：

        一是，在數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)中必須要全面考慮空間、屬性、設(shè)施、模型數(shù)據(jù)的兼容性。鑒于此，交通事件管理數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)分為綜合數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、元數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)和關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)這三種類型。五是，數(shù)據(jù)庫必須要建立和完善分級(jí)管理機(jī)制[16]。用戶根據(jù)訪問系統(tǒng)的角色的不同可以分為系統(tǒng)管理用戶、運(yùn)行調(diào)度用戶、運(yùn)行瀏覽用戶以及領(lǐng)導(dǎo)決策分析用戶這幾個(gè)類型，不同的角色訪問數(shù)據(jù)的權(quán)限要具有差異，并且使用系統(tǒng)的功能也要具有一定的不同，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)角色登陸的嚴(yán)格控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分級(jí)管理。六是，數(shù)據(jù)不僅獨(dú)立，同時(shí)還要可擴(kuò)展。獨(dú)立性是數(shù)據(jù)庫最基本的特點(diǎn)，只有具有獨(dú)立性的數(shù)據(jù)庫才能夠獨(dú)立的應(yīng)用于程序中，并且還能使其自身的數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)及其結(jié)構(gòu)的變化不會(huì)對(duì)程序的運(yùn)行造成影響[17]。另外，結(jié)合之前的成功經(jīng)驗(yàn)，詳細(xì)分析系統(tǒng)的需求，并根據(jù)業(yè)務(wù)的變化，要求在數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)中要具有較強(qiáng)的擴(kuò)展性，這樣就能夠使數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在增加或者減少其他需求或者應(yīng)用時(shí)能夠保持一定的穩(wěn)定性，不至于發(fā)生太大的變動(dòng)。

        二是，數(shù)據(jù)不僅完整，同時(shí)還要實(shí)用。在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中，我們不僅要考慮系統(tǒng)規(guī)模和實(shí)際需求，同時(shí)還要對(duì)工作的實(shí)際情況和實(shí)際應(yīng)用特點(diǎn)進(jìn)行全面的考慮和分析，在設(shè)計(jì)的過程中，為了保證數(shù)據(jù)的實(shí)用性，必須要遵循“先進(jìn)性與實(shí)用性并重”的原則。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)只有具備了完整性，才會(huì)具有準(zhǔn)確性，其中通常情況下完整性是通過約束條件來控制的[15]。另外，在數(shù)據(jù)的選擇中還具有一定的約束條件，約束條件可以檢驗(yàn)進(jìn)入數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)值，其目的主要是為了避免那些重復(fù)或冗余的數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)庫。在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中為了有效保證新建或修改后的數(shù)據(jù)能夠遵循所定義的業(yè)務(wù)知識(shí)，可以對(duì)約束條件進(jìn)行科學(xué)、合理的利用。

        三是，數(shù)據(jù)不僅要標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還要一致。為了給數(shù)據(jù)交流及功能的實(shí)現(xiàn)提供方便，一方面，數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)不僅要符合國(guó)家行業(yè)和江蘇省地方標(biāo)準(zhǔn)及ITS行業(yè)的習(xí)慣性事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，另一方面，還必須要與數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的軟件行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相一致。在數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以前己建立系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，這主要是由于之前的數(shù)據(jù)庫在與其他系統(tǒng)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的時(shí)候具有一定的優(yōu)勢(shì)。

        四是，數(shù)據(jù)必須要具有安全性的特點(diǎn)。對(duì)于整個(gè)信息系統(tǒng)來說，數(shù)據(jù)庫不僅僅是其基礎(chǔ)，同時(shí)也是其核心，因此必須要保證設(shè)計(jì)的安全性才能夠?yàn)檎麄€(gè)信息系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)提供條件。在設(shè)計(jì)的過程中，可以構(gòu)建一個(gè)合理和有效的備份和恢復(fù)策略，這樣，當(dāng)數(shù)據(jù)庫由于意外事故，例如人為因素或者天災(zāi)等因素而損壞數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)時(shí)，就可以利用這一恢復(fù)策略來在最短的時(shí)間內(nèi)使數(shù)據(jù)庫恢復(fù)。除此之外，如果能夠很好的完善數(shù)據(jù)庫訪問的授權(quán)設(shè)計(jì)，那么我們就還能夠有效的保證數(shù)據(jù)不被非法訪問。

        2、MySQL數(shù)據(jù)庫

        MySQL是一個(gè)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，由瑞典MySQL AB 公司開發(fā)，目前屬于Oracle 旗下公司。MySQL是最流行的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，在WEB應(yīng)用方面MySQL是最好的RDBMS (Relational Database Management System，關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)) 應(yīng)用軟件之一。它主要通過關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫將數(shù)據(jù)保存在不同的表中，而不是將所有數(shù)據(jù)放在一個(gè)大倉庫內(nèi)，這樣就增加了速度并提高了靈活性。

        MySQL所使用的SQL 語言是用于訪問數(shù)據(jù)庫的最常用標(biāo)準(zhǔn)化語言。MySQL軟件采用了雙授權(quán)政策，它分為社區(qū)版和商業(yè)版，由于其體積小、速度快、總體擁有成本低，尤其是開放源碼這一特點(diǎn)，一般中小型網(wǎng)站的開發(fā)都選擇MySQL 作為網(wǎng)站數(shù)據(jù)庫。由于其社區(qū)版的性能卓越，搭配PHP 和Apache 可組成良好的開發(fā)環(huán)境。

        2.2 apache（Web服務(wù)器）

        1、發(fā)展歷程

        Apache 起初由伊利諾伊大學(xué)香檳分校的國(guó)家超級(jí)電腦應(yīng)用中心（NCSA）開發(fā)。此后，Apache 被開放源代碼團(tuán)體的成員不斷的發(fā)展和加強(qiáng)。Apache 服務(wù)器擁有牢靠可信的美譽(yù)，已用在超過半數(shù)的因特網(wǎng)站中－特別是幾乎所有最熱門和訪問量最大的網(wǎng)站。

        Apache最開始是Netscape網(wǎng)頁服務(wù)器之外的開放源代碼選擇。后來它開始在功能和速度超越其他的基于Unix的HTTP服務(wù)器。1996年4月以來，Apache一直是Internet 上最流行的HTTP服務(wù)器: 1999年5月它在57% 的網(wǎng)頁服務(wù)器上運(yùn)行；到了2005年7月這個(gè)比例上升到了69%。在2005年11月的時(shí)候達(dá)到接近70%的市占率，不過隨著擁有大量域名數(shù)量的主機(jī)域名商轉(zhuǎn)換為微軟IIS平臺(tái)，Apache市占率近年來呈現(xiàn)些微下滑。而Google自己的網(wǎng)頁服務(wù)器平臺(tái)GWS推出后，加上Lighttpd這個(gè)輕量化網(wǎng)頁服務(wù)器軟件使用的網(wǎng)站慢慢增加，反應(yīng)在整體網(wǎng)頁服務(wù)器市占率上，根據(jù)netcraft在2007年7月的最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，Apache的市占率已經(jīng)降為52.65%，8月時(shí)又滑落到50.92%。盡管如此，它仍舊是現(xiàn)階段因特網(wǎng)市場(chǎng)上，市占率最高的網(wǎng)頁服務(wù)器軟件。

        廣泛的解釋是（也是最顯而易見的）:這個(gè)名字來自這么一個(gè)事實(shí):當(dāng)Apache在1995年初開發(fā)的時(shí)候，它是由當(dāng)時(shí)最流行的HTTP服務(wù)器NCSA HTTPd 1.3 的代碼修改而成的，因此是“一個(gè)修補(bǔ)的（a patchy）”服務(wù)器。然而在服務(wù)器官方網(wǎng)站的FAQ 中是這么解釋的:“‘Apache’這個(gè)名字是為了紀(jì)念名為Apache(印地語)的美洲印第安人土著的一支，眾所周知他們擁有高超的作戰(zhàn)策略和無窮的耐性”。無論如何，Apache 2.x 分支不包含任何NCSA 的代碼。

        2、詳細(xì)介紹

        Apache HTTP Server（簡(jiǎn)稱Apache）是Apache軟件基金會(huì)的一個(gè)開放源碼的網(wǎng)頁服務(wù)器，可以在大多數(shù)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)中運(yùn)行，由于其多平臺(tái)和安全性被廣泛使用，是最流行的Web服務(wù)器端軟件之一。它快速、可靠并且可通過簡(jiǎn)單的API擴(kuò)展，將Perl/Python等解釋器編譯到服務(wù)器中。

        Apache HTTP服務(wù)器是一個(gè)模塊化的服務(wù)器，源于NCSAhttpd服務(wù)器，經(jīng)過多次修改，成為世界使用排名第一的Web服務(wù)器軟件。

        它可以運(yùn)行在幾乎所有廣泛使用的計(jì)算機(jī)平臺(tái)上。

        Apache源于NCSAhttpd服務(wù)器，經(jīng)過多次修改，成為世界上最流行的Web服務(wù)器軟件之一。Apache取自“a patchy server”的讀音，意思是充滿補(bǔ)丁的服務(wù)器，因?yàn)樗亲杂绍浖?，所以不斷有人來為它開發(fā)新的功能、新的特性、修改原來的缺陷。Apache 的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單、速度快、性能穩(wěn)定，并可做代理服務(wù)器來使用。

        本來它只用于小型或試驗(yàn)Internet網(wǎng)絡(luò)，后來逐步擴(kuò)充到各種Unix系統(tǒng)中，尤其對(duì)Linux的支持相當(dāng)完美。Apache有多種產(chǎn)品，可以支持SSL技術(shù)，支持多個(gè)虛擬主機(jī)。Apache是以進(jìn)程為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)，進(jìn)程要比線程消耗更多的系統(tǒng)開支，不太適合于多處理器環(huán)境，因此，在一個(gè)Apache Web站點(diǎn)擴(kuò)容時(shí)，通常是增加服務(wù)器或擴(kuò)充群集節(jié)點(diǎn)而不是增加處理器。到目前為止Apache仍然是世界上用的最多的Web服務(wù)器，市場(chǎng)占有率達(dá)60%左右。世界上很多著名的網(wǎng)站如Amazon、Yahoo!、W3 Consortium、Financial Times等都是Apache的產(chǎn)物，它的成功之處主要在于它的源代碼開放、有一支開放的開發(fā)隊(duì)伍、支持跨平臺(tái)的應(yīng)用（可以運(yùn)行在幾乎所有的Unix、Windows、Linux系統(tǒng)平臺(tái)上）以及它的可移植性等方面。

        Apache的誕生極富有戲劇性。當(dāng)NCSAWWW服務(wù)器項(xiàng)目停頓后，那些使用NCSAWWW服務(wù)器的人們開始交換他們用于該服務(wù)器的補(bǔ)丁程序，他們也很快認(rèn)識(shí)到成立管理這些補(bǔ)丁程序的論壇是必要的。就這樣，誕生了Apache Group，后來這個(gè)團(tuán)體在NCSA的基礎(chǔ)上創(chuàng)建了Apache。

        3、特性

        Apacheweb服務(wù)器軟件擁有以下特性：

        1.擁有簡(jiǎn)單而強(qiáng)有力的基于文件的配置過程

        2.支持最新的HTTP/1.1通信協(xié)議

        3.支持基于IP和基于域名的虛擬主機(jī)

        4.支持實(shí)時(shí)監(jiān)視服務(wù)器狀態(tài)和定制服務(wù)器日志

        5.支持通用網(wǎng)關(guān)接口

        6.支持多種方式的HTTP認(rèn)證

        7.集成Perl處理模塊

        8.提供用戶會(huì)話過程的跟蹤

        9.集成代理服務(wù)器模塊

        10.支持服務(wù)器端包含指令(SSI)

        11.通過第三方模塊可以支持JavaServlets

        12.支持安全Socket層(SSL)

        13.支持FastCGI

        2.2 PHP技術(shù)

        1、簡(jiǎn)介

        PHP（外文名:PHP: Hypertext Preprocessor，中文名：“超文本預(yù)處理器”）是一種通用開源腳本語言。語法吸收了C語言、Java和Perl的特點(diǎn)，利于學(xué)習(xí)，使用廣泛，主要適用于Web開發(fā)領(lǐng)域。PHP 獨(dú)特的語法混合了C、Java、Perl以及PHP自創(chuàng)的語法。它可以比CGI或者Perl更快速地執(zhí)行動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁。用PHP做出的動(dòng)態(tài)頁面與其他的編程語言相比，PHP是將程序嵌入到HTML（標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)記語言下的一個(gè)應(yīng)用）文檔中去執(zhí)行，執(zhí)行效率比完全生成HTML標(biāo)記的CGI要高許多；PHP還可以執(zhí)行編譯后代碼，編譯可以達(dá)到加密和優(yōu)化代碼運(yùn)行，使代碼運(yùn)行更快。

        2、發(fā)展歷程

        PHP原始為Personal Home Page的縮寫，已經(jīng)正式更名為"PHP: Hypertext Preprocessor"。注意不是“Hypertext Preprocessor”的縮寫，這種將名稱放到定義中的寫法被稱作遞歸縮寫。PHP于1994年由Rasmus Lerdorf創(chuàng)建，剛剛開始是Rasmus Lerdorf 為了要維護(hù)個(gè)人網(wǎng)頁而制作的一個(gè)簡(jiǎn)單的用Perl語言編寫的程序。這些工具程序用來顯示Rasmus Lerdorf 的個(gè)人履歷，以及統(tǒng)計(jì)網(wǎng)頁流量。后來又用C語言重新編寫，包括可以訪問數(shù)據(jù)庫。他將這些程序和一些表單直譯器整合起來，稱為PHP/FI。PHP/FI 可以和數(shù)據(jù)庫連接，產(chǎn)生簡(jiǎn)單的動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁程序。

        在1995年以Personal Home Page Tools (PHP Tools) 開始對(duì)外發(fā)表第一個(gè)版本，Lerdorf寫了一些介紹此程序的文檔。并且發(fā)布了PHP1.0！在這的版本中，提供了訪客留言本、訪客計(jì)數(shù)器等簡(jiǎn)單的功能。以后越來越多的網(wǎng)站使用了PHP，并且強(qiáng)烈要求增加一些特性。比如循環(huán)語句和數(shù)組變量等等；在新的成員加入開發(fā)行列之后，Rasmus Lerdorf 在1995年6月8日將PHP/FI 公開發(fā)布，希望可以透過社群來加速程序開發(fā)與尋找錯(cuò)誤。這個(gè)發(fā)布的版本命名為PHP 2，已經(jīng)有PHP 的一些雛型，像是類似Perl的變量命名方式、表單處理功能、以及嵌入到HTML 中執(zhí)行的能力。程序語法上也類似Perl，有較多的限制，不過更簡(jiǎn)單、更有彈性。PHP/FI加入了對(duì)MySQL 的支持，從此建立了PHP在動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁開發(fā)上的地位。到了1996年底，有15000個(gè)網(wǎng)站使用PHP/FI。

        在1997年，任職于Technion IIT公司的兩個(gè)以色列程序設(shè)計(jì)師：Zeev Suraski 和Andi Gutmans，重寫了PHP 的剖析器，成為PHP 3 的基礎(chǔ)。而PHP 也在這個(gè)時(shí)候改稱為PHP：Hypertext Preprocessor。經(jīng)過幾個(gè)月測(cè)試，開發(fā)團(tuán)隊(duì)在1997年11月發(fā)布了PHP/FI 2。隨后就開始PHP 3 的開放測(cè)試，最后在1998年6月正式發(fā)布PHP 3。Zeev Suraski 和Andi Gutmans 在PHP 3 發(fā)布后開始改寫PHP 的核心，這個(gè)在1999年發(fā)布的剖析器稱為Zend Engine，他們也在以色列的Ramat Gan 成立了Zend Technologies 來管理PHP 的開發(fā)。

        在2000年5月22日，以Zend Engine 1.0為基礎(chǔ)的PHP 4正式發(fā)布，2004年7月13日則發(fā)布了PHP 5，PHP 5則使用了第二代的Zend Engine。PHP包含了許多新特色，像是強(qiáng)化的面向?qū)ο蠊δ?、引入PDO（PHP Data Objects，一個(gè)存取數(shù)據(jù)庫的延伸函數(shù)庫）、以及許多效能上的增強(qiáng)。PHP 4已經(jīng)不會(huì)繼續(xù)更新，以鼓勵(lì)用戶轉(zhuǎn)移到PHP 5。

        2008年P(guān)HP 5成為了PHP唯一的有在開發(fā)的PHP版本。將來的PHP 5.3將會(huì)加入Late static binding和一些其他的功能強(qiáng)化。PHP 6 的開發(fā)也正在進(jìn)行中，主要的改進(jìn)有移除register_globals、magic quotes 和Safe mode的功能。

        3、其它特點(diǎn)

        數(shù)據(jù)連接：PHP可以編譯成具有與許多數(shù)據(jù)庫相連接的函數(shù)。PHP與MySQL是絕佳的組合。自己編寫外圍的函數(shù)取間接存取數(shù)據(jù)庫。通過這樣的途徑當(dāng)你更換使用的數(shù)據(jù)庫時(shí)，可以輕松的更改編碼以適應(yīng)這樣的變化。PHPLIB就是最常用的可以提供一般事務(wù)需要的一系列基庫。

        php編程技術(shù)可擴(kuò)展性：就像前面說的那樣，PHP已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)高速發(fā)展的時(shí)期。對(duì)于一個(gè)非程序員來說為PHP擴(kuò)展附加功能可能會(huì)比較難，但是對(duì)于一個(gè)PHP程序員來說并不困難。

        php編程技術(shù)面向?qū)ο螅篜HP提供了類和對(duì)象?；趙eb的編程工作非常需要面向?qū)ο缶幊棠芰?。PHP支持構(gòu)造器、提取類等。

        php編程技術(shù)可伸縮性：傳統(tǒng)上網(wǎng)頁的交互作用是通過CGI來實(shí)現(xiàn)的。CGI程序的伸縮性不很理想，因?yàn)樗鼮槊恳粋€(gè)正在運(yùn)行的CGI程序開一個(gè)獨(dú)立進(jìn)程。解決方法就是將經(jīng)常用來編寫CGI程序的語言的解釋器編譯進(jìn)你的web服務(wù)器(比如mod_perl,JSP)。PHP就可以以這種方式安裝，雖然很少有人愿意這樣以CGI方式安裝它。內(nèi)嵌的PHP可以具有更高的可伸縮性。

        php編程技術(shù)更多特點(diǎn)：PHP的開發(fā)者們?yōu)榱烁m合web編程，開發(fā)了許多外圍的流行基庫，這些庫包含了更易用的層。利用PHP連接包括Oracle，MS- Access，Mysql 在內(nèi)的大部分?jǐn)?shù)據(jù)庫?？梢栽谏n蠅上畫圖，編寫程序下載或者顯示e-mail。甚至可以完成網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的功能。最好的是，可以選擇你的PHP安裝版本需要哪些功能。引用Nissan的Xterra的話來說就是PHP可以做到你想讓它做到的一切而且無所不能!

        2.3 B/S架構(gòu)介紹

        B/S(Browser/Server)結(jié)構(gòu)即瀏覽器和服務(wù)器結(jié)構(gòu)。B/S網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式是基于Intranet的需求而出現(xiàn)并發(fā)展的。Intranet是應(yīng)用TCP/1P協(xié)議建立的企事業(yè)單位內(nèi)部專用網(wǎng)絡(luò)，它采用諸如TCP/IP、HTTP、SMTP和HTML等Internet技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，能為企事業(yè)單位內(nèi)部交換信息提供服務(wù)。同時(shí)，它具有連接Internet的功能和防止外界入侵的安全措施。另一方而，由于數(shù)據(jù)庫具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理能力，并且能夠動(dòng)態(tài)地進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入和輸出，如果把數(shù)據(jù)庫應(yīng)用于Internet上，不僅可以實(shí)現(xiàn)大量信息的網(wǎng)上發(fā)布，而且能夠?yàn)閺V大用戶提供動(dòng)態(tài)的信息查詢和數(shù)據(jù)處理服務(wù)，進(jìn)而加強(qiáng)企事業(yè)單位內(nèi)部部門之間、上級(jí)部門與下級(jí)部門之間、企事業(yè)單位員工之間、企事業(yè)單位與客戶之間以及企事業(yè)單位與企事業(yè)單位之間的信息交流，降低企事業(yè)單位的日常工作成本，提高企事業(yè)單位的經(jīng)濟(jì)效益。

        B/S模式，是一種從傳統(tǒng)的二層C/S模式發(fā)展起來的新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式，其本質(zhì)是三層及三層以上結(jié)構(gòu)的C/S模式。在B/S模式中，客戶端運(yùn)行瀏覽器軟件。瀏覽器以超文本形式向Web服務(wù)器提出訪問數(shù)據(jù)庫的要求，Web服務(wù)器接受客戶端請(qǐng)求后，將這個(gè)請(qǐng)求轉(zhuǎn)化為SQL語法，并交給數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器得到請(qǐng)求后，驗(yàn)證其合法性，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，然后將處理后的結(jié)果返回Web服務(wù)器，Web服務(wù)器再一次將得到的所有結(jié)果進(jìn)行轉(zhuǎn)化，變成HTML文檔形式，轉(zhuǎn)發(fā)給客戶端瀏覽器以友好的Web頁面形式顯示出來。

        B/S模式最大的優(yōu)勢(shì)是靈活性，任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、任何系統(tǒng)，只要可以使用瀏覽器上網(wǎng)，就可以使用B/S系統(tǒng)的終端。其主要特點(diǎn)如下：

        1、B/S模式的結(jié)構(gòu)易于擴(kuò)展

        由于Web的平臺(tái)無關(guān)性，B/S模式結(jié)構(gòu)可以任意擴(kuò)展，可以從一臺(tái)服務(wù)器、幾個(gè)用戶的工作組級(jí)擴(kuò)展成為擁有成千上萬用戶的大型系統(tǒng)。

        2、B/S模式提供了一致的用戶界面

        B/S模式的應(yīng)用軟件都是基于Web瀏覽器的，這些瀏覽器的界面都很相似。對(duì)于無用戶交互功能的頁面，用戶接觸的界面都是一致的，從而可以降低軟件的培訓(xùn)費(fèi)用。

        3、系統(tǒng)開發(fā)、維護(hù)和升級(jí)的經(jīng)濟(jì)性

        對(duì)于大型的管理信息系統(tǒng)，軟件開發(fā)、維護(hù)與升級(jí)的費(fèi)用是非常高的，B/S模式所具有的框架結(jié)構(gòu)可以大大節(jié)省這些費(fèi)用，同時(shí)，B/S模式對(duì)前臺(tái)客戶機(jī)的要求并不高，可以避免盲目進(jìn)行硬件升級(jí)造成的巨大浪費(fèi)。

        4、B/S模式具有更強(qiáng)的信息系統(tǒng)集成性

        在B/S模式下，集成了解決企事業(yè)單位各種問題的服務(wù)，而非零散的單一功能的多系統(tǒng)模式，因而它能提供更高的工作效率。

        5、B/S模式具有很強(qiáng)的開放性

        在B/S模式下，外部的用戶亦可通過通用的瀏覽器進(jìn)行訪問。

        6、B/S模式提供靈活的信息交流和信息發(fā)布服務(wù)

        B/S模式借助Internet強(qiáng)大的信息發(fā)布與信息傳送能力可以有效地解決企業(yè)、高等學(xué)校內(nèi)部的大量不規(guī)則的信息交流。

        2.4 Socket技術(shù)

        2.4.1 Sockets介紹

        2.4.1.1 Sockets具體說明

        使用Sockets Socket控件讓你建立一個(gè)利用TCP/IP和有關(guān)的協(xié)議與其他系統(tǒng)進(jìn)行通信的應(yīng)用。還能夠讀和寫通過它連接的其他機(jī)器，而不用擔(dān)心實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)軟件的相關(guān)細(xì)節(jié)。Sockets提供基于TCP/IP協(xié)議的連接。除此以外還能很好的工作，在其他相關(guān)的協(xié)議：

        例如Xerox Network System (XNS), Digital's DEC net, or Novell's IPX/S PX 家族。C   Builder提供你寫網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器或客戶應(yīng)用程序去讀和寫其他的系統(tǒng)。一個(gè)服務(wù)或客戶程序通常專注于一個(gè)單一的服務(wù)如超文本傳送協(xié)議（HTTP)或文件傳輸協(xié)議(FTP)。使用Server sockets,一個(gè)應(yīng)用程序可以提供這些服務(wù)中的一個(gè)去連接一個(gè)希望使用服務(wù)的客戶程序。Client sockets允許一個(gè)應(yīng)用使用這些服務(wù)中的一個(gè)去連接提供這個(gè)服務(wù)的服務(wù)應(yīng)用。使用sockets去寫應(yīng)用程序，你必須理解下面這些知識(shí)：

        2.4.1.2 服務(wù)工具

        當(dāng)你需要寫網(wǎng)絡(luò)服務(wù)或客戶應(yīng)用時(shí)，Sockets提供一種接合。對(duì)于許多服務(wù)，象HTTP 或FTP,第三方服務(wù)商提供這些服務(wù)已經(jīng)相當(dāng)有效。有些甚至隨著操作系統(tǒng)捆綁而來，以便不用你自己寫。然而，當(dāng)你想更多的控制服務(wù)的實(shí)現(xiàn)，如想讓你的應(yīng)用程序與網(wǎng)絡(luò)通信更加緊密，或當(dāng)沒有一個(gè)服務(wù)能提供你特殊需要的服務(wù)時(shí)，你可能想建立你自己的服務(wù)或客戶應(yīng)用。例如，工作在分布式data sets時(shí)，你可能想為數(shù)據(jù)庫寫一層與其他系統(tǒng)通信的應(yīng)用。想使用Sockets實(shí)現(xiàn)一個(gè)服務(wù)，你必須理解：

        1、理解服務(wù)和端口

        許多標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)都有關(guān)聯(lián)的、指定的端口號(hào)。當(dāng)執(zhí)行服務(wù)時(shí)，你可以為服務(wù)考慮一個(gè)端口號(hào)。如果你實(shí)現(xiàn)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)，Windows socket objects 提供一些方法讓你為服務(wù)尋找端口號(hào)。如果提供一個(gè)新的服務(wù)，在基于Windows 95 或NT 機(jī)器上，你能夠在文件Services中為你的服務(wù)指定一個(gè)相關(guān)聯(lián)的端口號(hào)。設(shè)置Services文件的更多信息請(qǐng)看微軟的Windows Sockets文檔。

        2、服務(wù)協(xié)議

        在你寫一個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)或客戶程序前，你必須明白你的應(yīng)用將提供或使用什么服務(wù)。你的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用必須支持許多服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。如果你為標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)例如HTTP,FTP寫網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，或even finger or time,你必須先理解與其他系統(tǒng)通信所使用的協(xié)議。特殊服務(wù)細(xì)節(jié)你必須看提供的或使用的文檔。如果你的應(yīng)用程序提供一個(gè)新的服務(wù)與其他系統(tǒng)通信，第一步是為這個(gè)服務(wù)的服務(wù)端和客戶端設(shè)計(jì)通信協(xié)議。什么信息將發(fā)送？如何整理這些信息？如何對(duì)這些信息進(jìn)行編碼？經(jīng)常的，你的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端或客戶端應(yīng)用程序要提供一層在網(wǎng)絡(luò)軟件和一個(gè)應(yīng)用之間使用的服務(wù)。例如，一個(gè)HTTP服務(wù)站點(diǎn)在INternet與一個(gè)Web 服務(wù)應(yīng)用之間為HTTP請(qǐng)求信息提供內(nèi)容和應(yīng)答。在你的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用（或客戶應(yīng)用）和網(wǎng)絡(luò)軟件之間Sockets 提供一個(gè)接口。該接口在你的應(yīng)用程序與應(yīng)用間使用。你可以拷貝第三方服務(wù)商提供的標(biāo)準(zhǔn)API(例如ISAPI），或你可以設(shè)計(jì)和發(fā)布你自己的API。

        2.4.1.3 Socket連接的類型

        Socket連接基本可以分成三個(gè)不同的類型，他們可以反映出如何開始連接和什么是本地Socket 連接。這三個(gè)不同的類型分別是：

        1.服務(wù)端連接

        當(dāng)傾聽socket同意客戶端發(fā)出的連接請(qǐng)求時(shí)，服務(wù)器端socket形成了服務(wù)器連接。當(dāng)服務(wù)器同意連接時(shí)，要將一個(gè)完整的服務(wù)端socket描述發(fā)送給準(zhǔn)備連接的客戶端，以完成連接，當(dāng)客戶端接收到這個(gè)描述時(shí)，連接已被確認(rèn)，連接完成。一旦連接到客戶端的Socket完成，服務(wù)器連接就無法識(shí)別從客戶端發(fā)來的連接。兩端具有相同的接收相同事件類型的能力。只有傾聽（listening）連接是根本不同的，它只有一個(gè)單一的末端。

        2、傾聽連接

        服務(wù)器socket不主動(dòng)連接客戶端，相反，他們形成了一個(gè)被動(dòng)的“半連接“狀態(tài)，聽客戶的請(qǐng)求。服務(wù)器sockets形成一個(gè)連接請(qǐng)求隊(duì)列，來儲(chǔ)存它所接收到的連接請(qǐng)求。此隊(duì)列記錄客戶連接請(qǐng)求，就像它們已經(jīng)連接了似的。當(dāng)服務(wù)器sockets 與客戶連接請(qǐng)求相一致時(shí)，它就形成了一個(gè)新的sockets連接到客戶端，所以這個(gè)監(jiān)聽連接可以保持打開以便允許其他客戶端請(qǐng)求。

        3、客戶端連接

        客戶端連接是由本地系統(tǒng)的客戶端socket和一個(gè)遠(yuǎn)程系統(tǒng)上的服務(wù)端Socket進(jìn)行連接?？蛻舳诉B接是由本地系統(tǒng)的客戶端Socket開始。首先，由客戶端Socket 來描述它想連接到的服務(wù)端Socket. 然后由客戶端socket查找服務(wù)端socket，如果查找到了服務(wù)器，就發(fā)出連接要求。服務(wù)端socket有可能無法正確的連接到客戶端Socket。服務(wù)器sockets會(huì)形成一個(gè)客戶端申請(qǐng)連接的隊(duì)列，在他們能滿足條件是自動(dòng)進(jìn)行連接。當(dāng)服務(wù)端socket同意客戶端的連接要求時(shí)，服務(wù)端socket就會(huì)向它準(zhǔn)備連接的客戶socket發(fā)送一個(gè)完整的描述，客戶端就可以完成連接。

        2.4.1.4 sockets描述

        Sockets可以讓您的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序與其他系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)通信。在網(wǎng)絡(luò)連接中的每個(gè)socket都可以被看作是一個(gè)終端點(diǎn)。它有指定地址。

        socket連接的完整描述，您必須提供socket連接的兩端的地址。在開始一個(gè)socket連接之前，必須完成所要獲得的連接的完整的描述?？梢詮膽?yīng)用程序運(yùn)行的系統(tǒng)平臺(tái)上獲取一些信息。例如，您不需要描述客戶端socket的本地IP地址，可以從操作系統(tǒng)中得到這個(gè)信息。但是你必須提供你所依賴的socket類型的信息。客戶端socket必須描述他們想要連接到的服務(wù)器。偵聽服務(wù)器socket必須描述它們提供的服務(wù)器端口的響應(yīng)。一個(gè)完整的socket連接的描述由2個(gè)部分組成：

        1.端口號(hào)

        在socket連接中，雖然通過IP地址提供的信息可以方便的找到另一端的系統(tǒng)，但是通常也需要指定那個(gè)系統(tǒng)的端口號(hào)。沒有端口號(hào)，一個(gè)系統(tǒng)同時(shí)只能進(jìn)行一個(gè)單一的連接。端口號(hào)標(biāo)識(shí)允許一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)連接到支持同時(shí)多個(gè)連接的主機(jī)，所以連接必須指定端口號(hào)。

        在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序中，端口號(hào)是服務(wù)器工具的一個(gè)數(shù)字代碼。他們的作用是偵聽連接到他們自己固定的端口號(hào)，這樣他們才能找到客戶端sockets。服務(wù)器sockets要為其服務(wù)的相關(guān)端口號(hào)進(jìn)行監(jiān)聽。當(dāng)他們被允許提供一個(gè)客戶端sockets連接時(shí)，就會(huì)創(chuàng)建一個(gè)單獨(dú)的sockets連接，使用不同的端口號(hào)。以此實(shí)現(xiàn)持續(xù)監(jiān)控端口號(hào)的相關(guān)服務(wù)。

        客戶端socket使用專用的本地端口號(hào)，而不必使用其他socket來查找它們。通過指定他們想要連接的服務(wù)端的端口號(hào)，來查找服務(wù)器應(yīng)用程序。通常是通過指定要連接的服務(wù)來指定端口號(hào)。

        2.IP地址

        主機(jī)是一個(gè)這樣的系統(tǒng)，它運(yùn)行著含有socket的應(yīng)用程序。你需要向socket來描述主機(jī)，這個(gè)描述需要給出主機(jī)的IP地址。該地址是一個(gè)字符串，有四個(gè)數(shù)字（byte）值，并在標(biāo)準(zhǔn)的internet點(diǎn)付內(nèi)。

        例如123.197.2.3一個(gè)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)可以支持多個(gè)IP地址。IP地址往往很難記住，容易打錯(cuò)。另一種方法是使用主機(jī)名。主機(jī)名就是IP地址的另一個(gè)名字，是常見的統(tǒng)一資源定位（URLs)。它是一個(gè)字符串，包括域名和服務(wù)。

        例如，大部分內(nèi)部網(wǎng)中的主機(jī)名對(duì)應(yīng)的IP地址是internetIP地址。在windows95和NT機(jī)器上，如果你無法使用一個(gè)主機(jī)名，你可以在HOSTS文件中給你的本地IP地址取一個(gè)新的名字。

        服務(wù)器sockets可以不指定主機(jī)?？梢詮南到y(tǒng)中獲取本地IP地址。如果本地系統(tǒng)可以支持多個(gè)IP地址，則服務(wù)器sockets也會(huì)在所有的IP地址上偵聽客戶端請(qǐng)求的。當(dāng)服務(wù)器sockets同意一個(gè)連接請(qǐng)求時(shí)，由客戶端提供一個(gè)遠(yuǎn)程的IP地址?？蛻舳藄ockets必須通過提供主機(jī)名或地址來指定遠(yuǎn)程主機(jī)。

        從主機(jī)名和IP地址之間選擇一個(gè)，很多應(yīng)用程序使用主機(jī)名來指定系統(tǒng)。主機(jī)名不容易忘而且便于檢查排版是否錯(cuò)誤。此外，服務(wù)器可以改變系統(tǒng)或與IP地址相關(guān)聯(lián)的特殊的主機(jī)名。使用主機(jī)名，可以讓客戶端通過主機(jī)名來查找需要的站點(diǎn)，即使主機(jī)更換了IP地址。如果不知道主機(jī)名，客戶socket必須知道服務(wù)器系統(tǒng)所使用的IP地址。通過提供IP地址來指定服務(wù)器會(huì)更快。當(dāng)您提供主機(jī)名時(shí)，socket要定位服務(wù)器系統(tǒng)，就要先搜索與這個(gè)主機(jī)名相關(guān)聯(lián)的IP地址。

        2.4.1.5 使用socket組件

        有客戶端sockets和服務(wù)器sockets兩個(gè)組件。它們?cè)试S你連接到其他的機(jī)器，并允許你通過這個(gè)連接讀寫信息。與每個(gè)sockets控件相關(guān)聯(lián)的是windows socket 對(duì)象，它們是一個(gè)實(shí)用的終端socket連接。ssocket控件使用windows socket對(duì)象去封裝windows socket API 調(diào)用，所以不需要你的應(yīng)用去關(guān)心怎么建立連接，也不需要去管理socket信息。。

        1.使用客戶端sockets

        在你自己的頁面上添加一個(gè)客戶端socket組件（TClientSocket)，把你的應(yīng)用變成一個(gè)TCP/IP客戶。指定你想連接的服務(wù)器socket和你希望服務(wù)器提供的服務(wù)。通過描述你想得到的連接，使客戶socket控件去完成連接服務(wù)。每個(gè)客戶socket控件都使用獨(dú)立的客戶windows socket對(duì)象(TClientWinSocket)去應(yīng)答連接中的客戶終端。使用客戶sockets：

        A.取得關(guān)于連接的信息

        當(dāng)成功連接到服務(wù)器socket后，可以使用你的客戶端socket控制相關(guān)的客戶的windows socket object獲取有關(guān)連接的信息。使用Socket property訪問客戶端窗口對(duì)象。一個(gè)properties，讓您確定在客戶端和服務(wù)器的連接中使用的地址和端口號(hào)。

        當(dāng)使用一個(gè)windows socket API調(diào)用時(shí)，可以通過使用SocketHandle property去獲得socket連接中使用的handle。也可以用Handle property去訪問windows,能夠獲得socket連接的信息。AsyncStyles property可以決定windows handle要接收信息類型。

        B、建立連接

        當(dāng)你在客戶socket控件中設(shè)置完成了你想要連接的服務(wù)器的屬性時(shí)，你就可以通過Open的方法來進(jìn)行連接。如果你希望你的應(yīng)用程序在啟動(dòng)時(shí)能夠自動(dòng)連接，在設(shè)計(jì)時(shí)，通過使用Object Inspector設(shè)置Active property為true來實(shí)現(xiàn)。

        C、指定想得到的服務(wù)

        客戶socket組件有一個(gè)數(shù)字properties，通過它可以指定你要連接到的服務(wù)器系統(tǒng)和端口?？梢杂弥鳈C(jī)名指定所需要的服務(wù)器系統(tǒng)。如果您不知道主機(jī)名，或者您是關(guān)注服務(wù)器的查找速度，您可以通過使用IP地址屬性來指定服務(wù)器系統(tǒng)的地址。您必須指定一個(gè)IP地址或者主機(jī)名。如果您都指定了，客戶socket控件會(huì)自動(dòng)使用主機(jī)名。除了服務(wù)器系統(tǒng)，您還必須指定客戶socket將連接到的服務(wù)器系統(tǒng)的端口。您可以使用Port property來指定服務(wù)端口號(hào)。也可以在Service property中使用服務(wù)名。如果您同時(shí)指定了端口號(hào)和服務(wù)的名稱，客戶socket控件會(huì)自動(dòng)使用服務(wù)名。

        D.關(guān)閉連接

        當(dāng)通訊完成要將socket連接關(guān)閉時(shí)，可以調(diào)用Close方法來關(guān)閉連接。如果連接由服務(wù)器端進(jìn)行關(guān)閉，你會(huì)收到一個(gè)ondisconnect的事件通知。

        2.使用服務(wù)器sockets

        在你自己的頁面添加一個(gè)服務(wù)端Socket組件使你的應(yīng)用成為一個(gè)TCP / IP的服務(wù)器。你可以指定要服務(wù)器sockets提供的服務(wù)或當(dāng)探查到客戶端請(qǐng)求時(shí)使用哪個(gè)端口。您可以使用服務(wù)器socket控件來監(jiān)視和允許客戶端連接請(qǐng)求。每個(gè)socket服務(wù)器控件都有一個(gè)單獨(dú)的windows socket Object(TServerWinSocket)來回答偵聽到的連接。它使用一個(gè)服務(wù)器客戶winodws socket Object(TServerClientWinSocket)來應(yīng)答所有連接的的客戶socket。

        A.指定端口

        在你的服務(wù)器socket還不能監(jiān)聽客戶請(qǐng)求時(shí)，你需要給你的監(jiān)聽服務(wù)指定一個(gè)端口?？梢酝ㄟ^Port property來指定端口。如果您的服務(wù)器應(yīng)用程序提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)，該服務(wù)將使用自定義相關(guān)端口。可以通過Service property指定固定的端口號(hào)。使用Service property，可以避免端口號(hào)的設(shè)置錯(cuò)誤。如果同時(shí)指定了Port property和Service property,服務(wù)socket將自動(dòng)使用服務(wù)名。

        B.監(jiān)聽客戶請(qǐng)求

        當(dāng)你在server socket控件上設(shè)置了端口號(hào)，就可以通過調(diào)用Open方法來監(jiān)聽連接?？梢酝ㄟ^使用Object Inspector設(shè)置Active 屬性為true來設(shè)置應(yīng)用程序在啟動(dòng)時(shí)可以自動(dòng)監(jiān)聽連接。

        C.連接到客戶端。

        監(jiān)聽服務(wù)socket控件會(huì)自動(dòng)接受監(jiān)聽到的連接請(qǐng)求。如果沒有收到通知，OnClientConnetc事件將發(fā)生。

        D.取得關(guān)于連接的信息

        當(dāng)你的服務(wù)器socket啟動(dòng)了監(jiān)聽連接，就可以通過與你服務(wù)器socket控件相關(guān)聯(lián)的服務(wù)器windows socket object來獲取連接的信息。可以用Socket property 來訪問server windows socket。object windows socket object的屬性可以讓你發(fā)現(xiàn)客戶端socket連接的所有活動(dòng)，通過socket服務(wù)器控件允許連接。使用Handle屬性來訪問通過socket連接接收到的信息。

        所有活動(dòng)的，連接的客戶應(yīng)用都是是通過服務(wù)、客戶windows socket bject (TServerClientWinSocket)封裝的?？梢酝ㄟ^server windows socket object的屬性來讀取這些信息。這些server client windows socket object的屬性可以讓你決定哪些地址和端口號(hào)給連接的客戶和服務(wù)器socket使用。如果你使用windows socket API調(diào)用，那么可以通過SocketHandle屬性來獲取socket連接時(shí)所使用的handle。也可以通過Handle屬性去讀取windows從socket連接處獲得的信息。windows handle將接收的信息類型由AsyncStyles屬性來決定。

        E.關(guān)閉連接

        可以通過調(diào)用Close方法來關(guān)閉監(jiān)聽連接。這時(shí)所有打開著的以及連接到客戶應(yīng)用的連接將會(huì)關(guān)閉，尚未同意的連接將會(huì)取消，然后會(huì)關(guān)閉監(jiān)聽連接，使你的服務(wù)socket控件不在接受任何新的連接請(qǐng)求。如果客戶端關(guān)閉了他們連接到你的server socket的獨(dú)立的連接時(shí)，服務(wù)端會(huì)在OnClientDisconnect事件中得到相關(guān)訊息。

        2.4.1.6 socket事件的應(yīng)答

        客戶在使用的過程中不可避免的會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的錯(cuò)誤事件，在產(chǎn)生錯(cuò)誤事件之后，socket就會(huì)有相應(yīng)的事件應(yīng)答的機(jī)制，在此過程中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)OnError事件，同時(shí)把錯(cuò)誤代碼改為0,以避免socket產(chǎn)生一個(gè)例外。

        2.4.2 Socket運(yùn)行原理詳解

        1、Socket中連接釋放原理

        上文中我們已經(jīng)對(duì)于建立連接的過程進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，下面我們將對(duì)與連接釋放的過程進(jìn)行分析,我們?cè)谶M(jìn)行連接釋放的過程中就意味著客戶關(guān)閉了連接，也就是說首先客戶通過相應(yīng)的客戶端調(diào)用close進(jìn)行連接的關(guān)閉，這時(shí)候客戶端就會(huì)想服務(wù)器發(fā)送一個(gè)FIN M包，服務(wù)器在接收到這個(gè)包之后，就會(huì)對(duì)FIN包進(jìn)行相應(yīng)的確認(rèn)，同時(shí)把結(jié)束的字符發(fā)送到相應(yīng)的客戶端上，同時(shí)客戶端也不會(huì)在接收到相應(yīng)的連接的數(shù)據(jù)。

        2、Socket中TCP發(fā)送原理

        在日常的實(shí)踐的過程中，我們?cè)赟ocket程序運(yùn)行的過程中關(guān)于TCP連接的建立大致可以分成三個(gè)重要的組成部分，也就說說我們?cè)诮CP連接的時(shí)候需要經(jīng)過以下流程：

        我們要建立一個(gè)TCP的連接，首先需要我們自己通過我們自身的客戶端把一個(gè)SYN J發(fā)送到相應(yīng)的服務(wù)器，服務(wù)器在接收到相應(yīng)的SYN J請(qǐng)求之后，需要對(duì)這個(gè)SYN J進(jìn)行確認(rèn)，也就是服務(wù)器對(duì)于用戶的SYN J發(fā)送一個(gè)SYN K作為響應(yīng)，同時(shí)在響應(yīng)的過程中通過ACK J 1進(jìn)行確認(rèn)；客戶在接受到服務(wù)器的響應(yīng)之后，同時(shí)需要發(fā)送一個(gè)確認(rèn)ACK K 1到響應(yīng)的服務(wù)器，只有通過這三次的流程，我們才可能建立一個(gè)TCP 連接。

        TCP在Socket發(fā)送的三次流程

        從上圖中我們可以清楚的看出，在建立連接的過程中，客戶端首先根據(jù)自身的需要向服務(wù)器發(fā)送一個(gè)連接請(qǐng)求的SYN J包，在這個(gè)過程中，客戶端所調(diào)用的是connect 命令，發(fā)送之后，客戶端中的connect就會(huì)進(jìn)入相應(yīng)的忙碌狀態(tài)；客戶端發(fā)送相應(yīng)的連接請(qǐng)求之后，服務(wù)器就會(huì)相應(yīng)的受到SYN J包，也就是接收到客戶的連接的請(qǐng)求，這時(shí)候服務(wù)器就會(huì)調(diào)用accept函數(shù)接受客戶的請(qǐng)求，同時(shí)向客戶端發(fā)送相應(yīng)的響應(yīng)SYN K以及確認(rèn)的ACK J 1；客戶端在接收到相應(yīng)的SYN K以及確認(rèn)的ACK J 1之后，connect就會(huì)返回，同時(shí)向服務(wù)器發(fā)送確認(rèn)包SYN K，服務(wù)器在接收到確認(rèn)的ACK K 1時(shí)，accept返回，這樣通過三次的流程我們就最終實(shí)現(xiàn)了建立連接的目的。

        2.5 多線程技術(shù)

        本次高校智能排課系統(tǒng)在應(yīng)用當(dāng)中，會(huì)出現(xiàn)同時(shí)多人、多角色同時(shí)使用同一模塊的情況，所以，需要用到多線程技術(shù)。 

        1）Thread t = new Thread()，初始化一個(gè)線程，實(shí)際上就是一個(gè)普通對(duì)象，此時(shí)他的狀態(tài)為New。

        2）t.start(); 線程處于就緒狀態(tài)（可運(yùn)行狀態(tài)），也就是隨時(shí)等待著運(yùn)行，不要小看這個(gè)start，這個(gè)start決定了他是否是一個(gè)真正的線程實(shí)例，因?yàn)閟tart為其準(zhǔn)備了線程環(huán)境，你若只是普通調(diào)用run方法，那么這就是一個(gè)普通的方法。處在這個(gè)時(shí)候的線程，都會(huì)去競(jìng)爭(zhēng)CPU資源，所以誰被競(jìng)爭(zhēng)到了CPU資源，也就是被調(diào)度Scheduler，那么他就可以從可運(yùn)行狀態(tài)到真正運(yùn)行狀態(tài)。

        3）當(dāng)線程獲取到了CPU資源時(shí)，線程就從可運(yùn)行狀態(tài)到真正運(yùn)行狀態(tài)，也就是Running，現(xiàn)在正在運(yùn)行。

        4）如果這個(gè)線程正在等待客戶輸入，也就是IO異常，等各種阻塞事件，也有可能是自己調(diào)用了sleep等阻塞事件，線程就會(huì)從運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)為阻塞狀態(tài)，這個(gè)狀態(tài)是不會(huì)發(fā)生任何事情的！

        5）一旦阻塞事件被清除，比如用戶已經(jīng)輸入完成，IO流已經(jīng)關(guān)閉，sleep也已經(jīng)超時(shí)等，線程從阻塞狀態(tài)變?yōu)榫途w狀態(tài)，又一次回到了可運(yùn)行狀態(tài)，隨時(shí)與別的線程競(jìng)爭(zhēng)資源，等待運(yùn)行！

        6）處于運(yùn)行狀態(tài)的線程可能會(huì)在運(yùn)行當(dāng)中遇到了同步方法或同步塊，也就是synchronized標(biāo)記的方法或塊，這個(gè)時(shí)候該線程獲到了對(duì)象的鎖，其他線程就無法進(jìn)入該同步方法，那么這些無法執(zhí)行的線程怎么辦呢？他們就都阻塞在這里，等待鎖的釋放，從新去競(jìng)爭(zhēng)鎖資源，因?yàn)橹挥袚碛墟i的線程才有資格繼續(xù)往下運(yùn)行，那么這里這些線程就阻塞在鎖池（Lock Pool）。

        7）一旦被阻塞在鎖池的線程競(jìng)爭(zhēng)到了鎖（之前的線程運(yùn)行完了或之前的線程在內(nèi)部跑出來異常，或者調(diào)用了wait等，都會(huì)釋放線程的鎖），那么這個(gè)線程就會(huì)從阻塞狀態(tài)轉(zhuǎn)為就緒狀態(tài)，不要以為這個(gè)線程會(huì)立刻執(zhí)行，這是不可能的，你要想到線程執(zhí)行都是要獲取到CPU資源的，如果沒有操作系統(tǒng)的調(diào)度，他們都沒有資格運(yùn)行。

        8）處于運(yùn)行狀態(tài)的線程可能會(huì)在運(yùn)行當(dāng)中進(jìn)入了同步方法或同步塊，這個(gè)時(shí)候他擁有了對(duì)象的鎖，至高無上，可是由于當(dāng)前環(huán)境可能導(dǎo)致他沒必要繼續(xù)執(zhí)行，所以他會(huì)自己讓出鎖資源讓別的線程也有機(jī)會(huì)繼續(xù)執(zhí)行，所以這個(gè)線程可能在synchronized內(nèi)部調(diào)用所對(duì)象的wait方法，一旦調(diào)用，當(dāng)前線程讓出鎖資源，同時(shí)自己進(jìn)入等待池（wait pool）中，直到被別的線程喚醒。如果沒有被喚醒就一直會(huì)處在等待池當(dāng)中，受到線程的阻塞，所以這個(gè)時(shí)候他們一心想要的是被喚醒，因?yàn)橹挥袉拘巡庞锌赡芾^續(xù)運(yùn)行。

        9）一旦被阻塞在等待池的線程被喚醒（可能是某個(gè)synchronized的線程調(diào)用了notify或notifyAll，也可能是外部調(diào)用 interrupt導(dǎo)致內(nèi)部拋出異常，也會(huì)獲取到鎖），那么這個(gè)線程就會(huì)從等待池轉(zhuǎn)為鎖池當(dāng)中，繼續(xù)阻塞，所以不要以為線程被喚醒就會(huì)繼續(xù)運(yùn)行，這是不可能的，他們同樣需要競(jìng)爭(zhēng)鎖資源。

        10）線程運(yùn)行過程中拋出異常，或者線程實(shí)在運(yùn)行完了，那么線程就結(jié)束了，也就是消亡期。運(yùn)行完了是不可以繼續(xù)start的，必須從新new 一個(gè)線程才能start。那么將是有一個(gè)生命周期。

        2.6 排課算法介紹

        隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)入上世紀(jì)90年代后，國(guó)內(nèi)外對(duì)課表編排問題的研究也活躍起來。在排課問題的研究領(lǐng)域中，研究人員提出了多種不同的智能排課算法。目前，解決課表編排問題的方法主要有如下幾種:

        1、優(yōu)先級(jí)算法

        優(yōu)先級(jí)算法的基本原理是把現(xiàn)實(shí)中的關(guān)于排個(gè)的影響因素進(jìn)行一定的搜集和歸納，把這些因素中的關(guān)于排課所涉及的老師、學(xué)生作為主要的研究的對(duì)象，同時(shí)把時(shí)間和空間加入到其中，組成優(yōu)先級(jí)算法的四維空間的組成部分。這樣我們就把排課問題的基本要素歸納成了算法中的一個(gè)4維的空間，而在排課過程中涉及的教學(xué)方案的計(jì)劃以及其他的對(duì)于排課的特別的要求作為我們實(shí)現(xiàn)四維空間優(yōu)化的約束條件。這樣，排課問題就會(huì)轉(zhuǎn)化為算法上的優(yōu)化問題。我們通過算法進(jìn)行排課的優(yōu)化。這種算法的優(yōu)點(diǎn)在于能夠把復(fù)雜的問題簡(jiǎn)單化，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了化整為零的目的，使得排課問題優(yōu)化成為一個(gè)簡(jiǎn)單的過程。

        2、模擬退火法算法

        模擬退火的算法是在上世紀(jì)八十年代初建立起來的，模擬退火算法建立的目的就是解決問題優(yōu)化問題。它的基本原理就是基于概率演算的基礎(chǔ)之上，首先賦予問題一個(gè)初始的解，初始解的前提就是滿足問題要求的基本條件。模擬退火法之所以叫做退火法就是在問題初始解的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)退火的過程，要求在退火的過程中實(shí)現(xiàn)我們對(duì)問題的優(yōu)化，退火的每個(gè)解都要求滿足問題的所有條件，其優(yōu)化的過程則是通過目標(biāo)函數(shù)的定義來實(shí)現(xiàn)的，因此模擬退火法非常適合在排課問題中的應(yīng)用，并且通過一些應(yīng)用的實(shí)踐的案例，證明模擬退火法的效果還是比較明顯的。

        2.7 本章小結(jié)

        本章主要對(duì)本次高校智能排課系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過程所要使用的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹，本次系統(tǒng)開發(fā)主要使用了目前比較流行的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫MySql，開發(fā)語言使用的是非常流行的PHP技術(shù)，以及普遍使用的B/S開發(fā)結(jié)構(gòu)，另外對(duì)本次只能開發(fā)系統(tǒng)所要使用的排課算法進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹。通過使用以上流行技術(shù)，可以確保本次系統(tǒng)的開發(fā)各種安全、效率得到有效的保證。

        第三章排課系統(tǒng)需求分析

        需求分析作為軟件開發(fā)基礎(chǔ)性的工作，是軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)中必不可少的步驟，它是軟件系統(tǒng)開發(fā)過程實(shí)施的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)。因此在系統(tǒng)需求分析階段，要精心安排到教務(wù)部門走訪調(diào)研，細(xì)致的進(jìn)行分析和總結(jié)，做出精煉、準(zhǔn)確、詳實(shí)的需求分析說明。

        3.1 排課系統(tǒng)業(yè)務(wù)分析

        課程表作為專業(yè)教學(xué)培養(yǎng)方案實(shí)施的教學(xué)安排表，是學(xué)生課堂學(xué)習(xí)和教師教學(xué)進(jìn)程的具體實(shí)施方案，排課過程就是對(duì)課程、時(shí)間、教師、學(xué)生、教學(xué)場(chǎng)地綜合一體的統(tǒng)籌安排的過程，它對(duì)教務(wù)人員來說是一項(xiàng)十分繁重而復(fù)雜的工作。

        排課對(duì)每一個(gè)專業(yè)來說應(yīng)盡量滿足一個(gè)最優(yōu)的安排方案。在實(shí)際排課操作中，這種最優(yōu)的排課方案其實(shí)不是唯一的，甚至有很多種可行的方案。學(xué)生在一周的學(xué)習(xí)中課程安排需要合理且符合教學(xué)要求，針對(duì)不同課程的性質(zhì)和教學(xué)環(huán)節(jié)的特點(diǎn)進(jìn)行合理的分析安排，同時(shí)還要處理好專業(yè)必修課和公共選修課之間的關(guān)系，為學(xué)生提供最大程度地獲取知識(shí)和技能的空間。

        3.1.1 排課根本的限制條件

        排課基本的約束條件是排課過程始終要遵守并必須得到滿足的要求，歸納排課過程的基本約束條件有如下幾點(diǎn):

        (1)在同一個(gè)課程安排的時(shí)間段，同一個(gè)行政班不能排多門課程或在多個(gè)教室上課。

        (2)在同一個(gè)課程安排的時(shí)間段，同一位教師的同一門課程不能安排兩個(gè)以上的教學(xué)班上課。

        (3)在同一個(gè)課程安排的時(shí)間段，同一位教師不能安排兩門以上的不同課課程。

        (4)滿足課程排課合理性要求，如根據(jù)課程性質(zhì)課程排在上午或下午上課，多學(xué)時(shí)要隔天排課等。

        (5)在同一個(gè)課程安排的時(shí)間段，同一位教師不能安排在兩個(gè)以上的教室中上課。

        (6)在同一個(gè)課程安排的時(shí)間段，同一個(gè)教室不能排兩門以上課程或有多個(gè)教學(xué)班上課。

        (7)在同一個(gè)課程安排的時(shí)間段，同一專業(yè)的行政班不能排兩門以上的必修課。

        (8)滿足課程對(duì)教學(xué)場(chǎng)地的要求，如容納學(xué)生數(shù)量的要求、多媒體教室的要求等。

        (9)對(duì)于兼課較多的教師，為保證教師有充足的授課精力，同一位教師一天排課不能超過4學(xué)時(shí)。

        3.1.2 程序智能排課的基本需求

        在歸納出上述排課的基本約束的條件后，針對(duì)自動(dòng)排課系統(tǒng)的整體基本需求，即對(duì)系統(tǒng)有哪些要求，需要系統(tǒng)完成哪些工作，作了進(jìn)一步的概括與總結(jié)，說明如下:

        (1)對(duì)課程安排的結(jié)果提供良好的系統(tǒng)反饋手段，方便教務(wù)人員對(duì)課程安排進(jìn)行調(diào)整。

        (2)按照學(xué)期教學(xué)任務(wù)書中的課程所劃分的教學(xué)班，實(shí)施按專業(yè)行政班進(jìn)行沖突檢測(cè)的自動(dòng)排課過程;

        (3)對(duì)同一時(shí)間段的必修課與選修課的教學(xué)班總?cè)萘窟M(jìn)行控制，確保學(xué)生有充足的選課空間;

        (4)滿足排課的基本約束條件，并能夠自動(dòng)核查專業(yè)必修課和公選課排課沖突;

        3.1.3 主要的業(yè)務(wù)流程分析

        自動(dòng)排課系統(tǒng)的業(yè)務(wù)主要包括了排課信息錄入、自動(dòng)排課和課程表查詢這三項(xiàng)業(yè)務(wù)工作內(nèi)容。為了更加清楚的表達(dá)自動(dòng)排課系統(tǒng)的業(yè)務(wù)工作流程,教務(wù)人員在登錄界面輸入用戶名和登錄密碼登錄，登錄系統(tǒng)后需要對(duì)各專業(yè)課程的排課信息資料進(jìn)行錄入，包括了課程周學(xué)時(shí)的計(jì)算、使用教學(xué)場(chǎng)地的類型、課程排課的優(yōu)先級(jí)、參加自動(dòng)排課的課程等信息。教務(wù)人員在連續(xù)錄入若干個(gè)課程相關(guān)排課資料后，系統(tǒng)更新數(shù)據(jù)庫提交保存錄入的信息。

        自動(dòng)排課活動(dòng)圖中，教務(wù)人員在登錄界面輸入用戶名和密碼，經(jīng)系統(tǒng)驗(yàn)證正確后，進(jìn)入系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)排課業(yè)務(wù)。系統(tǒng)按照學(xué)期教學(xué)任務(wù)書中的課程所劃分的教學(xué)班，實(shí)施按專業(yè)行政班進(jìn)行沖突檢測(cè)的排課過程，應(yīng)用自動(dòng)排課算法進(jìn)行自動(dòng)排課。當(dāng)所選課程教學(xué)班中的每一個(gè)行政班排課均不沖突，則該門課程教學(xué)班排課成功，隨后更新系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫保存排課數(shù)據(jù)。如果所選課程教學(xué)班排課沖突無法安排或未排完所有課程教學(xué)班時(shí)，則繼續(xù)選擇其它未安排的課程進(jìn)行排課。全部課程教學(xué)班已排完后，結(jié)束自動(dòng)排課。

        教師在登錄界面輸入用戶名和密碼，經(jīng)系統(tǒng)驗(yàn)證正確后，進(jìn)入系統(tǒng)進(jìn)行課程表查詢業(yè)務(wù)。用戶可以按要求設(shè)置查詢的專業(yè)行政班、教師姓名或課程名稱等查詢條件，系統(tǒng)生成相應(yīng)的課程表。

        3.2 系統(tǒng)具體需求分析

        自動(dòng)排課系統(tǒng)建立在以校園網(wǎng)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境上，實(shí)現(xiàn)高校的日常教務(wù)排課管理的功能需求。根據(jù)高校的管理和實(shí)際需求及學(xué)院的教學(xué)管理特點(diǎn)，用戶權(quán)限的管理要求設(shè)置為:系統(tǒng)管理員、教務(wù)排課人員、教師等一般用戶的多級(jí)權(quán)限管理模式。利用分層授權(quán)和客戶端訪問權(quán)限等方式來保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性。

        在系統(tǒng)功能方面，根據(jù)排課系統(tǒng)業(yè)務(wù)需求分析和對(duì)目前本人工作所在學(xué)院的調(diào)查研究，并兼顧系統(tǒng)對(duì)未來可擴(kuò)展性的需求的基礎(chǔ)上，確定出高校自動(dòng)排課系統(tǒng)應(yīng)包括的功能分別為:系統(tǒng)管理、用戶管理、排課信息管理、智能排課管理、課程表信息發(fā)布與查詢，共五個(gè)功能模塊。

        3.2.1 系統(tǒng)管理模塊需求

        系統(tǒng)管理完成用戶登錄與退出以及系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的管理功能。

        3.2.2 用戶管理模塊需求

        用戶管理完成對(duì)用戶權(quán)限授權(quán)的管理;排課信息管理負(fù)責(zé)自動(dòng)排課所需基本信息的錄入管理。

        3.2.3 排課信息管理模塊需求

        該模塊主要是系統(tǒng)管理員對(duì)高校智能排課系統(tǒng)所需要的基本信息的增刪改查等功能。

        3.2.4 智能排課管理模塊需求

        自動(dòng)排課管理完成自動(dòng)排課功能;

        3.2.5 課程表信息發(fā)布與查詢模塊需求

        課程表查詢提供了信息發(fā)布與信息共享的功能。

        3.3 性能需求分析

        系統(tǒng)的功能性需求是對(duì)高校管理教務(wù)系統(tǒng)中所有功能模塊的工作內(nèi)容進(jìn)行的需求分析，側(cè)重于系統(tǒng)的主體功能和客戶的基礎(chǔ)要求，但是一個(gè)系統(tǒng)能否正常的、穩(wěn)定的運(yùn)行還需要關(guān)注功能性需求以外的非功能性需求。通過對(duì)系統(tǒng)的非功能性需求的整理和分析，獲得了以下系統(tǒng)的非功能性需求：

        系統(tǒng)的可靠性，由系統(tǒng)的可維護(hù)性和適應(yīng)性兩個(gè)方面組成。能夠保證學(xué)生公寓管理系統(tǒng)能夠保持長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)行；在異常情況下能夠進(jìn)行一定的系統(tǒng)修復(fù)能力和數(shù)據(jù)還原能力。不可以出現(xiàn)頻繁的系統(tǒng)崩潰或者無可用狀況出現(xiàn)。

        系統(tǒng)的易用性，該交通應(yīng)急指揮系統(tǒng)的操作人員主要為系統(tǒng)操作人員。因此需要保證系統(tǒng)具有良好的易用性和完備的幫助文檔或渠道。

        系統(tǒng)安全性，應(yīng)急指揮系統(tǒng)中保存不少的以往突發(fā)事件信息，這些數(shù)據(jù)信息是該對(duì)后續(xù)的事故分析及其它案情分析非常有幫助，所以該系統(tǒng)需要能夠避免系統(tǒng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)竊取、篡改的情況發(fā)生。

        系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，該應(yīng)急指揮系統(tǒng)由于涉及到方面比較廣，后期會(huì)進(jìn)行系統(tǒng)功能的優(yōu)化和修改，為了較少系統(tǒng)后期改造的成本和風(fēng)險(xiǎn)，需要保證系統(tǒng)具有良好的可擴(kuò)展性。

        3.4 本章小結(jié)

        本章首先對(duì)自動(dòng)排課系統(tǒng)業(yè)務(wù)內(nèi)容和工作流程進(jìn)行了詳細(xì)的需求分析。對(duì)高校教育規(guī)律下的排課原則、排課基本約束條件以及排課系統(tǒng)的基本需求進(jìn)行了深入的分析。同時(shí)針對(duì)不同需求進(jìn)行分類，并通過業(yè)務(wù)的主要活動(dòng)圖的形式進(jìn)行了說明。對(duì)系統(tǒng)功能需求進(jìn)行了描述，分析了系統(tǒng)非功能性的需求，使我們對(duì)排課系統(tǒng)有了一個(gè)整體準(zhǔn)確清晰的認(rèn)識(shí)和設(shè)計(jì)方向。

        第四章智能排課系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

        本章進(jìn)入智能排課系統(tǒng)的物理設(shè)計(jì)階段。通過在系統(tǒng)需求分析階段所確定的系統(tǒng)邏輯模型、功能等方面的要求，設(shè)計(jì)出能夠在校園網(wǎng)絡(luò)環(huán)境上運(yùn)行的具體的實(shí)施方案，即建立自動(dòng)排課系統(tǒng)的物理模型，完成自動(dòng)排課系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

        4.1 智能排課系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

        4.1.1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)

        智能排課系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)是提供一個(gè)準(zhǔn)確的、高效的、可靠的課程表安排的解決方案，能夠科學(xué)、合理地分配與使用各種教學(xué)資源，課程表編排符合教學(xué)規(guī)律，更加人性化，從而有利于提高高校教學(xué)管理水平和教學(xué)質(zhì)量。在新的完全學(xué)分制教學(xué)管理改革的要求下，配合新的專業(yè)培養(yǎng)方案的實(shí)施，滿足學(xué)生選課、選講臺(tái)的需要，最大限度的提供優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源，確保教學(xué)管理工作的順利進(jìn)行。

        4.1.2 系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)

        將系統(tǒng)劃分為四個(gè)層次。其中，硬件層是系統(tǒng)的最底層，是系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)的基礎(chǔ)，保證了整個(gè)系統(tǒng)的正常實(shí)施，包括校園網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、排課工作站、課表查詢工作站等硬件資源。數(shù)據(jù)層包括計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、后臺(tái)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器系統(tǒng)、以及前臺(tái)數(shù)據(jù)庫開發(fā)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)排課數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與管理。系統(tǒng)層體現(xiàn)了自動(dòng)排課系統(tǒng)軟件的各個(gè)功能模塊的組成，它是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心，包括系統(tǒng)管理、用戶管理、排課信息管理、排課系統(tǒng)管理、以及課程表查詢。系統(tǒng)的最高層是用戶層，包括系統(tǒng)的用戶界面、系統(tǒng)管理員、教務(wù)人員排課用戶、教師等一般查詢用戶。系統(tǒng)的四個(gè)層次間不允許跨層調(diào)用，只能在本層子系統(tǒng)之間或與下一級(jí)的子系統(tǒng)產(chǎn)生依賴關(guān)系。系統(tǒng)層次間的數(shù)據(jù)傳輸是通過實(shí)體在層間進(jìn)行的，各層均有實(shí)體進(jìn)行封裝，相鄰兩層之間的數(shù)據(jù)訪問是通過訪問接口實(shí)現(xiàn)的。

        4.1.3 智能排課系統(tǒng)邏輯模型

        根據(jù)排課系統(tǒng)業(yè)務(wù)分析和系統(tǒng)需求構(gòu)建系統(tǒng)的邏輯模型，系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖如下：

        根據(jù)各專業(yè)教學(xué)培養(yǎng)方案的計(jì)劃安排學(xué)期教學(xué)任務(wù)書，排課前需要向教學(xué)任務(wù)書補(bǔ)充排課相關(guān)排課信息。首先根據(jù)課程開課專業(yè)人數(shù)、課程性質(zhì)等要求，分配教學(xué)班，一般每個(gè)教學(xué)班有若干專業(yè)行政班組成。其次，根據(jù)課程開課起始周和結(jié)束周計(jì)算課程的周學(xué)時(shí)，填入教學(xué)任務(wù)數(shù)據(jù)中。第三，針對(duì)課程的開課要求，設(shè)置課程排課優(yōu)先級(jí)，確定哪些課先排，哪些課后排。排課數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好后，進(jìn)入系統(tǒng)自動(dòng)排課階段，通過系統(tǒng)排課算法判斷教師、專業(yè)課程、教學(xué)班、行政班、教學(xué)場(chǎng)地的沖突，按課程排課優(yōu)先級(jí)和上課時(shí)間安排表應(yīng)用自動(dòng)排課算法進(jìn)行課程表自動(dòng)編排。排課完成后，根據(jù)不同用戶對(duì)象的使用用途的需要發(fā)布專業(yè)課程安排表、教學(xué)班課程安排表、教室使用情況表等。

        4.2 智能排課系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

        根據(jù)系統(tǒng)功能需求進(jìn)行系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)。

        4.2.1 系統(tǒng)管理模塊

        實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)基本管理功能，如用戶登錄，教學(xué)任務(wù)信息，教師信息、教學(xué)場(chǎng)地信息、行政班級(jí)信息、課程上課時(shí)間表等數(shù)據(jù)的導(dǎo)入功能。

        4.2.2 用戶管理模塊

        實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)用戶權(quán)限的管理。為了保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的安全，不同的用戶具有不同的操作權(quán)限，用戶權(quán)限分別為系統(tǒng)管理員一教務(wù)人員一教師，不同權(quán)限的用戶對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的操作范圍是不同的，對(duì)于權(quán)限最低的用戶，只能進(jìn)行查詢，沒有對(duì)排課數(shù)據(jù)的修改權(quán)限。

        4.2.3 排課信息管理模塊

        該模塊是為了智能排課做準(zhǔn)備，沒有該模塊提供的大量的排課信息，后面的智能排課模塊就發(fā)揮不了作用，甚至排出錯(cuò)誤的課程表。排課信息包括有課程開課周學(xué)時(shí)數(shù)據(jù)、課程排課優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)、其它約束條件等。這個(gè)模塊事件上就是完成這些基本數(shù)據(jù)的增刪改查及批量操作功能。

        4.2.4 智能排課模塊

        智能排課模塊是整個(gè)高效智能排課系統(tǒng)的非常重要的模塊，在前面系統(tǒng)管理員錄入信息的基礎(chǔ)上，使用核心的排課算法進(jìn)行計(jì)算，通過不同條件的限制，排出另教務(wù)人員和老師都滿意的課程表。

        4.2.5 課程表信息發(fā)布與查詢模塊

        該模塊通過不同的查詢方式，可以查詢到自己想要的課表信息，例如，可以選擇教師，也可以選擇教學(xué)班級(jí)，也可以選擇專業(yè)，也可以選擇課程，同樣，也可以選擇教室等。意味著可以選取其中的一個(gè)或者多個(gè)進(jìn)行查詢。

        4.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

        對(duì)于數(shù)據(jù)庫來說，不僅僅是建立幾個(gè)表，建立幾個(gè)字段，最為重要的是分析清楚各個(gè)表之間對(duì)應(yīng)的關(guān)系，其實(shí)，每個(gè)表就代表了一個(gè)實(shí)體，分析清楚了這些實(shí)體，就弄清楚了整個(gè)表之間的關(guān)系。在設(shè)計(jì)表時(shí)，一定要規(guī)范，在考慮表和表之間的關(guān)系時(shí)，要做到精干，防止冗余的數(shù)據(jù)出現(xiàn)，盡量做到數(shù)據(jù)庫中每個(gè)表都能夠正常的分配，這樣，在算法程序調(diào)用的時(shí)候，數(shù)據(jù)需求合理。盡可能做到合理的、恰當(dāng)?shù)挠嘘P(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的研究與設(shè)計(jì)，這樣，就保證了整個(gè)應(yīng)用程序能夠高效的運(yùn)行，同樣，也簡(jiǎn)化了整個(gè)高效智能排課系統(tǒng)的運(yùn)行方式。

        4.3.1 數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)

        4.3.2 各表詳細(xì)設(shè)計(jì)

        以總體設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)分析，并且按照數(shù)據(jù)庫規(guī)范要求，從整體需求出發(fā)，設(shè)計(jì)了下面總共11個(gè)數(shù)據(jù)表的表結(jié)構(gòu)信息。

        1、課程代碼表(KeCheng)

        課程代碼表：此表是用來描述某門課程的具體信息的表。主要包括唯一標(biāo)識(shí)、課程代碼、課程名稱、課程簡(jiǎn)稱、性質(zhì)、學(xué)分、學(xué)時(shí)等7個(gè)字段。其中，性質(zhì)有兩個(gè)選項(xiàng)：即“必須”和“選修”，前者是自己所在專業(yè)方向上的課程，后者代表了沒有專業(yè)屬性的那些課。

        2、教師代碼表(JiaoShi)

        教師代碼表：此表是用來記錄教師信息的表。主要包括唯一標(biāo)識(shí)、教師的代碼、老師的姓名、老師所在組的代碼等4個(gè)字段。其中，考慮到一個(gè)課程有好幾個(gè)老師代課，所以教師的代碼與教師的名稱字段長(zhǎng)度要稍長(zhǎng)一些，這樣以來，可以有多個(gè)老師的信息存儲(chǔ)在表中。

        3、教學(xué)任務(wù)安排表(TeaShech)

        教學(xué)任務(wù)安排表：此表是整個(gè)排課系統(tǒng)的基礎(chǔ)表，存儲(chǔ)了排課信息的基本資料。主要包括唯一標(biāo)識(shí)、學(xué)期、課程代碼、代課老師代碼、班級(jí)代碼、上課類型、首周、末周、每周學(xué)時(shí)、優(yōu)先級(jí)、標(biāo)志和最大次數(shù)等12個(gè)字段。

        沒有這個(gè)表，就不能進(jìn)行自動(dòng)排課，所以本系統(tǒng)必須由系統(tǒng)管理員首先錄入排課的基礎(chǔ)資料。其中，每門課程必須要有那幾周開始、那幾周結(jié)束，當(dāng)然了，也可以設(shè)置系統(tǒng)默認(rèn)的以普遍規(guī)律默認(rèn)給出每周學(xué)時(shí)。給每門課程設(shè)置優(yōu)先級(jí)，這樣，排課時(shí)，就有了排課前后的依據(jù)，哪些優(yōu)先級(jí)高的，肯定排在前面，這樣，對(duì)學(xué)生和老師來講，都會(huì)得到較好的教學(xué)效果。另外一個(gè)字段，標(biāo)志，當(dāng)標(biāo)志為“0”時(shí)，代表在系統(tǒng)自動(dòng)排課時(shí)，不起作用。像哪些實(shí)際課程，還有前、后半學(xué)期課程時(shí)間、地點(diǎn)完全重合，這些都不用系統(tǒng)排課；當(dāng)值是“1”時(shí)，意思是本門課程需要系統(tǒng)排課；當(dāng)值是“2”時(shí)，就代表了該門課程已經(jīng)被系統(tǒng)排課；當(dāng)值是“2”時(shí)，就代表了該門課程因?yàn)楹推渌n程時(shí)間相同而不能參與系統(tǒng)自動(dòng)排課。而最大次數(shù)能夠控制系統(tǒng)排課的功能與效果。

        4、班級(jí)信息表(CC)

        班級(jí)信息表：該表是用來記錄班級(jí)詳細(xì)信息的表。主要包括唯一標(biāo)識(shí)、班級(jí)名稱、專業(yè)標(biāo)志、班級(jí)人數(shù)等4個(gè)字段。其中，班名就包含了專業(yè)和年級(jí)信息。

        5、教學(xué)班代碼表(SC)

        教學(xué)班代碼表：此表是用來記錄上課的班級(jí)的表。主要包括唯一標(biāo)識(shí)、班級(jí)代碼、班級(jí)名稱、班級(jí)的容量等4個(gè)字段。其中，班代碼的格式為：學(xué)期鏈接“-”鏈接課程代碼鏈接“-”序號(hào)，如“20141-ITC 140001 C-1”代表了2014-2015學(xué)年首個(gè)學(xué)期“大學(xué)英語”課程首次教學(xué)班的代碼，而班的名稱這樣命名：課程簡(jiǎn)稱 年級(jí) 序號(hào) 層次，而班的名稱和班的代碼能夠由計(jì)算機(jī)自己計(jì)算生成。

        6、專業(yè)代碼表(SpecaPL)

        專業(yè)代碼表：該表是用來記錄專業(yè)內(nèi)容的的表。主要包括唯一標(biāo)識(shí)、專業(yè)代碼、專業(yè)名稱、級(jí)別等4個(gè)字段。該表其實(shí)就是記錄高校所擁有的所有的專業(yè)信息的表。

        7、教學(xué)班行政分配表(CDB)

        教學(xué)班行政分配表：該表是用來記錄教學(xué)班行政分配內(nèi)容的的表。主要包括唯一標(biāo)識(shí)、學(xué)期、教學(xué)班代碼、行政班標(biāo)志等4個(gè)字段。這里提醒一下，該表只適用哪些必須課的教學(xué)班的。

        8、上課時(shí)間表(ShangKeShiJianBiao)

        上課時(shí)間表：該表是用來記錄上課名稱和代碼對(duì)應(yīng)關(guān)系的的表。主要包括唯一標(biāo)識(shí)、上課時(shí)間代碼、上課時(shí)間等3個(gè)字段。該表其實(shí)就是記錄上課的時(shí)間和其代碼所對(duì)應(yīng)的關(guān)系。上課時(shí)間代碼由5為字符組成，第2, 3位和第4, 5位分別代表課程節(jié)次。