选课及成绩管理系统数据库设计案例
目 录1 概述12 需求分析12.1 教学学期设置12.2教学计划管理12.3 排课32.4 学生选课42.5 停课处理62.6 选课查询72.7 成绩登记及审核72.8 成绩及学分查询92.9 系统管理103 概念结构设计113.1 教学管理子系统分E-R图113.2 选课子系统分E-R图123.3 系统管理子系统分E-R图133.4 全局E-R图133.5 修改与重构144 逻辑结构设计154.1 将E-R图转换为关系模型154.2 数据模型优化164.3 设计用户子模式165 物理结构设计175.1参数分析175.2 存取方法设计185.3 存储结构设计186 安全性设计187 总结19附录20选课及成绩管理系统数据库设计1 概述XXX大学本科教学拟采用选课制，允许学生自主选择自己喜欢的课程、教师和上课时间，能满足学生不同的要求和爱好。每学期开学之前学生通过网站或微信公众号进行选课，选课时应避免“贪多”、避免“盲目选课”，同时要根据自身的学习能力和专业要求合理选课。选课及成绩管理系统以学生选课和成绩管理功能为核心，服务于大学的日常教学管理，要求操作方便、界面友好及良好的性能，并能适当考虑未来之变化和扩展。2 需求分析根据调查了解，三峡大学选课的基本流程为：各教学单位录入各个学期要开设的课程和班级安排教师排课学生选课停课处理生成选课名单、学生课表及教师课表录入考试成绩成绩查询等，按照以上流程，分析各环节的详细功能需求。2.1 教学学期设置由学校教务处相关管理人员登录后可设置教学学期，包括开学日期、结束日期、学期名称、周数等信息。2.2教学计划管理各培养单位根据专业人才培养方案的要求，填报需要开设的课程，然后按照课程的开课单位汇总到承担教学任务的学院或部门，由教学单位根据教师、实验室等情况设置具体的开班班级，生成课程的开课计划。开课计划要求可以分系部或教研室导出为EXCEL格式文件，由系部或教研室安排各班的任课教师及上课的具体安排（如起止周、周学时、教室要求等），然后由教学单位录入选课系统。注意：培养单位和教学单位可能是不同的部门，如培养单位为计算机与信息学院，教学单位可能为其他学院，如理学院（数学、物理等课程）、外国语学院（英语）、体育学院等。信息要求：填报开设课程需要获取系统存储的课程信息，如课程号、课程名称、学时、学分、开课单位等，并录入开课人数、开课专业、年级、必修选修、课程属性（基础、专业基础、专业、其他）等信息，开课专业和年级可以选择多个专业和年级。生成开课计划存储后汇总到教学单位。生成教学计划时教学单位首先从存储的开课计划中筛选开课单位为本单位的教学任务，对每一门开课需求，根据开课人数和教学条件输入开设教学班数，生成初步教学计划，并给予每个教学计划生成一个教学计划编号。各教学系部或教研室填写教学计划的任课教师（可以有多个教师）、起止周、周学时、教室要求（普通教室、多媒体教室、智慧教室、实验室等），并交由教学单位的教学办人员录入，存储为最终开课计划。表1 开课计划数据项名称含义及别名数据类型长度完整性要求课程号每一门课程的编号字符型6唯一课程名称字符型100学时数值型5，11学时单位字符型1节或周学分数值型4，10.5开课单位部门编号字符型6已经存在的部门编号单位名称字符型40开课人数整型>0开课专业字符型300已存在专业的专业号集合专业名称字符型50开课年级字符型40是否必修字符型10或1课程属性字符型201基础、02专业基础、03专业、04其他开课学期学期编号整型开课计划编号自增长整型唯一教学计划编号自增长整型唯一任课教师字符型42已存在的教师编号的集合教师编号字符型6教师姓名字符型30密码字符型50所属学院字符型6已经存在的单位编号班级号同一课程连续增加整型0选课人数上限整型0开始周整型1且学期周数结束周整型开始周且学期周数周学时整型2是否排课字符型10是1否教室要求字符型201普通教室、02多媒体教室、03智慧教室、04实验室、05其他处理要求：教学计划管理的处理逻辑较简单，处理量及并发量都不大。2.3 排课根据生成的最终教学计划和学校现有的教室资源，由系统进行自动排课，生成初步排课结果，特殊情况（如教师变动）再进行人工调整。排课结果要求可以导出为EXCEL文件。信息要求：获取存储的教学计划、教室信息、上课节次信息，进行排课并生成排课结果，如上课时间、地点等信息。表2 排课数据项名称含义及别名数据类型长度完整性要求教室号门牌号字符型5容纳人数整型教室类型字符型201普通教室、02多媒体教室、03智慧教室、04实验室、05其他排课编号自增长整型唯一开始周整型1且学期周数结束周整型开始周且学期周数星期整型1且7节次整型学校设置的上课节次编号学时整型单双周字符型10全部1单周2双周教学计划相关数据项见表1，不再重复列出。表1和表2中的开始周、结束周、学时虽然名称相同，但含义不同，属于同名异义。表1中的开始周、结束周表示这门课程的起止周，表2中的开始周、结束周表示某一排课的结果的起止周，学时分别表示课程的总学时及这次课的学时。另外，表1中的教室要求和表2中的教室类型虽然名称不同，但含义一样，属于异名同义。处理要求：排课虽然使用频率很低，但处理逻辑比较复杂，现有比较成熟的算法有遗传算法、模拟退火算法、禁忌搜索算法等，各有优缺点。排课应该满足以下要求：u 容纳人数。安排教室的容纳人数应大于等于开课计划的选课人数上限；u 周学时。每周安排的学时数不能大于教学计划的周学时；u 起止周。排课的开始周和结束周原则上应该在教学计划的起止周内；u 教师冲突。同一教师同一时间只能安排一次课；u 教室冲突。同一教室同一时间只能安排一次课；u 教室要求。排课必须满足教室要求；u 总学时。排课的学时要等于课程的学时；u 原则上要求同一课程的两次排课之间尽可能相隔一天及以上；u 对不需要排课的课程不进行处理。2.4 学生选课课程排完之后，可以开放学生选课。一旦学生开始选课就不允许再修改上课时间（星期、节次等），但可修改任课教师和教室。学生登录之后根据课程的开课专业及开课年级查询获取可选课程的开课计划及排课情况，学生根据教师、上课时间等自主选课。选课保存成功时，应返回学生已选课程结果列表、已选总学分等信息，保存失败时要返回明确的提示信息。学生只能在规定的时间内才能选课。登录成功后可按正常、重修及重考分别选课。选课时根据学生的专业、年级、开课学期等筛选教学计划和排课结果返回以供学生选课。三种选课方式的主要区别在于对开课计划的筛选方式不一样，正常选课筛选该学生还未选修的课程，重修筛选该学生已修但未及格的课程，重考筛选该学生已修且已及格的课程。信息要求：学生登录时要获取学生的基本信息，如学号、密码、姓名、专业、年级等， 然后根据学生的专业和年级筛选出当前学生可以选择的教学计划及课程信息，包括开课计划编号、课程号、课程名、学分、学时、教师、选课人数上限、已选人数、教室、开始周、结束周、星期、节次、单双周等信息，并获取每学期最大可选学分数及该学生已选学分数，选择一门课程后，需要存储选课结果，包括学号、教学计划编号、选课学期、选课类型等信息。表3 选课数据项名称含义及别名数据类型长度完整性要求选课开始时间日期型选课结束时间日期型教学计划编号整型课程号字符型6课程名称字符型100学分数值型4，10.5教师姓名字符型200选课人数上限整型0已选人数整型0,默认0教室号门牌号字符型5开始周整型1且学期周数结束周整型开始周且学期周数星期整型1且7节次整型学校设置的上课节次编号单双周字符型10全部1单周2双周学号字符型10学生姓名字符型50密码字符型50专业字符型2已存在专业的专业号年级整型微信号字符型30选课编号自增长整型唯一选课学期学期编号整型选课类型字符型201正常02重修03重考04补考成绩整型0且100最大学分数每学期限选学分整型处理要求：选课虽然每学期只进行几次，但短时间内处理频率高，并发量大，容易形成性能瓶颈。选课时要满足以下条件：u 一门课程一个学期只能选一个班；u 每学期的选课总学分不能超过最大学分数（不含重考学分）；u 正常选课的上课时间不能冲突（对不排课的课程不处理）；u 不能超过选课人数上限，重考的不计算选课人次；u 必须满足开课对象和年级要求；u 学生选课成功时应更新课程的已选人数；u 选课期间可退选课程，选课结束后不能再改变。2.5 停课处理选课结束后对选课人数不足的教学计划做停课处理。信息要求：从存储的开课计划中筛选出选课人数低于停课人数的开课计划，由各开课学院的教学办管理人员进行确认停课。确认停课的修改开课状态、已选人数并删除选课名单。表4 停课数据项名称含义及别名数据类型长度完整性要求停课人数整型1 开课状态字符型10为正常(默认)1为停课其他教学计划、选课的数据项在表3中都已列出。处理要求：停课处理简单，停课的时候要修改开课状态为1、已选人数为0并删除相应的选课名单，如需通知停课学生需要在删除学生名单之前通过微信公众号向学生推送消息。2.6 选课查询选课结束后可以查询统计选课名单、学生课表、教师课表、点名册等。查询结果的显示要符合使用习惯。 信息要求：选课名单和点名册查询可根据教师、课程名称等查询开课计划，选择教学计划后获取选课名单，应包括学号、姓名、专业、所属学院、选课类型等信息。学生课表根据学号和学期来筛选选课结果，学期可根据当前日期自动获取。教师课表根据教师编号或姓名、学期、开课状态（只显示未停课的）来筛选排课结果。选课查询处理并不产生新的数据项，查询所需数据项在前面都已列出。处理要求：学生课表的查询频率较高，其他的查询频率都很低，但选课结果的数据量较大，可能影响查询速度，须进行查询优化。课表中对排课的和不排课的应分开显示。2.7
