隨著高校信息化建設的不斷深入，計算機實驗室（機房）作為教學與科研的重要場所，其使用頻率和調度復雜度日益增加。傳統的機房排課方式多依賴人工表格或簡單工具，存在效率低、易沖突、資源利用率不均衡等問題。針對這一現狀，設計與實現一款高效、智能、易用的機房排課系統，具有重要的現實意義。本畢業設計旨在開發一款基于SpringBoot框架的機房智能排課系統，系統編號暫定為vhu12，致力于為計算機系統服務提供專業化的調度解決方案。

一、 系統核心目標與意義

本系統的核心目標是利用現代Web開發技術，構建一個集機房信息管理、課程信息管理、智能自動排課、沖突檢測、可視化課表展示及權限管理于一體的綜合性服務平臺。其重要意義體現在：

1. 提升管理效率：自動化處理排課流程，大幅減少教務人員的人工操作與核對時間。
2. 優化資源配置：通過智能算法，綜合考慮機房設備、軟件環境、課程類型、班級人數、教師偏好等多重約束條件，實現機房資源的高效、公平利用。
3. 避免調度沖突：強大的沖突檢測機制能確保同一時間、同一機房不會被重復安排，同時考慮教師、班級的時間沖突。
4. 增強服務體驗：為教師、學生及管理員提供清晰、直觀的Web界面，方便查詢、申請和調整課表。
5. 促進計算機系統服務標準化：將機房管理流程數字化、規范化，為教學活動的穩定運行提供可靠的技術保障。

二、 系統技術架構與選型

本系統采用當前企業級應用主流的B/S架構與前后端分離設計模式，確保系統的可維護性、可擴展性和高性能。

• 后端技術棧：
• 核心框架：SpringBoot。它簡化了Spring應用的初始搭建和開發過程，提供了自動配置、內嵌服務器等特性，能快速構建獨立運行的、生產級別的微服務架構應用，是本系統后端的理想選擇。

• 持久層框架：MyBatis-Plus。在MyBatis基礎上增強，提供了通用的CRUD操作，簡化數據庫交互代碼的編寫，提高開發效率。

• 數據庫：MySQL。成熟穩定的開源關系型數據庫，滿足系統對事務性、數據一致性和復雜查詢的需求。

• 其他：使用Maven進行項目構建與依賴管理，使用Spring Security或Shiro進行權限控制，使用Redis緩存熱點數據以提升性能。

• 前端技術棧：
• 可采用Vue.js或React等現代前端框架，配合Element UI或Ant Design等UI組件庫，構建響應式、用戶友好的管理界面。

• 利用ECharts等圖表庫實現課表、機房使用率等數據的可視化展示。

三、 系統功能模塊設計

系統主要劃分為以下五大功能模塊：

1. 基礎信息管理模塊：

• 機房管理：維護機房編號、位置、容量、設備配置（如電腦型號、軟件列表、特殊硬件）、可用狀態等信息。

• 課程與班級管理：管理課程名稱、代碼、所屬專業、授課教師、學生班級、人數、所需軟件環境等。

• 用戶與權限管理：區分系統管理員、教務排課員、教師、學生等角色，分配不同的數據查看與操作權限。

1. 智能排課核心模塊：

• 約束條件設置：允許管理員設定排課的硬性約束（如必須滿足的軟件需求）和軟性約束（如盡量安排的時段偏好）。

• 排課算法引擎：這是系統的“大腦”。可設計基于貪心、回溯、遺傳算法或時間表著色算法的智能排課引擎，在滿足所有硬約束的前提下，盡可能優化軟約束，自動生成初始課表。

• 手動調整與微調：提供直觀的拖拽式界面，允許排課員對自動生成的課表進行手動調整，系統實時進行沖突校驗。

1. 課表查詢與發布模塊：

• 多維度查詢：支持按機房、課程、教師、班級、周次等多種條件查詢課表。

• 可視化展示：以日歷、時間軸、列表等多種形式清晰展示課表，支持導出為PDF或Excel格式。

• 在線發布與通知：課表定稿后，一鍵發布，相關教師和學生可即時查看，并可集成郵件或消息通知。

1. 預約與調停課管理模塊：

• 臨時預約：教師可針對特殊需求（如競賽培訓、項目研討）申請臨時使用機房，經審批后加入課表。

• 調停課申請：教師可在線提交調課或停課申請，系統自動檢測目標時段機房的可用性，流程化審批后更新課表。

1. 統計分析與報表模塊：

• 使用率統計：按日、周、月、學期統計各機房的使用率、空閑率，生成直觀圖表，為資源規劃提供數據支持。

• 工作量統計：統計教師、班級的機房上課時長。

• 日志審計：記錄所有關鍵操作日志，便于追蹤和審計。

四、 數據庫設計關鍵實體

數據庫設計需圍繞核心實體展開，主要包括：

• 用戶表：存儲各類用戶信息及角色。
• 機房表：存儲機房詳細信息及狀態。
• 課程表：存儲課程基本信息。
• 班級表：存儲班級信息，與課程多對多關聯。
• 教學計劃表：關聯課程、班級、教師，明確哪門課由哪位老師給哪個班級上。
• 排課結果表（課表表）：核心表，記錄每條具體的排課記錄，關聯教學計劃、機房、周次、星期、節次等。
• 預約申請記錄表：記錄臨時預約和調停課申請及審批狀態。

五、 與展望

本畢業設計提出的基于SpringBoot的機房智能排課系統vhu12，旨在解決傳統排課模式的痛點，通過技術手段提升計算機系統服務的質量與效率。系統設計涵蓋了從底層數據管理到頂層智能調度的完整閉環。系統可進一步集成物聯網（IoT）技術，實時獲取機房設備狀態；引入更先進的人工智能算法進行預測性排課和動態優化；并可與學校統一身份認證、教務管理系統進行深度集成，構建真正一體化的智慧教學服務環境。該系統的成功實施，將為高校機房管理和教學信息化建設提供一個切實可行的優秀范例。