基于SpringBoot的智能排课管理系统

管理员可对课程进行增删改查。列表支持按课程名称、课程代码、开课院系筛选，分页展示；表单字段包括课程名称、课程代码、学分、周课时、适用年级、课程类型（必修/选修）；课程代码全局唯一校验。

管理员可对教师信息增删改查。列表支持按教师姓名、工号、所属院系筛选；表单字段包括姓名、工号、性别、职称、联系电话、所属院系、可授课程（多选关联课程表）；工号全局唯一。

管理员可对教室增删改查。列表支持按教室编号、教学楼、教室类型（普通/多媒体/实验室/机房）筛选；表单字段包括教室编号、教室名称、教学楼、楼层、容量、教室类型、是否可用；教室编号全局唯一。

管理员可对班级增删改查。列表支持按班级名称、年级、所属专业筛选；表单字段包括班级名称、班级编号、年级、所属专业、学生人数；班级编号全局唯一。

管理员可创建学期并设置起止日期、教学周数、每日上课节次（如上午4节下午4节），支持按学期切换数据视图。学期名称（如2025-2026-1）全局唯一，激活学期作为当前排课目标。

管理员可将当前学期完整课表另存为模板（命名+备注），也可将任意历史学期课表复制到目标学期作为初始方案。复制时自动校验教师/教室/班级是否仍存在，缺失资源标红提示。复制后课表为"草稿"状态，可在此基础上手动微调或重新自动排课。

管理员可配置每周排课天数（如周一至周五）和每天排课节次，设置每节课的时间段。支持对特定节次标记为"不可排课"（如午休时段），约束自动排课算法跳过该时段。

自动排课时校验教室容量≥班级学生人数，且教室类型匹配课程需求（如实验课必须排入实验室）。管理员可为课程设定"指定教室"或"可选教室类型"约束，指定教室时优先排入。

排课时同一教师不能在同一时间片被安排到不同班级授课。管理员可为教师设置不可排课时段（如某教师周二全天不可排课），自动排课算法必须遵守该约束。

管理员可为课程设置排课优先级（高/中/低），自动排课时高优先级课程优先分配优质时段（如上午1-2节）。同时支持设置课程排课顺序权重，解决资源竞争时的先后问题。

支持配置连堂课（同一课程连续2节排在一起）和合班课（多个班级同时同教室上课）。连堂课自动排入相邻节次不跨天；合班课校验教室容量≥所有合班班级学生总数。

管理员可为每位教师设置每日最大授课节数和每周最大授课节数（默认每日≤4节、每周≤20节）。自动排课时教师超出上限则停止为该教师排课，并在排课结果中标注"超限"原因。教师不可排课时段（FR-RULE-003）优先级高于日/周上限。

管理员可为每个班级设置每日最大排课节数（默认≤8节），防止单日课程过密。自动排课时班级当日已排节数达上限则跳过该班级剩余课程，在排课结果中标注"超限"。该约束与教师约束同时生效，取更严格者。

管理员可为某课程-班级组合指定固定时间片（如"高等数学-计科2201必须排在周一1-2节"），自动排课时该安排锁定不动，算法仅填充剩余空位。锁定安排仍需通过冲突校验（教室和教师在该时段不可冲突），冲突时红色提示"锁定安排冲突"并阻止排课。

管理员可在系统设置中配置合班课工作量折算系数（默认1.2，范围0.5~3.0，步长0.1）。该系数用于FR-STAT-001教师课时统计中合班课课时的折算计算。修改系数后已统计的工作量数据同步重算。

排课算法中约束按优先级从高到低：①硬锁定（FR-RULE-008固定排课）②教师不可排时段（FR-RULE-003）③教室不可用/容量不足（FR-RULE-002）④连堂课（FR-RULE-005）⑤课程优先级（FR-RULE-004）⑥教师日/周上限（FR-RULE-006）。低优先级约束在资源不足时可被放松，硬锁定和不可排时段不可违反。

管理员选择学期后点击"开始排课"，后端基于当前所有约束规则执行排课算法。API: POST /api/schedule/auto-generate，入参{ semesterId }，出参{ taskId, status }。排课采用异步任务，返回任务ID供前端轮询。

前端轮询 GET /api/schedule/task/{taskId} 获取排课进度（已排课程数/总课程数、当前处理班级、预估剩余时间）。进度条实时更新，三态：进行中/已完成/失败，失败时展示错误原因（如"教室资源不足：3个班级无法安排"）。

排课完成后以表格形式展示完整课表预览（班级×星期×节次矩阵），标注未排课程和冲突项。预览数据暂存于数据库临时表（schedule_preview），与正式课表物理隔离。管理员可"确认应用"将预览数据写入正式课表并清空临时表，或"放弃"直接清空临时表回滚。确认操作在同一事务中执行。

排课结果生成后自动扫描三类冲突：教师冲突（同一教师同时段不同班级）、教室冲突（同一教室同时段不同课程）、班级冲突（同一班级同时段不同课程）。扫描结果生成冲突清单，每条冲突标出冲突类型、涉及资源和时间片。

冲突列表以表格展示，支持按冲突类型（教师/教室/班级）和解决状态筛选排序。每条冲突行显示冲突简述、涉及资源名、时间片、解决状态（未处理/已处理/已忽略）。"已忽略"表示管理员已知悉该冲突并接受当前安排，发布时不做拦截。点击行展开冲突详情，高亮冲突涉及的课表单元格。

点击冲突项的"解决建议"，系统给出可选方案（如"将A课程移至周三3-4节教室301空闲时段"），列出目标时段和教室的可用状态。管理员可选择采纳建议自动调课，或标记为"手动处理"稍后自行调整。

在课表视图（班级×星期×节次矩阵）中，管理员可点击任意已排课程单元格弹出调课面板：修改教师、教室、时间片（星期+节次）。提交时即时校验新安排是否产生新冲突，有冲突时红色警告并阻止保存，无冲突时绿色提示"可保存"。

管理员可在课表空白单元格直接新增课程安排。点击空白单元格弹出表单选择课程、班级、教师、教室（自动带入当前单元格对应的星期和节次，连堂课自动占用连续2节）。提交时进行冲突校验，通过后插入课表。支持快捷添加：在弹出表单中勾选"连续添加模式"，提交后表单保持打开可继续添加下一个安排。

系统记录每次手动调整的操作日志（操作时间、操作人、调整前内容、调整后内容）。管理员可在"调整历史"面板查看所有变更记录，支持按时间范围筛选。每条记录提供"撤销"按钮，撤销后课表恢复到调整前状态并记录新的撤销日志。

管理员在课表视图中可删除某条已排课程安排。点击课程单元格后操作菜单含"删除"选项，弹出确认对话框（展示被删课程、班级、时间片信息），确认后删除并记录操作日志。删除操作支持撤销：在调整历史面板中恢复已删安排。

课表支持三种维度切换查看：班级课表（选班级看一周课程）、教师课表（选教师看一周授课安排）、教室课表（选教室看一周占用情况）。每种视图均为星期×节次矩阵表格，课程单元格显示课程名+教师名+教室编号。

在任意课表视图页面点击"导出Excel"，后端生成xlsx文件并下载。导出内容与当前视图一致（含表头、合并单元格），文件命名格式为"{学期}-{维度}-{资源名}-课表.xlsx"。API: GET /api/schedule/export/excel?semesterId=&dimension=&resourceId=。

点击"导出PDF"生成A4横向PDF课表文件，自动分页适配；点击"打印"调用浏览器打印预览，样式适配打印纸张。支持批量导出：选择多个班级一键导出所有班级PDF，打包为ZIP下载。

基于生效课表自动计算每位教师的周课时数、总课时数（学期总教学周×周课时）。区分授课类型统计：理论课课时、实验课课时、合班课课时（合班课按FR-RULE-009配置的折算系数计算）。统计在课表确认应用和每次手动调课保存后触发增量重算（仅重算受影响教师，非全量），工作量报表页面打开时展示最新数据。

按院系统计教师工作量汇总表：列表展示每位教师的周课时、总课时、授课班级数、授课课程数。支持按院系筛选，按总课时降序排列。顶部汇总卡片展示全院总课时、教师人均课时、最高/最低课时教师。

工作量统计报表支持导出Excel（含汇总卡片数据+明细列表），文件命名"{学期}-教师工作量统计.xlsx"。也支持导出PDF，按院系分页。API: GET /api/statistics/export?semesterId=&format=excel|pdf&departmentId=。

管理员确认课表无误后点击"发布"，课表状态从"草稿"变为"已发布"，师生端可见。发布前系统自动执行最终冲突扫描，仅"未处理"状态的冲突会阻止发布；"已忽略"冲突视为管理员已知悉并接受，不阻止发布。支持"撤回发布"使课表回到草稿状态，撤回后师生端不可见并自动发送撤回通知。

教师登录后默认展示个人课表（本周授课安排），可按周切换；学生/班级负责人登录后默认展示本班课表。已发布课表只读，不可编辑。支持搜索教师姓名查看该教师课表（学生端）。

课表发布或发生调整后，系统自动向受影响班级的学生和教师发送站内消息通知。通知内容包含变更摘要和查看链接。邮件通知为可选增强：需管理员在系统设置中配置SMTP邮件服务后才启用，未配置时仅使用站内消息。

登录表单包含用户名+密码，支持"记住我"（7天免登录）。API: POST /api/auth/login，入参{ username, password, rememberMe }，出参{ token, userInfo{ id, name, role } }。连续5次密码错误锁定账户15分钟，密码采用BCrypt加密存储。

三级角色：超级管理员（全部权限，可管理用户）、教务管理员（基础数据管理+排课+发布）、教师（仅查看个人课表和工作量）、学生（仅查看本班课表）。权限控制到页面和API级别，未授权访问返回403并跳转无权限页面。

记录关键操作日志：排课生成、手动调课、课表发布/撤回、用户登录/登出、基础数据变更。日志字段包括操作时间、操作人、IP地址、操作类型、操作详情。管理员可按时间范围和操作类型筛选查看，日志仅可查看不可删除。

超管可对系统用户进行增删改查。列表支持按用户名、角色筛选分页；新建用户时分配角色（教务管理员/教师/学生）并设置初始密码；支持启用/禁用账号、重置密码（生成随机密码或手动输入）。用户名全局唯一，密码BCrypt加密存储。

后端使用SpringBoot 2.7+搭建，MyBatis作为ORM框架，MySQL 8.0+存储数据。使用Spring AOP实现操作日志切面，Spring Security实现认证授权。数据库连接池使用HikariCP，事务管理使用@Transactional注解。邮件通知功能使用Spring Boot Starter Mail（JavaMailSender），为可选模块仅在管理员配置SMTP后激活。

前端使用Thymeleaf模板引擎渲染页面，搭配Bootstrap 5实现响应式布局。课表矩阵表格使用Thymeleaf循环渲染，交互增强使用原生JavaScript或Alpine.js轻量框架。不使用Vue/React等重型前端框架，保持服务端渲染架构。

所有API路径以/api/开头，使用标准HTTP方法（GET查询、POST创建、PUT更新、DELETE删除）。统一响应格式{ code, message, data }，业务成功code=200，参数校验失败code=400，未认证code=401，无权限code=403。分页接口统一入参{ page, size }，出参{ list, total, page, size }。

同一学期同时只允许一个排课任务运行，使用MySQL行锁（schedule_task表semester_id唯一索引+status状态机）防止重复触发。排课异步任务使用Spring @Async + 数据库任务表（schedule_task）持久化，服务重启后任务不丢失。排课结果应用使用数据库事务保证原子性：预览数据→正式课表写入+冲突记录+日志写入在同一事务中，失败全部回滚。