基于遗传算法的自动排课系统开题报告

 2022-07-31 11:24:48

1. 研究目的与意义

每个学期对本校教学任务进行合理安排是教务科的重要任务。其中排课是最为关键和基本的环节。如果不解决这一问题,会对全校师生造成严重影响,学校的教育职能都不能运行,老师和学生都可能会出现同一时间上两节课的情况,还有排课的时间太过分散的情况,这会严重影响师生的课余作息时间。

排课问题的本质是将课程、教师和学生在合适的时间段内分配到合适的教室中,涉及到的因素较多,是一个多目标的调度问题,在运筹学中被称为时间表问题。目前由于学校扩招,学生和课程数量比以往大大增加,教室资源明显不足,在这种情况下排课人员很难在同时兼顾多重条件限制的情况下用人工方式排出令教师和学生都满意的课表。在以前,繁重的科学和工程计算本来是要人脑来承担的,但如今,随着人工智能的应用越来越广泛,人们发现,只要能总结出人类思考某一问题的规律,将之转换成计算机语言,计算机不但能完成这种计算,而且能够比人脑做得更快、更准确,所以运用计算机研究出令人满意的排课方案是必须要解决的,也是确实可行的。

师生的上课时间不冲突和课程的完整性只是最基本的,一个好的课程安排,会把教师和学生的作息时间安排相对于集中的时间段里,一门课尽量分散在一个星期中,即某天上完某一门课后,要隔一天以上再上这门课,以使教师有充足的时间备课和批改作业,而学生也有足够的时间复习消化。

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2. 研究内容和预期目标

研究内容:

分析排课问题所需要的需求:

⑴ 一个教师或者一个班级或者一个教室在同一时间段内只能安排一门课程;

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3. 国内外研究现状

国外从20世纪50年代术就对排课问题开展了研究比1。1963年Gotlieb 对课 程表问题做了形式化描述n 3 提出了排课问题的数学模型。 但由于在实践中遇到的 困难, 人们对排课问题的了解是否存在产生了疑问。 1976 年SEven和Cooper等人证明了排课问题是NP完全的H1,这虽然回答了 排课实践中遇到困难的原因, 但等于宣布计算机无法解决排课问题。 因为计算机难解性理论指出, 现代计算机尚未找到解决NP 完全问题的多项式算法。 此后这一问题的研究大多离开理论研 讨的轨道而转向经验方式, 这使8 0 年代的许多排课系统缺乏普适性。 SEven 的论证正式确立了排课问题的学术地位, 把人们对课表编排复杂性的认识提高到了 理论的高度。 自Gotlieb 提出排课问题数学模型之后隋1 , 人们又对排课问题的算法作了许多探索, 但由于排课问题是NP 完全问题, 并且易受实际问题边界的影响, 大多数 求解结果都不理想。

国内目前大多数微机排课系统是采用各教学单位进行教学任务的指派,然后将教学任务单提交教务科,教务人员将数据输入微机,进行排课、打印课程表等工作。这种微机排课系统只是在一定程度上减轻了教务人员排课的负担。如何更有效地利用人力、物力资源,充分发挥微机的辅助作用,减轻教务人员的工作强度,在对需求进行详细的分析后,做出相对应的策略

4. 计划与进度安排

2022-10-20至2022-11-10 同老师学习和探讨毕业设计的有关问题并且确定选题;2022-11-11 至2022-12-10对设计的内容进行调研与了解并且撰写开题报告;2022-12-11 至2022-02-28对相关资料的收集,学习遗传算法有关的知识;进行资料收集、查询、整理,完成人工智能相关文献综述;通过资料查询了解人工智能原理等相关理论知识;对排课问题的需求进行分析并解决2022-03-01至2022-04-20 制作排课系统2022-04-21 至2022-04-30完成论文与设计;2022-05-01至2022-05-31 撰写毕设报告;

5. 参考文献

陶滔,李赫男,熊正为.多维冲突在排课算法中的应用[J].华东地质学院学报.2001,(4):256~259.

吴志斌,陈淑珍,孙晓安.回溯算法与计算机智能排课[J].计算机工程.1999,(3):792801.

高喜玛,张萍.大学自动排课系统内核算法设计[J].南阳师范学院学报.2003 ,(12).

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