高校智能排课系统算法的研究与实现
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智能课表编排系统的研究与实现的开题报告一、研究背景及意义随着信息技术的不断发展和人们生活、学习方式的变化,传统的手工编排课表已不能满足现代教育的需求。
智能课表编排系统作为一种基于计算机技术的新型课表编排方式,在提高教学质量、节省人力、时间和成本等方面具有显著的优势,因此受到了广泛关注和支持。
本研究旨在探索智能课表编排系统的开发方法和实现技术,借助计算机技术的高效、精准和智能化特点,实现课表编排的自动化和优化,为学校提供更加高效、科学和符合实际需求的课表,为教学工作的顺利开展奠定基础。
二、研究内容和方法本研究主要涉及以下内容:1.了解学校课表编排的现状,分析其存在的问题和需求,确定研究方向和目标。
2.探讨智能课表编排系统的基本原理和理论,研究相关技术和方法,包括遗传算法、模拟退火算法、粒子群算法等优化算法,并选定适合课表编排的算法进行深入研究。
3.设计智能课表编排系统的数据库结构和基本功能模块,建立数据模型和数据字典,通过面向对象的方法进行系统设计。
4.利用Java EE技术、数据库技术等实现智能课表编排系统,开发相应的程序,并进行系统测试和调试。
5.将智能课表编排系统与学校的实际需求相结合,进行系统优化和改进,实现更加高效和实用的课表编排功能。
三、预期成果本研究的预期成果包括:1.设计并实现一套科学、高效、智能化的智能课表编排系统,为学校提供更加符合实际需求的课表编排方案。
2.改进和优化现有的课表编排方式,提高教学成效和课程效率。
3.提高系统的稳定性和可靠性,为学校的教学管理工作提供更加完善和可靠的支持。
四、研究实施计划1. 第1-2周:对智能课表编排的研究进行文献调研,了解其背景、意义、现状以及存在的问题和需求。
2. 第3-4周:深入研究智能课表编排的相关算法和技术,并确定实施方案。
3. 第5-6周:设计智能课表编排系统的数据库结构和基本功能模块,建立数据模型和数据字典。
4. 第7-8周:利用Java EE技术、数据库技术等实现智能课表编排系统,开发相应的程序,并进行系统测试和调试。
排课系统的研究与实现114一、导言教务系统的排课问题是典型的多类资源组合优化问题,它是针对有限的师资、教学场地及教学时间资源,为达成最佳教学目标而进行的综合有效规划,通俗地讲即安排适当的教室、教师在恰当的时间完成学校的全部教学任务。
一般而言,在教师讲授课程、班级及各门课程的课时数量确定的前提下,排课必须满足下述基本要求:教学场地要满足教学任务的条件需求;同一教学班级、教学场地及教师,在同一时间均只能进行一次教学安排。
此外,课程安排还必须遵从教育教学的客观规律,使所有教学任务在尽可能科学的时间进行。
为此,还必须根据下列因素对课表做出优化:各门课程安排在最适宜的授课时间;同一课程的教学时间间隔必须合理;各个班级、教师乃至学校整体的课程密度尽可能平均等。
由于目前许多高校存在合班课、选修课及教学资源不足的现实,排课问题变得更为复杂。
如果时间表依赖于人工生成,那么排课人员的工作量非常大,因此我们必须找到一种能够根据规则和约束自动生成时间表的方法。
以计算机和现代网络技术为特征的现代信息技术极大地促进了高校的发展。
当前的教育模式和方法面临着前所未有的挑战。
网络课程作为一种新型的教育管理形式,具有十分重要的现实意义和广阔的发展前景。
它为用户提供了极大的便利。
教师和学生可以通过网络获得最新信息。
随着高校教育改革的不断深化,我国高校的教学管理体制正经历着学年制向学年学分制再向完全学分制过渡的重大变革。
排课系统的研究与实现、以选课制为核心、以取得必要学科为毕业和获得学位标准的一种教学管理制度。
与传统的学年制管理模式不同,要求在教育教学的内容、体系、方法和管理手段等方面更具有机动性、灵活性和高效性,尤其是对其核心――选课制的内容和管理体制的改革提出了更高的要求。
由于现代信息技术的快速发展,校园网络技术逐渐趋于完善,网上选课为选课制提供了广阔的空间,为实施完全选课制创造了有利的条件。
网上选课有很多条件,其中之一就是每门课程的初始时间表。
中北大学课程设计说明书软件工程大型实验学生姓名:史东海学号:0706054208 学院: 电子与计算机科学技术学院专业: 软件工程题目: 大学自动排课算法设计与实现系统——登陆及用户管理子系统成绩指导教师:宋礼鹏职称: 讲师2010 年 1 月 21 日1.设计目的该系统并不是所有人都能随便使用的。
系统应该有不同的权限用于排课和课表的查询,通过登陆可以解决权限问题。
而用户是会经常变动的(比如毕业生的离校),所以需要对用户进行相应的管理(如添加、删除及密码的修改),所以需要实现用户管理功能。
2.设计内容在整个系统中本人主要负责登陆和用户管理功能的实现,同时也参加算法的设计与实现。
本系统要涉及到管理人员、教师、学生三个不同的参与者,有两个不同的权限。
管理员可以录入教师、教室、班级等基本的信息然后进行排课,而教师和学生只具有查询课表的权限。
所以在登录的时候要把不同的权限划分出来。
程序在设计好后数据库中有一个默认的管理员的用户名和密码,通过该用户名和密码可以登陆系统,然后通过用户管理模块可以添加教师、学生或管理员。
为了防止用户忘记密码,管理员可以在不知道原始密码的情况下修改用户的密码。
而教师或学生若想修改自己的密码必须输入旧密码。
3.需求描述图1 登陆及用户管理子系统用例图用例描述如下:表1 UserManagement用例描述表表2 Login用例描述表表3 AddUser用例描述表表4 DeleteUser用例描述表表5 ModifyPassword用例描述表4.系统详细分析设计4.1顺序图(1)登陆顺序图:图2 登陆顺序图登陆首先输入用户名和密码,然后程序到数据库中查询用户名是否存在,密码是否正确,如果正确则登陆成功;不正确登陆失败,可以继续登陆或关闭登陆窗口。
(2)添加用户顺序图:图3 添加用户顺序图管理员输用户名、密码和确认密码。
如果数据库对应表中有所输入的用户名则给出提示;没有则比较两次输入密码是否相同,相同条件成功;不同则给出相应提示。
智能排课系统设计与实现摘要排课问题是所有教育行业都要面对的问题,尤其针对高校纷繁复杂的课程和专业,一直没有很好解决方法。
但这又是每个学校在每个学期都会碰到的必修课。
本文在相关理论的指导下,在分析以往一些排课软件的基础上,提出一种排课系统的设计方法,对一些具体的...<P>摘 要<BR>排课问题是所有教育行业都要面对的问题,尤其针对高校纷繁复杂的课程和专业,一直没有很好解决方法。
但这又是每个学校在每个学期都会碰到的必修课。
本文在相关理论的指导下,在分析以往一些排课软件的基础上,提出一种排课系统的设计方法,对一些具体的问题给出相应解决方案。
希望对于相关部门有所帮助。
此系统主要被分为三个部分:界面的设计、排课算法的设计、以及报表的自动生成。
纵观全局,我们确定用Visual Basic 语言作为程序设计语言以及运用ACCESS 数据库作为后台的数据库支持(所有权: 毕业设计网) <BR><BR>目 录<BR>摘 要. I <BR>Abstract II <BR>第一章 引言. 1 <BR>第二章 可行性研究. 3 <BR>2.1 系统目标及任务. 3 <BR>2.2 开发工具的选择和介绍. 3 <BR>2.3 对现有的排课系统的分析. 5 <BR>2.4系统的逻辑模型. 6 <BR>2.4.1 系统结构图. 6 <BR>2.4.2 系统流程图. 6 <BR>2.4.3数据字典. 7 <BR>2.5 系统的可行性. 8 <BR>2.5.1经济可行性分析. 8 <BR>2.5.2操作可行性分析. 9<BR>2.5.3 技术可行性分析. 9 <BR>2.6成本效益分析. 9 <BR>第三章 需求分析. 10 <BR>3.1 系统的运行环境要求. 10 <BR>3.1.1硬件要求. 10 <BR>3.1.2软件要求. 10 <BR>3.2 系统的功能要求. 10<BR>3.3系统的性能要求. 11 <BR>3.3.1 E-R图. 11 <BR>第四章 总体设计. 13 <BR>4.1 模块设计. 13 <BR>4.2 功能分解. 14<BR>4.3 数据库设计. 14 <BR>4.3.1 定义属性表. 14 <BR>4.4 排课系统总构架. 16 <BR>第五章 详细设计. 17 <BR>(所有权: 毕业设计网) <BR>5.1用户界面设计. 17 <BR>5.1.1简单易用和个性化需求. 17<BR>5.1.2对数据的查询. 17 <BR>5.1.3系统菜单功能. 17 <BR>5.2 课程表的生成. 19 <BR>5.2.1 班级课程表查询打印设计. 19 <BR>5.2.2 教师课程表查询打印设计. 25 <BR>5.2.3 教室课程表查询打印设计. 31<BR>第六章 测试. 37 <BR>6.1 排课系统功能测试. 37<BR>6.2 排课系统课表合理性测试. 37 <BR>6.3 该系统的不足和改进方案. 37 <BR>第七章 总结. 39 <p class='Hfh874'></p> <BR>7.1软件设计小结. 39 <BR>参考文献. 40 <BR>附 录. 41<BR>Survey Report 45 <BR><BR>功能分解<BR>基本信息管理子系统功能:班级信息,教室信息和教室信息的添加、保存、编辑和删除:<BR>1、用户管理子系统功能:用户密码的设置和修改,用户权限的设置,用户重新登陆;<BR>2、数据管理子系统功能:包括对教室、教师、班级、教学计划和课表数据的保存、查询、更新、删除;<BR>3、教学计划管理子系统功能:某一确定的学期的教学工作计划,对于班级而言,每门课程的学时、开始周、结束周以及每门课程的任课教师,该子系统对教学计划进行管理和完善;<BR>4、排课管理子系统功能:包括自动排课,手动排课两个部分;<BR>5、课表查询子系统功能:对于具体的班级、教师、教室进行课表查询,打印<span class='Hfh874'></span> </P><P> </P><P> <font color='#9a9a9a'></font> </P><P></P><p>1、研究思路<br />本文首先从选题研究的背景、意义进行归纳研究。
高校教务管理系统中的智能排课与优化设计智能排课与优化设计是现代高校教务管理系统中的一个重要功能,它的作用是通过智能算法和优化模型,实现课程与教师之间的最佳匹配,合理安排课程时间表,提升教学效率和学生满意度。
本文将深入探讨高校教务管理系统中智能排课与优化设计的原理、应用和挑战,以及未来的发展方向。
智能排课是指利用计算机技术和算法,根据教务管理系统中课程、教师、教室、学生等相关数据,自动化地生成最优的课程表的过程。
它不仅考虑到教务的基本要求,如避免冲突、合理安排时间等,还充分考虑到教师和学生的个人需求,如充分利用教师的专长和优势、减少学生的时间冲突等。
智能排课的实现需要依赖于智能算法和优化模型。
常见的算法包括遗传算法、模拟退火算法、禁忌搜索算法等。
这些算法通过多次迭代和优化,逐渐接近最优解。
而优化模型则是根据不同的排课要求和约束条件,构建数学模型,通过求解模型得到最优的排课方案。
在高校教务管理系统中,智能排课与优化设计的应用可以大大提升教学效率和学生满意度。
首先,它可以减少教务工作的繁琐和重复性,提高排课的准确性和效率。
其次,它能够合理安排教师的工作时间和课程负荷,提高教师的教学积极性和满意度。
同时,智能排课还可以减少学生的时间冲突,提高学生选课的自由度和满意度。
然而,高校教务管理系统中智能排课与优化设计也面临着一些挑战。
首先,排课所涉及的数据量庞大且复杂,需要高效的算法和优化模型来处理和求解。
其次,教师和学生的需求通常是多样化和动态变化的,如何在保证基本约束的前提下,满足个性化需求,仍然是一个有待解决的问题。
此外,由于各个学院、专业之间的差异,不同学校的智能排课需求也各不相同,因此开发出一套通用性强的智能排课系统仍然具有一定的难度。
未来,高校教务管理系统中智能排课与优化设计的发展方向主要有三个方面。
一是深度学习与人工智能的应用,通过对大量的历史排课数据进行学习和分析,提高排课的准确性和智能化水平。
高校排课系统的设计与优化研究一、引言高校排课系统是大学教务管理中不可或缺的一环,对于高校来说,排课系统的设计和优化对提高教学质量、提升学生满意度至关重要。
本文将探讨高校排课系统的设计与优化研究,从需求分析、系统构建、优化算法等方面进行深入探讨,以期为高校教务管理提供可行性的解决方案。
二、需求分析1. 教学需求:教学任务的灵活性、教师资源的合理利用、教室资源的合理配置等是高校排课系统的主要需求。
2. 学生需求:学生的选课需求、课表的合理安排等是高校排课系统的另一重要需求。
3. 系统需求:系统的易用性、稳定性、安全性等是高校排课系统的关键需求。
三、系统设计1. 数据库设计:建立包含教师信息、学生信息、课程信息、教室信息、时间段信息等的数据库,以便于信息的录入、查询和统计分析。
2. 排课算法设计:采用启发式算法,如遗传算法、模拟退火算法等,根据不同的约束条件和优化目标对课程安排进行优化。
3. 用户接口设计:实现一个可视化的用户界面,方便教务人员、教师和学生进行操作和查询。
四、系统构建1. 后台开发:采用后台开发语言(如Java、Python等)和数据库技术(如MySQL、Oracle等),实现系统的核心功能,如教师、学生、课程、教室等信息的录入、查询和统计分析。
2. 前端开发:采用HTML、CSS、JavaScript等技术,实现系统的用户界面设计,提供方便、直观的操作界面。
3. 数据交互:通过Web服务或API等技术,实现后台与前端之间的数据交互和信息传递。
五、排课系统优化1. 教室资源优化:通过分析教室的容量、设施等条件,合理配置课程,避免教室资源的浪费和冲突。
2. 教师资源优化:根据教师的专业能力、教学需求等因素,合理分配教师的教学任务,提高教学效率。
3. 学生需求优化:结合学生的选课需求,通过合理的课程安排,满足学生的学习需求,提高学生的满意度。
4. 时间冲突优化:通过合理的时间段规划和排课算法优化,减少课程之间的时间冲突,提高教学效率和质量。
电脑编程技巧与维护1引言随着高校现代化管理水平的进步,在高校教学管理中运用教务管理系统已经得到普及,排课系统是教务管理系统的核心功能模块。
排课系统的主要实现目标就是对下学期开设的课程进行合理及最优化的资源分配,其中涉及到的主要因素有:班级情况、教师情况、教室资源等。
由于近年高校办学规模的膨胀式扩大和实验课程的普及,直接导致各类教学资源紧张,为达到高效调配教学资源的目的,就需要通过高级算法智能优化排课功能。
2问题分析2.1基本约束条件排课问题是一个复杂度极高的问题,要达到最优化排课的目的,就要满足排课过程中的各类约束条件:(1)每位教师在一个时间片中只能完成一个教学工作任务;(2)每个教学班级在一个时间片中只能接受一个教学任务;(3)每个教室在一个时间片中只能安排一个教学任务;(4)考虑到学生的知识接受能力,为达到最好的教学效果,同一门课程不能在一天内连续安排;(5)教师对学校的教学资源较为熟悉,了解自己所授课程需要的教学环境,所以应满足教师提出的教学场地需求,例如:多媒体教室、专业实训教室、户外教学场地等;(6)考虑到高校的教学区域面积大,有的高校甚至有多个分校区,一定要确保教师和教学班级在完成两个连续教学任务的场地距离不能太远。
2.2优化目标在满足了基本约束条件的基础上,为达到最好的教学效果,智能排课算法还应尽量满足一定的优化目标:(1)为避免行政工作冲突,行政领导排课尽量优先;(2)外聘教师由于工作性质的要求,往往要将上课时间相对集中安排;(3)大学每学期课程较多,为调节学生学习兴趣,同一课程的多个课元应尽量均匀间隔;(4)考虑到体育课对学生体力消耗过大后影响文化课程的学习精力,体育课程一般不安排在一二节,且尽量安排在文化课之后;(5)在排课过程中,涉及到人数较少的班级或某些人数较多班级甚至合班上课班级,应根据实际教学班级人数规模安排不同规模的教室,达到教室资源最优化使用;(6)在课表生成后,根据用户实际情况,必然有需要修改课表的编排,为避免死锁,每个教学任务的时间片和教室应尽量不唯一;(7)考虑到公共课程往往在多媒体教室合班上课,需同时满足多个约束条件,公共课程合班教学应优先安排教学资源;(8)班级课表中的课程安排应尽量均匀,不能过于集中;(9)为便于开展全校性活动,要保留某个半天不予排课。
密级:NANCHANG UNIVERSITY学士学位论文THESIS OF BACHELOR(2010—2014年)题目基于Java Web的高校排课系统的设计与实现学院:信息工程学院系信管系专业班级:学生姓名:学号:指导教师:职称:起讫日期:2014.2.16—2014.5.30基于Java Web排课系统的设计与实现摘要排课问题是一个NP完全问题,是一个多约束的、多目标的组合优化问题。
而传统的手工排课的方式,不仅繁琐、极易出错,而且不能全面地考虑对教学资源的合理利用。
因此,设计一个能够根据约束条件,自动安排课程的智能排课系统,是现在高校教务管理的迫切需求。
本文通过对排课系统的分析,阐述了基于Java Web平台下的排课系统的Web 解决方案。
本系统采用了B/S结构,采用了基于JSP Model2的MVC设计模式,大大简化了系统开发的困难。
本文选用了遗传算法来解决排课问题,阐述了遗传算法的基本原理与算法流程,以及在排课问题中的具体实现。
关键词:排课系统;MVC;JSP Model2 ;Java WebCourse Arrangement System Design andImplementation Based on WebAbstractCourse timetabling problem is a NP complete problem, and is a combinatorial optimization problem with a variety of constraints and a multiobjective optimization. the traditional manual method , is not only tedious and error-prone, and can not fully take the reasonable use of the teaching resources into consideration. Therefore, designing a course arrangement system that can arrange the course arrangement automatically according to the constraints is the urgent demand of university educational administration management now.Through the analysis of the curriculum arrangement system, this paper expounds the web solutions of curriculum arrangement system based on Java Web platform . This system adopts B/S structure, and using the MVC design pattern based on JSP Model2,greatly simplifying the difficulties of system development. This paper use genetic algorithm to solve the course timetabling problem, and expounds the basic principle of genetic algorithm , the algorithm flow, and the concrete implementation in the problem.Keyword: Course Arrangement System;MVC;JSP Model2;Java Web目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 课题背景与意义 (1)1.2 国内外发展现状 (1)1.3 本文的研究目标 (2)第二章相关开发技术 (3)2.1 网络结构 (3)2.2 JSP技术 (3)2.3 MVC模式介绍 (5)2.4本章小结 (6)第三章排课系统分析与设计 (7)3.1 排课系统需求分析 (7)3.2 排课系统功能架构分析 (9)3.3 数据库设计 (12)第四章排课系统算法设计 (18)4.1 遗传算法介绍 (18)4.2 排课系统算法设计 (19)4. 3 本章小结 (26)第五章排课系统实现与测试 (27)5.1登录模块实现与测试 (27)5.2 基本信息管理模块实现与测试 (28)5.3 手动排课模块实现与测试 (29)5.4 自动排课模块实现与测试 (30)5.5 课表查询模块实现实现与测试 (30)5.6 本章小结 (31)第六章总结与展望 (32)6.1 总结 (32)6.2 展望 (32)参考文献 (33)致谢 (35)第一章绪论1.1 课题背景与意义随着我国在校大学生人数快速增长,教学资源相对紧缺,合理安排课程变得尤为重要。
基于遗传算法的高校排课系统设计与实现
高校排课系统是高校教务管理中的一个关键环节,不仅直接影响
学生的学习效果,也关系到教师的教学质量和教学效率。
传统的手工
排课方式耗时耗力,易出错,无法充分利用资源。
基于遗传算法的高
校排课系统可以自动化地求解最优的排课方案,提高排课质量和效率。
本文将介绍如何设计和实现这种系统。
首先,需要建立合理的模型来描述高校排课问题。
该模型应包括
高校的课程、教师、教室、时间等信息,并用数学语言准确地表达它
们之间的约束关系。
以时间作为基本单位,将学期划分为多个时间段,每个时间段包括若干个时段,每个时段对应一个教室和一门课程,同
时需要考虑教师的时间和课程的先后顺序等因素。
其次,需要设计适应度函数来评价排课方案的优劣。
适应度函数
应考虑多个方面的要素,包括但不限于班级时间冲突、教师教学时间、教室的容量和设备等限制因素。
适应度函数可以采用加权平均值的方式,把各个限制因素综合起来,得到排课方案的总体适应度值。
最后,需要设计遗传算法的基本流程,包括种群初始化、适应度
计算、选择、交叉、变异等步骤,以便生成新的排课方案,并持续进
行迭代优化。
在实际的实现过程中,可以使用现代的计算机编程技术
和优化算法来提高系统的性能和效率。
总之,基于遗传算法的高校排课系统可以有效地自动化解决高校
排课问题,提高排课质量和效率,减轻教务管理人员的工作量,是现
代化教务管理的重要工具之一。
基于智能推荐算法的高校学生选课系统研究摘要:随着高等教育的普及化,高校学生选课成为一个重要的教学管理环节。
然而,传统的选课系统往往存在课程信息过载、学生选课困难等问题。
为了解决这些问题,本文提出了一种基于智能推荐算法的高校学生选课系统。
该系统通过分析学生的个性化需求和课程特征,利用推荐算法为学生推荐最适合的选修课程。
实验结果表明,该系统能够显著提高学生的选课满意度和课程选择效率。
1. 引言高校学生选课是指学生按照自己的个人意愿和学业规划,从众多课程中选择适合自己的选修课程。
然而,由于课程数量庞大、信息获取不便等原因,学生往往会面临选课困难和选课满意度不高的问题。
传统的选课系统往往只提供基本的功能,无法满足学生个性化需求。
因此,研发一种基于智能推荐算法的高校学生选课系统迫在眉睫。
2. 相关工作2.1 传统选课系统传统的选课系统主要通过提供课程目录、选课时间等基本功能供学生选择课程。
这种系统存在课程信息过载、选课过程繁琐等问题。
2.2 智能推荐算法智能推荐算法是一种基于数据分析和机器学习的技术,通过分析用户的历史行为和偏好,为用户推荐感兴趣的内容。
常见的推荐算法包括协同过滤算法、内容过滤算法和混合过滤算法等。
3. 系统设计3.1 系统架构基于智能推荐算法的高校学生选课系统主要包括用户管理、课程管理和推荐算法三个模块。
用户管理模块负责管理学生和教师的信息,课程管理模块负责管理课程的相关信息,推荐算法模块负责为学生推荐最适合的选修课程。
3.2 数据收集与预处理在系统实施前,需要收集学生的历史选课数据以及课程的相关信息。
这些数据可以包括学生的学习成绩、选课评价等,课程的相关信息可以包括课程难度、课程类型等。
根据收集到的数据,可以进行数据预处理,如去除噪声数据、归一化等。
3.3 智能推荐算法本系统采用基于协同过滤算法的推荐算法。
该算法主要通过分析学生的选课历史和其他学生的选课行为,为学生推荐与其兴趣相似的选修课程。
摘要排课问题是所有教育行业都要面对的问题,尤其针对高校纷繁复杂的课程和专业,一直没有很好解决方法。
但这又是每个学校在每个学期都会碰到的必修课。
本文在相关理论的指导下,在分析以往一些排课软件的基础上,提出一种排课系统的设计方法,对一些具体的问题给出相应解决方案。
希望对于相关部门有所帮助。
此系统主要被分为三个部分:界面的设计、排课算法的设计、以及报表的自动生成。
纵观全局,我们确定用Visual Basic 语言作为程序设计语言以及运用SQL Server 2000 数据库作为后台的数据库支持。
关键词:排课、排课系统、设计、高校AbstractCourse arranging Problem is a problem which working in the development of education is facing. Especially, there is no a good solution for this matter of the college. However, it is also a necessary administration task for every school in every semester. This essay, with the correlative theory’s guidance, on the basis of analyzing some courses-arraying software, proposes a design method of commonly used courses arraying information system in college, and solves some of the certain problems. Hoping it is useful for the relative department. The system consist of three parts: the interface design, the algorithm of Course Timetable system, and printing the tables. On the whole, we decided to use VB computer language to design and SQL Server 2000 Data Base to support.Key Words: courses arranging; courses arrangement management system; design; college目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章引言 (1)第二章可行性研究 (3)2.1系统目标及任务 (3)2.2开发工具的选择和介绍 (3)2.3对现有的排课系统的分析 (5)2.4系统的逻辑模型 (6)2.4.1 系统结构图 (6)2.4.2 系统流程图 (6)2.4.3数据字典 (7)2.5系统的可行性 (8)2.5.1经济可行性分析 (8)2.5.2操作可行性分析 (9)2.5.3 技术可行性分析 (9)2.6成本效益分析 (9)第三章需求分析 (10)3.1系统的运行环境要求 (10)3.1.1硬件要求 (10)3.1.2软件要求 (10)3.2系统的功能要求 (10)3.3系统的性能要求 (11)3.3.1 E-R图 (11)第四章总体设计 (13)4.1模块设计 (13)4.2功能分解 (14)4.3数据库设计 (14)4.3.1 定义属性表 (14)4.4排课系统总构架 (17)第五章详细设计 (18)5.1用户界面设计 (18)5.1.1简单易用和个性化需求 (18)5.1.2对数据的查询 (18)5.1.3系统菜单功能 (18)5.2课程表的生成 (20)5.2.1 班级课程表查询打印设计 (20)5.2.2 教师课程表查询打印设计 (25)5.2.3 教室课程表查询打印设计 (32)第六章测试 (36)6.1排课系统功能测试 (36)6.2排课系统课表合理性测试 (36)6.3该系统的不足和改进方案 (36)第七章总结 (38)7.1软件设计小结 ............................... 错误!未定义书签。
基于web技术和人工智能算法的高校智能排课系统研究【摘要】高校排课工作的繁琐是所有高校都面临的实际困难,如何构建一个使用方便且效率高的实验排课系统成为高校迫切需要解决的问题。
本文从实验室资源统调这一角度出发,结合我校的实际情况,提出了一个基于PHP的web 技术实时智能排课系统,结合人工智能算法进行功能建模,为高校师生提供了一个高实时性,高准确性且方便快捷的使用平台,从一定程度上减少了排课人员不必要的工作,改变了原有的管理模式,提高了排课效率。
【关键词】实验室排课;人工智能算法;功能建模0 引言实验室排课一直就是实验室管理者的一项经常性工作,然而大学实验室仪器设备种类繁多,用途和性质都各有不同给资源调度带来了一定的困难。
各学科又都面临着诸如实验室资源使用紧张等问题。
所以,如何利用先进的信息技术,实现对实验室排课工作有效、合理的管理,是实验室系统的建设者和实验管理职能部门需要考虑的重点问题。
1 现状以及问题各高校目前都有自己的排课系统,但各系统设计中都没有考虑到各学科实验室性质不同、实验仪器设备使用状态的差异、大型设备与小型设备能支持同时参与实验的学生人数不同等情况,而是将实验课以一个一个的课室为单位实行课程排列,与多媒体课室做同样的排课处理,这样必然会导致资源使用不合理,约束性大;同时没有专门的实验排课系统,也更加凸显了实验室资源无法统一调度、易用性较差等矛盾。
合理的资源安排同时也反映在排课的模式上,然而传统意义上的排课模式单一,没有根据实际情况弹性排课,导致实验人员工作量过大,造成人力资源的浪费,排课需要花费的时间过长,无法应对突发情况而重新对实验室进行排课,这些都是实验室管理人员需要面对的问题。
传统的实验室排课系统多数基于整数单目标规划求近似最优解的方法,并逐渐朝着多目标规划和启发式算法框架下前进,传统意义上的排课主要缺点表现在以下几个方面:1)全校实行统一的排课方法,模式单一,实验课与理论课没有办法做到分开排列,无法兼顾实验需求,灵活性差。
高校课程表自动排课的算法研究在现代高校教育中,课程表的合理安排对于学生和教师的学习和教学效果至关重要。
然而,由于高校课程数量繁多、时间冲突复杂以及师资优化等因素的考虑,手动排课往往存在一定的困难。
因此,设计一个高效的自动排课算法成为了高校课程管理的重要课题。
本文将介绍并研究一种算法,该算法可以帮助高校自动排课,提高排课的效率和质量。
首先,自动排课算法需要考虑多个因素,并综合运用这些因素来进行排课。
例如,班级数量、教室资源、教师的时间安排等都需要考虑在内。
其次,自动排课算法需要根据各种限制条件和需求来优化课程的安排。
当班级的数量增加时,排课复杂度将呈指数级增长。
因此,算法必须具备高效的搜索和排课能力,以避免不必要的浪费。
同时,算法也需要考虑合理利用教室、教师和时间等资源,最大程度地满足师生的教学需求。
一种常见的算法是基于贪心算法的课程表自动排课算法。
该算法从可选择的课程中选择一个“最佳”的课程安排,并在满足约束条件的前提下逐步构建课程表。
通过不断选择最佳的课程,直到所有课程都被安排完毕。
然而,贪心算法存在一定的局限性。
在考虑每个课程时,贪心算法只关注当前状态,而忽视全局最优解。
这样可能导致算法陷入局部最优解的情况。
在高校排课中,这就意味着可能存在不合理的课程安排,例如时间冲突或教室利用不充分等。
针对这个问题,可以考虑其他的优化算法,如约束满足算法。
约束满足算法通过将课程表排课问题建模为一个约束满足问题,并利用约束求解算法来求解最优安排方案。
这种算法通过同时考虑多个约束条件,并利用回溯等方法来搜索全局最优解。
通过这种方式,可以避免贪心算法的局限性,使课程表更加合理和高效。
另一种可能的算法是遗传算法。
遗传算法是一种模拟自然界遗传和进化过程的优化算法。
在遗传算法中,可以将排课问题的解表示为一个染色体。
通过对染色体的交叉和变异等操作,不断地生成新的解,并筛选和保留优秀的个体。
通过多次迭代,遗传算法可以找到最优的课程表安排。
学校代号*****学号P*********分类号TP311密级硕士学位论文高校智能排课系统的研究设计和实现学位申请人姓名王宁培养单位信息科学与工程学院导师姓名及职称傅喜泉教授李文煜高工学科专业软件工程研究方向教育管理信息化论文提交日期2018年11月6日学校代号:10532学号:P141000334密级:湖南大学硕士学位论文高校智能排课系统的研究设计和实现学位申请人姓名:王宁导师姓名及职称:傅喜泉教授李文煜高工培养单位:信息科学与工程学院专业名称:软件工程论文提交日期:2018年11月6日论文答辩日期:2018年11月25日答辩委员会主席:曾凡仔教授Research design and realization of intelligent course arrangement system in universitybyWang NingB.E.(Gannan normal university)2010A thesis submitted in partial satisfaction of therequirements for the degree ofMaster of scienceinSoftware engineeringin theGraduate schoolofHunan UniversitySupervisorProfessor Fu XiquanNovember,2018湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
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作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
高校智能排课系统设计与实施智能排课系统是一种基于人工智能技术的高校课程管理工具,它能够自动化地生成最优的课程安排方案,提高学校排课效率、减少冲突,并为学生和教师提供更好的学习和教学体验。
本文将介绍高校智能排课系统的设计与实施,包括系统需求分析、算法设计与实现、系统测试与评估等内容。
在进行高校智能排课系统的设计与实施之前,我们首先需要对系统进行需求分析。
根据高校教学管理的实际情况,我们需要考虑以下几个方面的需求。
首先,系统应能够满足学校的排课规则和限制条件,如各种课程的时间、地点限制等。
其次,系统应具备灵活性和可拓展性,以适应不同学院、专业和教学要求的变化。
最后,系统应具备友好的用户界面和操作方式,方便学校管理人员、教师和学生使用。
在设计智能排课系统的算法时,我们需要考虑到以下几个关键因素。
首先,系统需具备自动化调度功能,能够根据学生、教师和教室的需求生成合理的排课方案。
其次,系统需考虑到学生的选课冲突问题,避免同一时间段安排了多门必修课程。
另外,系统需考虑到教室的利用效率,合理分配教室资源,避免出现时间和地点浪费的问题。
最后,系统需考虑到教师的工作量均衡问题,合理安排教师的课程负担,避免出现某位教师过多或过少授课的情况。
在实施智能排课系统时,我们需要采用科学的开发方法和有效的技术手段。
首先,我们可采用面向对象的软件设计方法,将系统进行模块化设计,分别实现学生选课管理模块、教师课程安排模块、教室分配模块等,并通过接口进行模块间的通信与数据交换。
其次,我们可采用人工智能技术中的优化算法,如遗传算法、模拟退火算法等,来解决排课问题,通过不断迭代优化来提高排课的效果与效率。
另外,我们可采用数据库技术来存储和管理学校的教学资源数据,并通过网络技术来实现系统的远程访问和操作。
最后,我们需要进行系统的测试与评估,包括功能测试、性能测试和用户满意度评估等,以确保系统的稳定性和可用性。
智能排课系统的设计与实施能带来许多好处。
基于遗传算法的高校排课系统的设计与实现一、问题分析。
随着高校课程的不断增多和学生数量的增加,高校排课成为一项非常困难的工作。
排课涉及到课程的时间、场地、老师等方面的因素,需要综合考虑各种因素,以达到高效的排课目的。
传统的排课方法通常采用手工绘制课表的方式,这种方法效率低下、易出现错误,需要不断修改和调整,耗费大量人力物力。
因此,设计一种基于遗传算法的高校排课系统,可以提高排课的效率,减少排课的错误率,降低了人力成本。
二、遗传算法的原理。
遗传算法是一种优化问题的求解方法,它的基本原理是通过“遗传”和“进化”这两个概念来寻找问题的最优解。
遗传算法的主要步骤有选择、交叉和变异。
选择:从上一代群体中选择适应度较高的个体,进行保留、复制、选择等操作。
选择也是变异率调整的一个环节。
交叉:通过随机选择两个个体,交配产生新的个体。
交叉有点交叉和位交叉两种方式。
变异:对新生成的个体进行突变,以增加种群的多样性。
三、高校排课系统的设计基本流程。
1.构建数据模型。
根据高校课程的特点,设计适合的数据模型。
数据模型包括学生、课程、班级、教师、教室、时间等各种实体及它们之间的关联。
2.初步生成排课个体。
以生成符合约束条件的初始排课个体为目标,建立相应的适应值评估策略。
3.遗传算法的编码设计。
将个体的排课方案转换为二进制编码,以利于进化计算中的交叉变异。
4.实现遗传算法。
实现遗传算法的各个步骤,包括选择、交叉、变异等步骤。
5.评估适应度。
计算当前个体的适应度值,并根据适应度值选择较优的个体进行下一步计算。
6.生成新一代个体。
通过交叉和变异操作,在当前代个体中生成新的个体。
7.校验解。
对生成的个体进行校验,确保排课方案符合约束条件,如果不符合,则重新生成个体。
8.输出结果。
输出得到的最优排课方案,包括教学时间、教室安排、教师安排等。
四、总体设计。
1.数据库设计。
设计数据库结构,包括各种实体及它们之间的关系。
2.界面设计。
设计用户界面,实现排课数据的录入、编辑、保存等功能。