基于遺傳算法的高職院校排課系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著高校規(guī)模的擴(kuò)大，排課問題變得越來越復(fù)雜。很多高校仍然采用手工排課為主、計(jì)算機(jī)排課為輔的排課方式。采用手工排課的方式，常常會(huì)出現(xiàn)教師或教室等資源沖突的現(xiàn)象，造成任務(wù)量巨大、繁瑣、效率低下等狀況，而且手工排課也不利于充分利用資源滿足經(jīng)常調(diào)、串課程的需要。所以，研究一套自動(dòng)化程度高的、靈活的排課系統(tǒng)具有十分重要的意義。本課題便是在這樣的背景下展開工作的。
　　遺傳算法是近些年發(fā)展起來的一種嶄新的全局優(yōu)化算法，它借助了生物遺傳學(xué)的觀點(diǎn)

2、，基于進(jìn)化過程中的信息遺傳機(jī)制和優(yōu)勝劣汰的自然選擇原則的搜索算法。通過自然選擇、交叉、變異等作用機(jī)制，實(shí)現(xiàn)各個(gè)個(gè)體的適應(yīng)性的提高。
　　遺傳算法的搜索是與其他搜索算法不同之處在于，它的搜索是從一組隨機(jī)產(chǎn)生的初始種群開始的。種群中的每個(gè)染色體由一串二進(jìn)制符號(hào)表示，用適應(yīng)度值來衡量它的優(yōu)劣。染色體通過交叉或者變異形成下一代染色體稱為后代(Offspring)。在后代形成過程中，選擇適應(yīng)度值高而淘汰適應(yīng)度值低的后代，使種群規(guī)模保持穩(wěn)定，

3、經(jīng)過多代遺傳進(jìn)化后，算法收斂的最好的染色體就可以認(rèn)為是問題的最優(yōu)解或近似最優(yōu)解。根據(jù)其算法特點(diǎn)，遺傳算法特別適合于課表的編排。
　　首先，在詳細(xì)分析遺傳算法的應(yīng)用特點(diǎn)和關(guān)鍵要素的基礎(chǔ)上，對(duì)排課問題的難點(diǎn)和目標(biāo)進(jìn)行求解。綜合考慮高等職業(yè)院校排課問題涉及到的各種因素和約束條件，確定求解排課問題方案的總體思路，并設(shè)計(jì)出算法的設(shè)計(jì)方案。
　　其次，根據(jù)教育教學(xué)模式的特點(diǎn)，分析學(xué)校對(duì)排課的需求。設(shè)計(jì)排課系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和各個(gè)需要的功能模

4、塊。研究如何解決排課問題中出現(xiàn)的資源沖突和課程重排問題，以提出解決辦法，最大限度減少和解決資源沖突問題。在研究和實(shí)踐的過程中，結(jié)合實(shí)際排課問題中的常見約束條件和優(yōu)化目標(biāo)，摒棄了傳統(tǒng)的編碼方式，提出了針對(duì)排課問題的一種特殊的編碼方式，把遺傳算法應(yīng)用于排課問題中，用來優(yōu)化排課方案。
　　最后，給出排課系統(tǒng)的整體界面設(shè)計(jì)。根據(jù)對(duì)系統(tǒng)各個(gè)功能的需求分析，對(duì)系統(tǒng)的主界面及其它各個(gè)功能界面進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過系統(tǒng)測(cè)試表明，遺傳算法的應(yīng)用使排課結(jié)果優(yōu)