【正文】 理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，使我對軟件開發(fā)有了一個(gè)宏觀的掌控和了解，肯定會(huì)對今后的工作產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是 Visual C++ 和 SQL server 2020。 (3)“多學(xué)時(shí)”問題 :對于有些課程既可能只上一次，既 2 學(xué)時(shí)課程，而有些課程可能上多次，如 4 學(xué)時(shí)、 6 學(xué)時(shí)等，多學(xué)時(shí)的課程如何處理也是在編排課程表時(shí)必須解 決的問題。如普通教室、語音室、操場、實(shí)驗(yàn)室或機(jī)房等等。為了避免這種沖突產(chǎn)生，在本系統(tǒng)開發(fā)中引進(jìn)了一個(gè)沖突檢測函數(shù) fConflict()，當(dāng)排完一位教師的所有課程之后，系統(tǒng)就會(huì)用該函數(shù)對此教師課程安排的沖突情況進(jìn)行檢測并作修正。對于每一類期望值及其在總的期望值中的比例，都可以根據(jù)每一所學(xué)校的具體情況進(jìn)行必要的調(diào)整，使排課系統(tǒng)更加實(shí)用、有效。 如表 417所示 表 417 離散度期望值 Table 417 fitness of Discrete degree 兩課時(shí)間差 1 1 11 1 2 2 224 0、 1 113 10 7 5 期望值 0 2 4 6 10 檢查每個(gè)班級(jí)的一門課程及下一門課程的時(shí)間，算出時(shí)間差加入 F[i]（ i=0,1,2， .......n）依次計(jì)算，得出這個(gè)班級(jí)課程離散程度離散期望值 F[i] 然后，計(jì)算 F5=? F[i] 23 (2) 適應(yīng)度值 定義課表的適應(yīng)度函數(shù) Fit 為 : Fit=K1?F1+K2?F2+K3?F3+K4?F4+K5?F5 其中 Kl, K2, K3， K4， K5 為控制上述各種期望值對總期望值的影響參數(shù) (權(quán)重 )。 以下共列出了相關(guān)期望值定義的 5個(gè)表 :表 41表 41表 41表 416，其中的數(shù)字分別取值于 010，是對影響期望值的各因素進(jìn)行的賦值，這些取值經(jīng)過了系統(tǒng)模塊的反復(fù)測試和調(diào)整。而這個(gè)要求是一個(gè)模糊的不確定問題。 這些關(guān)系用 ER圖表示如圖 8， 9， 10: 16 圖 8 院管理 ER圖 圖 9 校管理 ER圖 圖 10 總 ER圖 邏輯模型設(shè)計(jì) 在邏輯模型設(shè)計(jì)中，并不是劃分?jǐn)?shù)據(jù)的粒度越小越精確就會(huì)越好，而是要符合設(shè)計(jì)現(xiàn)狀要求和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)便捷，也就是說，范式越高也不一定越好。 關(guān)聯(lián)容器的使用方法如圖 6所 示： 圖 6 容器結(jié)構(gòu)圖 完成種群初始化后，個(gè)體的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下圖示： 15 圖 7 個(gè)體結(jié)構(gòu)圖 4 數(shù)據(jù)庫問題 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)是建立系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，系統(tǒng)的各個(gè)部分能否緊密地結(jié)合在一起以及如何結(jié)合，關(guān)鍵在數(shù)據(jù)庫，只有對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行合理的邏輯設(shè)計(jì)和有效的物理設(shè)計(jì)才能開發(fā)出完善而高效的排課系統(tǒng)。按種群規(guī)模的大小 ZQS，產(chǎn)生一定數(shù)量的個(gè)體，每個(gè)個(gè)體都存放到 一個(gè)按序編號(hào)的表中，由這些個(gè)體組成初始種群。如產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)對應(yīng)的時(shí)間片中己有數(shù)據(jù)，則重新產(chǎn)生，直到將所有教師編碼無重復(fù)地填入該行中。其中 ZQS 為種群大小。在大多數(shù)，每周上 6 學(xué)時(shí)的課程不會(huì)太多，大多數(shù)時(shí) 4 學(xué)時(shí)和 2 學(xué)時(shí)； 通過以上把課程與教師等同的處理后，原課表的五要素 (班級(jí)、教室、課程、時(shí)間、教師 )轉(zhuǎn)化為四要素 (班級(jí)、課程、時(shí)間）和班級(jí)。區(qū)分：計(jì)算機(jī)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課是和非計(jì)算機(jī)專業(yè)的上節(jié)實(shí)驗(yàn)課不同的，他們有自己的實(shí)驗(yàn)室，屬于專業(yè)實(shí)驗(yàn)課。 我們給了 15bit 去表示教師， 15bit 能表示 215個(gè)數(shù)，足矣滿足任何一所高校的教師編號(hào)，所以，在數(shù)據(jù)庫里，教師表里 教師編號(hào)的數(shù)據(jù)項(xiàng)要為短整型。 12 混合式編碼 構(gòu)造合適的基因結(jié)構(gòu)是遺傳算法能否順利實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵，設(shè)定混合式的教師編碼作為本系統(tǒng)遺傳算 法的“基因”。 (3)遺傳操作 :包括選擇算子、交叉算子和變異算子，產(chǎn)生子代，逐漸優(yōu)化。這塊的設(shè)計(jì)在整個(gè)系統(tǒng)是最重要的，效率的高低，課表的優(yōu)劣都由本模塊確定。其中基本硬約束是指教師、學(xué)生和教室在時(shí)空概念上發(fā)生了不可能發(fā)生的事情，既是時(shí)間，空間，人之間的矛盾，它是排課過程中最基本的約束條件，也是眾多排課模型中都要涉及的約束條件；硬約束是根據(jù)學(xué)校的實(shí)際情況，排課時(shí)必須遵循的原則，否則將會(huì)導(dǎo)致排課結(jié)果無意義，所以要因地制宜；軟約束是指排課過程中滿足更 10 佳但不滿足又無妨的約束條件，這些條件的目的就是使課表更加人性化 ，每個(gè)排課都是要突出解決軟約束這個(gè)問題的，違背這些約束就與實(shí)際情況相悖。避免沖突也是排課問題中要解決的核心問題。它的實(shí)現(xiàn)運(yùn)用了遺傳算法中的選擇、交叉、變異等操作，對算法得出的結(jié)果中最好的一個(gè)個(gè)體保留，就是要求的結(jié)果，雖然不是最完美符合的，但是它的適應(yīng)度值已經(jīng)完全可以符合學(xué)校教學(xué)所要求的了。 這個(gè)模塊很好的解決了每個(gè)學(xué)院不同的特殊情況，以教師為重 點(diǎn)，學(xué)院可以隨意調(diào)整。每個(gè)教室在同一時(shí)間內(nèi)只能接納一門課程的授課，并且教室容量應(yīng)該大于等于上課的人 數(shù)。 (5)“特殊課”問題：像體育課，要跟硬件設(shè)施有 關(guān)，故要妥善處理。在處理課程與教師時(shí)要注意以下幾個(gè)問題 : (1)“授一班多門課”問題 :同一教師可以只上一門課，也可上多門課，如果同一教師在同一個(gè)班級(jí)教授多門課程，那么把課程和教師作同一變量考慮就會(huì)引起課程的混亂，此問題須分情況解決，我們將在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，學(xué)院安排開課任務(wù)時(shí)解決此問題。每個(gè)課程都要有授課教師。 表 21周時(shí)間片分布表 Table21 the management table of the week time slip 周一 周二 周三 周四 周五 T1 T6 T11 T16 T21 T2 T7 T12 T17 T22 T3 T8 T13 T18 T23 T4 T9 T14 T19 T24 T5 T10 T15 T20 T25 根據(jù)時(shí)間片編號(hào)，可進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為 1 25 的表格。 (5)晚上 9, 10 節(jié)課 7:309:10。把每天用于上課的時(shí)間劃分為 5 個(gè)時(shí)間片，根據(jù)學(xué)院開課的實(shí)際情況，一般每學(xué)時(shí)是 45分鐘，為 1小節(jié)課，每 2小節(jié)課合為一大節(jié)課，故把每 2 小節(jié)課時(shí)間定為一個(gè)時(shí)間片，一天劃分為 5個(gè)時(shí)間片 : (1)上午 1, 2 節(jié)課 8:109:50。 圖 1 排課流程圖 6 數(shù)據(jù)需求分析 排課涉及的相關(guān)數(shù)據(jù)主要包括 :時(shí)間、班級(jí)、課程、教室（空間）、教師等 5 個(gè)要素。 一張正確的課表應(yīng)至少滿足以下硬約束條件： [3] (1) 一個(gè)教師或者一個(gè)班級(jí)或者一個(gè)教室在同一時(shí)間段內(nèi)只能安排一門課程； (2) 分配的教室可容納人數(shù)應(yīng)該大于學(xué)生數(shù)。課程門類多、班級(jí)多、教師少、教室少、教師連續(xù)上課的要求、班級(jí)連續(xù)上課的時(shí)間合理安排是排課時(shí)發(fā)生沖突和矛盾的主要因素，而班級(jí)多、教室少則是矛盾的重要方面。還有 ,文 [1]介紹把教室與時(shí)間等信息共同處理的思路，這可能會(huì)產(chǎn)生空間上的沖突，而本文提出將教室分離出以單獨(dú)處理，就完全解決了空間上的沖突問題。 國內(nèi)學(xué)者在自動(dòng)排課系統(tǒng)方面曾做過一些研究，如用到到退火算法、回溯算法、遺傳算法，但運(yùn)行結(jié)果尚有待改進(jìn)的地方，排課效果不盡人意 [5]。 geic algorithm。 針對之前研究者未解決的運(yùn)行時(shí)間太長問題，本文提出了一套基于二維編碼的改進(jìn)的編碼方法和教室位置填充方法，精簡了染色體信息量而大大縮短了系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間。利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)排課，不但能使教務(wù)人員從繁雜的排 課任務(wù)中解脫出來，提高教務(wù)管理工作效率，而且能改善教學(xué)管理質(zhì)量，合理、高效地利用有限的教學(xué)資源，使學(xué)校的各種教學(xué)活動(dòng)、教學(xué)管理及其它相關(guān)的工作能夠有序、規(guī)范地進(jìn)行，維持正常的教學(xué)秩序，同時(shí)對推動(dòng)教務(wù)管理的信息化起到非常重要的作用。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位 論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 作者 簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 課 題 名 稱 課表編排系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 指導(dǎo)教師評閱書 指導(dǎo)教師評價(jià)： 一、撰寫（設(shè)計(jì)）過程 學(xué)生在論文（設(shè)計(jì)）過程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)、技能的扎實(shí)程度 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和專業(yè)技能分析和解決問題的能力 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計(jì)方案的合理性 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）期間的出勤情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量 論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設(shè)計(jì)）水平 論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是 否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫“√”） 指導(dǎo)教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 評閱教師評閱書 評閱教師評價(jià)： 一、論文（設(shè) 計(jì)）質(zhì)量 論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計(jì)）水平 論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？