【正文】 特別是在論文的寫作過程中， 于 老師對(duì)論文進(jìn)行了負(fù)責(zé)的、仔細(xì)的審閱與修改， 詳細(xì)到一個(gè)表單的標(biāo)題中英文對(duì)照是否合理，一張截圖的中使用的顏色和整體論文的風(fēng)格是否協(xié)調(diào)，像這樣的細(xì)節(jié)都能一一指出，讓我更加懂得了要嚴(yán)格的要求自己，要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶⒄撐膬?nèi)容做得更加細(xì)致，格式做得更加工整。在此我們先給出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示： 表 51 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表 Table 51 table of experimental data 描述 值 班級(jí)數(shù) 62 教師數(shù)量 100 理論課 教室數(shù)量 72 語音室數(shù)量 10 公共機(jī)房數(shù)量 12 所有課程數(shù)量 150 36 所有專業(yè)實(shí)驗(yàn)課教室數(shù)量 70 天數(shù) 5 每天節(jié)數(shù) 10 操場數(shù)量 2 教學(xué)任務(wù)記錄 310 為了得出最優(yōu)化結(jié)果，結(jié)合實(shí)驗(yàn)的思想，讓實(shí)驗(yàn)更具說服力，本文給出了操作數(shù)的不同參數(shù)值 (文 [3])： 表 52 參數(shù)表 Table 52 table of parameters 操作數(shù) 參數(shù)值 雜交概率 突變概率 進(jìn)化代數(shù) 100 進(jìn)化代數(shù) 200 種群總數(shù) 50個(gè)體 種群總數(shù) 100個(gè)體 種群總數(shù) 200個(gè)體 經(jīng)過在不同情況下實(shí)驗(yàn)得出進(jìn)化結(jié)果，每次所排出的課表經(jīng)檢測無任何沖突，我們?yōu)榱俗鰧?duì)比， 在下面圖中予以 ●當(dāng)種群數(shù)是 100 時(shí)，種群中最優(yōu)個(gè)體隨著代數(shù)的增加而變化的曲線： 37 圖 52 最優(yōu)個(gè)體適應(yīng)度值變化 Chart 52 variation of fitness of optimal individaul ●當(dāng)種群數(shù)是 50時(shí)，種群中最優(yōu)個(gè)體隨著代數(shù)的增加而變化的曲線： 圖 53 最優(yōu)個(gè)體適應(yīng)度值變化 Chart 53 variation of fitness of optimal individaul ●當(dāng)種群數(shù)是 200 時(shí)，種群中最優(yōu)個(gè)體隨著代數(shù)的增加而變化的曲線： 圖 54 最優(yōu)個(gè)體適應(yīng)度值變化 38 Chart 54 variation of fitness of optimal individaul ●當(dāng)進(jìn)化代數(shù)為 100 時(shí)，不同種群總數(shù)的三種情況的種群中每代最優(yōu)個(gè)體走勢做比較： 圖 55 最優(yōu)個(gè)體適應(yīng)度值變化 Chart 55 variation of fitness of optimal individaul 實(shí)驗(yàn)分析：隨著代數(shù)的增加可以看出個(gè)體的適應(yīng)度值 是逐漸增加，而到了一定代數(shù)后就不再增加。 列表示時(shí)間片，行表示班級(jí)。 ZQS得出個(gè)體期望的選擇數(shù)： Select=INT(Pselect * ZQS) 即 :選擇數(shù)是由個(gè)體的適應(yīng)度值占整個(gè)種群適應(yīng)度值的份額所決定的。控制參數(shù)的選取不同會(huì)對(duì)遺傳算法的性能產(chǎn)生很大的影響。如下圖示： 27 圖 49 突變演示圖 Chart 49 Demo figure of mutation (3) 雜交算子 所謂交叉運(yùn)算，是指對(duì)兩個(gè)相互配對(duì)的染色體依據(jù)交叉概率 Pc 按某種方式相互交換其部分基因，從而形成兩個(gè)新的個(gè)體。這樣，系統(tǒng)就有了沖突檢測、消除函數(shù)和適應(yīng)度函數(shù)。因此，為了評(píng)判一個(gè)課程表的優(yōu)劣度，必須量化計(jì)算課程表的適應(yīng)度值。否則存在。 unsigned char HavingClass[4]。 另外，在初始 化種群時(shí)，基于容器的容器使其更加簡捷。 對(duì)每一個(gè)課程表可以形成一個(gè)二維數(shù)組 kcb (25,bjs)，每 一列就表示一個(gè)班級(jí)的課表。 (2) 染色體的表示 21 對(duì) 于每一門課程既可能只上一次 (規(guī)定 2 學(xué)時(shí)課占用一個(gè)時(shí)間片 )，也可能 上多次，如 4學(xué)時(shí)、 6學(xué)時(shí)等。下面我們給了很清晰的解釋： 圖 45 編碼結(jié)構(gòu)圖 Chart 45 coding structure chart 下面我們對(duì)每個(gè)字段給予解釋： 有些教師的課程是固定在某個(gè)時(shí)間段的，所以在排課過程中，判斷第一位就可以得知可否移動(dòng)此基因片。 (1)沖突檢測和消除 :初始化種群后，先 對(duì) 其進(jìn)行 各類沖突 的 檢測，如存在沖突則消除它 ，而且在每次產(chǎn)生下一代后都要進(jìn)行沖突檢測 。這會(huì)將數(shù)據(jù)庫的概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為邏輯結(jié)構(gòu)方法簡單，易于實(shí)現(xiàn)。 數(shù)據(jù)流程圖 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程圖如圖 31， 32， 33， 34 所示 : 圖 31 排課系統(tǒng)數(shù)據(jù)流圖第 1層 Chart 31 the first layer of timetabling system data flow chart 如圖 32所示，用戶在登錄系統(tǒng)時(shí)，根據(jù)自己的用戶名和密碼，去登錄系統(tǒng)。 在本文中， 我們把排課過程中的約束條件分為三類 :基本硬約束、硬約束和軟約束。 自動(dòng)排課模塊 這一模塊主要完成課程上課時(shí)間、上課地點(diǎn)的安排。當(dāng)上課的人數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于教室容量時(shí)，這種情況也 往往 不合適的。 (2)“一師多班”沖突問題 :一位教師可能只給一個(gè)班講課，也可能同時(shí)給多個(gè)班級(jí)講課，也就是 說同一教師可以在多個(gè)班出現(xiàn)，這樣可能會(huì)出現(xiàn)同一時(shí)間，同一教師在多個(gè)班級(jí)上課的沖突，在編排課程表時(shí)此類沖突必須解決。全校有 N 個(gè)教學(xué)班級(jí)，則周課表為 :以 25 個(gè)時(shí)間片為列， 形成一維的時(shí)間序列， 每個(gè)班級(jí)為行組成的一個(gè)二維數(shù)據(jù)表。 (2)上午 3, 4 節(jié)課 10:1011:50。這一過程主要完成班級(jí)、課程、教師及上課時(shí)間的安排。課程表則是解決這些矛盾的舞臺(tái)，是提高教學(xué)管理水平、組織師生進(jìn)行有序教學(xué)的規(guī)范之一，對(duì)有效地提高教育教學(xué)質(zhì)量有重要作用。我們認(rèn)為，問題不盡在數(shù)學(xué)建模上，還與問題的處理方式有關(guān)。s universities face in teaching resource management and the optimized article,where geic algorithm will was applied to solve problems,uses the course choice operation method based on roulette algorithm and the optimization calculation method of individual fitness, satisfying most of the soft and hard constraint conditions int the timetabling process and achieving the timetablation of various types of courses. According to the problem that running time is too long,which the researchers didn39。針對(duì)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。排課是高校日常教學(xué)工作和其他活動(dòng)的基礎(chǔ)，是教師和學(xué)生正?？茖W(xué)工作學(xué)習(xí)的依據(jù)。 2 分析 排課工作是一項(xiàng)十分繁重而復(fù)雜的工作，就以一般高校而言，它涉及到幾千多門課程進(jìn)行合理的組織安排，而所使用的教室資源卻在學(xué)生規(guī)模每年都在增加的趨勢下越發(fā)顯得緊張了。這一時(shí)間段主要做好班級(jí)、課程、教師的協(xié)調(diào)。 時(shí)間問題 在本文中 考慮的是周課表， 通過 對(duì)全國部分高校做的調(diào)查， 綜合 分析了其中大部分高校的教學(xué)特點(diǎn)， 我們在此做出了一個(gè)較大眾化的且較合理的時(shí)間劃分模式 。用 Tl, T2,......,T25 表示，其中 TI, T2, T3, T4, T5 為星期一的 5個(gè)時(shí)間片，依次類推。如普通教室、語音室、 操場、 實(shí)驗(yàn)室或機(jī)房等等。 本文在地理位置上 是學(xué)校統(tǒng)一規(guī)劃，進(jìn)而綜合解決位置問題，學(xué)校要規(guī)劃好各個(gè)學(xué)院的學(xué)生在哪些教學(xué)樓里就近上課，而這樣做的 目的 就 是為了減少學(xué)生和教師的走動(dòng)范圍。還有對(duì)已排好的課程做一些調(diào)整操作。避免沖突也是排課問題中要解決的核心問題。 首先初始化 種群，即編碼，編碼時(shí)形成班級(jí)集合、課程集合與教師集合形成課程教師對(duì)L_S={（ c1， l1， s2），（ c2， l3， s8） ......（ cB， la， sK） }，然后再在時(shí)間集合上排序形成時(shí)間上無沖突的一個(gè)班級(jí) 課程 時(shí)間 教師對(duì)集合 A={（ cb， lr， ti， sp）， ......，（ cB， lR， tI， sK） }。完成教室位置規(guī)劃需要考慮整個(gè)學(xué)校教學(xué)樓的情況，所以必須在校模塊中實(shí)現(xiàn)。 18 自動(dòng)排課系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 遺傳算法的 思想 在本課題中，遺傳算法解決的問題只是求出班級(jí) +課程 +教師 +時(shí)間的記錄集，得到比較優(yōu)的一個(gè)解，然后再去按條件用教室去填充這個(gè)記錄集，就形成了可行可用的課表。 圖 44 遺傳算法流程圖 19 Chart 44 geic algorithm flow chart 構(gòu)建基因編碼和染色體 實(shí)施遺傳算法的第 1 步，就是把與求解目標(biāo)相關(guān)的實(shí)際參數(shù)進(jìn)行基因編碼，這是算法的關(guān)鍵與難點(diǎn)。每一門課程都有其各自不同的特點(diǎn)，比如上機(jī)課需要在機(jī)房上課，英語口語需要在語音室上課，體育課需要在操場上課，為此我們規(guī)定：把 16bits分開，前后 8bits各有不同的意思； 圖 46 比特信息圖 Chart 46 bit information chart 在此我們把課程分為專業(yè)必修課，專選科，公共課，上機(jī)實(shí)驗(yàn)課，專業(yè)實(shí)驗(yàn)課，體育課，英語語音課，前三個(gè)屬于理論課，不在此分配教室。其中 BJS 為參與課表編排的班級(jí)總數(shù)； d.“種群” —— 由 ZQS 個(gè)個(gè)體構(gòu)成。于是，一個(gè)初始個(gè)體便產(chǎn)生了。我們只要對(duì)同一時(shí)間，一個(gè)教師同時(shí)上一門以上課程的沖突和同一時(shí)間，一個(gè)實(shí)驗(yàn)室 (計(jì)算機(jī)房、語音室等 )同時(shí)有一個(gè)以上的班級(jí)上課的沖突進(jìn)行檢測和消除即可。只需比較 TEACHER_INFOR::TagForRepeat 的后 25 位是否為 0，則可以判斷是否有重復(fù)課的情況，如果沒有，則跳到下一個(gè)老師重復(fù)這樣的工作。 (8)重復(fù)以上步驟，直到所有的教師檢查完畢。 一門課在一周內(nèi)分散安排，提供可引導(dǎo)性學(xué)習(xí)環(huán)境。以下是排課遺傳算法必須解決的幾個(gè)關(guān)鍵算子 : (1) 選擇算子 遺傳算法使用選擇運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)對(duì)群體中的個(gè)體進(jìn)行優(yōu)勝劣汰操作：適應(yīng)度高的個(gè)體被遺傳到下一代群體中的概率大；適應(yīng)度低的個(gè)體，被遺傳到下一代群體中的概率小。1 。將變異后的個(gè)體與變異前的父本進(jìn)行適應(yīng)度值的競爭，取優(yōu)勝者進(jìn)化到下一代。 圖 413 主界面 32 Chart 413 main interface 學(xué)院管 理模塊 學(xué)院管理本院的一些教師分配。 本文在原有的基礎(chǔ)對(duì)遺 傳算法做了一些優(yōu)化，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)充分結(jié)合數(shù)據(jù)庫，能夠形成一個(gè)可行的排課方案，有了自己獨(dú)特之處，但是要充分考慮其他因素，例如，考慮學(xué)生的意愿，選修課的排課，等等。 在西南大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)學(xué)院學(xué)習(xí)期間，在老師的教導(dǎo)和同學(xué)們的幫助下，本人 在知識(shí)水平和工作能力上都有了顯著的提高，對(duì)于論文的完成起到了很大的作用，在此致以衷心的感謝！ t gKQcWA3Pt GZ7R4I 30kA1DkaGhn3Xt KknBYCUDxqA7FHYi 2CHhI 92t gKQcWA3Pt GshLs50cLm TWN60eo8Wgqv7XAv2OHUm 32WGeaUwYDI AWGMeR4I30kA1DkaGhn3Xt KknBYCUDxqA7FHYi 2CHhI 92t gKQcWA3Pt GZ7R4I 30kA1DkaGt gKQcWA3Pt GZ7R4I 30kA1DkaGhn3Xt KknBYCUDxqA7FHYi 2CHhI 92t gKQcWA3Pt GshLs50cLm TWN60eo8Wgqv7XAv2OHUm32WGeaUwYDI AWGMeR4I30kA1DkaGhn3Xt KknBYCUDxqA7FHYi 2CHhI 92t gKQcWA3Pt GZ7R4I 30kA1DkaGt gKQcWA3Pt GZ7R4I30kA1DkaGhn3Xt KknBYCUDxqA7FHYi 2CHhI 92t gKQcWA3Pt GshLs50cLm TWN60eo8Wgqv7XAv2OHUm32WGeaUwYDI AWGe R4I 30kA1DkaGhn3Xt KknBYCUDxqA7FHYi 2CHhI 92t gKQcWA3Pt GZ7R4I 30kA1DkaGt gKQcWA3Pt GZ7R4I 30kA1DkaGhn3Xt KknBYCUDxqA7FHYi 2CHhI 92t gKQcWA3Pt GshLs50cLm TWN60eo8Wgqv7XAv2OHUm 32WGeaUwYDI AWGMeR4I 30kA1DkaGhn3Xt KknBYCUDxqA7FHYi 2CHhI 92t gKQcWA3Pt GZ7R4I30kA1DkaGtgKQcWA3Pt GZ7R4I 30kA1DkaGhn3Xt KknBYCUDxqA7FHYi 2CHhI 92t gKQcWA3Pt GshLs50cLm TWN60eo8Wg