【正文】 為人工生命的嶄新研究領(lǐng)域正不斷滲透。 EP 和 ES 幾乎是和遺傳算法同時(shí)獨(dú)立發(fā)展起來的，同遺傳算法一樣，它們也是模擬自然界生物進(jìn)化機(jī)制的智能計(jì)算方法，即同遺傳算法具有相同之處，也有各自的特點(diǎn)。 1991 年 在他的論文中提出了基于領(lǐng)域交叉的交 叉算子（ Adjacency based crossover），這個(gè)算子是特別針對(duì)用序號(hào)表示基因的個(gè)體的交叉，并將其應(yīng)用到了 TSP 問題中，通過實(shí)驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行了驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明， SIGH 與單點(diǎn)交叉、均勻交叉的神經(jīng)遺傳算法相比，所測(cè)試的六個(gè)函數(shù)中有四個(gè)表現(xiàn)出更好的性能，而且總體 來講， SIGH 比現(xiàn)存的許多算法在求解速度方面更有競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，文獻(xiàn)還將三者交叉算子與點(diǎn)交叉、均勻交叉做了比較，結(jié)果表明，三者交叉算子比其余兩個(gè)有更好的性能。 2022 年，戴曉明等 應(yīng)用多種群遺傳并行進(jìn)化的思想，對(duì)不同種群基于不同的遺傳策略，如變異概率，不同的變異算子等來搜索變量空間，并利用種群間遷移算子來進(jìn)行遺傳信息交流，以解決經(jīng)典遺傳算法的收斂到局部最優(yōu)值問題 。該方法以粗粒度并行遺傳算法為基本框架，在染色體群體中識(shí)別出可能的基因塊，然后用基因塊作為新的基因單位對(duì)染色體重新編碼，產(chǎn)生長度 較短的染色體，在用重新編碼的染色體群體作為下一輪以相同方式演化畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 8 的初始群體。 研究 目標(biāo) 及 內(nèi)容 研究目標(biāo) 對(duì)遺傳算法進(jìn)行研究，進(jìn)而將其應(yīng)用到排課系統(tǒng)中，利用計(jì)算機(jī)來模擬手工排課工作，可以抽象問題中的各個(gè)要素，數(shù)學(xué)表達(dá)各種約束條件，并根據(jù)課表的組織形式和普遍存在的規(guī)律，縮減了問題空間的搜索范圍，有效組織了排課知識(shí)，使其在一定程度上呈現(xiàn)智能化。在排課過程中需要考慮課程教學(xué)效果、滿足教師特殊要求等多項(xiàng)優(yōu)化指標(biāo)，將各門課程安排到相應(yīng)的時(shí)間和教室。 （ 2）排課問題的建模，包括排課問題的要素以及排課過程的約束條件等。 （ 4）排課問題本身的求解規(guī)模過于龐大，各要素之間的關(guān)聯(lián)層出不窮，以及人們對(duì)多個(gè)課表優(yōu)劣評(píng)定的準(zhǔn)則存在差異，在求解排課問題的過程中，會(huì)面對(duì)難以窮盡的組合和多個(gè)模糊目標(biāo)的優(yōu)化問題，實(shí)際解決時(shí)會(huì)受到一些制約。最后將遺傳算法應(yīng)用到排課系統(tǒng)中， 提出一種具體的應(yīng)用方法并實(shí)現(xiàn)排課算法。 4） 排課問題具體 研究步驟 如下： （ 1）大量閱讀關(guān)于遺傳算法的相關(guān)文獻(xiàn)，理解算法原理。 （ 3）對(duì)遺傳算法進(jìn)行一些改進(jìn)。 （ 5）進(jìn)行系統(tǒng)的概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)。 （ 7）對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試和運(yùn)行。 5） 排課問題 研究用到的 工具與框架 如下： （ 1） ； （ 2）開發(fā)的環(huán)境： ； （ 3） UML 建模工具： ； （ 4） MS SQL Server 2022； 研究意義 排課系統(tǒng)是教學(xué)管理系統(tǒng)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，排課結(jié)果的優(yōu)劣直接影響到學(xué)校的正常教學(xué)秩序，甚至影響教學(xué)質(zhì)量。 研究的意義就在于設(shè)計(jì)一個(gè)好的智能排課系統(tǒng)，從而 減輕了教學(xué)管理工作者的勞動(dòng)強(qiáng)度 ，提高了工作效率，規(guī)范了教學(xué)管理工作流程。 MyEclipse Enterprise Workbench 介紹 MyEclipse 企業(yè)級(jí)工作平臺(tái)（ MyEclipse Enterprise Workbench ，簡(jiǎn)稱MyEclipse）是對(duì) Eclipse IDE 的擴(kuò)展，利用它我們可以在數(shù)據(jù)庫和 JavaEE 的開發(fā)、發(fā)布，以及應(yīng)用程序服務(wù)器的整合方面極大的提高工作效率。 Eclipse 是著名的跨平臺(tái)的自由集成開發(fā)環(huán)境（ IDE）。 Eclipse 的本身只是一個(gè)框架平臺(tái)，但是眾多插件的支持使得 Eclipse擁有其他功能相對(duì)固定的 IDE 軟件很難具有的靈活性。 Eclipse 最初由 OTI 和 IBM 兩家 公司的 IDE 產(chǎn)品開發(fā)組創(chuàng)建，起始于 1999年 4 月。目前由 IBM 牽頭，圍繞著 Eclipse 項(xiàng)目已經(jīng)發(fā)展成為了一個(gè)龐大的 Eclipse 聯(lián)盟，有 150 多家軟件公司參與到 Eclipse 項(xiàng)目中，其中包括 Borland、 Rational Software、Red Hat 及 Sybase 等。近期還有包括 Oracle 在內(nèi)的許多大公司也紛紛加入了該項(xiàng)目，并宣稱 Eclipse將來能成為可進(jìn)行任何語言開發(fā)的 IDE 集大成者，使用者只需下載各種語言的插件即可。所有文件的顯示和編輯都包含在編輯窗口里。視圖是配合編輯窗口并提供了多種相關(guān)信息和瀏覽方式。透視圖可以自定義畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 12 每個(gè)視圖中包含的視圖種類，也可自定義一個(gè)新透視圖。 Eclipse 的主要特點(diǎn) Eclipse 的主要特點(diǎn)有以下幾方面 : (l)開放的可擴(kuò)展的 IDE Eclipse 平臺(tái)是一個(gè)開放的可擴(kuò)展的功 E。 Eclipse 平臺(tái)允許工具建造 者獨(dú)立開發(fā)與其它工具無縫集成的工具，用戶甚至無須去分辨一個(gè)工具功能在哪里結(jié)束，而另一個(gè)工具功能在哪里開始。究其原因， Java 語言缺省的圖形接口開發(fā)包 AWT 和 SWING實(shí)在是難辭其咎，無論速度和外觀，它們都難以讓人接受。 1ipse 組織編寫的 SWT 開發(fā)包，為 Java 程序員提供了 AWT 和 SWING 之外的一個(gè)更好的選擇。或許是無心插柳，又或是有意為之。目前， Eclipse IDE 版本已經(jīng)開發(fā)到了 版本， SWT 已經(jīng)十分穩(wěn)定。 SWT 最大化了操作系統(tǒng)的圖形構(gòu) API，就是說，只要操作系統(tǒng)提供了相應(yīng)圖形的構(gòu)件， SWT 才自己去做一個(gè)模擬的實(shí)現(xiàn)。 ②指 SWTAPI 包中的類，方法的 名稱和結(jié)構(gòu)已經(jīng)少有改變，程序員不用擔(dān)心由于 Eclipse 組織開發(fā)進(jìn)度過快 (Eclipse IDE 每天都會(huì)發(fā)布一個(gè) Nightly 版本 )，而導(dǎo)致自己的程序代碼變化過大。 (3)強(qiáng)大的插件加載功能 可以通過不斷地加載插件來實(shí)現(xiàn)同其它產(chǎn)品的合作。 1ipse 體系結(jié)構(gòu)就像一個(gè)大拼圖，可以不斷地向上加插件，同時(shí)，現(xiàn)有插件上還可以再加插件，第二章 相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ) 13 進(jìn)而實(shí)現(xiàn)功能的擴(kuò)展。更難能可貴的是， Eclipse 是一個(gè)開放源代碼的項(xiàng)目，任何人都可以下載 Eclipse 的源代碼，并且在此基礎(chǔ)上開發(fā)自己的功能插件。之上的 COBOL、 Perl、 Python 等語言的開發(fā)插件出現(xiàn)。 Ec11spe 插件可以無限擴(kuò)展，而且有著統(tǒng)一的外觀、操作和系統(tǒng)資源管理，這也是 Ec11pse 的潛力所在。這種支持允許開發(fā)人員并發(fā)地與幾個(gè)獨(dú)立的資源庫以及不同版本的代碼或項(xiàng)目進(jìn)行交互。當(dāng)然，單個(gè)工作區(qū)也可以同時(shí)訪問不同類型的資源庫。 E1ipse 平臺(tái)只對(duì)一個(gè)源代碼管理系統(tǒng)提供內(nèi)置支持一一并發(fā)版本控制系統(tǒng) CVS。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 14 SQL Server 2022 Microsoft SQL Server 2022 是軟件開發(fā)中使用非常廣泛 的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) ，它 是 由美利堅(jiān)合眾國的 微軟公司 開發(fā)并 推出的 數(shù)據(jù)庫開發(fā)、管理系統(tǒng)。 服務(wù)器管理 的主要功能是 啟動(dòng)和關(guān)閉數(shù)據(jù)庫服務(wù) 。 查詢分析器 的主要功能是 交互執(zhí)行 標(biāo)準(zhǔn)TSQL 語句 、 SQL 函數(shù)和存儲(chǔ) 過程 ，而且具有 圖 形 化的 查詢分析功能。 在 SQL SERVER 的 2022 版出現(xiàn)時(shí)， Inter 網(wǎng)絡(luò)已興起，所以它為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的開發(fā)和設(shè)計(jì)做了很多工作，能很好的適應(yīng)網(wǎng)路應(yīng)用程序的 數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)分析 。另外， SQL SERVER 2022 全方位支持 HTTP 和XML(Extensible Markup Language)擴(kuò)展標(biāo)示語言 。 SQL Server 2022安裝部署與 Windows NT 操作系統(tǒng)之上，與操作系統(tǒng)一起提供了對(duì) 多處理器、大內(nèi)存 和 64 位硬件平臺(tái) 的支持 。在可管理性和易用性方面 ， SQL Server 的上一個(gè)版本 在行業(yè)內(nèi)就處于領(lǐng)先地位，而升級(jí)版的 2022 不僅 在可管理性和易用性方面 做了大量改進(jìn)，而且在性能、擴(kuò)展性和安全性方面也做了許多改進(jìn)。 SQL Server 2022 的 特點(diǎn) 歸納后如下 ： 1． SQL Server 2022 的 數(shù)據(jù)分析性能 是非常 高效的 SQL Server 2022 具有 高效的數(shù)據(jù)操作機(jī)制 。 第二章 相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ) 15 2． SQL Server 2022 的業(yè)務(wù)擴(kuò)展性 是 靈活 的 數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)直接回答的是業(yè)務(wù)問題，其實(shí)現(xiàn)方式也是以解決一個(gè)個(gè)業(yè)務(wù)需求的形式組織的。 3． SQL Server 2022 的安全性 是與 操作系統(tǒng)集成 在一起的 Microsoft SQL Server 2022 的安全性是與 操作系統(tǒng)集成 在一起的，從而可以利用 windows 的強(qiáng)大功能 ，為數(shù)據(jù)庫 用戶 實(shí)現(xiàn)更高的 安全性。 Microsoft SQL Server 2022 具有細(xì)致而全面的安全設(shè)置選項(xiàng)。由 高到低的級(jí)別依次為 服務(wù)器 級(jí) 、數(shù)據(jù)庫 級(jí) 、多維數(shù)據(jù)集挖掘模型 級(jí) 、維度成員 級(jí)和 單元 級(jí)。 SQL Server 2022 可以對(duì) 工作負(fù)載 進(jìn)行 動(dòng)態(tài)優(yōu)化 ，根據(jù)最優(yōu)的 參數(shù)設(shè)置 進(jìn)行智能調(diào)節(jié)，從而盡可能減輕數(shù)據(jù)維護(hù)管理人員的工作量。向?qū)С绦蚩梢宰岄_發(fā)人員能夠在圖形化界面下，按向?qū)У牟僮魈崾局鸩酵瓿上嚓P(guān)操作，極大的方便了開發(fā)人員的使用。SQL Server 2022 還提供了將數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出向?qū)?，可以方便的將?shù)據(jù)庫中導(dǎo)出到Excel、 txt 等格式文件中，也可以這些格式文件中導(dǎo)入數(shù)據(jù)。 系統(tǒng)分析的工作步驟 問題提出 可行性分析 下達(dá)初步設(shè)計(jì)任務(wù)書 組織隊(duì)伍，明確分工 制定初步設(shè)計(jì)大綱 下達(dá)各子系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)書 需求調(diào)查與分析 確定 系統(tǒng)功能目標(biāo) 設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 功能模型設(shè)計(jì) 信息分類編碼設(shè)計(jì) 初步建立信息模型 界面劃分及內(nèi)外接口要求 確定系統(tǒng)配置 實(shí)施進(jìn)度計(jì)劃 組織機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 經(jīng)費(fèi)預(yù)算 經(jīng)濟(jì)效益分析 編寫分析階段文檔資料 修改 評(píng)審 圖 31 系統(tǒng)分析的工作步驟 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 18 首先，是問題提出，即需求的提出，要解決做什么的問題。為完成我們的需求，我們需要做的系統(tǒng)都需要什么功能。目標(biāo)分析是進(jìn)行組織系統(tǒng)的目標(biāo)分析和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)目標(biāo)分析；需求分析是對(duì)功能需求和信息需求進(jìn)行分析。這個(gè)階段的成果是系統(tǒng)方案說明書或稱總 體方案 , 系統(tǒng)方案說明書是整個(gè)系統(tǒng)分析階段的工作總結(jié)，是系統(tǒng)分析人員和用戶交流的主要手段，是系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段工作的重要依據(jù)。迄今為止，對(duì)課程表的研究工作已經(jīng)進(jìn)行了長達(dá)四十多年之久，取得了豐碩的成果。課程表的編排是一個(gè)涉及多種因素的組合規(guī)劃問 題，它要保證在課程安排中教師、學(xué)生、教室不能產(chǎn)生沖突 (所謂沖突，就是將需上不同課程的兩個(gè)或多個(gè)班安排在了同一時(shí)間、同一教室，或?yàn)橥唤處熢谕粫r(shí)間段安排了多門課程等情況 )，并且要滿足教師的要求和資源限制等約束條件。所以簡(jiǎn)單說，實(shí)現(xiàn)基于 遺傳算法的排課系統(tǒng) ，就是用戶提出的需求。 系統(tǒng)的可行性分析 ? 經(jīng)濟(jì)可行性 經(jīng)濟(jì)可行性研究的目的是使新系統(tǒng)能達(dá)到以最小的開發(fā)成本取得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。 由于該學(xué)校硬件基礎(chǔ)設(shè)施較好，具備開發(fā)的基本條件，資金到位，而且開發(fā)是從大處著眼，從小處實(shí)施，開發(fā)費(fèi)用相對(duì)比較透明，易與控制，系統(tǒng)開發(fā)完成后將給學(xué)校帶來的經(jīng)濟(jì)效第三章 系統(tǒng)分析與初步設(shè)計(jì) 19 益是明顯的。 ? 技術(shù)可行性 技術(shù)可行性研究就是弄清現(xiàn)有技術(shù)條件能否順利完成開發(fā)工作，硬軟件配置能否滿足開發(fā)的需要，開發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)等。 可行性分析的最后成果是寫出 可行性分析報(bào)告。 系統(tǒng) 功能 目標(biāo) 基于遺傳算法的排課系統(tǒng)， 在充分調(diào)查高校教學(xué)排課管理后，經(jīng)過分析，得出以下功能目標(biāo)： ? 基礎(chǔ)信息管理 1) 特殊 教室管理 ：搜索、查看、添加 、修改 和 刪除 特殊 教室信息。 3) 課程信息管理 ：搜索、查看、添加 、修改 和 刪除 課程信息。 ? 排課設(shè)置管理 1) 學(xué)期 課程 計(jì)劃管理：實(shí)現(xiàn)對(duì)專業(yè)課程計(jì)劃的設(shè)置和維護(hù)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 20 2) 手工排課及 課表調(diào)整 ： 能夠手工排課，可 對(duì)自動(dòng)排課的結(jié)果進(jìn)行手動(dòng)修改， 保存時(shí) 系統(tǒng)檢測(cè)報(bào)告沖突 。 系統(tǒng)總體 結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) 通過 中學(xué) 排課 特點(diǎn)的研究，針對(duì)需求，將整個(gè) 排課系統(tǒng)分為基礎(chǔ)信息管理、排課設(shè)置管理和排課管理三 部分。 圖 32 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 基于遺傳算法的排課系統(tǒng) 基礎(chǔ)信息管理 排課設(shè)置管理 排課管理 特殊教室 管理 課程信息管理 學(xué)期 課程計(jì)劃管理 教師信息管理