高职院校教学管理系统中排课算法探讨与实现

新学期开始之前,对于每个高校来说,首要的问题就是安排学生的课程,由于高校班级、课程数量都相对较多,手工排课不可避免地要带来教师资源或教室资源的冲突的问题。在信息高速发展的今天,把复杂难解决的事情交给计算机来做,才能快速、高效地解决实际问题。排课管理的主要任务是把各系的课程进行汇总,然后根据教学计划和教学进程制订全校各班级的课表,天生|教育论文网|教室的课表、教师的课表。排课问题从数学上讲,是一个在时间、教师、学生和教室四维空间,以教学计划和各种特殊要求为约束条件的组合规划问题,实在质就是解决各因素之间的冲突。我分析了国内外对排课问题的研究,比较了几种主流排课算法,在此基础上,根据高职院校的教学体制的特点,采用了基于网络流预处理的禁忌搜索算法。禁忌搜索算法已在校级排课系统S中实现,和同类算法相比校,具有设计思路简洁、实现轻易、排课速度快、冲突少、可移植性强等优点。并将该算法运算的过程运用在具体数据中,结果验证了该算法可以获得较为满足的排课数据。本文以包头职业技术学院的排课业务为对象进行需求分析,构建了数据表,利用禁忌搜索算法,从算法的具体设计开始,完成了学院排课系统的算法研究与实现。【关键词】：教学系统计算机自动排课排课算法禁忌搜索算法
【论文提纲】：摘要4-5Abstract5-10第一章绪论10-201.1课题背景及研究目的11-151.1.1高校排课问题的现实意义111.1.2优化排课的意义与要求11-121.1.3排课的基本思想12-141.1.4本课题的研究原型14-151.2国内外的研究现状和发展动态15-191.2.1高校排课问题的理论背景和研究现状15-161.2.2高校排课的特点、问题及解决的思路16-191.2.2.1时间问题16-171.2.2.2班级问题17-181.2.2.3教师和课程问题181.2.2.4教学区域和教室的问题18-191.3本课题的研究内容19-20第二章各种排课算法先容20-402.1排课问题的原理描述20-222.1.1排课问题的数学模型202.1.2排课问题的要素20-212.1.3排课问题的复杂度分析21-222.2排课算法的描述22-252.2.1排课算法的基本思想22-232.2.2算法研究现状及主要内容23-242.2.3优化排课算法的目的与要求24-252.3排课算法通用的设计25-332.3.1数据库的设计25-322.3.1.1数据表的设计25-312.3.1.2数据分析31-322.3.2排课过程约束条件设计32-332.4几种主流排课算法的研究与比较33-402.4.1遗传算法33-352.4.2禁忌搜索算法35-372.4.3模拟退火算法372.4.4蚁群算法372.4.5启发式数值算法372.4.6分组优化决策算法37-382.4.7关联规则算法382.4.8分支定界算法382.4.9比较得出的结论38-40第三章禁忌搜索算法理论研究40-493.1算法描述40-413.2符号定义413.2.1基本信息定义413.2.2基本函数定义413.2.3组合信息定义413.3基于网络流的预处理算法41-443.4基于禁忌搜索的时间分配算法44-483.4.1定义域443.4.2目标函数44-453.4.3禁忌搜索的主要参数描述45-463.4.4禁忌搜索算法步骤46-483.5后续操纵48-49第四章禁忌搜索算法在高校排课中的研究与实现49-544.1输入数据49-504.2预处理步骤分析50-514.3禁忌搜索过程分析51-524.4测试结果的分析52-534.5结论53-54第五章总结与展望54-55致谢55-56参考文献56-57