基于遺傳算法的排課選課系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)
發(fā)布時間:2023-04-18 22:24
隨著招生考試制度的不斷改革深化,高考“3+3”這一新的考試模式開始在全國范圍內(nèi)推廣實施,“走班制”的教學(xué)新模式將逐漸取代傳統(tǒng)教學(xué)模式,文理分科將成為過去。與傳統(tǒng)“行政班”教學(xué)模式相比,“走班制”模式可以挑選自己喜歡的課程進行學(xué)習(xí),能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。相應(yīng)地,未考慮新教學(xué)模式的傳統(tǒng)排課系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足排課需求。因此,對于新模式下的排課系統(tǒng)的研究是很有必要的。本文的主要研究成果如下:(1)研究了新教學(xué)模式及新教學(xué)模式下的排課選課的流程,對比分析了傳統(tǒng)排課系統(tǒng)在新教學(xué)模式下的不足,分析其產(chǎn)生的原因,提出適合新教學(xué)模式的排課及選課的解決方案,最終設(shè)計一個適合于新教學(xué)模式的排課選課系統(tǒng)。(2)對傳統(tǒng)遺傳算法進行研究,在仔細研究排課原則的基礎(chǔ)上,分析了排課問題中的所有約束條件、排課因素以及最終目標(biāo),構(gòu)建了對應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,并對傳統(tǒng)的遺傳算法進行了改進,利用實驗結(jié)果驗證了改進的可行性,提高了算法的運行效率。最后將改進后的算法應(yīng)用到排課選課系統(tǒng)中。(3)結(jié)合9月1號網(wǎng)(中國教育知識服務(wù)云)平臺,實現(xiàn)了基于遺傳算法的排課選課系統(tǒng),包括教務(wù)管理和自動排課兩大模塊,能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生自主選課、教務(wù)人員排課以及教...
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 排課問題研究現(xiàn)狀
1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.3 研究內(nèi)容
1.4 本文組織結(jié)構(gòu)
第2章 相關(guān)技術(shù)與理論
2.1 “走班制”下排課問題的相關(guān)理論
2.1.1 排課問題概述
2.1.2 排課問題的要素分析
2.1.3 排課問題的條件分析
2.1.4 排課問題的數(shù)學(xué)模型
2.2 傳統(tǒng)模式排課流程和“走班制”排課選課流程
2.2.1 傳統(tǒng)模式排課流程
2.2.2 “走班制”排課選課流程
2.3 傳統(tǒng)遺傳算法相關(guān)理論
2.3.1 遺傳算法概述
2.3.2 遺傳算法相關(guān)概念
2.3.3 遺傳算法的基本步驟
2.3.4 遺傳算法的優(yōu)勢
2.3.5 遺傳算法在排課問題中的應(yīng)用
2.4 本章小結(jié)
第3章 排課選課系統(tǒng)的模型構(gòu)建
3.1 排課選課系統(tǒng)的模型的研究和構(gòu)建
3.1.1 教務(wù)管理模塊數(shù)學(xué)模型
3.1.2 排課選課模塊數(shù)學(xué)模型
3.2 遺傳算法在“走班制”下排課問題中的應(yīng)用
3.2.1 染色體編碼
3.2.2 初始種群的構(gòu)建
3.2.3 適應(yīng)度函數(shù)的設(shè)計
3.2.4 遺傳算子的設(shè)計
3.3 遺傳算法的改進
3.3.1 初始種群的構(gòu)建
3.3.2 選擇策略的改進
3.3.3 交叉和變異策略的改進
3.3.4 改進后遺傳算法流程
3.4 實驗驗證
3.4.1 測試數(shù)據(jù)
3.4.2 測試結(jié)果分析
3.5 本章小結(jié)
第4章 “走班制”下排課選課系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)
4.1 自動排課選課系統(tǒng)總體需求
4.2 自動排課選課系統(tǒng)總體架構(gòu)
4.2.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)
4.2.2 業(yè)務(wù)功能總體設(shè)計
4.3 自動排課選課系統(tǒng)主要功能的設(shè)計和實現(xiàn)
4.3.1 教務(wù)管理模塊的設(shè)計與實現(xiàn)
4.3.2 排課選課模塊的設(shè)計與實現(xiàn)
4.4 系統(tǒng)測試
4.4.1 測試環(huán)境及用例
4.4.2 系統(tǒng)功能性測試
4.4.3 系統(tǒng)兼容性測試
4.5 本章小結(jié)
第5章 實驗結(jié)果及分析
5.1 實驗用例
5.2 種群規(guī)模和迭代次數(shù)
5.3 遺傳算子的實驗
5.3.1 交叉概率實驗
5.3.2 變異概率實驗
5.4 改進算法對比實驗
5.5 算法性能評估
5.5.1 排課結(jié)果對比
5.5.2 實驗結(jié)果可視化
5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間所獲得的學(xué)術(shù)成果
致謝
本文編號:3793151
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 排課問題研究現(xiàn)狀
1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.3 研究內(nèi)容
1.4 本文組織結(jié)構(gòu)
第2章 相關(guān)技術(shù)與理論
2.1 “走班制”下排課問題的相關(guān)理論
2.1.1 排課問題概述
2.1.2 排課問題的要素分析
2.1.3 排課問題的條件分析
2.1.4 排課問題的數(shù)學(xué)模型
2.2 傳統(tǒng)模式排課流程和“走班制”排課選課流程
2.2.1 傳統(tǒng)模式排課流程
2.2.2 “走班制”排課選課流程
2.3 傳統(tǒng)遺傳算法相關(guān)理論
2.3.1 遺傳算法概述
2.3.2 遺傳算法相關(guān)概念
2.3.3 遺傳算法的基本步驟
2.3.4 遺傳算法的優(yōu)勢
2.3.5 遺傳算法在排課問題中的應(yīng)用
2.4 本章小結(jié)
第3章 排課選課系統(tǒng)的模型構(gòu)建
3.1 排課選課系統(tǒng)的模型的研究和構(gòu)建
3.1.1 教務(wù)管理模塊數(shù)學(xué)模型
3.1.2 排課選課模塊數(shù)學(xué)模型
3.2 遺傳算法在“走班制”下排課問題中的應(yīng)用
3.2.1 染色體編碼
3.2.2 初始種群的構(gòu)建
3.2.3 適應(yīng)度函數(shù)的設(shè)計
3.2.4 遺傳算子的設(shè)計
3.3 遺傳算法的改進
3.3.1 初始種群的構(gòu)建
3.3.2 選擇策略的改進
3.3.3 交叉和變異策略的改進
3.3.4 改進后遺傳算法流程
3.4 實驗驗證
3.4.1 測試數(shù)據(jù)
3.4.2 測試結(jié)果分析
3.5 本章小結(jié)
第4章 “走班制”下排課選課系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)
4.1 自動排課選課系統(tǒng)總體需求
4.2 自動排課選課系統(tǒng)總體架構(gòu)
4.2.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)
4.2.2 業(yè)務(wù)功能總體設(shè)計
4.3 自動排課選課系統(tǒng)主要功能的設(shè)計和實現(xiàn)
4.3.1 教務(wù)管理模塊的設(shè)計與實現(xiàn)
4.3.2 排課選課模塊的設(shè)計與實現(xiàn)
4.4 系統(tǒng)測試
4.4.1 測試環(huán)境及用例
4.4.2 系統(tǒng)功能性測試
4.4.3 系統(tǒng)兼容性測試
4.5 本章小結(jié)
第5章 實驗結(jié)果及分析
5.1 實驗用例
5.2 種群規(guī)模和迭代次數(shù)
5.3 遺傳算子的實驗
5.3.1 交叉概率實驗
5.3.2 變異概率實驗
5.4 改進算法對比實驗
5.5 算法性能評估
5.5.1 排課結(jié)果對比
5.5.2 實驗結(jié)果可視化
5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間所獲得的學(xué)術(shù)成果
致謝
本文編號:3793151
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