高校自动排课系统核心算法的设计与实现

《高校自动排课系统核心算法的设计与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第!"卷第!期肇庆学院学报#$%&!"!’$&!!()*年+月,-./’01-2340-56’7.’6#8/96:;<=>&!))*高校自动排课系统核心算法的设计与实现陈建平#李坚#令锋#崔振兵#黄春艳!肇庆学院计算机科学系"广东肇庆C!?)?B#!!!!摘要!排课是高校教务管理部门的一项非常烦琐的工作#解决好排课问题对于整个教学工作的有序开展有着十分重要的意义D着眼于自动排课系统的设计与实现#从系统的数学建模入手#主要介绍了基本资料管理$自动排课及逆排课等功能的算法设计与实现过程D实验结果表明#该系统能获得较好的排课效果#具有一

2、定的合理性和实用性D关键词!自动排课%算法%设计%资源匹配中图分类号!:R+BBDB%7M+M文献标志码!0文章编号!B((AS"MMC!!))*")!S))+MS)M!!!!排课是各高校教务管理部门的一项十分重要又相当复杂的工作!其基本目的是为学校各教学部门开设的课程安排授课教师"上课时间和教室!从而使全校的教学工作能够有秩序"按计划进行&近来年!高校连年扩招!在校学生班级及人数显著增加!学校教学规模不断扩大#加之排课问题还涉及到班级大小"现行开课情况"课程周学时数"可用教室资源"现有授课教师资源及有效时间分配等诸多环节!使得高

3、校排课问题变得越来越复杂和烦琐!排课工作量也随之剧增&目前!国内许多高校排课仍停留在以计算机为工具的手工排课层次上!多以计算机系统中的字表处理软件$如E$>F%GHIG%等&来排课J这种排课方式工作量巨大且效率极低!排课中还难免出现资源冲突的现象&虽然也有部分高校已在使用排课软件进行自动排课管理!但在排课效率及合理性!教室%教师与时间资源的利用率及优化等方面还存在着不同程度的问题&本文中!笔者就自动排课系统中的几个关键算法进行研究!并给出相应的设计实现方案!旨在为学校教务部门提供一个科学合理%统筹优化的自动排课实现方案&B自动排课

4、系统的数学建模与设计!"!数据库设计KBL根据排课的实际需要!本系统数据库中设计了!类基本表!第B类为基本资料记录数据表!第!类为自动排课过程中用到的临时队列数据表J自动排课时!系统首先扫描第B类数据表!将符合条件的数据记录扫描筛选到第!类临时队列数据表中#然后!在这些临时队列表中进行资源匹配操作!亦即将班级%课程%教师及教室M种资源间的条件匹配查询操作集中在临时队列表中进行J下面给出系统基本资料记录数据表的详细定义JB&班级数据表I%=NND其属性包括班级名称%人数%开设课程及相应课程的授课教师等D其中每个班每学期最多可允许开设

5、"门课程D!&课程数据表I$O>NGD其属性包括课程编号%课程名%周课时%课程重要性权值等D我们按专业必修课%限选课%任选课及公共课等课程类型!为每门课程定义一个课程重要性权值D+&教师数据表PG=IQG>D其属性包括教工号%姓名%性别%年龄%预定工作量%已用工作量%可授课!!!!!!收稿日期!!))?@)A@)B基金项目!肇庆学院自然科学基金资助项目!)C)!"作者简介!陈建平!BA*C@"#男#湖南衡阳人#肇庆学院计算机科学系讲师#硕士D第!期陈建平等!高校自动排课系统核心算法的设计与实现!"程"课程标志"空闲时段等#系统定义

6、每位教师最多可讲授$门课程#并且按每周%个工作日$每日%个授课时段确定每位授课教师的时间空闲情况#$%教室数据表&’())*++,#其属性包括教室名称"座位数"类别"可用时段等#根据教室座位数即可自动确定其类型$系统定义座位数在$-座以下的为一类教室$$-./-座之间的为二类教室$大于/-座的为三类教室#除以上$个基本资料记录数据表外$系统用到的临时队列数据表主要包括0类教室的时间队列表&1,2*++,"$1,2*++,!及1,2*++,0’(班级空闲时间队列表1,2&’())(待排课程的临时队列表1,2&+3*)4(教师空闲时间

7、队列表1,214(&54*及排课表1,2)&5463’4#!"#主要变量定义"’时间段变量!78"#$9#周工作日为周一至周五$按%6计#第"时段为"(!节课$第!时段为0($节课$第0时段为%(:节课$第$时段为;(/节课$第%时段为<("-节课$每天按%个时段计#时>!?间段变量%定义为一个%=%的二维数组$"&$表示星期&第$时段#!’时间段效果变量’78(&9#时间段效果变量’定义为一个表!各时段教学效果值分布表长度为%的数组$(&表示第&时段的教学效果值$如表"所示#!"#!"#ei例如!可以规定一天中各时段的教学效果值

8、(".(%呈递减变化趋1e1势$即第"时段教学效果最好$而第%时段教学效果最差#引入2e2>0?时间段效果值的目的是排课时应尽量选择教学效果好的时段#3e30’时间间距约束变量))*$+$*@$,@*8"!*$*@!%+"!,$,@!%9#4e4其