高校智能排课系统文献综述.doc

《高校智能排课系统文献综述.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、高校智能排课系统文献综述摘要：高校智能排课系统采用了多种不同的排课思想，其中关联规则FP—growth算法的思想，基于c／s的开放式结构，以及需求矩阵法和回溯算法都极大的提高了课表的生成效率，以此为基础，我对该领域进行归纳，并梳理其理论逻辑，期望本文能为人们进一步寻求这一课题的研究提供一些有益的视角。关键字：智能排课；关联规则；FP—growth算法，Client／Server结构；需求矩阵法；回溯算法前言：排课调课是高校教务管理的一项日常工作，因其费时费力，手工完成多易出错，所以利用计算机进行自动排课的想法自然而生。国外从20世纪50年代就有人研究排课问题，直到2

2、0世纪90年代关于课表问题的研究仍然十分活跃．所用方法有整数规划、图论、分支定界技术及模拟退化法等。国内从20世纪80年代初期开始排课问题的研究，从模拟手工排课到构建专家系统都有尝试。此文就是通过对近二十篇文献资料的参考，综述智能排课在高校教育中的发展及应用。1课表问题的研究历史和现状目前，解决课表问题的方法有：模拟手工排课法[1]，图论方法，拉格朗日松弛法，二次分配型法等多种方法。国外的研究表明，解决大规模课表编排问题单纯靠数学方法是行不通的，而利用运筹学中分层规划的思想将问题分解，是一个有希望得到成功的办法。国内排课系统大都是模拟手工排课[2]过程，以“班”为单

3、位，运用启发式函数来进行编排的，但是这些课表编排系统往往比较依赖于各个学校的教学体制，不宜于进行大量推广。2多约束条件对排课的影响计算机排课问题的难点归结为多约束条件与解的不确定性。众所周知，排课时要受到时间、空间等各种条件的限制；在一定条件下，某一课程可排在课表的位置又不是唯一的。综合诸多因素，如何才能排出理想的课表?解决课表的无冲突性、合理性是排课问题的关键。教务工作者有长期实践的经验，有一套技巧与方法。模拟人工排课方法于计算机排课系统是一主要方法。3多种设计方案（1）采用布尔(boolean)型关联规则FP-growth的思想[3]现有的排课系统，一般存在两个

4、问题不能适应当前需求：其一是只能针对固_____________________________________________________________________[1]李盘林，李立健．基于启发性知识研究生院课表编排系统[J]．计算机报．1992，(11)：876—880．[2]王能斌,钱祥根．大学课程表调度系统——UTSS[J]．计算机学报，1984,(5)：383～389．定教室，其二是不能扩充约束条件，并且从信息有效到输出结果的等待时间长。该高校智能排课系统使用改进FP-growth算法处理排课冲突的问题。它由以下几个主要的过程组成：(1)系统数据

5、初始化，形成本期教学信息二维数据库；(包括数据属性、条件属性及信息编码等)。2)课程定位，按照预排算法，形成无任何决策信息的课表样本视图。3)按构建规则对课表样本库进行课表混排。4)用FP-growth算法定位课表混排库中出现的冲突。5)按优先处理冲突计数值最高元素的原则消除冲突。6)系统综合检测原始信息和约束条件，输出结果。在选择处理冲突的方案时，比较了常规的递归排序方法和关联规则思想的FP-growth算法，发现采用具有智能概念的FP-growth算法思想设计的方案比常规的递归排序方法设计的方案提高效率近十倍。（2）基于c／s的开放式智能排课系统[4]该系统以C

6、lient／Server做为整个系统的基本模式。Client／Server结构是现代计算机系统中主流高效率的体系结构，也是一个低成本，特别是一个开放的体系结构。在Client／Server模式下，分为网络集成和信息集成。网络集成主要解决分布式处理环境，完成计算机单位互连、传输介质互连、应用软件互操作；信息集成主要解决数据存储、操作共享功能。图一是基于c／s的开放式智能排课系统的物理模型。为了实现系统功能，该系统设计了两个数据库：静态数据库和动态数据库。1）静态数据库是一个开放式的，用户可根据自己的实际情况，把专家的建议及时加入排课需考虑的因素，然后再维护教师和课程的

7、特性，设定或修改教师和课程的权重。此数据库随着时间的推移，逐步健全排课规则，使排课趋于合理。本系统权重是采用数值表示，数值大表示优先考虑。2)动态数据库包含教师的工作安排和课程表。根据教师每学期的工作安排及时录入与修改教师工作安排，按照工作安排排课。虽然此数据库需经常变动。由于现行体育课已打开班级界限，多个班级同时进行多种体育锻炼，上课的班级个数远大于合班课班级个数，所以课程表分成体育课程表、台班课程表和单班课程表三个相互关联的部分。由于一个学期的课程表适用范围不同，该系统设计了起始周、截止周和适用时间三个字段以区分不同的课程表。基于c／s的开放式智能排课系统，