基于遗传算法的高校排课系统设计与实现.pdf

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1、论文题目基于遗传算法的高校排课系统设计与实现专业学位类别工程硕士学号200992231526作者姓名李雯指导教师陈端兵副教授万方数据分类号密级注1UDC学位论文基于遗传算法的高校排课系统设计与实现（题名和副题名）李雯（作者姓名）指导教师陈端兵副教授电子科技大学成都苏波高工中兴软件技术（南昌）有限公司南昌（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称软件工程提交论文日期2012.09论文答辩日期2012.11学位授予单位和日期电子科技大学2012年12月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进

2、分类法UDC》的类号。万方数据DESIGNANDREALIZATIONOFUNIVERSITYTIMETABLINGBASEDONGENETICALGORITHMAThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:SoftwareEngineeringAuthor:LiWenAdvisor:ChengDuanbingSchool:SchoolofComputerScience&Engineering万方数据独创性声明本人声明

3、所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部

4、分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日万方数据摘要摘要排课工作不仅是各高校教学活动正常进行的前提条件，也是教学管理工作中的一个重要环节。排课问题是一个经典的多约束优化组合问题，在计算机应用范畴已经被证明是一个NP完全问题，众多学者对其已做了大量深入的研究。排课问题不仅影响因素众多，而且各因素间相互制约，在实际应用中，由于各个高校教务工作的情况不同，因而在理论上没有一个固定的排课方法。随着计算机技术的发展

5、，利用计算机的高速运算能力解决高校排课难题有着明显的优势。其一般步骤是将实际问题转化为数学模型，通过程序设计语言将数学模型转化为计算机可执行程序，得到与实际需求相对应的功能模块，最后自动得出合理的排课结果。在众多求解排课问题的方法中，利用遗传算法是一种十分有效的方法。该算法模拟自然界“优胜劣汰”的生存机制，是一种优秀的搜索算法，具有良好的稳定性，不容易使最后结果陷入局部最优解的情况，因而用它求解排课问题是个很好的选择。以往学校教务工作的主要内容是进行手工排课，然而一些高校的规模很大，班级多、老师多、课程种类多，因而单

6、纯地依靠手工进行排课已经不切实际。随着计算机技术的发展，依靠其强大的计算能力进行排课是可能的，因而本文结合遗传算法不容易陷入局部最优的特点，研究了如何将其应用到排课问题中来，编写出了一套基于遗传算法的排课软件。测试分析证明：该软件的运行结果没有发生硬性冲突，而且课程安排方案也较人性化；安排的方案不需要进行人工调整，这是本软件的最大优点所在，而以往的排课软件对结果几乎都要进行人工调整。本文就作者所在的学校为对象应用遗传算法求解学院的排课问题，并编写了一套排课软件，主要的工作内容有：一、对排课问题进行需求分析，分析其所涉

7、及的各种约束条件。这些约束条件有的是必须满足的，有的则只对结果的优劣产生影响，并在此基础之上对排课问题建立相应的数学模型；二、根据排课问题所涉及的实际对象应用SQLServer2008软件设计对应的数据库，以存储大量的数据；三、以课表为染色体对象，对其进行编码。应用遗传算法的选择、交叉、变I万方数据异三个操作步骤和visualstudio2010开发工具对排课问题进行实现；四、对所开发出来的软件进行了测试，测试的内容包括遗传迭代次数对结果的影响以及数据量对结果的影响等。测试的硬件环境为PentiumE52002.5G

8、Hz双核处理器，2G内存，测试数据规模为教师200名，课程数量200门，班级数量100个，教室数量200间，设置迭代参数为3代，排课用时1分12秒，排课结果没有硬性冲突，不需要人工调整。本文的主要研究成果在于利用了遗传算法建立了排课问题的数学模型，并以此编写出了一套能实现排课功能的软件，最后对开发出来的软件进行了测试与分析。关键词：排课问题；遗