智慧教育云平台中多约束分配问题的算法设计与研究

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1、分类号：密级：UDC：学号：406130913137南昌大学硕士研究生学位论文智慧教育云平台中多约束分配问题的算法设计与研究AlgorithmDesignandResearchofMulti-constraintAssignmentProbleminSmartEducationBasedonCloud梅舒培养单位（院、系）：信息工程学院计算中心指导教师姓名、职称：白似雪教授申请学位的学科门类：工学学科专业名称：计算机科学与技术论文答辩日期：2016年5月24日答辩委员会主席：评阅人：2016年5月24日一、学位论文独创性声明

2、本人声明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，论文中不包含其研究成果。据我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方外他人己经发表或撰写过的研巧成果，也不包含为获得南昌大学或其他教育机构一的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本巧巧所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。么＾签字日期：年支月日学位论文作者签名（手写＾｝＾二、学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解南昌大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和

3、电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可＾式将学位论文的全部或部分内容编入有关数、汇编本学位论文。、据库进行检索，可采用影印缩印或扫描等复制手段保存同时授权北京万方数据股份有限公司和中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》和《中国优秀博硕古学位论义全文＂＂数据库》中全文发表，并通过网络向社会公众提供信息服务，同意按章程规定享受相关权益。（）：＜学位论文作者签名；导师签名手写＾（手写）．签字日期．年主月日签字日期年Ｉ月日—文题目１游ｉ戎换§研鸣墓

4、敕；＾中！ｉｗ；。咸成！讀為＾１午吁□±硕去ｍ。论去级别博心Ｉ学号喻Ｈ如Ｗ？３Ｖ｜—Ｉ｜言属Ｌ专业討米７＾傑赴如Ｉ邻私隻ｔ种Ｅｍａｉｌ＿：备注＂＂）口保密（向巧学仿办申请获批准为保密，年月后公开ｎ．＿＿开摘要摘要中华五千年历史中，教育一直都是国家和人民关注的热点，随着时间的推移，社会的变迁，教育形式也在一步一步地改变。短短几十年时间，信息化技术发展突飞猛进，数字化教育还没来得及普遍推广，基于大数据、物联网、云计算、人工智能的智慧教育云平台已经开始崭露头角了。为了让教育工作者把更多的时间与精力花

5、在教学理念和教学方法的提升上，我们有必要将一些诸如新生分班、教师排课、考试安排、试卷切题统分、成绩分析、学习能力评估等复杂繁琐却需要人工操作的工作，通过计算机辅助，使其智能化完成。经过调查分析，发现新生分班、教师排课、考试安排这类多约束分配、NP难问题是当前学校迫切想解决的棘手问题。针对这三个问题，本文详细分析了中小学与高校各自不同的要求，总结出必须满足的硬约束条件和可优化的软约束条件。为了找到解决这三个问题的最佳算法，本文对多约束分配问题的常用算法进行了分析比较，阐述了其基本原理和适用范围。由于分班问题中新生分数的规律性、性别

6、的特殊性、生源地区域性等特征，本文提出了基于回溯的新生分班算法；而排课与考试都是将课程、教师、教室、班级与时间关联起来，并且两者约束条件具有一定相似性，因此将二者归纳成时间表问题。基于时间表问题的复杂性，结合遗传算法的全局解搜索能力和蚁群算法的并行反馈机制，最后确定了基于蚁群遗传的时间表算法。文中提出的新生分班算法及时间表算法，已实际应用到“智慧教育云平台”中，实际应用结果表明该算法具有较好的鲁棒性，有效地解决了“智慧教育云平台”中的若干难点问题。关键词：智慧教育；多约束分配；新生分班；教师排课；考试安排；回溯算法；蚁群遗传算法

7、IAbstractAbstractEducationhasalwaysbeenthespotlightofnationsandpeoplesinthefivethousandhistoryofChina.Astimegoesby,societychanges,theformofeducationischangingstepbystep.Inashortspanofseveraldecades,thedevelopmentofinformationtechnologyisadvancingbyleapsandbounds,befo

8、rethedigitaleducationhadtimetobegenerallypromoted,thesmarteducationcloudplatform,whichbasedonbigdata,internetofthings,cloudcomputin