基于遗传算法的排课系统的设计与实现

论文摘要

排课是高校教务管理工作中很重要的一部分,特别是随着高校改革的不断深入,教学资源的不断扩大,使得高校教务管理工作日益繁琐、复杂。因此,排课系统的研究和开发已经成为国内外众多高校以及软件公司的研究课题,也取得了许多这方面的理论成果和实现方法。而随着计算机网络的不断发展,校园网络的蓬勃兴起使高校教务管理工作日益智能化、现代化。本文研究开发基于遗传算法的B/S结构的高校排课系统,详细介绍系统的开发方案和相关技术。首先分析当前大多数高校的教学管理模式,以及高校排课所必须满足的基本条件和特殊要求,即针对高校的具体特点应满足的条件,以及排课时应参照的约束条件如课时质量等。其次,研究、设计遗传算法,并应用于排课系统中。根据某高校排课的具体要求,以遗传算法为基础对课表信息进行了遗传操作。经多次试验,基因种群设置为20,遗传代数设置为40,可满足在运行时间和排课质量上的设计要求。设计调整算法,以有效解决遗传算法在排课过程中的冲突问题。本文给出系统的需求分析,设计系统的总体设计框架、数据库表,采用B/S网络结构和ASP.NET系统开发工具,选用SQLSevrer2003作为后台网络数据库,实现了系统的功能并应用于某高校。系统在安全性设计方面,强调通过用户识别机制实现对不同使用者的身份验证。目前系统完成了功能和性能测试,已应用于湖南人文科技学院,测试和应用结果表明,该系统能够进行用户的识别,实现排课信息的输入、存储和课表的输出等功能。能够实现在线排课,并且系统运行高效、安全、可靠。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 引言
• 1.1 高校排课系统的背景与意义
• 1.2 排课系统的需求
• 1.2.1 基本要求
• 1.2.2 特殊要求
• 1.2.3 约束条件
• 1.3 排课系统的研究现状与发展
• 1.3.1 排课系统的发展
• 1.3.2 现行排课系统的比较研究
• 第2章 遗传算法的研究
• 2.1 遗传算法的发展
• 2.2 遗传算法的思想
• 2.3 基因编码
• 2.4 交叉操作
• 2.5 变异操作
• 2.6 适应度函数以及成本函数的设计
• 2.6.1 课时优度
• 2.6.2 均衡优度
• 2.6.3 定义域错误数
• 2.6.4 连堂错误数,长连错误数
• 2.6.5 课时错误数
• 2.6.6 适应度函数
• 2.6.7 成本函数
• 2.7 遗传算法设计
• 2.8 遗传算法测试
• 第3章 基于遗传算法的排课系统的设计与实现
• 3.1 系统需求分析
• 3.1.1 系统功能需求
• 3.1.2 系统性能需求
• 3.1.3 需求定义与规约
• 3.1.4 系统安全性设计
• 3.2 系统构架
• 3.3 B/S体系结构
• 3.3.1 B/S模式概念介绍
• 3.3.2 B/S的特征
• 3.3.3 B/S结构与C/S结构的比较
• 3.4 系统各模块功能设计
• 3.5 数据库的设计
• 3.5.1 数据库总体结构设计
• 3.5.2 数据库用户表的设计
• 3.5.3 数据库课程表的设计
• 3.5.4 数据库班级表的设计
• 3.5.5 数据库匹配表的设计
• 3.5.6 数据库教师表的设计
• 3.5.7 数据库课表的设计
• 3.6 系统关键技术
• 3.6.1 数据绑定方法
• 3.6.2 ADO.NET实现SQL数据库通信
• 3.6.3 用Data Grid实现数据显示
• 3.6.4 用户识别与会话机制
• 3.6.5 输入数据验证
• 3.6.6 伪随机数的产生
• 3.6.7 调整算法
• 3.7 系排课系统开发工具和运行环境
• 3.7.1 数据库平台SQL Server
• 3.7.2 关于ASP.NET
• 第4章 系统测试与应用
• 4.1 测试方法
• 4.2 测试环境
• 4.3 系统测试
• 4.4 系统应用情况
• 4.5 小结
• 结论
• 参考文献
• 附录A 攻读硕士学位期间发表的学术论文及参与的课题目录
• 致谢