Средства моделирования и численные методы в задаче формирования начального расписания занятий

• Автор: Макарцова, Екатерина Алексеевна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 126 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Анализ работ в области решения задачи автоматизированного формирования расписания занятий.

1.2.Основные подходы к формализации решения задачи составления

расписания.

Точные методы генерации расписаний.

Эвристические методы генерации расписаний

1.3.Многокритериальность задачи составления расписания

Основные понятия и определения.

Многокритериапьность в задаче формирования начального расписания занятий
1.4.Постановка задач исследования.
2. РАЗРАБОТКА МЕТОДА СОСТАВЛЕНИЯ НАЧАЛЬНОГО РАСПИСАНИЯ
ЗАНЯТИЙ ВУЗА
2.1.Общая постановка задачи составления начального расписания занятий в
составе интегрированной системы управления учебным процессом вуз.
2.2.Разработка математической модели начального расписания занятий
2.3. Метод составления начального расписания занятий вуза на основе многокритериальной выборки с использованием переопределяемых критериев загруженности
3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ В ЗАДАЧЕ РАСПИСАНИЯ
3.1.Разработка критериев исходной информации
3.2.Формирование тестовых заданий.
3.3.Разработка критериев анализа начального расписания занятий
4. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА СОСТАВЛЕНИЯ НАЧАЛЬНОГО
РАСПИСАНИЯ ЗАНЯТИЙ ВУЗА.
4.1 .Расчеты без использования мультипликативного критерия выборки
4.2. Расчеты с использованием мультипликативного критерия выборки для четырех пар.
4.3. Расчеты с использованием мультипликативного критерия выборки для трех пар
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Рассматриваются основные известные работы в области решения задачи автоматизированного формирования расписания занятий, а также основные методы решения задачи составления расписания учебных занятий. Анализируются существующие подходы к формализации, точные и эвристические алгоритмы генерации расписаний, основанные на общей теории расписаний, теории графов, теории множеств, математическом программировании, искусственном интеллекте. В настоящем постиндустриальном обществе роль информационных технологий (ИТ) чрезвычайно важна, они занимают сегодня центральное место в процессе интеллектуализации общества, развития его системы образования и культуры . Система образования и наука являются одним из объектов процесса информатизации общества []. Концепция информатизации высшего образования РФ» была разработана РосНИИ информационных систем и утверждена Министерством образования Российской Федерации в году. В концепции было объявлено, что стратегическая цель информатизации образования состоит в глобальной рационализации интеллектуальной деятельности за счет использования информационных технологий, радикального повышения эффективности и качества подготовки специалистов до уровня, достигнутого в развитых странах, т. В рамках данной концепции были выделены основные направления информатизации национальной системы образования. Основным видом деятельности является учебный процесс [,]. В системе образования, как и в других сферах человеческой деятельности, создается программное обеспечение (ПО) для поддержки учебного процесса. Это могут быть базы данных (БД), информационно-справочные системы, хранилища информации любого вида, компьютерные обучающие программы, а также программы, позволяющие осуществлять администрирование учебного процесса. Подразделения, связанные с управлением учебным процессом, такие как учебно-методическое управление (УМУ), деканаты, кафедры, имеют большой объем рутинной работы, связанной с решением ряда задач []: расчет штатного расписания кафедр; расчет годовой нагрузки кафедр; подготовка учебных и экзаменационных расписаний; распределение индивидуальной нагрузки между преподавателями, а также с подготовкой соответствующих документов: учебных поручений; зачетных и экзаменационных ведомостей; рабочих программ дисциплин и т. Автоматизация многих работ, связанных с расчетами (расчет годовой нагрузки, штатных расписаний), аналитическими исследованиями (исследования учебных планов, успеваемости студентов, нагрузки преподавателей), а также формированием документов, позволила бы значительно сократить временные затраты, упростить работу и снять рутинную нагрузку с соответствующих подразделений []. Составление расписаний учебных занятий наряду с разработкой учебных планов, учебных программ и расписаний экзаменов - одна из наиболее важных и трудоемких задач планирования учебного процесса. Оптимально составленное расписание учебных занятий не должно изменяться в течение семестра или учебного цикла, чтобы не нарушить учтенные в расписании межпредметные связи и выполненные требования []. На составление расписания учебных занятий на семестр всей учебной части вуза может требоваться до одного месяца работы []. Расписание должно удовлетворять многочисленным требованиям организационного и методического характера, имеющим различные степени обязательности, часто взаимно противоречивым или даже взаимоисключаемым [, ]. Это затрудняет построение даже допустимых расписаний, не говоря уже об оптимальных. Во многих отечественных [, ] и зарубежных [, 0, 8] работах указывается ряд требований и ограничений к расписанию занятий ВУЗ’а с разделением их на обязательные (hard constraint) и желательные (soft constraint). В таблицах табл. Таблица 1. Планирование занятий, требующих использования технических средств (оборудование для лабораторных работ, компьютеры и т. Несоблюдение обязательных требований в процессе формирования расписания делает сформированное расписание полностью непригодным для практического применения. Поддержка объединения групп в потоки и разбиения их на подгруппы для занятий по определенным дисциплинам. Запрет проведения двух и более занятий подряд у одной группы по ряду дисциплин (прежде всего по физическому воспитанию).