基于遗传算法的排课选课系统设计与实现

发布时间：2023-04-18 22:24

　　随着招生考试制度的不断改革深化,高考“3+3”这一新的考试模式开始在全国范围内推广实施,“走班制”的教学新模式将逐渐取代传统教学模式,文理分科将成为过去。与传统“行政班”教学模式相比,“走班制”模式可以挑选自己喜欢的课程进行学习,能够提高学生的学习热情。相应地,未考虑新教学模式的传统排课系统已经无法满足排课需求。因此,对于新模式下的排课系统的研究是很有必要的。本文的主要研究成果如下:(1)研究了新教学模式及新教学模式下的排课选课的流程,对比分析了传统排课系统在新教学模式下的不足,分析其产生的原因,提出适合新教学模式的排课及选课的解决方案,最终设计一个适合于新教学模式的排课选课系统。(2)对传统遗传算法进行研究,在仔细研究排课原则的基础上,分析了排课问题中的所有约束条件、排课因素以及最终目标,构建了对应的数学模型,并对传统的遗传算法进行了改进,利用实验结果验证了改进的可行性,提高了算法的运行效率。最后将改进后的算法应用到排课选课系统中。(3)结合9月1号网(中国教育知识服务云)平台,实现了基于遗传算法的排课选课系统,包括教务管理和自动排课两大模块,能够实现学生自主选课、教务人员排课以及教...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 排课问题研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 研究内容
    1.4 本文组织结构
第2章 相关技术与理论
    2.1 “走班制”下排课问题的相关理论
        2.1.1 排课问题概述
        2.1.2 排课问题的要素分析
        2.1.3 排课问题的条件分析
        2.1.4 排课问题的数学模型
    2.2 传统模式排课流程和“走班制”排课选课流程
        2.2.1 传统模式排课流程
        2.2.2 “走班制”排课选课流程
    2.3 传统遗传算法相关理论
        2.3.1 遗传算法概述
        2.3.2 遗传算法相关概念
        2.3.3 遗传算法的基本步骤
        2.3.4 遗传算法的优势
        2.3.5 遗传算法在排课问题中的应用
    2.4 本章小结
第3章 排课选课系统的模型构建
    3.1 排课选课系统的模型的研究和构建
        3.1.1 教务管理模块数学模型
        3.1.2 排课选课模块数学模型
    3.2 遗传算法在“走班制”下排课问题中的应用
        3.2.1 染色体编码
        3.2.2 初始种群的构建
        3.2.3 适应度函数的设计
        3.2.4 遗传算子的设计
    3.3 遗传算法的改进
        3.3.1 初始种群的构建
        3.3.2 选择策略的改进
        3.3.3 交叉和变异策略的改进
        3.3.4 改进后遗传算法流程
    3.4 实验验证
        3.4.1 测试数据
        3.4.2 测试结果分析
    3.5 本章小结
第4章 “走班制”下排课选课系统的设计与实现
    4.1 自动排课选课系统总体需求
    4.2 自动排课选课系统总体架构
        4.2.1 系统总体架构
        4.2.2 业务功能总体设计
    4.3 自动排课选课系统主要功能的设计和实现
        4.3.1 教务管理模块的设计与实现
        4.3.2 排课选课模块的设计与实现
    4.4 系统测试
        4.4.1 测试环境及用例
        4.4.2 系统功能性测试
        4.4.3 系统兼容性测试
    4.5 本章小结
第5章 实验结果及分析
    5.1 实验用例
    5.2 种群规模和迭代次数
    5.3 遗传算子的实验
        5.3.1 交叉概率实验
        5.3.2 变异概率实验
    5.4 改进算法对比实验
    5.5 算法性能评估
        5.5.1 排课结果对比
        5.5.2 实验结果可视化
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所获得的学术成果
致谢



本文编号：3793151