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随着计算机的高速发展,各种教务软件系统已在高校中普及,不少排课排考算法也被相继提出。但是由于课表问题属于NP完全类问题,它的复杂度极大程度地限制了算法的发展;另外各高校教务管理的现状和要求各有不同,目前开发的软件针对性都较强,所以一直以来都没有一种算法能做到真正的通用有效。
近年来,越来越多的学者致力于课表问题的算法研究,提出了不少革新思想。对一些已有的算法也做了修正和补充,比如将几种优化算法结合,互补缺陷,或者在一种优化算法的基础上加入其他的优化思想,扩大其可行域、提高其有效性。本文分别对排课、排考问题提出了优化算法。算法基于对现况的分析,从需求出发,并且结合了若干优化思想,使用较短的机时搜索最优解,力求通用有效。
全文共分五章。第一章介绍了课表问题的研究背景和发展现状,并分析了课表问题的复杂度。第二章阐述了目前教务管理的现状及趋势,由此进行了排课排考的数据分析,为下文进行算法设计作了准备。第三章使用遗传算法搜索时间强要求的排课问题的最优解,结合了优化初始染色体、提高较差基因的操作概率、回溯、添加软约束等优化思想,设计了一套详细的算法流程,并给出了简单示例和用实际数据测试的有效结果。第四章结合了贪婪算法、分段匹配、相邻原则、最短路径法等优化思想,对空间强要求的排考问题进行分析,给出一套详细的算法流程。在第四章末尾还介绍了根据该算法编写的一款排考软件,以及其实际应用中取得的良好效果。最后第五章对全文总体思想作了总结,并对将来排课排考优化算法的发展作了展望。