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    重庆时时彩漏洞刷钱: 一种在多约束条件下高效分班、排课的方法.pdf

    关 键 词:
    一种 约束 条件下 高效 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201010594378.0

    申请日:

    2010.12.14

    公开号:

    CN102222155A

    公开日:

    2011.10.19

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):G06F 19/00申请公布日:20111019|||实质审查的生效IPC(主分类):G06F 19/00申请日:20101214|||公开
    IPC分类号: G06F19/00; G06F9/44 主分类号: G06F19/00
    申请人: 贾永鑫
    发明人: 贾永鑫; 祁秀花
    地址: 733100 甘肃省古浪县古浪镇昌松路450号
    优先权:
    专利代理机构: 代理人:
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201010594378.0

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2015.09.16|||2011.11.30|||2011.10.19

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明涉及到学校利用计算机分班、排课的方法,具体为一种在多约束条件下高效分班、排课的方法,其目的在于,针对现有技术中存在的技术缺陷,提供一种可在多个约束条件下,能够节省空间和时间,有明确目的,可以主动的快速合理完成分班、排课任务的方法。为达到目的,本发明采用的技术方案主要包括赋值、分班、换算、排课四个步骤,其有益效果在于,大大减少了分班、排课所需要的时间,时间收敛性好,尤其在处理人数和班级较多的问题上更加显示出其优越性,极大的提高了工作效率,减少了人工,便于统计教师工作量,学生任务量,学生选课的趋向,方便查看教师、学生课表,为临时调整带来便利;本发明亦可用于进行考试安排。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种在多约束条件下高效分班、排课的方法,包括以下步骤:
    (1)赋值:制定并公布学期课程列表,设定每门课程的场地范围、一周课时量和课程允许的排课时段,给每个学生分配100分的选择教师的总权分,学生选课时给每位任课老师给出分数;
    (2)分班:统计学生选课信息,按以下规定分班:a.同一个行政班的选课相同的学生尽量分在一个教学班中,同时兼顾一个教学班来源的行政班数尽可能少;b.在场地和科目的实际要求下,每门选修课按权分从高到低吸收选课学生,组成新的教学班;c.每个教学班中设置一定比例的名额按b规定实施,剩余比例按a规定办法实施;
    (3)换算:根据设定数据和统计数据,换算所设置课程进行排课的难度系数z,并按从大到小的顺序为其排序,其中z=(s/t)+(k/w);k为系数、w为场地范围、s为一周课时量、t为课程允许的排课时段;
    (4)排课:开始进行排课,在任课指定的场地,从符合任课时段的初始位置找能排的位置;不能排好的,在一个设定的时间内反复找合适的位置;依然不能排好的,做少量调课再排;若还不能满足条件则跳过这一排课任务,接着排下一课程;完成最后一个排课任务后检查所用课程是否排完;没有排完的课程再通过补排课自动逐一按顺序排课,若多次补排课依旧不能排好的;最后由人工半自动辅助排完所有的课。

    2.  如权利要求1所述的一种在多约束条件下高效分班、排课的方法,其特征在于,所述步骤(1)至步骤(4)中的设定数据、分班信息的统计处理由数据库完成,其至少包括以下内容的表:①基本信息表,纪录关键的基本参数数据;②固定课表,记录一周相同时间上的相同的课;③科目节限表,记录每个课程上课最佳时段;④科目表,记录学校各个年级,各科每周上几节;⑤任课表,记录老师对应任课班级及相关信息;⑥学生学籍表,记录选课学生的学籍等信息;⑦学生选课表,记录学生选修的情况;⑧学生分班表,记录根据学生选课人数分班等信息;⑨选修课任课表,根据学??渭苹头职嗲榭霭才沤淌κ谘⌒蘅?;⑩课表,记录上课的场地、课节的总课表;老师课表,记录老师的姓名、课节和上课时间;场地表,记录学校各个教学场地的相关信息;??楸?,记录学??璧母鞲瞿?榈南喙匦畔?。

    3.  如权利要求1所述的一种在多约束条件下高效分班、排课的方法,其特征在于,所述步骤(4)中所述的排课算法具体方法的??樯柚萌缦拢?BR>A、在课程限定的时段内,从前到后不重复的换时间然后执行B;
    B、课表中对应位置是否有课,无课执行C;若有课执行E;
    C、是否还有别的场地,有则执行B;若没有别的场地,执行D;
    D、老师课表中对应位置是否有课,有课则执行A;没有课就表示能排课;
    E、当前场地是否为任课指定场地,是则执行G;否就执行F;
    F、测试是否和要排的课有冲突,有冲突则执行G;没有冲突就执行C;
    G、调课即被调的课重新排课,成功则执行C;不成功就执行A。

    4.  如权利要求3所述的一种在多约束条件下高效分班、排课的方法,其特征在于,所述的步骤D也可放在步骤B或C之前,步骤F与步骤G也可交换先后顺序。

    5.  如权利要求3所述的一种在多约束条件下高效分班、排课的方法,其特征在于,所述的??镕的具体步骤如下:
    1)在学生的选课和分班记录中,将学生前面的课元设为第i个,后面一个课元设为第j个,i值初始为1,j初始值比i大1,其中课元就是对应选课和其分班的组合;
    2)学生的第i个课元和第j个课元是否有冲突,有冲突说明这个位置不能排课;没有冲突则j自增加1,然后执行3);
    3)j是否超出实际范围n,其中n代表1个学生选课的最大数量,没有超出,执行步骤2);超出则执行步骤4);
    4)i自增加1,然后将i的值再加1赋值给j,j是否超出实际范围,没有超出则执行步骤2);超出就执行步骤5);
    5)学生选课及分班记录向下移动一个记录,检测是否有这样的纪录,有则执行步骤1),没有就表示没有冲突。

    6.  如权利要求1至5任意一项中所述的一种在多约束条件下高效分班、排课的方法,其特征在于,所述的方法亦可用于考试安排,安排考试时暂不考虑分班的因素,按步骤排好之后,将同时考试的学生按选课相同则不能相邻的原则插隔开即可。

    说明书

    说明书一种在多约束条件下高效分班、排课的方法
    技术领域
    本发明涉及到学校利用计算机分班、排课的方法,具体为一种在多约束条件下高效分班、排课的方法。
    背景技术
    1975年,S.Even等人论证了课程表问题是NP完全类问题。由于课程表问题所涉及的信息较多,并且求解课程表问题最优解的时间复杂性是课程表规模的指数级,所以一般采用求近似最优解的算法。在现实生活中,人们一般也只是要一个满足各种条件的近似最优解,或者说满意解,而不一定非要最优解不可。因此,对于课程表问题,关键不是如何找到最优解,而是如何提高解的满意度。
    传统的人工进行排课,最令人担心的问题就是出现教师资源冲突或场地资源冲突的情况,而且工作繁琐,工作量巨大,尤其是规模较大的中学进行排课时出现的问题更多。现有的解决排课问题的方法主要是回溯法和遗传算法,其中回溯算法是所有搜索算法中最为基本的一种算法,其采用了一种走不通就返回的思想作为其控制结构,其相当于采用了先根遍历的方法来构造解答树,可用于找解或所有解以及最优解;回溯算法对空间的消耗较少,当其与分枝定界法一起使用时,对于所求解在解答树中层次较深的问题有较好的效果,但其在后继节点可能与前继节点相同的问题中使用,会产生循环?;厮菟惴ㄓτ迷谂趴挝侍庵?,就是排不过去就调课,不能调课就倒退,而且记忆走过的路,以此节约时间,但由于回溯法是一种穷举的办法,空间消耗虽然小,可是时间开销却非常大,时间收敛慢,有时可能将好的课表错过。遗传算法则是从代表问题可能潜在解集的一个种群开始的,在每一代,根据问题域中个体的适应度大小挑选个体,并借助代表于自然遗传学的遗传算子进行组合交叉和变异,产生出代表新的解集的种群。这个过程导致种群像自然进化一样,后生代种群比前代更加适应于环境,末代种群中最优个体经过解码,可以作为问题的近似最优解。遗传算法应用在排课问题中,是逐步接近设定目标,先按初始条件将课程排入到课表中,排满之后根据后续条件逐步通过调课达到目标,进行逐步的进化,用遗传算法排课空间消耗大,其是随机产生很多课表之后根据条件检查,不符合条件的放弃,留下来的再模仿遗传做随机改动,形成很多新的子课表,不符合条件的放弃,直到完成任务;其模拟自然选择和遗传,即优胜劣汰、适者生存,并没有主动依据条件生成课表,存在一定的盲目性,这也必然导致大量时间的浪费。
    发明内容
    本发明的目的在于,针对现有技术中存在的技术缺陷,提供一种可在多个约束条件下,能够节省空间和时间,有明确目的,可以主动的快速合理完成分班、排课任务的方法。
    为达到以上目的,本发明采用的技术方案是:一种在多约束条件下高效分班、排课的方法,包括以下步骤:
    (1)赋值:制定并公布学期课程列表,设定每门课程的场地范围、一周课时量和课程允许的排课时段,给每个学生分配100分的选择教师的总权分,学生选课时给每位任课老师给出分数;
    (2)分班:统计学生选课信息,按以下规定分班:a.同一个行政班的选课相同的学生尽量分在一个教学班中,同时兼顾一个教学班来源的行政班数尽可能少;b.在场地和科目的实际要求下,每门选修课按权分从高到低吸收选课学生,组成新的教学班;c.每个教学班中设置一定比例的名额按b规定实施,剩余比例按a规定办法实施;
    (3)换算:根据设定数据和统计数据,换算所设置课程进行排课的难度系数z,并按从大到小的顺序为其排序,其中z=(s/t)+(k/w);k为系数、w为场地范围、s为一周课时量、t为课程允许的排课时段;
    (4)排课:开始进行排课,在任课指定的场地,从符合任课时段的初始位置找能排的位置。不能排好的,在一个设定的时间内反复找合适的位置;依然不能排好的,做少量调课再排;若还不能满足条件则跳过这一排课任务,接着排下一课程;完成最后一个排课任务后检查所用课程是否排完;没有排完的课程再通过补排课自动逐一按顺序排课,若多次补排课依旧不能排好的;最后由人工半自动辅助排完所有的课。
    进一步来说,步骤(1)至步骤(4)中的设定数据、分班信息的统计处理由数据库完成,其至少包括以下内容的表:①基本信息表,纪录关键的基本参数数据;②固定课表,记录一周相同时间上的相同的课;③科目节限表,记录每个课程上课最佳时段;④科目表,记录学校各个年级,各科每周上几节;⑤任课表,记录老师对应任课班级及相关信息;⑥学生学籍表,记录选课学生的学籍等信息;⑦学生选课表,记录学生选修的情况;⑧学生分班表,记录根据学生选课人数分班等信息;⑨选修课任课表,根据学??渭苹头职嗲榭霭才沤淌κ谘⌒蘅?;⑩课表,记录上课的场地、课节的总课表;老师课表,记录老师的姓名、课节和上课时间;场地表,记录学校各个教学场地的相关信息;??楸?,记录学??璧母鞲瞿?榈南喙匦畔?。
    更进一步来说,步骤(4)中所述的排课算法具体方法的??樯柚萌缦拢?
    A、在课程限定的时段内,从前到后不重复的换时间然后执行B;
    B、课表中对应位置是否有课,无课执行C;若有课执行E;
    C、是否还有别的场地,有则执行B;若没有别的场地,执行D;
    D、老师课表中对应位置是否有课,有课则执行A;没有课就表示能排课;
    E、当前场地是否为任课指定场地,是则执行G;否就执行F;
    F、测试是否和要排的课有冲突,有冲突则执行G;没有冲突就执行C;
    G、调课即被调的课重新排课,成功则执行C;不成功就执行A。
    其中步骤D也可放在步骤B或C之前,步骤F与步骤G也可交换先后顺序。
    再进一步来说,为使本发明进行更好的发明效果,??镕的具体步骤如下:
    1)在学生的选课和分班记录中,将学生前面的课元设为第i个,后面一个课元设为第j个,i值初始为1,j初始值比i大1,其中课元就是对应选课和其分班的组合;
    2)学生的第i个课元和第j个课元是否有冲突,有冲突说明这个位置不能排课;没有冲突则j自增加1,然后执行3);
    3)j是否超出实际范围n,其中n代表1个学生选课的最大数量,没有超出,执行步骤2);超出则执行步骤4);
    4)i自增加1,然后将i的值再加1赋值给j,j是否超出实际范围,没有超出则执行步骤2);超出就执行步骤5);
    5)学生选课及分班记录向下移动一个记录,检测是否有这样的纪录,有则执行步骤1),没有就表示没有冲突。
    再进一步来说,本发明所述的方法亦可用于考试安排,安排考试时暂不考虑分班的因素,按本发明所述方法的步骤排好之后,将同时考试的学生按选课相同则不能相邻的原则插隔开即可。
    本发明的有益效果在于,采用本发明所述的方法,能够有效的解决多约束条件下的分班、排课问题,大大减少了分班、排课所需要的时间,时间收敛性好,尤其在处理人数和班级较多的问题上更加显示出其优越性,实验表明,其在相同条件下采用本发明的算法比其他算法快至少20倍,极大的提高了工作效率,减少了人工,便于统计教师工作量,学生任务量,学生选课的趋向,方便查看教师、学生课表,为临时调整带来便利;本发明亦可用于进行考试安排。
    本发明之所以具有以上有益效果,是因为本发明具有以下特点:本发明提出一种全新的分班、排课的方法,该方法在排课前一定会将任务按难易程度排序,将难排的课程前置,减少以后排课调课的时间;而且每安排一节课都是完全符合条件的,后排的课找合适位置排,若没有合适位置,将会调原来已经排好的课,但前提是被调走的课一定会在完全符合它条件的位置上,如果没有合适的位置,将选择新的课程被调走,直到排课完成;具有很好的目的性,不仅空间消耗小,而且时间收敛性好。
    附图说明
    图1为本发明所述方法的流程图
    图2为本发明步骤(4)中??榈牧鞒掏?
    图3为本发明步骤(4)中??镕运行的流程图
    图4为应用本发明所述方法的示意图
    具体实施方式
    实例1
    在利用本发明进行分班、排课时,如图1、图2、图3、图4所述,一种在多约束条件下高效分班、排课的方法包括如下步骤:
    (1)赋值:制定并公布学期课程列表即数据库中的??楸?,设定每门课程的场地范围、一周课时量和课程允许的排课时段,分别对应数据库中相应的表,给每个学生分配100分的选择教师的总权分,学生选课时给每位任课老师给出分数;
    (2)分班:统计学生选课信息,即学生分班表,按以下规定分班:a.同一个行政班的选课相同的学生尽量分在一个教学班中,同时兼顾一个教学班来源的行政班数尽可能少;b.在场地和科目的实际要求下,按权分每门选修课从高到低吸收选课学生,组成新的教学班;c.每个教学班中设置一定比例的名额按b规定实施,剩余比例按a规定办法实施;
    (3)换算:根据设定数据和统计数据,换算所设置课程进行排课的难度系数z,并按从大到小的顺序为其排序,其中z=(s/t)+(k/w);k为系数、w为场地范围、s为一周课时量、t为课程允许的排课时段;分别对其赋值,得出最难的是数学2,场地范围是原教室,一周是5节课,允许的排课时段是上午第1节到第3节,K暂定为1,Z=5/2+1/1=3.5;最简单的是历史3,场地范围是任意,假设为8,一周是2节课,允许的排课时段是第4节到第7节,K暂定为1,Z=2/3+1/8=0.785。
    (4)排课:开始进行排课,在任课指定的场地,从符合任课时段的初始位置找能排的位置。不能排好的,在一个设定的时间内反复找合适的位置;依然不能排好的,做少量调课再排;若还不能满足条件则跳过这一排课任务,接着排下一课程;完成最后一个排课任务后检查所用课程是否排完;没有排完的课程再通过补排课自动逐一按顺序排课,若多次补排课依旧不能排好的;最后由人工半自动辅助排完所有的课。
    将所选??槎杂Φ娜慰谓淌ν度ǚ?,系统根据权分从高到低的原则,吸收学生组成新的教学班,任课排序后,数学2最先排,在⑨选修课任课表中提取数学2的第1教学班任课教师姓名张师、任课要求的场地暂定为6至8场,同时在③科目节限表提取数学对应的排课时段暂定为1节至3节,在⑩课表中第6场位置,执行A步骤,从第一天即星期一,第1节开始,执行B,在⑩课表中对应位置是否有课,因为开始排课,假设无课,无课执行C,从第1场即星期一第1节对应位置,执行B,假设有课,执行E,是音乐1第1教学班的课,自然不是当前指定场地,就执行F,这时便到⑦学生选课表和⑧学生分班表中,第一个位置即高鹏开始,执行2),第i个课元即语文1??榈?班和第j个课元即数学2??榈?班比较是否恰好为数学2的第1班和音乐1第1班,显然不是,执行3),j现在是3,没有超出实际n,n为20,那么执行2),第i个课元即语文1??榈?班和第j个课元即英语2,1班是否是要找的一对课元,不是则j加1后变为4,执行3),直到j为21时执行3)超出n,执行4),i变为2,j为3,第i个即数学2,1班和第j个即英语2,1班是否是要找的一对课元,不是,j为4,直到j大于n,i自增1,直到i为n时,j超出范围,执行步骤5),学生选课及分班记录向下移动一个记录,继续执行1),找到要找的一对课元,则跳出,执行G步骤,调课,即就是将第1场中的星期一第1节的音乐1第1班任课调整到别的适合它的位置,其实就是对它再排课,具体就不细说了,假设调课不成功,执行A,从星期一的第2节,执行B,课表中对应位置无课执行C;有别的场地,从第1场地执行B,对应位置无课执行C;有别的场地,第2场地执行B,对应位置无课执行C,直到第6场地,第7、第8一直到所有场地都空,即执行C中没有别的场地了,执行D,老师课表中张老师对应位置是否有课,没有课就表示能排课。
    依据以上所述步骤依次对每一个排课任务进行排课,最后直至电脑辅助手工完成排课,整个在多约束条件下的分班、排课任务结束。
    实例2
    使用本发明方法进行不同条件相同步骤的测试,其测试步骤同实例1所述,所做的测试及结果见表一。
    表一

    本发明所述的方法并不仅限于具体实施方式中所述的实施例,本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式,同样属于本发明的技术创新范围。

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