logo (068) 202 57 83     (095) 710 36 67
help
Заявка
help
Viber
help
Skype
email_icon
E-mail
Joomla Templates and Joomla Extensions by JoomlaVision.Com
Мы профессионально позаботимся о Вашей успешности 24 часа в сутки 7 дней в неделю

Скорочення термінів і підвищення обґрунтованості ухвалення рішень при складанні розкладів в школах - дипломна робота

Заказывай работу ТУТ

Зміст

Вступ................................................................................................................ 2

1. Загальна характеристика предметної області............................................ 7

1.1. Моделювання задач складання розкладів........................................... 7

1.2. Аналіз існуючого програмного забезпечення................................... 10

1.3. Постановка задачі............................................................................... 14

2. Розробка математичної моделі і практична реалізація системи автоматичного складання розкладів...................................................................................... 16

2.1. Математична модель складання розкладу уроків в школі............... 16

Методи вирішення поставленої задачі...................................................... 17

3. Практична  реалізація системи складання розкладу уроків................... 20

3.1           Обґрунтування вибору СУБД................................................... 20

3.2. Обгрунтування засобів розробки програмного забезпечення......... 27

3.3. Побудова дата логічної моделі БД в третій нормальній формі........ 34

3.4. Особливості практичної реалізації системи....................................... 40

3.5. Результати роботи програми............................................................. 45

3.6. Аналіз отриманих результатів........................................................... 50

Висновки........................................................................................................ 51

Список використаної літератури.................................................................. 52

Додатки.......................................................................................................... 54

Вступ

Якість навчання школярів і особливо ефективність використання педагогічного потенціалу залежать певною мірою від рівня організації учбового процесу.

Одна з основних складових цього процесу - розклад занять - регламентує трудовий ритм, впливає на творчу віддачу викладачів, тому його можна розглядати як чинник оптимізації використання обмежених трудових ресурсів - викладацького складу. Технологію ж розробки розкладу слід сприймати не лише як трудомісткий технічний процес, об'єкт механізації і автоматизації з використанням ЕОМ, але і як акцію оптимального управління. Таким чином, це - проблема розробки оптимальних розкладів занять в учбовому закладі з очевидним економічним ефектом. Оскільки інтереси учасників учбового процесу різноманітні, завдання складання розкладу - багатокритеріальне.

Завдання складання розкладу не варто розглядати тільки як деяку програму, що реалізовує функцію механічного розподілу занять на початку учбового періоду, на якій її (програми) використання і закінчується. Економічний ефект від ефективнішого використання трудових ресурсів може бути досягнутий тільки в результаті копіткої роботи по управлінню цими трудовими ресурсами. Розклад тут є лише інструментом такого управління, і для якнайповнішого його використання необхідно, щоб програма поєднувала в собі не лише засоби для складання оптимального розкладу, але і засоби для підтримки його оптимальності у разі зміни деяких вхідних даних, які на момент складання розкладу вважалися постійними. Окрім цього оптимальне управління такою складною системою неможливе без накопичення деякої статистичної інформації про процеси, що відбуваються в системі. Тому саме завдання складання оптимального розкладу є лише частиною складної системи управління учбовим процесом.

Багатокритеріальність цього завдання і складність об'єкту, для якого будується математична модель, обумовлює необхідність серйозного математичного дослідження об'єкту для збільшення функціональних можливостей алгоритмів складання розкладів без значного ускладнення моделі і, як наслідок, збільшення об'ємів використовуваної пам'яті і часу рішення задачі.

З одного боку, може здатися, що автоматизація складання розкладу є чисто математичною проблемою і вона, нехай нетривіальними методами, але може бути формалізована, алгоритмизована і перекладена мовою машинних кодів. А швидкодія сучасних комп'ютерів повинна забезпечити досягнення необхідного результату в прийнятні терміни. Саме на таких очікуваннях в середині-кінці 90-х років в нашій країні, так само як і у ближньому і далекому зарубіжжі, спостерігався бум виробництва програм складання розкладу занять для персональних комп'ютерів, які до цього часу стали масовими, дуже продуктивними і, головне, доступними для учбових закладів. Сумно, але залишається констатувати, що зі своєю благородною місією ці програми не впоралися.

По-перше, вони ледь-ледь розраховували найпростіші варіанти розкладів. Трохи тільки з'являлися складнощі у вигляді іноземних мов з діленням до трьох груп, великої кількості сумісників, обмежень по кабінетах і інше, як програми впадали в глибоку задумливість і видавали вердикт про неможливість розставляння годинника унаслідок повної несумісності початкових даних.

По-друге, вони проводили розрахунки невибачно довго.

По-третє, програми 90-х були розроблені під операційну систему MS DOS, в якій дуже важко було створити по-справжньому ергономічний інтерфейс. В результаті, введення даних по не найскладнішій школі також могло займати декілька днів. А надалі, навіть проста корекція початкових даних вимагала стомливих подорожей по численних меню, списках і довідниках. Цікаво, що згодом, з переходом на платформу ОС Windows, багато авторів не визнали потрібним скористатися багатими можливостями її графіки і механічно перенесли свої інтерфейсні напрацювання з DOS в нові програми.

Пошук оптимального або близького до оптимального розклади здійснюється за допомогою одного з 3 підходів :

- математичного програмування;

- комбінаторного;

- евристичного .

Завдання складання розкладу може бути сформульоване в термінах лінійного цілочисельного програмування. Описується система з робіт, що складаються з операцій, і машин, що виконують конкретні операції. У вигляді нерівностей представлена система обмежень. Також вводяться додаткові цілочисельні змінні для опису обмежень типу "або-або", які не можна описати у рамках звичайного лінійного програмування. Далі записується сама система і формується цільова функція. Цільові функції можуть бути різними. Конкретний вид цільової функції залежить від того, що нам необхідно мінімізувати.

При застосуванні методів математичного програмування для вирішення даного завдання ТР неминуче показове зростання часу рішення задачі залежно від її розмірності через неминуче використання прийомів перебору варіантів.

Найбільш поширеними прийомами скорочення перебору є прийоми, засновані на методі гілок і меж або на методі неявного перебору, які полягають в побудові "часткових рішень", що дозволяють відсікати безперспективні рішення. Проте навіть здійснені прийоми скорочення перебору не дозволяють піти від показового росту трудомісткості.

Комбінаторний підхід зводиться до цілеспрямованої перестановки пар робіт в деякій початковій послідовності, поки не буде отримано оптимальне (близьке до оптимального) рішення.

При комбінаторний підході використовуються такі поняття, як завдання класу Р та  ефективні алгоритми.

Під "ефективним алгоритмом" розуміється алгоритм, для якого число необхідних кроків росте як поліном від розміру вхідного завдання. Завдання, що мають ефективні (поліноміальні) алгоритми рішення, належать класу Р-завдань.

Евристичні алгоритми засновані на прийомі, який називається прийомом зниження вимог. Він полягає у відмові від пошуку оптимального рішення за прийнятний час. Евристичні алгоритми використовують різні розумні міркування без строгих обґрунтувань.

Широко застосовується так званий метод локального пошуку. При цьому заздалегідь вибрана безліч перестановок використовується для послідовного поліпшення початкового рішення до тих пір, поки таке поліпшення можливе, інакше виявляється досягнутим локальний екстремум.

Ще одно з напрямів евристичних методів рішення завдань ТР полягає у формуванні правил або функцій переваги (пріоритетів). Для кожної роботи з безлічі очікуючих виконання робіт, обчислюється значення функції  переваг і вибирається та робота, для якої  досягає максимуму або мінімуму.

Завдання складання розкладу можна представити у вигляді завдання впорядковування, де дисципліни з учбового плану є операціями, а групи, викладачі і аудиторії - обслуговуючі прилади. Модель в цьому випадку зручно представляти у вигляді мережі, дуги якої представляють операції. Кожній дузі відповідає деякий ваговий коефіцієнт, який є значенням цільової функції, що визначає міру віддання перевазі над виконання цією операцією. Вершини мережі, що називаються подіями і об означаються Е, можуть інтерпретуватися як результати виконання окремих приватних робіт. Таким чином, завдання складання розкладу зводиться до побудови мережі з урахуванням усіх необхідних умов. У разі, коли мереж можна побудувати декілька, необхідно розрахувати для кожної з них критичний шлях, і вибрати мережу з найменшим критичним шляхом. Цей метод добре підходить для класичної задачі упорядкування, а для вирішення завдання складання учбового розкладу, його застосування проблематичне, оскільки в учбовому розкладі потрібно не просто упорядкувати операції, а вибрати ще і час їх проведення, що не передбачається цією моделлю і приведе до необхідності побудови дискретної рівневої мережі із забороненими станами.

При застосуванні усіх цих методів також неминуче зростання по експоненті часу роботи програми при збільшенні об'єму завдання

Метою даної дипломної роботи є скорочення термінів і підвищення обґрунтованості ухвалення рішень при складанні розкладів в школах.

Поставлена мета визначила наступні основні завдання дипломної роботи:

  • аналіз існуючих методів рішення задачі про розклад;
  • розробка алгоритму оптимізації важко вирішуваних завдань складання розкладів
  • реалізація розроблених алгоритмів у вигляді комплексу програм для автоматизованого складання розкладів.

Об'єкт досліджень - процеси управління різними видами навчальної діяльності.

Предмет досліджень - процес складання розкладу для даного виду діяльності.

Методика дослідження : методи теорії управління, теорії розкладів, системної оптимізації, графів, об'єктно-орієнтованого програмування.

База готовых работ: