Рейтинг@Mail.ru

РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ СОСТАВЛЕНИЯ РАСПИСАНИЯ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА

Бабаева Ф.Ш.

МОУ Средняя общеобразовательная школа №14 г.о.Химки ,Московский Государственный Университет Инженерной Экологии (МГУИЭ)

задать вопрос автору

Представлены результаты исследований на основе выбранных методов составления расписаний учебных процессов. Реализован алгоритм и программно-технический комплекс средствами СУБД MS Access и языка запросов SQL, эффективно решающий задачу составления расписания для школы и ВУЗа.

Во многих процессах оперативное управление представляет собой сложную задачу в связи с большой размерностью, наличием противоречивых требований и большого количества методов, которые нужно адаптировать под специфические особенности процессов.

Несмотря на большое количество существующих на сегодняшний день подходов, алгоритмов, методов, программных пакетов, довольно часто составление расписания или его доработка в учебных заведениях происходит вручную, с опорой на интуитивные решения, индивидуальные для каждого конкретного ВУЗа или школы. Создать универсальный алгоритм, решающий данную задачу для любого учебного заведения, практически не представляется возможным, также как и написать программу, которая без участия человека составит то или иное учебное расписание. Потому, заметим, что правильнее будет искать не «автомат», а алгоритм, работающий в диалоговом режиме, позволяющий перемещаться по отдельным ступеням достигнутых локальных решений и менять в активном состоянии любые исходные или промежуточные данные.

Оперативное управление учебными процессами имеет свою специфику. В работе [3] указывается: «Сложность управления учебным процессом заключается в том, что оценка качества управления и корректировка учебных планов, распределения нагрузки, расписания занятий возможны только после завершения определенного цикла обучения (семестра, учебного года и т. п.). Такое управление называется асинхронным в отличие от управления действием объекта в любой момент времени, определяемое как синхронное управление».

Для решения задачи составления расписания ВУЗа предлагается алгоритм, который включает в себя сочетание таких методов, как метод ветвей и границ, метод логического программирования, метод имитационного моделирования.

Работа алгоритма реализуется средствами СУБД Access, с использованием языка запросов SQL. Исходные данные заполняются с обязательной установкой приоритета основных объектов расписания (Преподаватели, Аудитории, Группы, Кафедры). Создаются связанные объекты Предмет-Группа и Предмет-Аудитория. Имеется таблица, интерпретирующая ограничения занятости преподавателей. По умолчанию преподаватель свободен во все дни на всех парах, на что указывают включенные флажки. Выключая флажки в выбранных ячейках, пользователь задает программе ограничения. Таким образом, предпочтения преподавателей представляются жесткими ограничениями, вносятся в программу на первом этапе заполнения данных.

Модель составления расписания представляет собой последовательный отбор и расстановку в ячейки связанных данных, основанные на их приоритете и на величине рассчитываемого эвристически коэффициента. Программно это соответствует нахождению в расписании набора записей, содержащих ссылки на связки Предмет – Группа, Предмет – Аудитория, которые определяются первичными данными (Преподаватели, Аудитории, Группы, Кафедры).

Эвристический коэффициент, определяющий приоритет расстановки данных в сетку расписания представляет собой аддитивную неотрицательную величину. Он учитывает занятость преподавателей, наличие окон в расписании студентов и преподавателей, наличие лекционных занятий для потоков, количество пар в день, расстановку дней курсового проектирования и др.

Разработан программно-технический комплекс, реализующий работу алгоритма в диалоговом режиме. Интерфейс программы имитирует работу диспетчера в случае выбора пользователем автоматического режима, а также переход в любой момент времени в ручной режим с возможностью возврата на произвольное количество шагов назад, если возникает такая необходимость.

Программа апробирована для составления расписания факультетов ВУЗа и школы.

Литература

  1. В.П. Ерунов, И.И. Морковин Формирование оптимального расписания учебных занятий в вузе Вестник ОГУ №3 2001
  2. Лопатеева О.Н. Системы автоматизированного учебного расписания в высшем учебном заведении на основе эвристических алгоритмов Красноярск, 2006
  3. М.В.Мальцев. Автоматизация управления учебным процессом, Курский государственный технический университет, 2005