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课表的编排与调度是学校教学运行中的一个重要环节,它对学校的日常教学工作、各种教学资源的合理使用应起到重要的协调和调度作用。从上个世纪50年代国外有人开始研究课表问题,至今已有四十多年,涉及多种算法,但课表问题仍未完全解决。随着计算机技术的发展,人类进入信息社会,排课软件也比较多,但对于高校来说,由于资源条件、编排方式、设计要求各不相同,所以很少有通用的软件。本文以湖北工业大学商贸学院的教务排课系统(PCA系统)为例,对自动排课的算法做了一定的研究。
在深入分析排课问题和研究相关算法上,提出了一种基于动态规划和优先级算法的新课程调度算法PCA。根据时间、教室、教师和班级的约束关系,进行等价类划分,依据所设定的优先级次序进行一次性扫描排课,尽量回避对冲突的调整工作,并在此基础上实现了一个课程调度系统,即使为适应学分制排课要求或满足教师提出较苛刻的上课条件要求,也能在几分钟内做出排课计划。它已实际使用二年,表明了系统的有效性和相关算法的高效性。
本文以PCA为例,对排课问题的数学模型进行了描述,设计以编码形式来表达优先级,并对PCA系统中的数据设计进行了分析。在自动排课处理中,涉及了分治法和贪心法两种算法思想,本文详细描述了基于动态规划的自动编排的算法步骤。
本文还根据排课软件的发展趋势及商贸学院实际需要,提出商贸学院PCA系统的总体规划,确定了PCA系统的功能结构。对系统的网络模型、拓扑结构等做了详细的描述,并对存在问题进行了分析和探讨,对系统发展做出展望。