基于量子遺傳算法的排課系統(tǒng)研究和設(shè)計(jì).pdf

1、排課問題是學(xué)校每年必須進(jìn)行的教務(wù)工作之一，也是關(guān)鍵任務(wù)之一，合理的排課系統(tǒng)可以帶來好的教學(xué)效果。近幾年來，隨著教育改革的推動(dòng)，帶來的教育資源的擴(kuò)大，教育方式的革新，課程內(nèi)容的更新;隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，使得新的教育資源得到利用，新的教育方式得到實(shí)現(xiàn)，新的課程理念得到認(rèn)可，這些促使了教育信息化，教育網(wǎng)絡(luò)化，教育終身化，教育現(xiàn)代化的發(fā)展。教育現(xiàn)代化使得其相應(yīng)的配套設(shè)施也應(yīng)得到相應(yīng)的調(diào)整和更新，當(dāng)然排課系統(tǒng)也需要不斷完善和更新，以適應(yīng)現(xiàn)代化的

2、教育。
　　為了適應(yīng)現(xiàn)代化的教育方式，本論文研究開發(fā)了一個(gè)新的排課系統(tǒng)。具體工作如下。
　　首先，本文調(diào)查研究了現(xiàn)代化授課方式在課程安排中與傳統(tǒng)方法有哪些不同，并根據(jù)這些不同處，相應(yīng)調(diào)整了排課約束條件。在充分考慮到教室沖突，教師沖突，時(shí)間沖突，課程沖突，班級(jí)沖突這五大基本要素后，本文還考慮到了其他附加約束條件，如文理交錯(cuò)，大班教學(xué)與小班教學(xué)合理安排，個(gè)性化教學(xué)與普通教學(xué)合理分配等人性化約束條件，以滿足現(xiàn)代化教育方式。

3、　　其次，是排課算法的研究。算法設(shè)計(jì)是排課問題的核心問題，貫穿于整個(gè)排課過程。當(dāng)前在排課問題的研究領(lǐng)域，使用較多的是算法有傳統(tǒng)算法，如貪心算法，動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法;另一種是仿生學(xué)算法，如遺傳算法，蜜蜂交配算法。這些算法在當(dāng)時(shí)都成功解決了排課問題，但一個(gè)成功的算法并不一定是最好的算法，還有很多方面是可以完善的，如算法的時(shí)間復(fù)雜度。本論文在排課算法的研究中，提出了一個(gè)新的方法——量子遺傳算法。量子遺傳算法是將遺傳算法和量子算法有效的結(jié)合起來，利用

4、“組合優(yōu)化”原則，將各自的優(yōu)點(diǎn)充分發(fā)揮出來，不足之處得以改進(jìn)。量子遺傳算法利用量子比特編碼染色體，使之進(jìn)行并行計(jì)算，減少算法時(shí)間復(fù)雜度;量子遺傳算法利用量子旋轉(zhuǎn)門和量子非門進(jìn)行變異操作，使得群體得以更新。
　　最后，本文將量子遺傳算法應(yīng)用于排課問題，并通過JSP開發(fā)了排課系統(tǒng)，這樣使得量子遺傳算法在解決排課問題中得以實(shí)現(xiàn)，具體功能得以實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了問題解決的“組合優(yōu)化”。
　　本論文完成了論文最初的設(shè)想，基于本文的研究，論文在