%41تخفیف

دانلود پروژه: رویکردی نوین در اجرای زمان‌بندی دروس دانشگاه با استفاده از الگوریتم رقابت استعماری

تعداد 85صفحه در فایل word

 کارشناسی ارشد رشته مهندسی کامپیوتر(M.Sc)

گرايش: نرم‌افزار

 

 

رویکردی نوین در اجرای زمان‌بندی دروس دانشگاه با استفاده از الگوریتم رقابت استعماری

 

چکیده

تعیین جدول زمان‌بندی[1] یکی از مباحث عمده و روز تحقیق درزمینهٔ برنامه‌ریزی می‌باشد. مسئله زمان‌بندی جزو مسئله بهینه‌سازی ترکیبی است که فاقد روش‌های حل تحلیلی می‌باشد (NP-Hard[2]). انواع مختلفی از مسئله جدول زمان‌بندی مانند جدول زمان‌بندی پرستاران، جدول زمان‌بندی ورزشی، جدول زمان‌بندی حمل‌ونقل و جدول زمان‌بندی دروس دانشگاه وجود دارد. در مسئله زمان‌بندی یکسری محدودیت‌ها وجود دارد که به دودسته محدودیت‌های سخت و محدودیت‌های نرم تقسیم می‌شود. محدودیت‌های سخت آن‌هایی است که اگر نقض گردد جدول زمان‌بندی تشکیل نمی‌گردد، محدودیت‌های نرم آن‌هایی است که اگر نقض گردد اشکالی در جدول زمانی به وجود نمی‌آید ولی جدول زمان‌بندی بهینه نمی‌باشد. در مسئله زمان‌بندی دروس دانشگاه تنظیم زمان هم برای دانشجو و هم برای استاد، از اهمیت خاصی برخوردار است. برای دانشجویان تعداد روزهای تشکیل کلاس‌ها در هفته و عدم تداخل دروس زمان پیش ثبت‌نام (ماتریس تلاقی) آن‌ها مهم می‌باشد، برای اساتید پر کردن روزهای تدریس در حداقل روزهای هفته مهم می‌باشد. با توجه به اینکه قبلاً جدول زمان‌بندی خودکار دروس دانشگاه با الگوریتم‌های تکاملی، ازجمله الگوریتم ژنتیک که شناخته‌ترین الگوریتم تکاملی می‌باشد بررسی‌شده، بنابراین از روش الگوریتم رقابت استعماری به دلیل سرعت‌بالا استفاده گردید تا زمان اجرا نسبت به الگوریتم ژنتیک مقایسه شود. برای طراحی سیستم مذکور از نرم‌افزار Microsoft Visual Studio 2013 استفاده شد و کد نویسی سیستم به زبان برنامه‌نویسی سی شارپ[3] و در محیط Windows انجام گردید. در این پژوهش مسئله زمان‌بندی دروس دانشگاه با الگوریتم رقابت استعماری و الگوریتم ژنتیک انجام گردید، در الگوریتم ژنتیک اگر از سیاست نخبه گزینی استفاده نشود نسبت به الگوریتم رقابت استعماری مدت‌زمان بیشتری طول می‌کشد تا جواب نهایی حاصل گردد که این جواب ممکن است نسبت به جواب‌های نسل‌های قبلی بدتر باشد. ازآنجا که الگوریتم رقابت استعماری همیشه از بین کشورها، کشوری که دارای کمترین هزینه می‌باشد را انتخاب می‌کند، درنهایت بهینه‌ترین جواب حاصل می‌گردد.

کلیدواژه‌ها: جدول زمان‌بندی دروس، الگوریتم ژنتیک، الگوریتم رقابت استعماری

[1] Timetabling

[2] Non-Deterministic Polynomial

[3] C_Sharp(C#)

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                      صفحه

چکیده ….. 1

فصل 1-      کلیات تحقیق.. 2

1-1-     مقدمه. 3

1-2-     الگوریتم‌های تکاملی.. 5

1-3-       بیان مسئله. 5

1-3-1-      محدودیت‌های سخت مسئله. 6

1-3-2-      محدودیت‌های نرم مسئله. 6

1-4-     ضرورت و هدف مسئله. 7

1-5-     مفروضات مسئله. 8

1-5-1-      دروس… 8

1-5-2-      منابع موردنیاز. 9

1-5-3-      دوره‌های زمانی.. 9

1-6-     خلاصه. 9

فصل 2-    مروری بر ادبیات تحقیق و پیشینه تحقیق.. 11

2-1-       مروری بر تحقیقات انجام‌شده 12

2-1-1-      الگوریتم ممتیک… 12

2-1-2-      الگوریتم کلونی مورچگان. 13

2-1-3-      الگوریتم ژنتیک: 17

2-1-4-      جستجوی محلی.. 19

2-1-5-      ترکیب الگوریتم ژنتیک و منطق فازی.. 20

2-1-6-      جستجوی ممنوعه. 22

2-1-7-      الگوریتم بهینه‌سازی ازدحام ذرات.. 24

2-1-8-      الگویتم رنگ‌آمیزی گراف.. 28

2-2-     خلاصه. 29

فصل 3-    روش اجراي تحقيق.. 32

3-1-     مقدمه. 33

3-2-     الگوریتم رقابت استعماری.. 33

3-2-1-      مراحل اجرای الگوریتم رقابت استعماری.. 35

3-2-2-      مراحل اجرای الگوریتم رقابت استعماری در جدول زمان‌بندی دروس… 35

3-2-3-         انتخاب ابزار. 36

3-3-     مدیریت پایگاه داده 37

3-4-     زیرسیستم رابط کاربری.. 41

3-5-     جمع‌آوری اطلاعات‌پایه. 41

3-6-     ارزیابی و آزمون سیستم. 42

3-7-     محدودیت‌های سخت مسئله زمان‌بندی دروس… 42

3-8-     محدودیت‌های نرم مسئله زمان‌بندی دروس… 42

3-9-     ایجاد جدول زمان‌بندی دروس دانشگاه به روش الگوریتم ژنتیک عادی.. 43

3-9-1-      ایجاد جمعیت اولیه تصادفی.. 44

3-10-  ايجاد جدول زمان‌بندی دروس دانشگاه با روش الگوریتم ژنتیک هوشمند. 44

3-10-1-   پارامترهای ورودی اولیه. 46

3-10-2-   ایجاد جمعیت اولیه هوشمند. 46

3-11-  ایجاد جدول زمان‌بندی دروس دانشگاه با روش الگوریتم رقابت استعماری.. 47

3-11-1-   نمایش کشورها (رمزگذاری اطلاعات) 49

فصل 4-    تجزيه و تحليل داده‌ها(یافته‌ها). 50

4-1-     الگوریتم ژنتیک عادی.. 51

4-1-1-      روش اول. 51

4-1-2-      روش دوم. 52

4-2-     الگوریتم ژنتیک هوشمند. 52

4-2-1-      روش اول. 53

4-2-2-         روش دوم. 53

4-2-3-      روش سوم. 54

4-2-4-         روش چهارم. 55

4-3-     الگوریتم رقابت استعماری.. 56

4-3-1-      روش اول. 56

4-3-2-      روش دوم. 57

4-3-3-         روش سوم. 58

فصل 5-      نتیجه‌گیری و پیشنهادها 59

5-1-     مقدمه. 60

5-2-     نتیجه کلی: 61

5-3-     پیشنهاد‌ها: 61

5-4-       مقایسه روش پیشنهادی و نتایج دیگران. 62

منابع……………………….. 63

پیوست‌ها ………………………………………………………………………………………………………………………….67

چکیده انگلیسی………………………………………………………………………………………………………………….78

فهرست جداول

عنوان                                                                                                          صفحه

جدول ‏2‑1: مقایسه بین ژنتیک در سیستم‌های طبیعی و الگوریتم ژنتیک… 17

جدول ‏3‑1: کدگذاری کشورها در رقابت استعماری (کروموزوم در ژنتیک). 49

فهرست اشکال

عنوان                                                                                                      صفحه

شکل ‏2‑1: رمزگذاری مؤلفه‌های تور در لیست مورچه‌های کاندید. 15

شکل ‏2‑2: ماتریس سه‌بعدی مبتنی بر زمان‌بندی دروس… 15

شکل ‏2‑3: ساختار جدول زمانی گردش مورچه. 16

شکل ‏2‑4: تابع عضویت ترجیحات استاد p(t) 21

شکل ‏2‑5: تابع عضویت جدول زمان‌بندی r(t) 21

شکل ‏2‑6: تابع عضویت رضایت‌مندی اولویت استاد. 22

شکل ‏2‑7: مقداردهی ذرات… 26

شکل ‏2‑8: Shi بعد از مرتب کردن. 27

شکل ‏2‑9: استخراج سه مقدار ماکزیمم. 27

شکل ‏2‑10: نمونه‌ای از برخورد برنامه زمانی استاد. 28

شکل ‏3‑1: تقسیم مستعمرات بین امپراتوری‌های.. 34

شکل ‏3‑2: حرکت مستعمرات به‌سوی امپراتوری‌ها 34

شکل ‏3‑3: نمای شماتیک پایگاه داده جدول زمان‌بندی دروس… 37

شکل ‏3‑4: فلوچارت پیاده‌سازی زمان‌بندی دروس دانشگاه با روش الگوریتم ژنتیک عادی.. 43

شکل‏3‑5: فلوچارت پیاده‌سازی زمان‌بندی دروس دانشگاه با روش الگوریتم ژنتیک هوشمند. 45

شکل ‏3‑6: فلوچارت الگوریتم رقابت استعماری.. 48

شکل ‏4‑1: نمودار اجرا روش اول الگوریتم ژنتیک عادی.. 51

شکل ‏4‑2: نمودار اجرای روش دوم الگوریتم ژنتیک عادی.. 52

شکل ‏4‑3: نمودار اجرای روش اول الگوریتم ژنتیک هوشمند. 53

شکل ‏4‑4: نمودار اجرای روش دوم الگوریتم ژنتیک هوشمند. 54

شکل ‏4‑5: نمودار اجرای روش سوم الگوریتم ژنتیک هوشمند. 55

شکل ‏4‑6: نمودار اجرای روش چهارم الگوریتم ژنتیک هوشمند. 56

شکل ‏4‑7: نمودار روش اول اجرای الگوریتم رقابت استعماری.. 57

شکل ‏4‑8: نمودار روش دوم اجرای الگوریتم رقابت استعماری.. 58

شكل ‏5‑1: پنجره اصلي.. 67

شكل ‏5‑2: پنجره ثبت اطلاعات دروس… 67

شكل ‏5‑3: پنجره ثبت اطلاعات روزهای هفته. 68

شكل ‏5‑4: پنجره ثبت اطلاعات بازهای زمانی.. 68

شكل ‏5‑5: پنجره ثبت اطلاعات اساتید. 68

شكل ‏5‑6: پنجره ثبت اطلاعات زمان‌های خالی اساتید. 69

شكل ‏5‑7: پنجره ثبت اطلاعات کلاس‌ها 69

شكل ‏5‑8: پنجره ثبت اطلاعات پیشنهاد دروس اساتید. 69

شكل ‏5‑9: پنجره ثبت اطلاعات زمان‌های خالی کلاس‌ها 70

شكل ‏5‑10: پنجره اجراي عمليات… 70

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo