«Информационная система для составления расписания с однокритериальным выбором» - Дипломная работа

Содержание

Введение 4

Глава 1. Обзор и анализ существующих инструментальных средств для создания учебного расписания 6

1.1. Описание предметной области 6

1.1.1. Теория расписания 6

1.1.2. Процесс составления расписания 7

1.2. Постановка задачи 8

1.3. Обзор существующих систем и инструментов для разработки учебного расписания 13

1.4. Выбор и обоснование необходимости алгоритма для автоматического составления расписания 17

1.5. Формулировка этапов разработки продукта ВКР 17

Выводы по первой главе 18

Глава 2. Проектирование Информационной системы для составления учебного расписания 19

2.1. Техническое задание на проектирование информационной системы составления расписания 19

2.2. Построение диаграммы «Как должно быть» 23

2.3. Моделирование главных процессов в программе 28

2.3.1. Методология логического проектирования 29

2.3.2. Проектирование физической модели базы данных 33

2.4. Разработка алгоритма с однокритериальным выбором 36

Выводы по второй главе 38

Глава 3. Работа над программным продуктом и его апробация 39

3.1. Реализация программного обеспечения для клиента и описание работы основных классов в приложении 39

3.2. Описание интерфейса 44

3.3. Руководство для пользователей 49

3.4. Оценка экономической эффективности 52

Выводы по главе 3 55

Заключение 56

Список использованной литературы 57

Приложение 59

Функция вызова генерации расписания в классе AutoSettings 59

Функция запуска генерации расписания в классе Schedule_for_Groups 59

Функция генерации расписания в классе DataBaseWork 60

Письмо поддержки на разработку программы от УМУ 63

Введение

Сейчас на практике многих учебных учреждений можно проследить такую ситуацию, когда учебное управление не использует специализированное программное обеспечение для работы с расписанием, отдав предпочтение ручному составлению расписания. Такой подход в создании расписания трудоемкий и тратит драгоценное рабочее время, к тому же, разработанное расписание может не отвечать запрашиваемым критериям, полученным от преподавателей. Если использовать тщательно продуманную информационную систему, современные персональные компьютеры и специализированное программное обеспечение, то данный процесс можно намного ускорить, исключить множество ошибок и учесть дополнительные пожелания участников образовательного процесса. В этом выражается актуальность данный выпускной квалификационной работы.

Главная цель работы - разработка информационной системы в учебном учреждении для автоматизации процесса составления расписания и его оптимизация с помощью однокритериального алгоритма.

Объект исследования: процесс составления расписания в образовательном учреждении.

Предмет исследования: создание в учебном заведении гибкой информационной системы для составления расписания.

Нужно выполнить данные задачи:

1) провести анализ и изучить предметную область и специализированную литературу;

2) разработать логическую модель базы данных, которая содержит сущности и ключевые атрибуты;

3) создать эргономичный для пользователя инструмент в Visual Studio 2015;

4) выполнить выемку, считывание и сохранение исходных данных из базы данных и создание запросов на группирование сведений о конкретных группах;

5) разработать алгоритм для автоматического составления расписания;

6) осуществить реализацию и тестирование системы.

Методы исследования: анализ структуры организации, работа с информацией, полученной из технической литературы, моделирование алгоритмов, изучение сайтов с тематической информацией, настройка, тестирование и отладка интерфейса программного обеспечения.

В первой главе квалификационной работы проведен анализ в области составления учебного расписания, выявлены необходимые задачи в расставлении учебных дисциплин и рассмотрен существующий процесс составления расписания в БГПУ им. М. Акмуллы , построена диаграмма «Как есть», проведено исследование аналогичных решений задач, описаны множества алгоритмов для автоматического создания расписания и представлена формулировка этапов разработки продукта ВКР.

Вторая глава включает в себя проектирование информационной системы для составления учебного расписания, ее техническое задание и построение диаграммы «Как должно быть», смоделированы главные процессы и разработан алгоритм для автоматического составления расписания.

Третья глава посвящена реализации программного обеспечения, описанию интерфейса и оценке его эффективности.

Выдержка из текста работы

ГЛАВА 1. ОБЗОР И АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ СОЗДАНИЯ УЧЕБНОГО РАСПИСАНИЯ

1.1. Описание предметной области

1.1.1. Теория расписания

Концепция формирования расписания широко используема, как и в организации работы в компании, так и в учебных заведениях. В этой концепции требуется организация учебных занятий по дисциплинам, соблюдая все предъявляемые к ним условия [4]. Входной информацией в данном процессе считается:

1) P — потоки обучающихся групп;

2) T — преподаватели;

3) D - дисциплины;

4) А — аудитории, места проведения занятий.

Постановка задачи на планирование формулируется, как перебор разных альтернатив вариантов для всех начальных данных хода планирования (декартово множество R = {P*T*D*A*z}, где z - этапы

проведения занятия с нахождением оптимального варианта, с соответствием всех условий к расписанию). Из этого вытекает трудоемкость решения поставленной задачи, так как по мере её решения число комбинаций растёт экспоненциально [5]. Однако, этот аспект не постоянно корректен, так как уже в заблаговременной подготовке к планированию, сочетание уменьшается за счет ограничивающих критериев, в виде свободных аудиторий или преподавателей.

Чтобы созданное расписание отвечало установленным критериям оптимальности и предъявляемым требованиям, необходимо задать:

1) дисциплины и их проводимые часы;

2) преподаватели и аудитории для проведения учебных занятий;

3) последовательность видов учебных занятий по дисциплине.

Последний пункт при создании расписания занятий опускается вследствие допустимого предположения, что для эффективного изучения дисциплины он не считается критичным, и с точки зрения формирования расписания, порядок проводимых занятий будет случайным.

Критерий оценки расписания - некоторый определенный параметр, рассчитываемый по конечному варианту расписания, показывающий его оптимальность, учитывая различные точки зрения. Данным критерием является многопараметрическая функция, содержащая как неотъемлемые параметры, так и те, которые служат для оптимизации. В многочисленных работах эта функция является решающей с точки зрения получения оптимального для учреждения расписания. В её качестве зачастую применяют функцию суммы погрешностей, которая дает возможность дать оценку оптимальности готового расписания [19].

1.1.2. Процесс составления расписания

Создание расписания требует тщательного изучения актуальных учебных планов. При создании расписания существуют множества требований и правил расстановки дисциплин. У определенного курса каждая расстановка учебных занятий должна соответствовать фиксированной нагрузке из учебного плана. Немаловажно учитывать рабочие часы у преподавателей, для этого составляется отдельная сетка дней и пар с занятыми днями, чтобы заблокировать добавление занятий в эти отмеченные пары, кроме того необходимо учитывать праздничные дни. Также необходимо отметить стартовую неделю, предварительно просмотрев в какой день недели 2 сентября.

Заключение

Совместная деятельность человека и компьютера намного эффективнее, чем работа одного компьютера или одного человека. Исключить ошибки полностью практически невозможно. Из этого следует актуальность уменьшения количества ошибок и помощь в поддержке принятии решения при создании расписания в высшем или средне-специальном учебном заведении.

При выполнении поставленных целей и задач, нам удалось разработать базу данных, а также клиентское приложение для высшего учебного заведения.

Выполнены следующие задачи выпускной квалификационной работы:

• Изучена и проанализирована предметная область, а также разработана логическая модель базы данных учебного расписания занятий;

• Создана и модифицирована база данных учебного расписания в Microsoft SQL Server 2014 (Среда SQL Server Management Studio);

• Выполнена разработка и отладка интерфейса программы администрирования учебного расписания в Visual Studio 2014.

По результатам работы подготовлена заявка на участие в конкурсе научных и инновационных проектов на тему: «Комплекс программ для автоматизированного составления расписания образовательного учреждения и отображения в Web-интерфейсе» в составе трех человек: Галлямов А. С., Юнусова Р.Д., Шарипова Р.В. Актуальность и значимость темы подтверждается письмом поддержки от УМУ (см. Приложение Г).

Таким образом, созданный программный продукт позволяет составлять расписание как вручную, так и автоматически, предотвращать ошибки, создавать отчеты, а также распечатывать готовое расписание.

Список литературы

1) Батищев, Д.И. Генетические алгоритмы решения экстремальных задач [Текст]: учеб. пособие / Д.И. Батищев; Воронеж, ВГТУ. - 2014. - 42 с.

2) Вирт, Н. Алгоритмы и структуры данных [Текст] / Н.Вирт; СПб: Невский Диалект. - 2014. - 43 с.

3) Илюшечкин, В.М. Основы использования и проектирования баз данных [Текст]: учебник для академического бакалавриата. ЮРАЙТ. - 2014. - 213 с.

4) Конвей, Р.В. Теория расписаний [Текст] / Р. В. Конвей, В. Л. Максвелл, JI. В. Миллер. М.: Наука. - 2014. - 50 с.

5) Кузьмичев, А.Б. О подходе к автоматизации составления расписания в учебном заведении [Текст]: техника машиностроения, № 3. - ISSN 2074-69382014. - 2014. - 23 с.

+ еще 14 источников

Примечания

Оригинал в pdf