自动排课系统的设计与实现
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维普资讯 http:Hale Waihona Puke /第 １ 卷 第 １期 ９ ２
２０ ０ ６年 ｌ 月 ２
武 汉 科 技 学 院 学 报
Ｊ ＯＵＲ ＮＡＬＯＦＷＵＨＡＮ ＵＮＩ Ｒ Ｉ Ｙ ＯＦＳ Ｉ ＮＣ ＶＥ Ｓ Ｔ Ｃ Ｅ ＥＡＮＤ Ｅ ＮＧＩ Ｅ Ｉ ＮＥ Ｒ ＮＧ
（ Ｇ ｎ ｔ ｌｏｉ ｍｓ ２） ｅ ｅｉ Ａ ｇ ｒ ｈ ，又称为进化算法 （ ｖ ｌｔ ｎ ｒ ｌｏｉ ｍｓ ｃ ｔ Ｅ ｏｕｉ ａｙ ｇ ｒ ｈ ）遗传 算法 的思想来 自于达尔文 的进 ｏ Ａ ｔ 化论 。在遗传算法 中，一 系列 的解决方案对于一个特定 问题 的表现被评估 和被排序 ，然后选 出其 中表现较好的 解决方案作为双亲 ，再将选出 的双亲进行适 当的变异操作或者将两个双 亲进行交叉组合 的操作 ，由此产生一个 或 多个子方案 ，这些方 案再次被评估 ，周而复始 ，直到满 足条件 的方案产生 。 （ 相似算法用 三种排课方法 ：“ ３） 班级排课 ” 教 师排课” 相似排课” 、“ 和“ ，不需要输 入繁琐 的教学计划 ，只 需用“ 班级排课 ” 出一个年级第一个班级 的课程 ，将该 班级作 为样 本 ，通过相似推理 ，便能 自动排出其 它班级 排 的课程 。最后能排 出优化 的课程 ，并能把事后调整 的工作量 降到最小 ，但它不适 宜班级差别太 大的情况 。 迄今为止 ，排课 问题仍 旧没有一种可称之为最理想 的方案 。任一种排课方 案不可 能完美地解决好所有 的排 课 问题 。但针对一个特定 的排课环境 ，我们可 以找到一个较 为理想 的排课方 案。
排课 系统。
（ ）排课信息 录入 。包括 教学计 划信息 录入 、教师信 息录入和 固定课程信息录入等。教学计划信息录入需 ２ 要录入 的教学计划信息有 ：本年 级的班级名 ，课程名 ，任课 老师 ，周节次 ，班级属性 ，班主任等信息 ，排课人 员可连续输入多个 教学计 划信息 ，可以返 回前一个教学计划信息处 进行修改 ，也可 以完成录入。教 师信息录入 用于实现教师不能上课 时间的信息 录入 ，固定课程信息录入用于安排特殊课程在指定时间上 课的信息 录入 ，如 班会课 、晨读课和活动课等。
逻辑编程 的范例 中，有关 限制满足 的问题可写成一个 Ｈｏｎ ｒ 子句 的形式 ，当程序运行 时 ， 各种 限制相应产生并被 传递 到限制解决机制 中。此机制应用“ 域独立” 限制满 足技 术来 找到一 个可行 的解决方 案。限制逻辑编程非 常适
合排课 问题 ，它允许所有 的公式将限制 明示化。但此算法会 因排课过程 中的一些小改动而受 到极大影响。
进算法，能较好地处理各种冲突，有效地提高了排课效率，最后给出了一个基于此算法的排课系统。 关键词 ：排课 ；算法 ；教学计划
中图分类号：Ｇ ２ ． ４３ ４ ０
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：１０ －５ ６（０ ６－０ ５ －０ ０ ９ １０２ ０ ） ０ ０ ４
随着信息技术 的快速发展 ，利用计算机实现学校课表 的 自动编排 ，不仅解 除了手工排课 的重 复性和繁琐性 ，
能满足排课 的一些硬性制约 ，同时还尽可能地满足一些软性要求 ，如主要课程 的时间段安排 、各主干课程之间 的合理时间间隔等 。 虽然当前已经出现 了许 多采用不 同算法设计 的 自动排课系统 ，但它们普遍存在着不足 ：或 因适用范围太广 而导致操作 复杂 ，需手工输入排课 信息太多 ；或因适用范 围窄而导致排完课后仍需人工调整 ，既耗时且排课 质 量差 。而且大多是针对大专院校需求开发设计的 ，很难适用于 以升学率为 目标来组织教学 的高 中学校的特殊的 教学安排。因此本文在 比较和研究了 当前常用的排课算法 的基础之上给 出了一个改进算法 ，该算法能有效处理 各种复杂冲突 ，基于此算法的排课 模型能完全满足高 中学校 的教学需求 。
和打印。
登录 界面 Ｌ ＿ 主 —． Ｊ 界面
广 ＿ 始排 广］ １ １开 课
课表 查询 ｒ 退出 统 ］ 系
教学计划信息
录入 界面
教师信息
录入界 面
固定信息 录入界面
班级课表
查 询
教师课表 查询
圈 １系统结构圈
（） １ 用户登录 。出于对系统安全 的保证 ，被授权用户必须输 入正确 的用户名和密码后方 可进入主界面访问
收稿 日 ：２０． ．８ 期 ０６１ ２ ０ 作者简介 ：杨建红 （ ９０ ） 。讲师 ，研究 方向 ：计算机应用 １７．，女
维普资讯
第 １ 期 ２
杨建红 ，等 ：自动排课系统 的设计 与实现
５ ｌ
２ 系统结 构
系统 实现的基本功能有 ：主界面 的登录 ，信息的浏览 ，信息 的录入 、修改 ，自动排课 以及排课结果 的查询
减少 了教学管理人员的工作量 ，而且大大提高了教学管理 的效率 ，保证 了课程安排 的合理性与科学性 。自动排 课算法的设计 其实是 由一个多种因素制约的大规模组合的 问题 ，其最终 目标是在遵守各种排课规则 以及满足各
种约束条件的情况下合理安排一个学期的上课 时段 、课程 、场地 以及教师等各个元素 ，使他们不互相冲突 ，既
１常 用排课算法介 绍
（ ） ｏ ｓ ａｎ Ｌ ｇｃ ｒｎ ｒｍｍｉｇ（ Ｌ ，是 由 Ｌ ｇｃ ｒｇａ ｉｇ（Ｐ 中的限制操作 而成。该语言综 １ Ｃ ｎｔ ｉｔ ｏ ｉ Ｐｏ ｇａ ｎ Ｃ Ｐ） ｒ ｏ ｉ Ｐ ０ ｒｍｍ ｎ ｉ ） Ｌ
合了 Ｌ Ｐ的优 点（ｅ ｌｒｔ ｅ ｅ ｎｉｓｎ ｎ ｄ ｔｒ ｎｓ ｒｌｔ ｎｌ ｏｍ） ｄ ｃａａｉ ｍａ ｔ ， ｏ — ｅｅｍｉｉ ｅａ ｏ ａ ｆｒ 与限制解 决算法 的高效率特点 。在限制 ｖｓ ｃ ｍ， ｉ
ｖ ． ９ ＮＯ．２ ０１ １ １
Ｄｅ ． ０ ６ ｃ ２０
自动排课系统的设计与实现
杨建红 ，刘 蓉 ２
（ １武汉工业学院 计算机系，湖北 武汉 ４ ０ ２ ；２华中师范大学 电信系 ，湖北 武汉 ４０ ７ ） ３０ １ ３０ ９ 摘 要：本文首先分析比较了几种常用的排课算法，然后针对高 中学校特殊的教学需求提 出了一个改
２０ ０ ６年 ｌ 月 ２
武 汉 科 技 学 院 学 报
Ｊ ＯＵＲ ＮＡＬＯＦＷＵＨＡＮ ＵＮＩ Ｒ Ｉ Ｙ ＯＦＳ Ｉ ＮＣ ＶＥ Ｓ Ｔ Ｃ Ｅ ＥＡＮＤ Ｅ ＮＧＩ Ｅ Ｉ ＮＥ Ｒ ＮＧ
（ Ｇ ｎ ｔ ｌｏｉ ｍｓ ２） ｅ ｅｉ Ａ ｇ ｒ ｈ ，又称为进化算法 （ ｖ ｌｔ ｎ ｒ ｌｏｉ ｍｓ ｃ ｔ Ｅ ｏｕｉ ａｙ ｇ ｒ ｈ ）遗传 算法 的思想来 自于达尔文 的进 ｏ Ａ ｔ 化论 。在遗传算法 中，一 系列 的解决方案对于一个特定 问题 的表现被评估 和被排序 ，然后选 出其 中表现较好的 解决方案作为双亲 ，再将选出 的双亲进行适 当的变异操作或者将两个双 亲进行交叉组合 的操作 ，由此产生一个 或 多个子方案 ，这些方 案再次被评估 ，周而复始 ，直到满 足条件 的方案产生 。 （ 相似算法用 三种排课方法 ：“ ３） 班级排课 ” 教 师排课” 相似排课” 、“ 和“ ，不需要输 入繁琐 的教学计划 ，只 需用“ 班级排课 ” 出一个年级第一个班级 的课程 ，将该 班级作 为样 本 ，通过相似推理 ，便能 自动排出其 它班级 排 的课程 。最后能排 出优化 的课程 ，并能把事后调整 的工作量 降到最小 ，但它不适 宜班级差别太 大的情况 。 迄今为止 ，排课 问题仍 旧没有一种可称之为最理想 的方案 。任一种排课方 案不可 能完美地解决好所有 的排 课 问题 。但针对一个特定 的排课环境 ，我们可 以找到一个较 为理想 的排课方 案。
排课 系统。
（ ）排课信息 录入 。包括 教学计 划信息 录入 、教师信 息录入和 固定课程信息录入等。教学计划信息录入需 ２ 要录入 的教学计划信息有 ：本年 级的班级名 ，课程名 ，任课 老师 ，周节次 ，班级属性 ，班主任等信息 ，排课人 员可连续输入多个 教学计 划信息 ，可以返 回前一个教学计划信息处 进行修改 ，也可 以完成录入。教 师信息录入 用于实现教师不能上课 时间的信息 录入 ，固定课程信息录入用于安排特殊课程在指定时间上 课的信息 录入 ，如 班会课 、晨读课和活动课等。
逻辑编程 的范例 中，有关 限制满足 的问题可写成一个 Ｈｏｎ ｒ 子句 的形式 ，当程序运行 时 ， 各种 限制相应产生并被 传递 到限制解决机制 中。此机制应用“ 域独立” 限制满 足技 术来 找到一 个可行 的解决方 案。限制逻辑编程非 常适
合排课 问题 ，它允许所有 的公式将限制 明示化。但此算法会 因排课过程 中的一些小改动而受 到极大影响。
进算法，能较好地处理各种冲突，有效地提高了排课效率，最后给出了一个基于此算法的排课系统。 关键词 ：排课 ；算法 ；教学计划
中图分类号：Ｇ ２ ． ４３ ４ ０
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：１０ －５ ６（０ ６－０ ５ －０ ０ ９ １０２ ０ ） ０ ０ ４
随着信息技术 的快速发展 ，利用计算机实现学校课表 的 自动编排 ，不仅解 除了手工排课 的重 复性和繁琐性 ，
能满足排课 的一些硬性制约 ，同时还尽可能地满足一些软性要求 ，如主要课程 的时间段安排 、各主干课程之间 的合理时间间隔等 。 虽然当前已经出现 了许 多采用不 同算法设计 的 自动排课系统 ，但它们普遍存在着不足 ：或 因适用范围太广 而导致操作 复杂 ，需手工输入排课 信息太多 ；或因适用范 围窄而导致排完课后仍需人工调整 ，既耗时且排课 质 量差 。而且大多是针对大专院校需求开发设计的 ，很难适用于 以升学率为 目标来组织教学 的高 中学校的特殊的 教学安排。因此本文在 比较和研究了 当前常用的排课算法 的基础之上给 出了一个改进算法 ，该算法能有效处理 各种复杂冲突 ，基于此算法的排课 模型能完全满足高 中学校 的教学需求 。
和打印。
登录 界面 Ｌ ＿ 主 —． Ｊ 界面
广 ＿ 始排 广］ １ １开 课
课表 查询 ｒ 退出 统 ］ 系
教学计划信息
录入 界面
教师信息
录入界 面
固定信息 录入界面
班级课表
查 询
教师课表 查询
圈 １系统结构圈
（） １ 用户登录 。出于对系统安全 的保证 ，被授权用户必须输 入正确 的用户名和密码后方 可进入主界面访问
收稿 日 ：２０． ．８ 期 ０６１ ２ ０ 作者简介 ：杨建红 （ ９０ ） 。讲师 ，研究 方向 ：计算机应用 １７．，女
维普资讯
第 １ 期 ２
杨建红 ，等 ：自动排课系统 的设计 与实现
５ ｌ
２ 系统结 构
系统 实现的基本功能有 ：主界面 的登录 ，信息的浏览 ，信息 的录入 、修改 ，自动排课 以及排课结果 的查询
减少 了教学管理人员的工作量 ，而且大大提高了教学管理 的效率 ，保证 了课程安排 的合理性与科学性 。自动排 课算法的设计 其实是 由一个多种因素制约的大规模组合的 问题 ，其最终 目标是在遵守各种排课规则 以及满足各
种约束条件的情况下合理安排一个学期的上课 时段 、课程 、场地 以及教师等各个元素 ，使他们不互相冲突 ，既
１常 用排课算法介 绍
（ ） ｏ ｓ ａｎ Ｌ ｇｃ ｒｎ ｒｍｍｉｇ（ Ｌ ，是 由 Ｌ ｇｃ ｒｇａ ｉｇ（Ｐ 中的限制操作 而成。该语言综 １ Ｃ ｎｔ ｉｔ ｏ ｉ Ｐｏ ｇａ ｎ Ｃ Ｐ） ｒ ｏ ｉ Ｐ ０ ｒｍｍ ｎ ｉ ） Ｌ
合了 Ｌ Ｐ的优 点（ｅ ｌｒｔ ｅ ｅ ｎｉｓｎ ｎ ｄ ｔｒ ｎｓ ｒｌｔ ｎｌ ｏｍ） ｄ ｃａａｉ ｍａ ｔ ， ｏ — ｅｅｍｉｉ ｅａ ｏ ａ ｆｒ 与限制解 决算法 的高效率特点 。在限制 ｖｓ ｃ ｍ， ｉ
ｖ ． ９ ＮＯ．２ ０１ １ １
Ｄｅ ． ０ ６ ｃ ２０
自动排课系统的设计与实现
杨建红 ，刘 蓉 ２
（ １武汉工业学院 计算机系，湖北 武汉 ４ ０ ２ ；２华中师范大学 电信系 ，湖北 武汉 ４０ ７ ） ３０ １ ３０ ９ 摘 要：本文首先分析比较了几种常用的排课算法，然后针对高 中学校特殊的教学需求提 出了一个改