Составление учебных планов на основе генетических алгоритмов

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 10 Ноября 2011 в 11:33, дипломная работа

Краткое описание

С оптимизацией человек сталкивается постоянно в своей жизни, порой даже не замечая этого. Он выбирает, на каких станциях метро нам лучше пересесть в другой поезд, чтобы добраться до места назначения быстрее и с меньшим числом пересадок. Казалось бы, простая задача, с которой каждый справляется с большим или меньшим успехом. Но даже это простой пример показывает, как неоднозначен выбор. Приходиться проводить оптимизацию по двум критериям – время и количество пересадок. А если таких критериев не 2, а несколько десятков, причём один критерий зависит от определённого количества других, то тут уже не так просто справиться с задачей, найти лучшее сочетание значений этих критериев. Не помогает даже большой опыт человека в области, в которой решается задача оптимизации.

Содержание работы

ВВЕДЕНИЕ 3
1. ГЕНЕТИЧЕСКИЕ АЛГОРИТМЫ 7
1.1. История появления эволюционных алгоритмов 7
1.2. Общие сведения о ГА 9
1.3. Модели генетических алгоритмов 13
1.4. Другие пути решения задач оптимизации 17
1.5. Применение генетических алгоритмов 21
1.6. Постановка задачи 24
2. ПРИМЕНЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ АЛГОРИТМОВ ДЛЯ ЗАДАЧ СОСТАВЛЕНИЯ УЧЕБНЫХ ПЛАНОВ 25
2.1. Учебные планы нового поколения. Общие сведения 25
2.2. Формирование рабочих учебных планов 27
2.3. Формирование учебных планов на основе генетических алгоритмов 31
2.4. Соответствие терминов биологии и предметной области 34
3. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОГО АЛГОРИТМА ДЛЯ ГЕНЕРАЦИИ УЧЕБНЫХ ПЛАНОВ 36
3.1. Выбор языка программирования. Pascal ABC 36
3.2. Функциональная схема работы программы 38
3.3. Описание fitness-функции 42
3.4. Генерация вариативных наборов 44
3.5. Описание констант и переменных программы 46
3.6. Описание функций программы 47
3.7. Результат работы программы 49
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 51
Список используемой литературы 52

Скачать целиком (1.17 Мб) Сколько стоит заказать работу?

Содержимое работы - 1 файл

диплом на печать.docx

— 1.30 Мб (Скачать файл)

end.

Листинг Fitness - функции

procedure Fitness(var c:TChrom);

var

i,n: integer;

disc_numbers:TDiscNumbers;

double_disc: integer;

all_hours: integer;

begin

c.fitness:=0;

for i:=1 to c.length do - Формирование массива с номерами дисциплин

disc_numbers[i]:=c.disc[i].key;

writeln('.');

for i:=1 to c.length do

write (disc_numbers[i],' ');

double_disc:=NumDoubleDisc(disc_numbers,c.length); - Проверка на повторяющиеся дисциплины

if double_disc>0 then c.fitness:=c.fitness-BALL*double_disc/c.length;

all_hours:=0;

for i:=1 to c.length do - Проверка общего числа часов хромосомы, общему числу часов учебного плана по ФГОС

all_hours:=all_hours+c.disc[i].h_all;

if all_hours<>(HOURS_ALL - HOURS_PRAC-HOURS_EXAM) then

c.fitness:=c.fitness-BALL;

h_aud:=0;

h_src:=0;

for i:=1 to c.length do begin - Подсчет и проверка соотношения часов и самостоятельных работ

h_aud:=h_aud+d[i].h_lection+d[i].h_laborat+d[i].h_practical;

src_hourse:=srs_hourse[i];

end;

if (aud_hourse/src_hourse>AUD/SRC) then

fitness:=fitness-BALL

else fitness:=fitness+BALL

for i:=0 to kolsem do begin

kol_exam:=0; kol_zach:=0;

kol_kr:=0; kol_kp:=0;

for i:=1 to c.koldisc do begin - Подсчет числа экзаменов в семестре

if disc[j].examination=I then

kol_exam++;

if disc[j].final_test=I then

kol_zach++;

if disc[j].yearly_project=I then

kol_kp++;

if disc[j].yearly_work=I then

kol_kr++;

end;

if (kol_exam>KOL_EXAM_SEM) then - Проверка на допустимое число экзаменов в семестре

fitness:=fitness-BALL

else fitness:=fitness+BALL

if (kol_kp>KOL_EARLY_PROJECT_SEM) then

fitness:=fitness-BALL

else fitness:=fitness+BALL

end;

Листинг вариативной функции

Procedure GenerateVariation(d:TDisc; var v:TVariation; var n_v:integer);

var

i,j: integer;

b1,b2,b3,b4: integer;

p1,p2,p3,p4: integer;

l1,l2,l3: integer;

vv:array[1..12]of TDisc;

N:integer;

w: array[1..4]of real;

r:real;

s:integer;

begin

CopyDisc(d,v[1]); v[1].number:=1; n_v:=1;

{вариации по экзамену зачёту}

CopyDisc(d,v[2]); v[2].number:=2; inc(n_v);

CopyDisc(d,v[3]); v[3].number:=3; inc(n_v);

if (v[1].examination=true) and (d.final_test=true) then

begin

v[2].examination:=true;v[2].final_test:=false;

v[3].examination:=false;v[3].final_test:=true;

v[3].h_min_by_standart:=v[3].h_min_by_standart-1;

v[3].h_all:= v[3].h_all-36;

end;

if (v[1].examination=true) and (d.final_test=false) then

begin

v[2].examination:=true;v[2].final_test:=true;

v[3].examination:=false;v[3].final_test:=true;

v[3].h_min_by_standart:=v[3].h_min_by_standart-1;

v[3].h_all:= v[3].h_all-36;

end;

if (v[1].examination=false) and (d.final_test=true) then

begin

v[2].examination:=true;v[2].final_test:=true;

v[3].examination:=true;v[3].final_test:=false;

end;

{вариации по к.работе, к.проекту, домашнему заданию и реферату}

CopyDisc(v[1],v[4]); v[4].number:=4; inc(n_v);

CopyDisc(v[1],v[5]); v[5].number:=5; inc(n_v);

CopyDisc(v[1],v[6]); v[6].number:=6; inc(n_v);

Variation_1_4(v[1],v[4],v[5],v[6]);

CopyDisc(v[2],v[7]); v[7].number:=7; inc(n_v);

CopyDisc(v[2],v[8]); v[8].number:=8; inc(n_v);

CopyDisc(v[2],v[9]); v[9].number:=9; inc(n_v);

Variation_1_4(v[2],v[7],v[8],v[9]);

CopyDisc(v[3],v[10]); v[10].number:=10; inc(n_v);

CopyDisc(v[3],v[11]); v[11].number:=11; inc(n_v);

CopyDisc(v[3],v[12]); v[12].number:=12; inc(n_v);

Variation_1_4(v[3],v[10],v[11],v[12]);

{вариации по часам лекций, лаб. и прак.}

if (v[1].h_laborat=0)and(v[1].h_practical=0)then -если нет лаб и практик

begin {выкидуем комбинации экзамен-1 зачёт-1}

j:=1;

for i:=1 to 12 do

if (v[i].examination=false)or(v[i].final_test=false) then

begin

CopyDisc(v[i],

vv[j]); inc(j);

end;

for i:=1 to 8 do

CopyDisc(vv[i], vv[i]);

n_v:=8;

case v[1].h_lection of

14,17,18 : begin b1:=num_weeks*2; b2:=0; end;

28,34,36 : begin b1:=num_weeks; b2:=num_weeks*3;

42,51,54 : begin b1:=num_weeks; b2:=0;

end;

N:=n_v; j:=0;

for i:=1 to N do

begin

CopyDisc(v[i],v[N+i+j]);

v[N+i+j].number:=N+i+j;

inc(n_v);

v[N+i+j].h_lection:=b1;

if b2<>0 then

begin

inc(j);

CopyDisc(v[i],v[N+i+j]);

v[N+i+j].number:=N+i+j;

inc(n_v);

v[N+i+j].h_lection:=b2;

end;

{если лек и лаб }

if (v[1].h_laborat<>0)and(v[1].h_practical=0)then

begin

case v[1].h_lection of

(NUM_WEEK div 2): begin

b1:=num_weeks*2; p1:=num_weeks;

b2:=num_weeks*2; p2:=num_weeks*2;

b3:=0; p3:=0;

b4:=0; p4:=0;

end;

NUM_WEEK : begin

b1:=num_weeks; p1:=num_weeks;

b2:=num_weeks*3; p2:=num_weeks;

if v[1].h_laborat=num_weeks then

begin

b3:=num_weeks*2; p3:=num_weeks*2;

b4:=0; p4:=0;

end

else begin

b3:=num_weeks*2; p3:=num_weeks;

b4:=num_weeks*3; p4:=num_weeks*2;

end;

NUM_WEEK+(NUM_WEEK div 2) : begin

b1:=num_weeks*2; p1:=num_weeks;

b2:=num_weeks*2; p2:=num_weeks*2;

if v[1].h_laborat=num_weeks then

begin

b3:=num_weeks*3;

p3:=num_weeks*2;

end

else begin

b3:=num_weeks*3;

p3:=num_weeks;end;

b4:=0; p4:=0;

end; end;

N:=n_v; j:=0;

for i:=1 to N do

begin

CopyDisc(v[i],v[N+i+j]);

v[N+i+j].number:=N+i+j;

inc(n_v);

v[N+i+j].h_lection:=b1;

v[N+i+j].h_laborat:=p1;

inc(j);

CopyDisc(v[i],v[N+i+j]);

v[N+i+j].number:=N+i+j;

inc(n_v);

v[N+i+j].h_lection:=b2;

v[N+i+j].h_laborat:=p2;

if b3<>0 then

begin

inc(j);

CopyDisc(v[i],v[N+i+j]);

v[N+i+j].number:=N+i+j;

inc(n_v);

v[N+i+j].h_lection:=b3;

v[N+i+j].h_laborat:=p3;

end;

if b4<>0 then

begin

inc(j);

CopyDisc(v[i],v[N+i+j]);

v[N+i+j].number:=N+i+j;

inc(n_v);

v[N+i+j].h_lection:=b4;

v[N+i+j].h_laborat:=p4;

end;

{если лек и прак}

if (v[1].h_practical<>0)and(v[1].h_laborat=0)then

begin

case v[1].h_lection of

14,17,18 : begin

b1:=num_weeks*2;

p1:=num_weeks;

b2:=num_weeks*2;

p2:=num_weeks*2;

b3:=0; p3:=0;

b4:=0; p4:=0;

end;

28,34,36 : begin

b1:=num_weeks;

p1:=num_weeks;

b2:=num_weeks*3;

p2:=num_weeks;

if v[1].h_practical=num_weeks then

begin

b3:=num_weeks*2;

p3:=num_weeks*2;

b4:=0; p4:=0;

Информация о работе Составление учебных планов на основе генетических алгоритмов