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排课问题是一个多目标、有限资源、带有不确定约束条件的组合优化问题,并且已经被证明为一个NP完全问题。
遗传算法是一种借鉴于生物界自然选择和进化机制发展起来的高度并行、自适应的随机搜索算法,是一种非常有效的解决NP完全组合问题的方法。本文将分布式遗传退火算法应用于排课问题的求解,进行了以下几个方面研究工作:
1.系统地讨论了排课问题中的影响因素、约束条件和求解目标,并给出了排课问题的数学模型描述,提出了排课问题求解方法的总体框架。
2.针对排课问题研究了染色体编码方式以及遗传操作算子的设计,并引入模拟退火算法,提出了一种基于模拟退火算法的选择算子。利用基于分布式计算的适应度算法来提高系统的性能,并改进了遗传算法一般结构,形成了一套多目标协同优化的排课算法。
3.给出了算法实现的设计框架,排课系统设计的类图和数据结构,并以此开发出一套具有启发能力的、易于快速生成可行方案的排课系统。
4.采用JAVA技术,以Eclipse为开发平台,SQL Server 2000为后台数据库,设计和实现了基于分布式遗传退火算法的自动排课系统。