Сравнительный анализ подходов к автоматизации составления расписаний учебных занятий в образовательных учреждениях - Разработка автоматизированной системы расписания занятий учебного заведения
В общей постановке задача составления расписания представляет собой процесс распределения некоторого конечного набора событий во времени в условиях ресурсных и других ограничений. В качестве исходных данных для составления расписания выступают перечень специальностей, списки групп студентов, дисциплин, а также учебная нагрузка на группы. Имеющийся ресурс выражен в качестве списка профессорско-преподавательского состава, которые могут читать некоторые предметы в заданных группах, списка аудиторий, количества учебных дней в неделю, максимального количества занятий в день. Необходимо составить оптимальное расписание занятий для каждой группы по дням недели, распределить учебные аудитории в каждый из дней недели, распределить нагрузку на преподавателей по дням с учетом их пожеланий. То есть наиболее удобным образом распределить имеющиеся ресурсы в соответствии с запросами и выделить время для занятий каждой группы. Существование удачно составленных расписаний говорит о том, что задача составления оптимального расписания разрешима, или хотя бы о том, что для нее существуют допустимые решения.
Составление расписания относится к задачам целочисленного программирования, сложность решения которых растет экспоненциально с ростом числа и возможных значений варьируемых. Кроме того, для нее характерно наличие большого объема различной по своему составу исходной информации и большого числа трудноформализуемых требований. Указанные сложности препятствуют автоматизации процедуры составления расписания, несмотря на наличие широкого спектра методов целочисленного программирования [15, с. 99]. С помощью точных (классических) методов и алгоритмов целочисленного программирования возможно получение точной математической модели, отвечающей всем ограничениям, но в силу NP-сложного характера задачи составления расписания эта модель будет громоздкой и сложной. Чтобы избежать этого, применяется имитационное моделирование. В этом случае алгоритм оперирует непосредственно расписанием и списком занятий, которые необходимо включить в расписание (учебным планом). Процесс составления начинается с пустого расписания, когда все занятия находятся в списке неучтенных занятий. Далее алгоритм переходит от одного незаконченного расписания к другому, стремясь наилучшим образом расставить все занятия, включенные в список. Процесс продолжается до тех пор, пока не будет сформировано полное расписание или выполнится фиксированное количество итераций.
При реализации алгоритма, основанного на принципах имитационного моделирования, особое внимание уделяется разработке эвристических правил выбора очередного занятия из списка, определения наилучшей для него позиции в расписании и оценке получаемого расписания. К положительным чертам такого подхода можно отнести возможность детального учета специфики решаемой задачи в случае составления расписания для конкретного вуза. Однако при этом сильно ограничивается возможность применения разработанной системы в других учебных заведениях. Кроме того, по-видимому, понадобится вносить существенные изменения в алгоритм при незначительных внутренних изменениях в вузе. Так как алгоритм основан на действиях, совершаемых диспетчером при составлении расписания, то существует возможность организации деятельного диалога между пользователем и системой при поиске оптимального расписания [6, 53]. Подходы к автоматизации составления расписания. Во многих университетах расписание формируется в ручном режиме, составляется оно на картонных планшетах, мелким почерком карандашом на них наносится сетка расписания.
В таком же виде они распространяются по факультетам и кафедрам. Найти нужную информацию или сделать определенную выборку в такой ситуации крайне затруднительно. Поэтому как минимум необходимо автоматизировать ввод и хранение информации о расписании занятий. Программные продукты позволяют достаточно успешно формировать расписание занятий в автоматическом режиме, но при этом теряются опыт и устойчивая привычная структура расписания, полученные при ручном составлении. Кроме того, такие программы чаще всего используют локальный подход, т. е. автоматизацию только одного отдела, ответственного за составление расписания. Сотрудникам этого отдела требуется провести трудоемкий процесс ввода исходной информации в единую базу данных. Соотношение объема входных и выходных данных настолько велико, что имеют место необоснованные потери времени, возникающие при подготовке значительного объема входных данных только для составления расписания. Возможность же использования базы данных для решения других задач отсутствует. Для решения этой проблемы необходимо вменить в обязанности ввод каждого блока информации соответствующим службам, непосредственно отвечающим за эти данные, которые будут контролировать, поддерживать актуальность и нести ответственность за вводимую информацию. Сведения о преподавателях - отдел кадров; учебные планы и дисциплины - учебно - методический отдел; группы и студенты - деканаты факультетов. Кроме того, необходимо заинтересовать эти службы во вводе данных в информационную систему, например, возможностью автоматизировать их бизнес-процессы, наладить поиск и устранение критических ошибок, а также возможностью формировать различные выборки, используя консолидированные данные из различных блоков информации.
Это и есть принципиальная схема системного подхода к автоматизации составления расписаний вуза, т. е. автоматизации всех бизнес-процессов, связанных с предметной областью расписания. И именно это позволит автоматизировать рутины, а окончательный выбор при принятии решения оставить за пользователем. При локальном подходе процесс автоматизации составления расписания достаточно трудоемок. К положительным моментам можно отнести, что разработать информационную систему, реализующую данный подход, вуз может своими силами, в достаточно короткий срок и с минимальными финансовыми затратами. Примером системы с применением системного подхода будет служить, разработанное в рамках данной дипломной работы, автоматизированное расписание занятий высшего учебного заведения с использованием CMS/CMF Drupal 7. База данных содержит 3 справочника, хранящих необходимый для составления расписания минимум информации. Главные задачи при разработке информационной системы: автоматизация ввода расписаний занятий с учетом специфики вуза, автоматизация поиска при составлении расписания и предоставление расписаний занятий пользователям с помощью удобного web-интерфейса.
Данная информационная система является примером отдельной части всего учебного процесса. При этом, с помощью встроенных средств экспорта-импорта существует возможность взаимосвязи между другими объектами деятельности университета. Система административных прав и ролей CMS Drupal 7 позволяет сотрудникам различных служб заполнять различные справочники и таблицы, содержащих информацию, которая относится к их службам, но напрямую используется и в других подразделениях. В результате анализа существующих методов и подходов составления расписания можно сделать вывод об экономической целесообразности применения полностью автоматизированных систем составления расписаний в средних и крупных вузах при построении точных математических моделей. Наиболее эффективным решением задачи является применение системы диалогового процесса составления расписания, построенного с использованием системного подхода и являющегося частью корпоративной управленческой информационной системы. Этот подход обеспечит хранение всей необходимой и актуальной информации для составления расписания, а окончательное решение будет принимать сотрудник отдела по составлению расписаний.
Похожие статьи
-
Задача составления расписаний являются предметом научных исследований с середины прошлого века. Область их применения включает в себя различные сферы...
-
Введение - Разработка автоматизированной системы расписания занятий учебного заведения
Одной из важнейших проблем качественной организации учебного процесса в высшем учебном заведении является задача создания автоматизированного учебного...
-
Проблемы автоматизации деятельности высшего учебного заведения Стремительный прогресс средств вычислительной техники, изменение условий образования,...
-
Следующей задачей было изучение литературы по теме и ее анализ. Для этого использовались публикации из российских источников с целью учета особенностей...
-
В основу успешного решения задач учета и управления автоперевозками положен комплексный подход к автоматизации предприятий, сочетающий в себе...
-
Для того, чтобы разработать оптимальный метод интеграции сторонних систем в существующую ИТ-инфраструктуру систем компании, требуется точно поставить...
-
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ПОНЯТИЯ Совокупность управляющих воздействий, направленных на то, чтобы действительный ход процесса соответствовал...
-
В качестве предметной области для дипломного проекта была выбрана организация МКДОУ детский сад №85 "Почемучка". Описание и основные виды деятельности...
-
В ходе разработки было создано пять форм, обеспечивающих взаимодействие между пользователем и приложением: - начальное окно выбора учебного года, курса и...
-
Для многих компаний внутрифирменная система информации решает задачи организации технологического процесса: прежде всего, обеспечения предприятий...
-
ПОДСИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕВОЗКАМИ Подсистема управления перевозками представляет собой совокупность задач планирования, организации, контроля,...
-
Методы и средства проектирования - Автоматизированные системы обработки экономической информации
Проектирование - процесс создания проекта-прототипа, прообраза предполагаемого или возможного объекта, его состояния. Современная технология создания АИС...
-
АРМ - это рабочее место, которое оснащено вычислительной техникой и другими инструментальными средствами, обеспечивающими автоматизацию большей части...
-
Производство и потребление информационных продуктов и услуг На современном уровне развития общества научно-технический прогресс в области материального...
-
Значительное влияние на процесс дифференциации и интеграции управленческого труда оказывает возрастание сложности и масштабов решаемых управленческих...
-
В данной главе рассмотрены основные проблемы, решение которым будет предложено в данной работе. Помимо этого, описаны основные понятия и принципы...
-
После выполнения задачи по Подбору и анализу литературы, настало время поиска и сравнительного анализа уже существующих решений задачи контроля...
-
Автоматизированный управление финансы В динамичных условиях развития потребительского спроса в сфере информационных технологий (далее ИТ), создается...
-
Что такое информационная технология Главным направлением перестройки менеджмента и его радикального усовершенствования, приспособления к современным...
-
ЗАКЛЮЧЕНИЕ - Разработка автоматизированной системы учета материальных ценностей "АС УМЦ"
В выполненной курсовой работе было рассмотрено создание Автоматизированной Системы Учета Материальных Ценностей. Созданная Система имеет следующие...
-
Введение - Разработка проекта автоматизации системы водоснабжения
Ускорение научно-технического прогресса и интенсификация производства невозможны без применения средств автоматизации. Характерной особенностью...
-
Необходимость защиты информации от внутренних угроз была очевидна на всех этапах развития средств информационной безопасности. Однако первоначально...
-
Структура программно-математического обеспечения АСУ, его функции и принципы разработки Программные средства обеспечивают обработку данных и состоят из...
-
Описание деятельности ИТ-отдела компании в рамках разработки ключевых показателей эффективности является одной из важнейших частей процесса. Однако...
-
При работе над проектом разрабатывались два основных компонента системы: база данных (далее - БД) и интерфейс клиентского приложения. Затем необходимо...
-
Введение - Система анализа и учета учебной документации
Актуальностью темы исследования является то, что управление информационными процессами любого учебного заведения - одна из современных тенденций в...
-
Нет необходимости для детального рассмотрения предлагающихся разнообразных направлений классификации информации. Выделим только те признаки информации,...
-
ВВЕДЕНИЕ - Автоматизированные системы обработки информации и управления на автомобильном транспорте
Автоматизированные системы управления нашли широкое применение во всех отраслях экономики. Создано и функционирует несколько тысяч АСУ различного класса...
-
Актуальность проблемы хранения и оперативного поиска данных привела к появлению такого понятия, как хранилище данных. Следует упомянуть о необходимости...
-
Два подхода к хранилищам данных - Разработка объектов Хранилища
На сегодняшний день существует два основных подхода к моделям Хранилищ данных. Это так называемая корпоративная информационная фабрика Билла Инмона и...
-
Учебный процесс в ННГАСУ сопровождается значительной информационной базой, развитием компьютерного парка и внедрением в образовательный процесс...
-
Если множество элементов объединено в систему по определенному признаку, то всегда можно ввести некоторые дополнительные признаки для разделения этого...
-
Известно, что создание систем "с нуля" приводит к глобальным затратам компании на фонд оплаты труда, на поддержание созданного решения. К тому же, чем...
-
Способы обработки данных - Автоматизированные системы обработки экономической информации
Различаются следующие способы обработки данных: централизованная, децентрализованная, распределенная и интегрированная. Централизованная предполагает...
-
В составе большинства АСУ (а для АСУП это обязательно) принято выделять функциональную и обеспечивающую части (рис. 2.3). Функциональная часть...
-
ВВЕДЕНИЕ - Понятие о системах автоматизированного проектирования
Все большее количество промышленных предприятий внедряют на производстве системы автоматизированного проектирования технологических процессов....
-
Основные компоненты - История создания и развития автоматизированных информационных систем
Основными компонентами информационной технологии, используемой в экспертной системе, являются (рис. 3.2.2): интерфейс пользователя, база знаний,...
-
Классификация массивов - История создания и развития автоматизированных информационных систем
Организационная подборка сведений о каком-либо объекте или процессе либо о ряде однородных объектов или процессов называется массивом информации. 1. По...
-
При создании или при классификации информационных систем неизбежно возникают проблемы, связанные с формальным - математическим и алгоритмическим...
-
Считается, что правильно организованный документооборот и электронный архив документов становятся необходимыми условиями эффективной работы современного...
Сравнительный анализ подходов к автоматизации составления расписаний учебных занятий в образовательных учреждениях - Разработка автоматизированной системы расписания занятий учебного заведения