РГУ имени  С.А. Есенина 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Реферат по информатике

на тему:

Автоматизированные  системы составления  расписаний 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                            Выполнила: студентка 

Факультета  экономики

1 курса, группы Ф 11

Кузина  Ольга

Проверил:

Андреев Валерий Владимирович 
 
 
 

Рязань, 2009 г.

Содержание:

1. Исследования         3
2. Автоматизированная система составления расписаний занятий  4
3. Автоматизированная система «Расписание»     5
4. Автоматизированная система генерирования учебного расписания ВУЗа 7

    «Университет»

5. Технология компьютерного составления расписания занятий   8
6. Программы для составления расписаний      10
7. Список литературы         13

Исследования

    Качественно и быстро составить расписание занятий  может только хороший эксперт. Субъективные качества составителя и возможное игнорирование (или упущение из внимания) некоторых фактов может приводить к неоптимальным решениям. Применение методов автоматизированного составления может быть путем к устранению подобных проблем. Данная система должна служить для облегчения работы составителей расписаний, которые не являются экспертами, а также для повышения эффективности составления расписаний. Особенностями программы являются: возможность изменения стратегий расстановки занятий по времени, возможность оптимизации времени преподавателя путем объединения некоторых занятий в потоковые, т.е. проводимые одним преподавателем одновременно для нескольких групп.

    Основным  объектом манипулирования являются занятия, которые в соответствии с учебным планом нужно распределить в расписании. Для преподавателей и аудиторий задаются специализации, т.е. множество занятий, которые может проводить (могут проводиться) этим преподавателем (в этой аудитории). Специализации не являются строгими, а отражают предпочтения в проведении. Для управления процессом вывода используются явные запрещающие правила, представляющие набор из 5 параметров (преподаватель, аудитория, занятие, группа, время). Параметр в правиле может быть указан явно (значение из справочных таблиц системы) или иметь значение "Любой". Правила, в которых значение "Любой" соответствует всем параметрам, запрещены. Правила сгруппированы по смыслу в группы, определяемые пользователем (например, группа предпочтений конкретного преподавателя). Время в системе является дискретной величиной, ограниченной количеством дней в неделю и количеством пар в день.

    Одной из возможных при составлении  расписаний является следующая стратегия: последовательно выбираются назначенные  занятия из учебного плана и ставятся в соответствии со стратегией по времени (если количество занятий в неделю больше одного - непосредственно друг за другом или равномерно в течении недели) на некоторое время незанятое другим занятием. При этом занятию назначается наиболее подходящая аудитория и преподаватель (если нет подходящего, то ставится первый свободный). Перед каждым назначением проверятся возможность распределения занятия на это время (нет соответствующего запрещающего правила свободны). Преподаватели и аудитории должны иметь более высокий приоритет над временем. При распределениях также учитывается размер групп и вместимость аудиторий. Если необходимо распределить занятие, которое может быть потоковым, то производится поиск аналогичного занятия среди уже распределенных. Если это занятие проводится для группы, отличной от распределяемой, и правилами позволено (в частности сумма размеров групп не превышает вместимости аудитории), то производится распределение занятия на то же время, аудиторию и преподавателя, иначе занятие распределяется стандартным способом. При распределении учитываются максимальные недельные нагрузки (количество занятий в неделю) на преподавателя, которые не должны превышаться.

    АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ  СИСТЕМА СОСТАВЛЕНИЯ  РАСПИСАНИЯ ЗАНЯТИЙ

    Проблема  составления расписания в любом  учебном заведении является в достаточной степени изученной и даже хрестоматийной. Существуют разработанные математические методы решения данной проблемы. Причем, единственное приемлемое решение при этом, состоит в переборе всех возможных комбинаций конечного расписания с учетом, разумеется, определенных ограничивающих условий. В условиях любого конкретного ВУЗа, составление расписания занятий при помощи перебора займет громадное количество машинного времени. Необходимо также учитывать, что при попытке реализовать автоматическое составление расписания, не представляется возможным учет всех привходящих факторов, например таких, как пожелания преподавателей о конкретном времени занятий. В противном случае, время составления расписания было бы неопределенно долгим.

    Учитывая описанные выше ограничения, в университете разрабатывается автоматизированная система составления расписания занятий. Программа в своей работе основывается на двух основных блоках информации: данных о взаимосвязи между потоками (группами), определенными дисциплинами и преподавателями, а также, информации об аудиторном фонде.

    Таким образом, оператор учебного отдела, ответственный  за составление расписания, в любой  момент времени владеет информацией  о списке дисциплин изучаемых  группой, преподавателях ведущих эти дисциплины, свободном аудиторном фонде.

    Разработанная автоматизированная система, позволяет  учитывать многочисленные факторы, влияющие на процесс составления  расписания, например: наличие определенных аудиторий в конкретное время  и соответствие аудиторий проводимым занятиям (вместимость, тип аудитории – лекционная, практическая, компьютерный класс). Кроме того, системой отслеживается целый ряд “узких мест” процесса составления расписания занятий, что значительно уменьшает вероятность возникновения ошибок, основанных на человеческом факторе.

    Выходными данными системы являются карточки загрузки аудиторий, кафедр, непосредственно  само расписание занятий. Необходимо отметить, что информация о расписании занятий  используется другими автоматизированными системами, например: “автоматизированная система учета использования учебных помещений при решении задачи расчета себестоимости образовательных услуг”.

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА «РАСПИСАНИЕ»

    А.М.Донецков

    Организация учебного процесса в ВУЗе является основой подготовки высоко квалифицированных специалистов. Базисом учебного процесса обучения является составление «оптимального» расписания учебных занятий. Расписание учебных занятий должно удовлетворять требованиям по обеспечению все более возрастающих требований к будущим специалистам.

    На  сегодняшний день существует множество  различных подходов к решению  данной задачи. Автором предлагается описание автоматизированной системы «Расписание» составления расписания учебных занятий в ВУЗе. Основу математического обеспечения данной системы является оригинальный подход, разработанный автором.

    Для начала составления расписания необходимо подготовить следующую информацию:

1. Полное и краткое название ВУЗа.
2. Название составляемого расписания.
3. График учебы (количество пар в день, название пар, наименование времени начала окончания пар и выделение пар, в которые занятия не проводятся, например, воскресенье).
4. Список факультетов (факультет должен быть хотя бы один).
5. Список кафедр (кафедра должна быть хотя бы одна).
6. Список преподавателей по кафедрам (необходимо указать Ф.,И., О. год рождения, пол, список аудиторий , в которых желательно проводить занятия, перечень пар, в которых может проводить занятия данный преподаватель и максимальное количество часов в день).
7. Список групп (количество студентов, идентификаторы группы, закрепленные аудитории, пары, в которые данная группа может проводить занятия и максимальное количество часов в день).
8. Список потоков (поток – основа системы, состоящий из идентификаторов группы).
9. Список корпусов.
10. Список аудиторий, распределенных по корпусам (вместимость аудитории и описание аудитории, перечень пар, в которых может проводить занятия в данной аудитории).
11. Перечень списков аудиторий, предназначенный для уменьшения ввода информации о занятиях.
12. Перечень названий должностей преподавателей (профессор, доцент, старший преподаватель, ассистент).
13. Перечень названий степеней преподавателей (д.т.н., д.ф-м.н., к.т.н.).
14. Перечень типов названий занятий, проводимых в ВУЗе (лекция, семинар, лаб. работа, к.р., к.п.)
15. Список дисциплин, читаемых в ВУЗе.
16. Перечень занятий, которые необходимо расставить (занятие в системе «Расписание» есть совокупность следующих объектов: название дисциплины, тип занятия, поток, преподаватели, которые ведут занятие, количество часов в день, список аудиторий, в которых может проходить данное занятие).

    В качестве СУБД на данном этапе разработки автоматизированной системы для  хранения информации о расписании предложено использовать MS ACCESS. Информацию о расписании можно вводить как средствами  MS ACCESS, так и программой «Расписание».

    Преподаватели указывают возможные варианты проведения своих занятий, т.е. дни и пары, когда они могут проводить  занятия. Также указывается максимальное количество часов занятий в день, которое может проводить преподаватель. При составлении расписания есть занятия, у которых на момент составления не известен преподаватель или не важен. В этом случае используется «преподаватель-заглушка». «Преподаватель-заглушка» в системе «Расписание» считается преподаватель, фамилия которого начинается с символа «!».

    Для группы указывается график работы (первая, вторая или вечерняя смена), количество студентов и максимальное количество часов занятий в день, которое  может проводить в группе. Группа состоит из «идентификаторов» (условно их можно назвать студентов). Количество идентификаторов зависит от количества потоков, на которые делится группа, но должно быть не менее одного и не более количества студентов в группе. Если группа не делится на потоки, то идентификатор должен быть один. Например, группа делится на занятия «Информатики» на две подгруппы, а на занятия «Иностранный язык» на три подгруппы, то количество идентификаторов должно быть 2*3 (шесть).

    Поток есть единица расписания, которая  указывается в занятии. Поток  может состоять из одной группы, из нескольких групп или частей групп. Потоки необходимо формировать так, чтобы один студент (идентификатор) не мог одновременно присутствовать в двух различных занятий. Например, выше было показано, сколько должно быть идентификаторов в случае, если группа делится на две и три подгруппы, причем студент, занимающийся на занятии «Информатики» не должен одновременно заниматься на занятии «Иностранный язык». В этом случае допустим, группа содержит следующие идентификаторы: 1, 2, 3, 4, 5, 6. Первая подгруппа «Информатика» должна содержать идентификаторы: 1, 2, 3. Вторая подгруппа «Информатика» должна содержать идентификаторы: 4, 5, 6. Первая подгруппа «Иностранный язык» должна содержать идентификаторы: 1, 4. Вторая подгруппа «Иностранный язык» должна содержать идентификаторы: 2, 5. Третья подгруппа «Иностранный язык» должна содержать идентификаторы:3,6. Т.е. пересечение множеств идентификаторов потоков, в которых могут проходить занятия одновременно, равно пустому множеству. Пересечение множеств идентификаторов потоков, в которых не могут проходить занятия одновременно, не равно пустому множеству.

    Для аудитории указывается ее вместимость  и возможности проведения в них  занятий, т.е. дни и пары, когда  в них могут проводиться занятия. При составлении расписания есть занятия,  которым не важна аудитория. В этом случае используется «аудитория-заглушка». «Аудитория-заглушка» в системе «Расписание» считается аудитория, наименование которой начинается с символа «!».

    После ввода всей необходимой информации система переходит в режим автоматизированного составления расписания, учетом ограничений, накладываемых на него. Составлять расписание можно в ручном и автоматическом режиме. После составления расписания в системе «Расписание» предусмотрена дополнительная возможность оптимизации закрепления занятий по аудиториям с целью минимизации перехода учебных групп и преподавателей из аудитории в аудиторию. Система «Расписание» обеспечивает печать расписания по преподавателям, аудиториям и группам. Также система подготавливает Excel – страницу, HTML – файл готового расписания, с целью размещения его в сети “Internet”. Система «Расписание» прошла успешную апробацию в КФ МГТУ, КГПУ и внедрена в КФ АБиК.

    Автоматизированная  система генерирования учебного расписания ВУЗа «Университет» предназначена для формирования, редактирования, хранения и многоформатного вывода на печать (включая генерирование всей возможной производной отчетности) информации о наборах ячеек расписания учебных курсов факультетов высшего учебного заведения, а также для информирования преподавателей об изменениях в их расписании.

Основные  функции программы:

• Автоматическое генерирование учебного расписания на основе системы приоритетов и его откат неограниченное количество раз.
• Генерирование и откат учебного расписания в ручном режиме неограниченное количество раз.
• Многоязычный дружественный интерфейс.
• Ввод, редактирование и удаление информации, являющейся основой для составления расписания и называемой «Данные к расписанию».
• Ввод, редактирование и удаление объектов расписания. К ним относятся: преподаватели, дисциплины, аудитории, факультеты, курсы, группы, подгруппы.
• Ввод, редактирование и удаление информации, обеспечивающей взаимосвязь объектов расписания. Сюда можно отнести данные о занятости преподавателей, аудиторий, данные о различного рода приоритетах.
• Учет влияния второстепенных параметров расписания: ограничения времени перехода между аудиториями и максимальной вместимости аудиторий.
• Составление расписания можно производить в автоматическом, ручном режиме, либо использовать их комбинации.
• Настраиваемая система автоматической или ручной, а также групповой или персональной нотификации преподавателей об изменениях в их расписаниии посредством электронной почты или рассылки sms-сообщений.
• Экспорт расписания в Microsoft Excel, Microsoft Word, XML, HTML и текстовый формат, . Причем в формат Microsoft Excel двумя способами
• Сохранение базы данных в оригинальные каталоги в автоматическом и ручном режимах.
• В программе имеется система гибких сервисных настроек.
• Авторизация пользователей, работающих с программой с дифференциацией прав доступа по трем группам.
• Контроль за установкой режимов работы монитора.
• Встроенный скринсейвер.
• Встроенная контекстная справочная система.

Лицензия  программы

    Купив программу клиент может использовать неограниченное количество копий программы  в своем ВУЗе - столько, сколько  это необходимо для целей составления  учебного расписания. Кроме того, можно  установить программу в любом  месте, хоть на домашнем компьютере. Нарушением лицензии является лишь составление расписания стороннего учебного заведения.

Языки интерфейса:

    Русский, Английский, Украинский, Кабардинский.

Операционные  системы:

         Windows

ТЕХНОЛОГИЯ  КОМПЬЮТЕРНОГО СОСТАВЛЕНИЯ  РАСПИСАНИЯ ЗАНЯТИЙ

    Расписание  занятий в образовательном учреждении является одним из важнейших и  действенных видов планирования учебно-воспитательной работы, основным организационным документом, определяющим работу ученического и учительского коллектива, администрации и всего учреждения в целом.

    Составление учебного расписания является сложной  математической задачей. В течение  длительного времени на практике используется технология составления  расписания вручную, которая предполагает сбор и классификацию исходной информации, составление вспомогательных таблиц, непосредственно составление расписания, его проверку и корректировку. При такой технологии очень трудно получить расписание, которое бы учитывало все особенности данного учебного заведения и соответствовало санитарно-гигиеническим требованиям. В последние годы на рынке программ для образовательных учреждений стали появляться системы автоматизированного формирования расписаний, которые поставляются как самостоятельные программные продукты или как элементы систем управления учебным учреждением. Недостатком первого подхода является необходимость ручного ввода данных, в то время как во втором случае эти сведения уже содержатся в базе данных.

    Технология  составления расписания занятий  с использованием компьютера может быть представлена следующим образом:

1. Ввод исходных данных.
2. Ручной ввод отдельных элементов расписания (при необходимости).
3. Автоматическое составление расписания.
4. Контроль качества полученного расписания.
5. Внесение изменений в исходные данные и повтор пп. 1-4.
6. Ручная корректировка расписания (при необходимости).
7. Вывод на печать.

    Исходными данными для составления расписания занятий являются:

1. Учебный план, в котором для каждого класса указано количество часов по предметам.
2. Распределение нагрузки учителей, в которой для каждого учителя указано количество часов по предметам для классов с учетом их деления на группы.
3. Материально-техническое обеспечение учебного процесса, в котором для каждой учебной аудитории указано ее назначение и максимальное количество мест.
4. Санитарно-гигиенические нормы (СГН), в которых для каждой возрастной группы указаны требования к распределению нагрузки в течение дня и учебной недели.
5. Пожелания учителей по распределению учебного времени и методических дней.
6. Список предметов с указанием их типа и сложности.
7. Дополнительные сведения, которые включают: возможные сочетания предметов разных типов в течение дня; наличие спаренных уроков по предметам; объединение учебных групп при делении класса по предметам; объединение разноуровневых классов по предмету на одном уроке и т.д.

    Результатом работы компьютерной программы составления  расписания являются:

1. Расписание занятий учащихся.
2. Расписание работы учителей.

    Среди критериев для оценки качества полученного  расписания можно выделить следующие:

1. Соответствие полученного расписания учебному плану школы.
2. Отсутствие окон у учащихся, включая первые уроки.
3. Распределение нагрузки учащихся различных возрастных групп в течение дня и учебной недели согласно СГН.
4. Равномерное распределение предметов в течение недели с учетом объема домашних заданий.
5. Учет пожеланий учителей.

    Предлагаемая  технология составления расписания занятий с использованием компьютера предполагает максимально возможный  учет всего комплекса требований к расписанию и конкретных возможностей данного образовательного учреждения, позволяет даже неподготовленному человеку быстро и качественно составить расписание.

Программы для составления расписания

Расписание 2000

    Программное обеспечение (ПО) Расписание 2000 предназначено для составления расписания занятий в учебных заведениях школьного типа - школах, лицеях, гимназиях, интернатах и т. п. В силу специфики задачи, ПО предназначено для индивидуальной эксплуатации и не предполагает коллективного доступа к базе данных (БД) задачи, но при этом вполне законным и допустимым является размещение БД на файловом сервере и доступ к ней с различных рабочих станций, важно только, чтобы в каждый момент времени БД использовалось только с одного рабочего места.

Ректор - расписание уроков

    ПРОГРАММА "РЕКТОР" ДЛЯ СОСТАВЛЕНИЯ ШКОЛЬНОГО РАСПИСАНИЯ. Автоматизация составления расписания уроков в школе - важный раздел информатизации образования. Программа помогает завучу подготовить оптимальное расписание уроков с учетом пожеланий учителей и требований администрации.

Расписание  ПРО

    Программа Расписание ПРО предназначена для удобного и быстрого составления расписания занятий школ и ВУЗов в ручном и автоматическом режиме. В любой момент Вы можете внести изменения в расписание и распечатать его. А также легко и удобно экспортировать таблицу в Excel.  

aScTimeTables 2003 Программа разработана для всех типов начальных и средних школ, гимназий, лицеев, ПТУ и других учебных заведений. Вы очень быстро научитесь работать с программой и она станет незаменимым помощником, который поможет сберечь уйму времени при составлении расписания.

AVTOR-2000

    Система AVTOR-2000 ("автоматическое расписание") предназначена для составления РАСПИСАHИЙ ЗАНЯТИЙ с помощью компьютера. AVTOR-2000 максимально облегчает труд методиста-диспетчера учебного отдела по составлению расписаний занятий. AVTOR-2000 помогает строить, корректировать и распечатывать в виде удобных и наглядных документов: расписания занятий; расписания преподавателей; расписания и графики загрузки аудиторий; учебные планы и нагрузку преподавателей.

Диспетчер учебного заведения

    Продукт предназначенный для автоматического  составления рассписания, с учетом личных пожеланий преподавателя, графика  учебного процесса, учебной нагрузки групп, аудиторного фонда данного  учебного заведения. Предоставляет возможность внесения оперативных изменений в имеющееся расписание. Обеспечивает учет часов учебной работы преподавателя, формирует отчет о вычитанных преподавателями часах. При наличие в учебном заведении Web сервера, существует возможность публикации расписания преподавателей, групп и аудиторий.

Экспресс-расписание

    Программа предназначена для автоматизации  составления основного расписания в средних специальных учебных  заведениях и его текущей корректировки, ведения учета выполнения педагогических часов и составления соответствующей документации.

Астра

    Программа АСТРА (Автоматизированное СосТавление РАсписания) предназначена для применения в качестве инструмента при составлении расписания занятий в средних учебных заведениях различного профиля, которые работают в одну или две смены и в которых продолжительность цикла занятий в учебном процессе составляет одну неделю.

Составление школьного расписания занятий

    Программа эффективно составляет школьное расписание занятий даже при сложной структуре классов. Может использоваться в школах и других учебных заведениях подобной структуры.

АРМ администратора школы

    Aвтоматизированное  рабочее место администратора  школы для составления расписания  занятий. Цель автоматизации работ  по составлению расписания - повышение качества базового расписания, сокращение трудоёмкости его составления и текущих изменений.

Моделедром  Расписание

    Автоматизируйте создание расписаний занятий для  школы. Таблицы расписаний неограниченного  размера на принтере с разбивкой  по листам

Пакет ШКОЛА - Автоматизированная система управления учебныйм процессом

    Пакет ШКОЛА предназначен для эффективной  разработки базисного, примерного и  рабочего учебных планов общеобразовательной  школы. Он выполнен в виде книг табличного процессора Excel (97/2000/XP) и оснащен набором функций, реализованных в виде макросов на языке VBA и динамически подсоединяемой библиотеки PlanyDLL.DLL, являющейся разработкой лаборатории математического моделирования и информационных систем Южно-российского государственного университета экономики и сервиса (ЮРГУЭС).

     Список литературы:

1. Пайкерс В.Г. Методика составления расписания в образовательном учреждении. Изд. 3-е испр. и доп. – М.: АРКТИ. 2001.
2. Батищев, П. С. Опыт использования информационных технологий при составлении расписания учебных занятий / П. С. Батищев. – (http://psbatishev.narod.ru/raspis.htm).
3. Галузин, К. С. Математическая модель оптимального учебного расписания с учетом нечетких предпочтений [Текст]: дис... канд. ф.-м. наук/ Константин Станиславович Галузин. – Пермь, 2004. – 148 с.
4. Маслов, М. Г. Разработка моделей и алгоритмов составления расписаний в системах административно-организационного управления [Текст]: дис. … канд. техн. наук / Михаил Геннадьевич Маслов. – Москва, 2004. – 217 с.
5. Матусевич, О. Л. Составление расписания уроков на компьютере [Текст]: пособие для вузов / О. Л. Матусевич, В. А. Акидонов. – М.: Дрофа, 2006. – 63 с.: ил. – (Библиотека учителя).