Programa

În centrul programării cursurilor se află teoria programării . Teoria programării a fost bine studiată și descrisă în multe lucrări încă din anii 1960. Este utilizat pe scară largă atât în ​​organizarea muncii întreprinderilor și este aplicabil instituțiilor de învățământ [3] [4] [5] .

Programul orelor din punct de vedere al formalizării în teoria orarelor este definirea pe scara temporală a locului de desfășurare a cursurilor la disciplinele de învățământ date cu îndeplinirea cerințelor pentru acestea. Cerințele sunt formate de participanții la procesul educațional și documentele de orientare.

Componentele inițiale ale acestui proces sunt:

• P - fluxuri de învățare, care includ de la una la mai multe grupuri de antrenament, sau subgrupe, care se formează prin împărțirea unuia sau mai multor grupuri (flux) în unități separate.
• T - profesorii, care sunt principalul mecanism de influențare a fluxurilor de învățare. Spre deosebire de abordările clasice din teoria programării (un mecanism - o operație), în această situație pot exista situații în care mai mulți profesori pot fi combinați într-un singur „mecanism” pentru a conduce o lecție.
• D - discipline de pregătire, a căror bază este un plan de pregătire tematic, care include diverse tipuri de clase.
• A - audiențe care reprezintă un loc pentru conducerea cursurilor (efectuarea unei operații). În multe teorii și sisteme existente care implementează planificarea, acest participant este scos din sarcina generală pentru a simplifica sistemul.

Stabilirea unei sarcini pentru planificare

În multe lucrări, este formulat ca o enumerare a tuturor opțiunilor posibile pentru toate datele inițiale ale procesului de planificare (mulțimea carteziană R = {P*T*D*A*z}, unde z sunt perioadele lecției ( data și cuplul) cu găsirea optimului conform criteriului de potrivire Cu această abordare se face o concluzie despre complexitatea programării, deoarece la rezolvarea acesteia apare o creștere exponențială a numărului de combinații, ceea ce face ca problema să fie NP-completă . [3]

Cu toate acestea, această abordare nu este întotdeauna corectă, deoarece deja în pregătirea preliminară pentru planificare, această combinație este redusă prin combinarea profesorului, a fluxului, a audienței (sau a posibilului public) și a lecției în curs conform planului tematic într-o singură unitate de planificare. - numită adesea lecția.

Dacă considerăm planificarea în acest caz ca un proces de determinare a perioadei de timp pentru o anumită lecție, atunci sarcina devine clasică din punctul de vedere al teoriei programării. Adică, pentru un număr dat de lucrări (discipline) și operațiuni (ocuparea unei discipline), determinați astfel de perioade de timp astfel încât programul întocmit să îndeplinească criteriile de optimitate specificate și cerințele.

Pentru a crea un program, trebuie stabilite următoarele:

1. Discipline și cursuri pe ele (lucrări și operații) - baza este planul tematic pentru studierea disciplinei.  
2. Profesori și săli de clasă (mașini și locația mașinilor) pentru desfășurarea orelor. În cele mai multe cazuri, profesorii (hard link) și posibilele audiențe (floating link) sunt definite pentru toate clasele din planul tematic.  
3. Ordinea cursurilor de promovare (operații pe mașini). În prezent, acest element este omis la programarea cursurilor pe baza unei presupuneri acceptabile că nu este critic atunci când stăpânești materialele disciplinei. Adică din punct de vedere al programării, ordinea cursurilor va fi aleatorie.  
4. Criteriul de evaluare a graficului este un anumit parametru calculat din graficul obtinut, aratand optimitatea acestuia din punctele de vedere date. Pentru procesul educațional, criteriul de evaluare a orarului este o funcție multi-parametrică care include atât cerințe obligatorii discrete, cât și cerințe de optimizare recomandate. În multe lucrări, această funcție este decisivă în ceea ce privește programarea optimă. Deoarece este adesea folosită funcția de sumă a amenzilor, care vă permite să evaluați pur și simplu optimitatea programului compilat. 

Pentru programarea automată, este suficient să setați primele două puncte. Al patrulea punct (criteriul de evaluare) este implementat pe baza experienței operatorilor în programare. Un punct important pentru automatizare este crearea unei astfel de abordări care să permită operatorului să realizeze un program pentru clasele selectate în timp minim cu control la nivel de program sau de către operator vizual asupra îndeplinirii cerințelor specificate. De fapt, în acest caz, soluția problemei se rezumă la găsirea celei mai bune interfețe pentru program și este o sarcină pur de inginerie. Pentru a facilita munca operatorului în primul pas de automatizare, puteți utiliza algoritmul de programare dinamică . Adică, ordinea programării pe discipline este determinată în așa fel încât să împartă procesul de planificare în subsarcini, programarea pentru care va fi relativ simplă. În același timp, sarcina principală în acest caz va fi determinarea criteriului de clasare a disciplinelor.

Pentru această abordare se poate folosi următorul criteriu [6] :

Kopt(i,j)=Wrd(i)/Wmo(j) , unde

i este numărul profesorului (mașinii) în intervalul de la 1 la M;

i este numărul disciplinei (lucrării) în intervalul de la 1 la N;

Wrd este numărul de clase (operații) de efectuat la disciplina aleasă (lucrare);

Wmo este numărul de ore (operații) pe care un profesor (mașină) le poate desfășura pentru perioada de timp planificată, ținând cont de restricțiile impuse desfășurării orelor la această disciplină și profesorului.

Clasamentul disciplinelor pentru programare se realizează în ordinea descrescătoare a criteriului obţinut.

În teoria programării, acest criteriu este adesea menționat ca o rezervă de timp pentru a finaliza munca - diferența dintre timpul pe care îl are mașina și timpul necesar pentru a lucra [5] . În acest caz, se propune utilizarea raportului acestor variabile, care permite nu numai aranjarea disciplinelor în ordinea planificării, ci și verificarea posibilității de planificare a lucrărilor conform formulei:

, unde N este numărul de discipline pentru acest profesor.

Dacă indicatorul rezultat este mai mare de 1, atunci aceasta înseamnă că profesorul nu are suficient timp pentru a conduce cursurile. În acest caz, este necesar să se reducă restricțiile privind desfășurarea acestor cursuri sau să se înlocuiască profesorul.

Programul de cursuri compilat conform acestui algoritm va fi doar parțial optim. Dar, în majoritatea cazurilor de abordări moderne de programare a cursurilor, programul rezultat este un fel de compromis în desfășurarea cursurilor, obținut pe baza experienței operatorilor și a cerințelor pentru desfășurarea cursurilor.

La implementarea acestei abordări, trebuie utilizată metoda iterativă . Adică, la programarea după fiecare disciplină, lucrarea este re-clasificată.

Dacă apare o situație în care planificarea este imposibilă pentru următoarea disciplină selectată, se efectuează reprogramarea. Ca disciplină reprogramată, se selectează cea cu cea mai mică valoare a indicatorului Kopt(i,j) .

Pentru a rezolva problema restricțiilor impuse de componentele procesului de planificare, este posibil să se utilizeze un algoritm recurent pentru adaptarea procesului de planificare. Constă în obținerea, pe baza graficelor anterioare existente, a unor indicatori care să permită concretizarea unor informații a priori asupra procesului de planificare pe baza experienței existente. Adică, în acest caz, organizați feedback pentru procesul de planificare pe perioadele anterioare de planificare, care va acționa ca un standard a posteriori pentru programarea orelor.

Vezi și

• Programa
• Ghid de programe
• mediaplan
• Algoritm
• expediere

Note

1. ↑ Program de luptă  // Enciclopedia militară  : [în 18 volume] / ed. V. F. Novitsky  ... [ și alții ]. - Sankt Petersburg.  ; [ M. ] : Tip. t-va I. D. Sytin , 1911-1915.
2. ↑ Programe de luptă  // Enciclopedia militară  : [în 18 volume] / ed. V. F. Novitsky  ... [ și alții ]. - Sankt Petersburg.  ; [ M. ] : Tip. t-va I. D. Sytin , 1911-1915.
3. ↑ 1 2 Teoria orarului și calculatoarele. Ed. DE EXEMPLU. Koffman.. - M .: Nauka, 1984.
4. ↑ Conway R. V., Maxwell V. L., Miller L. V. Teoria orarului. - M . : Ediția principală a literaturii fizice și matematice a editurii „Nauka”, 1975.
5. ↑ 1 2 Tanaev V.S., Shkurba V.V. Introducere în teoria programării. - M . : Ediția principală a literaturii fizice și matematice a editurii „Nauka”, 1975.
6. ↑ Kuzmichev A.B. Despre abordarea automatizării programării într-o instituție de învățământ // Tekhnika mashinostroeniya : zhurnal. - 2014. - Nr. 3 . - S. 23-26 . — ISSN 2074-6938 .