臺灣博碩士論文加值系統

在有限資源的議題裡，排程問題(Scheduling problems)一直是許多研究者亟欲探討的，且屬於NP-complete問題的一種，因此排程問題的過程可視為是一種尋找近似最佳解的演算過程，嘗試尋求在有限的資源下做到資源分配的最佳化；而排課問題(Timetabling)涉及到資源分配的結果，可說是排程問題的一種，由於排課的組合多元，且排課條件如教師、時段、教室、班級、課程等限制的關係密切，導致彼此間容易產生衝突，此外，實際環境或作業方式的不同，也造成目前排課的解決方法多為可行解，不易找出最佳解，而造成排課上的困難；其次，排課結果產生後，因不可預測變動因素的產生，例如教師時間調動、修課人數不足等，使得排課系統在維護上較為困難，因此，排課在排程問題的資源分配上仍有發展的空間。過去文獻所建置的排課系統，多以求得最佳課表為依歸，故排課資源雖然重要，卻甚少針對此部分進行深入探討。所以本研究嘗試以資源導向作為排課的基礎，並以知識本體(Ontology)為核心建構相關知識模型，協助對資源排程知識的表達，並以排課系統為例，發展以知識模型為基礎的排課系統，協調資源排程，藉由現有排課問題探討資源分配的重要性，並說明使用知識本體表達的知識庫應用雛型系統，可推論有效可用的資源，提高排課系統的彈性及維護便利性，建置一個符合多數使用者的環境。

In the issue of limited resources, the scheduling problems is in the category of NP-complete problems. Therefore, the process of dealing with the scheduling problems may be regarded as a process to find approximately optimum solution. This study is trying to achieve the optimization of the resource distribution from limited resources. Timetabling problem involves with the result of the resource distribution, so it can be categorized in scheduling problems. The combination of the timetabling is diverse (such as limits of teachers, sessions, classrooms, classes and courses). These restrictions are closely related to each other that may bring conflicts. Besides, the difference of the real work environments also makes the solution of timetabling problem just a feasible solution, not an optimum solution that makes the timetable became more difficult. Secondly, after the timetabling results come out, the unpredictable changes will be appeared. It makes the maintenance of more difficult, for example, the change of the teacher’s time and the lack of students. There is still a room for developing of timetabling. In the past researches, most timetabling systems focus on finding out the best timetable. Though the timetabling resources are important, there are only few researches discussing the part. This study attempts to use resource-oriented as the basis of the timetable, use ontology to be the core to build the knowledge model. Use this is help express the resource scheduling knowledge. We discuss the importance of the resource distribution through existing timetabling problem. Illustrate the knowledge base system expressed by ontology to inferred effective and useful resources, raise the flexibility, convenience of maintenance, and build an environment conformed to most users.

目錄
摘要 I
Abstract II
致謝詞 III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 VIII
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究問題 2
1.3 研究目的 3
第二章 文獻探討 4
2.1 排程問題於排程分配上的處理 4
2.1.1排課問題說明 4
2.1.2排課問題之探討 6
2.2 知識本體於專家系統上的應用 11
2.2.1專家系統 11
2.2.2知識本體 14
第三章 研究設計 19
3.1 研究架構說明 19
3.2 資源收集與分析 21
3.3 知識模型建置 22
3.4 排課邏輯設定 25
第四章 建置大學排課知識本體 28
4.1 大學排課的現況與需求 28
4.2 建置大學排課知識本體 28
第五章 排課系統實作 41
5.1 排課資源配置 42
5.2 資料庫的設計與功用 42
5.3 系統網頁展示 43
5.4 系統評估 50
第六章 結論與未來建議 53
參考文獻 54

圖目錄
圖2-1 有限資源專案排程問題之分類圖 5
圖2-2 專家系統的基本運作概念 12
圖2-3 Semantic Web Architecture 17
圖3-1 研究架構 20
圖3-2 教師諮詢系統架構 22
圖3-3 排課資源之知識模型展示 22
圖3-4 知識模型的表達方式 24
圖3-5 知識塑模步驟 25
圖3-6 本體推論應用流程 26
圖3-7 實例間的間接關係 26
圖4-1 大學排課心智圖 30
圖4-2 大學排課問題的知識塑模 32
圖4-3 Rule1：推論候選排課時段 35
圖4-4 Rule2：推論候選教室 36
圖4-5 Rule 3：推論優先順序總和 37
圖4-6 Protégé的概念架構 38
圖4-7 Protégé的屬性設定 39
圖4-8 Protégé的實例建置 39
圖4-9 Protégé內SWRL規則的編輯頁面 40
圖4-10 SWRL規則推論結果 40
圖5-1 系統流程圖 42
圖5-2 資料庫設計畫面 43
圖5-3 教師基本資料畫面 44
圖5-4 教師排課時段修正畫面 44
圖5-5 教師新增開課課程畫面 45
圖5-6 開課列表畫面 45
圖5-7 校排課程登錄畫面 46
圖5-8 校排課程列表畫面 46
圖5-9 開課課程現況畫面 47
圖5-10 開課結果列表 47
圖5-11 課表檢視 48
圖5-12 知識庫維護畫面 48
圖5-13 開課成功畫面 49
圖5-14 課程重排成功畫面 49
圖5-15 開課失敗畫面 50
圖5-16 課程排入成功畫面 50

表目錄
表2-1 人工排課與電腦排課之比較 6
表2-2 國內排課問題研究現況 7
表2-3 專家系統與一般電腦系統之比較 11
表2-4 知識表達方法說明 12
表2-5 知識本體(Ontology)的定義 14
表4-1 塑模大學排課問題的屬性分類 33
表5-1 E-commerce資訊系統成功指標 51
表5-2 系統評估表 52

參考文獻
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