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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:鄭俞佑
研究生(外文):Cheng, Yu You
論文名稱:應用於大學科系的一套課程排課優化系統
論文名稱(外文):An optimizable timetabling system for the department courses of university
指導教授:陳正佳陳正佳引用關係
指導教授(外文):Chen, Cheng Chia
學位類別:碩士
校院名稱:國立政治大學
系所名稱:資訊科學學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
畢業學年度:102
語文別:中文
論文頁數:65
中文關鍵詞:排課
外文關鍵詞:TimeTabling
相關次數:
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本研究目的,在於提供使用者一個前後端完整的大學課程排課系統。而我們的系統特點除了找出能符合所有條件的排課結果之外,更著重在教師個人喜好的滿足上面。舉凡是教師的課程時間或者是教室選擇喜好,都是我們在篩選排課結果的重要依據。
除了一般常見的GUI使用者介面之外,本系統也同時引進領域專屬語言 (Domain Specific Language, DSL) 的概念,希望替排課系統擴充其實用性。當使用者輸入完整的排課相關資料之後,我們的系統最後將會從眾多的排課可能結果之中,挑出滿足最多教師喜好需求的課表提供使用者參考。
在最後的結果顯示中,我們將提供給使用者多個不同的檢視角度。例如各系所的一週課程表、所有課程描述表、各教師的個別課程表,各教室的個別課程表等。另外,在GUI模式中,我們架設BaseX 的XML資料庫伺服器,使用者將他們設定好的課程資料放上伺服器後,外界就可以透過伺服器讀取關於課程編排的相關訊息。

This study provides a complete front and back end system for university course scheduling. This system can produce scheduling results that meet all specified conditions, while also satisfying the preferences of instructors such as class times or classroom requirements.
In addition to a commonplace graphical user interface (GUI), this system also introduces Domain Specific Language (DSL) in order to increase its practicality. After the user inputs complete course scheduling-related information, the system identifies the scheduling options that meet the greatest number of instructor preferences and displays them for the user.
The system will eventually provide the user with a number of different views, such as a weekly schedule for all programs, all course descriptions, the course schedules for individual instructors, and the course schedules for individual classrooms. In addition, the GUI mode incorporates a BaseX XML database server onto which users can upload course data, enabling other individuals to obtain information on information related to course scheduling.

第一章 序論 1
1.1 研究動機 1
1.2 實現方式 2
1.3 論文貢獻與特色 4
1.4 論文章節架構 4
第二章 相關研究探討 6
2.1 Groovy 6
2.1.1 後端物件協定(MOP) 7
2.1.2 Groovy物件 8
2.1.3 Groovy函式處理 9
2.1.4 Groovy自動建制器 11
2.1.5 Groovy特色介紹 11
2.2 限制條件滿足問題( Constraint Satisfaction Problem) 12
2.2.1 限制條件滿足問題的處理方法 13
2.2.2 部分式限制條件問題 (Partial CSP) 13
2.2.3 階層式限制條件問題 Hierarchical CSP 14
2.3 校園課表編排 15
2.4 課表排課問題相關文獻探討 18
2.4.1 基因演算法 (Genetic Algorithms) 19
2.4.2 禁忌搜尋法 (Taboo Search) 20
2.4.3 模擬退火法 (Simulated Annealing) 21
2.4.4 模糊理論 (Fuzzy Logic Control) 23
第三章 系統架構與實作 25
3.1 問題描述 25
3.2 系統架構 26
3.3 系統使用者介面 28
3.3.1 使用Groovy建制器架構領域專屬語言 28
3.3.1.1 Groovy領域專屬語言建制器 29
3.3.1.2 系統的領域專屬語言 32
3.3.2 使用JavaFX建制GUI 36
3.3.2.1 BaseX資料庫伺服器 37
3.3.2.2 前置設定頁面 39
3.3.2.3 共同教師頁面 40
3.3.2.4 儲存排課模式頁面 41
3.3.2.5 儲存教師資料頁面 43
3.3.2.6 儲存教室資料頁面 44
3.3.2.7 儲存課程資料頁面 45
3.3.2.8 開始排課頁面 47
3.4 使用JaCoP進行限制條件處理 48
第四章 使用範例 49
4.1 政大資科系範例 49
4.2 CCT範例 52
第五章 結論與研究建議 56
5.1 結論 56
5.2 研究建議 57
參考文獻 58
附錄 62

[1] School 課表. (2011) From http://en.wikipedia.org/wiki/School_課表.
[2] Groovy Builders. Retrieved March, (2012). From http://groovy.codehaus.org/Builders.
[3] JaCop. (2003) From http://bach.istc.kobe-u.ac.jp/JaCop/.
[4] @ONE爸爸的隨想手札. (2007) From http://aone.blog.ithome.com.tw/post/284/9782.
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[10] Carter M. W., Laprorte G (1998). “Recent Developments in Practical Course timetabling”. In[11] pp.3-19.
[11] Burke E. K., Carter M. (Eds.) (2000). The Practice and Theory of Automated timetabling
[12] Carter M. W., Laprorte G (1998). “Recent Developments in Practical Course Timetabling”. In[11] pp.3-19..
[13] Even S., Itai, A. and Shamir, A. (1975). “On the Complesity of 課表 and Multi-commodity Flow Problem”, 16th IEEE Annual Symposium on foundations of Computer Science, pp. 184-193
[14] 謝昆霖,沈進成,周君妍,鄭丞君(2004)。基因演算法應用於顧客旅遊行程路徑最適化模式之研究。旅遊管理研究,第四卷,第一期,頁53-66。
[15] 陳奕憲(2011)。基因演算法在國民中學排課問題之最佳化研究。南華大學資訊管理學系,碩士論文。
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[25] JavaFX: Getting Started with JavaFX Retrieved April (2014). From http://docs.oracle.com/javase/8/javafx/get-started-tutorial/jfx-overview.htm#JFXST784
[26] MetaObject Protocol Retrieved April (2014). From http://en.wikipedia.org/wiki/Metaobject
[27] MeteProgramming Retrieved April (2014). From http://en.wikipedia.org/wiki/Metaprogramming
[28] Curriculum-Based Course TimeTabling Retrieved April (2014). From http://tabu.diegm.uniud.it/ctt/index.php
[29] Constraint Programming Retrieved May (2014). From http://en.wikipedia.org/wiki/Constraint_programming
[30] CTT EA08 Example Retrieved April (2014). From http://tabu.diegm.uniud.it/ctt/index.php?page=stats&;name=EA08
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[32] MBAlib, Retrieved (2012) From http://wiki.mbalib.com/zh-tw/%E6%A8%A1%E7%B3%8A%E6%8E%A7%E5%88%B6
[33] MBAlib, Retrieved (2012) From http://wiki.mbalib.com/zh-tw/%E7%A6%81%E5%BF%8C%E6%90%9C%E7%B4%A2%E7%AE%97%E6%B3%95
[34] 模擬退火法, Retrieved (2012) From http://jjcommons.csie.isu.edu.tw/research/download/SA.pdf
[35] Guide to Constraint Programming. (1998) From http://ktiml.mff.cuni.cz/~bartak/constraints/pcsp.html.
[36] Metropolis, N., Rosenbluth, A., Rosenbluth, M., Teller, A., and Teller, E., “Equation of state calculations for fast computing machines,” Journal of Chemical Physics, Vol. 21, pp. 1087-1092, 1953.

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