[发明专利]一种基于分布式网络的教育管理方法

说明书

本发明属于智能排课技术领域，公开了一种基于分布式网络的教育管理方法，包括以下步骤：将所有课程的固定课程添加到课表中相应的位置，排坑占优先位，生成一个初级课表；由分布式布置的多台服务器对所有余下课程进行处理，将所有余下课程随机添加到课表中，生成次级课表；取预设时长内生成的次级课表进行筛选，对取出来的每个次级课表进行评估，生成最终课表。本发明能够使排课过程简单化，提高排课效率。

技术领域

本发明属于智能化排课技术领域，尤其涉及一种基于分布式网络的教育管理方法。

背景技术

排课问题早在70年代就证明是一个NP完全问题(多项式复杂程度的非确定性问题)，即算法的计算时间是呈指数增长的，这一论断确立了排课问题的理论深度。对于NP问题完全问题目前在数学上是没有一个通用的算法能够很好地解决。排课算法是一个复杂程度相当高的算法，穷举是行不通的。不同的班级，不同的教师的课程纵横交错，不可能对每一种组合一一穷举。一间不到三十个班的学校，其课程组合的数量级常常超过整个宇宙质子数的总和。

对NP完全问题研究的主要思想是如何降低其计算复杂度。即利用一个近似算法来代替，力争使得解决问题的时间从指数增长化简到多项式增长。结合到课表问题就是建立一个合适的现实简约模型，利用该简约模型能够大大降低算法的复杂度，便于程序实现，这是解决排课问题一个很多的思路。

近半个世纪以来，人们对课表问题的计算机解法做了许多尝试。其中，课表编排的整数规划模型将问题归结为求一组0-1变量的解，但是其计算量非常大。解决0-1线性优化问题的分支一定界技术却只适用也规模较小的课表编排，Mihoc和Balas(1965)将课表公式化为一个优化问题，Krawczk则提出一种线性编程的方法。Junginger将课表问题简化为三维运输问题，而Tripathy则把课表问题视作整数线性编程问题并提出了大学课表的数学模型。

此外，有些文献试图从图论的角度来求解排课表的问题，但是图的染色问题也是NP完全问题，只有在极为简单的情况下才可以将课表编排转化为二部图匹配问题，这样的数学模型与实际相差太远，所以对于大多数学校的课表编排问题来说没有实用价值。

目前，解决课表方法的问题有：模拟手工排课法，图论方法，拉格朗日法，二次分配型法等多种方法。由于课表约束复杂，用数学方法进行描述时往往导致问题规模剧烈增大，这已经成为应用数学编程解决课表问题的巨大障碍。国外的研究表明，解决大规模课表编排问题单纯靠数学方法是行不通的，很难排到一个符合实际情况的课表。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于分布式网络的教育管理方法，能够使排课过程简单化，提高排课效率。

本发明实施例是这样实现的：

一种基于分布式网络的教育管理方法，包括以下步骤：

将所有课程的固定课程添加到课表中相应的位置，排坑占优先位，生成一个初级课表；

由分布式布置的多台服务器对所有余下课程进行处理，将所有余下课程分为每周节数大于等于每周天数的大科课程、每周节数大于1节而小于每周天数的小科课程以及每周节数小于或等于1节的微小科课程，将所有大科课程随机添加到初级课表中，生成多个大科课程课表，将所有小科课程随机添加到大科课程课表中，生成多个大小科课程课表，将所有微小科课程随机添加到大小科课程课表中，生成次级课表；