Система высшего образования в нашей стране совершенствуется с каждым днём. Сегодня она переживает период масштабных преобразований. Ежедневно в структуре высшего профессионального образования появляются нововведения в учебном процессе, принимаются федеральные законопроекты в области образования, создаются целые государственные программы для развития науки в России.
Современные информационные технологии предоставляют широкие возможности в организации и управлении образовательным процессом. В настоящее время автоматизация – неотъемлемая часть деятельности любого учебного заведения, которое хочет иметь право называться прогрессивным.
Так в современных высших учебных заведениях уже не первый год происходят попытки автоматизации различных процессов образовательной деятельности: начиная от автоматизации научно-исследовательской деятельности студентов [1] и заканчивая автоматизацией учета рейтинга преподавателей [2].
Качество подготовки студентов напрямую зависит от уровня организации учебного процесса. Составление расписания является одной из важнейших его составляющих. Поэтому к решению данной проблемы относятся очень серьезно, так как от него в определенном смысле зависит качество образования.
В настоящее время процесс автоматизации составления расписания вызывает большой интерес. Одни работы посвящены организации и планированию учебного процесса с использованием моделей, методов и алгоритмов искусственного интеллекта [3]. Другие основываются на теории вероятности и дискретном программировании [4].
В [3] предложен алгоритм, который состоит из следующих шагов:
- формирование начальной популяции;
- селекция особей;
- скрещивание особей случайными значениями функции пригодности;
- операция мутации над потомством;
- отбор особей в новую популяцию;
- проверка критерия остановки алгоритма;
- выбор наилучшей особи.
Работа данного генетического алгоритма заключается в следующем: выбираются необходимые условия, и устанавливается размер популяции, затем определяется количество повторов алгоритма и размер мутации.
В результате выполнения алгоритма будет получено готовое расписание, состоящее из даты, времени, групп, преподавателей, предметов, аудиторий и типа занятий.
В [5] предложен новый алгоритм для создания расписания, используя для данного процесса объектно-ориентированный язык логического программирования PDC Prolog Visual Prolog .
В основу реализации проекта легли несколько основных задач:
- анализ входных данных и факторов;
- разработка алгоритма составления расписания в разрезе групп и преподавателей;
- создание приятного и простого пользовательского интерфейса [5].
Выбор именно языка Prolog Visual обусловлен тем, что предыдущие попытки создания автоматизированного алгоритма систематизации расписания не увенчались успехом, так как они не удовлетворяли потребности вузов, или же были со слишком высокой себестоимостью использования, так как необходимо было использовать огромную базу данных для хранения входных данных и огромного количества алгоритмов. А разработка систем на языке Prolog Visual отвечаем всем требованиям, и подходит для исключения данной проблемы из системы образования.
В основе принципа работы алгоритма лежит циклическое заполнение базы фактов, которая хранит информацию о составленном расписании, в процессе которого для каждого элемента базы данных заполняются такие поля, как аудитория, время в формате (Неделя, День, Урок, Час), преподаватель, аудитория, предмет, группа и подгруппа. В результате выполнения алгоритма будут заполнены все факты, по которым и сформируется приемлемое для пользователя расписание.
Алгоритмы, основанные на использовании методов искусственного интеллекта, являются более предпочтительными. Генетические алгоритмы можно применять к данным различного вида, причем это применение носит независимый характер. Также при помощи них можно находить универсальные решения. Они достаточно просты в реализации, но при этом могут быть использованы для широкого класса задач