Методы и алгоритмы принятия решений в управлении учебным процессом в условиях неопределенности. Найханова Л.В - 95 стр.

UptoLike

95
базовую таксономию дисциплин.
Анализ ограничений показал, что многие из них не являются строго определенными.
Например, ограничение, налагающееся на изменение часов, гласит, что допустимый предел
изменения должен быть не больше 5%. Поэтому подобные ограничения удобно представлять
в виде нечетких чисел. На основании этого в данной работе была предпринята попытка
создания методов для распределения дисциплин по семестрам на основе теории нечетких
множеств. Решение задачи состоит из трех подзадач:
1)
формирование учебного плана семестра;
2)
проверка списка дисциплин учебного плана семестра на соответствие ограничениям
семестра;
3)
проверка всего учебного плана на соответствие ограничениям всего учебного плана.
3.4.1 Формирование учебного плана семестра
Имеем множество дисциплин D={d
1
, d
2
,…,d
n
}, каждая дисциплина описывается
следующим кортежем <N, Cl, Cm, H, L, P>, где Nнаименование дисциплины, Clцикл
(ГСЭ, ОПД, ЕН, СД), Cmкомпонент (федеральный, национально-региональный), H
количество часов для изучения, Lкоэффициент силы междисциплинарной связи, P
признак переноса. Необходимо проверить данное множество на соответствие ограничению
по количеству дисциплин в семестре.
Изначально предполагается, что первый уровень базовой таксономии соответствует
первому семестру. У каждой дисциплины d
i
имеется сила связи с другими дисциплинами и
признак возможности переноса на другой уровень.
Рисунок 3.23 - Связи между дисциплинами
Дисциплины ранжируются по одному из вышеописанных признаков. Исходя из
этого, можно использовать два варианта решения данной подзадачи:
- ранжирование в порядке убывания по силе связи;
- ранжирование в порядке убывания по признаку возможности переноса.
При формировании списка дисциплин для i-го семестра выполняется контроль на
соответствие ограничению по количеству дисциплин в семестре. Если сформированный
список дисциплин-претендентов не соответствует этому ограничению, производится
удаление дисциплин из списка и перенос их на нижний уровень базовой таксономии в случае
их избытка на уровне i-го семестра, в случае недостаточного количества - добавление из (i-
1)-го семестра нижнего уровня базовой таксономии.
3.4.1.1 Регулятор усреднения интенсивностей
Имеем множество дисциплин D
i
={d
1
, d
2
,…,d
n
}, интенсивности для дисциплин
каждого цикла intEN, intDS, intOPD и среднюю аудиторную нагрузку L. Необходимо
проверить, соответствуют ли значения интенсивностей и средней аудиторной нагрузки
установленным ограничениям. Для этого построим нечеткий регулятор. Нечеткий вывод в
регуляторе реализуем по алгоритму Мамдани. Рассмотрим первый регулятор.
Как было указано выше, задачей данного регулятора является приведение
интенсивностей изучения дисциплин различных циклов к одному среднему значению,
которое в дальнейшем будет использоваться регулятором, выполняющим проверку
Дисциплины го уровняi+1
Дисциплины го уровняi-
V1 1
V12 V13
V2 1 V2 2
V31
базовую таксономию дисциплин.
        Анализ ограничений показал, что многие из них не являются строго определенными.
Например, ограничение, налагающееся на изменение часов, гласит, что допустимый предел
изменения должен быть не больше 5%. Поэтому подобные ограничения удобно представлять
в виде нечетких чисел. На основании этого в данной работе была предпринята попытка
создания методов для распределения дисциплин по семестрам на основе теории нечетких
множеств. Решение задачи состоит из трех подзадач:
     1) формирование учебного плана семестра;
     2) проверка списка дисциплин учебного плана семестра на соответствие ограничениям
        семестра;
     3) проверка всего учебного плана на соответствие ограничениям всего учебного плана.

3.4.1 Формирование учебного плана семестра
       Имеем множество дисциплин D={d1, d2,…,dn}, каждая дисциплина описывается
следующим кортежем , где N – наименование дисциплины, Cl – цикл
(ГСЭ, ОПД, ЕН, СД), Cm – компонент (федеральный, национально-региональный), H –
количество часов для изучения, L – коэффициент силы междисциплинарной связи, P –
признак переноса. Необходимо проверить данное множество на соответствие ограничению
по количеству дисциплин в семестре.
       Изначально предполагается, что первый уровень базовой таксономии соответствует
первому семестру. У каждой дисциплины di имеется сила связи с другими дисциплинами и
признак возможности переноса на другой уровень.
                                 Дисциплины i-го уровня



                         V11   V12   V13   V21    V22       V31



                                 Дисциплины i+1 го уровня
                          Рисунок 3.23 - Связи между дисциплинами

         Дисциплины ранжируются по одному из вышеописанных признаков. Исходя из
этого, можно использовать два варианта решения данной подзадачи:
         - ранжирование в порядке убывания по силе связи;
         - ранжирование в порядке убывания по признаку возможности переноса.
         При формировании списка дисциплин для i-го семестра выполняется контроль на
соответствие ограничению по количеству дисциплин в семестре. Если сформированный
список дисциплин-претендентов не соответствует этому ограничению, производится
удаление дисциплин из списка и перенос их на нижний уровень базовой таксономии в случае
их избытка на уровне i-го семестра, в случае недостаточного количества - добавление из (i-
1)-го семестра нижнего уровня базовой таксономии.

3.4.1.1 Регулятор усреднения интенсивностей
        Имеем множество дисциплин Di ={d1, d2,…,dn}, интенсивности для дисциплин
каждого цикла intEN, intDS, intOPD и среднюю аудиторную нагрузку L. Необходимо
проверить, соответствуют ли значения интенсивностей и средней аудиторной нагрузки
установленным ограничениям. Для этого построим нечеткий регулятор. Нечеткий вывод в
регуляторе реализуем по алгоритму Мамдани. Рассмотрим первый регулятор.
        Как было указано выше, задачей данного регулятора является приведение
интенсивностей изучения дисциплин различных циклов к одному среднему значению,
которое в дальнейшем будет использоваться регулятором, выполняющим проверку
                                             95