Методи та програмні засоби складання розкладів занять у вищих навчальних закладах
| dc.contributor.advisor | Павлов, Олександр Анатолійович | |
| dc.contributor.author | Кемарський, Микита Олександрович | |
| dc.date.accessioned | 2024-03-12T08:16:49Z | |
| dc.date.available | 2024-03-12T08:16:49Z | |
| dc.date.issued | 2024 | |
| dc.description.abstract | Розмір пояснювальної записки – 147 аркушів, містить 48 ілюстрацій, 22 таблиць, 4 додатки, 31 посилань на джерела. Актуальність теми. Задачі складання розкладів занять у вищих навчальних закладах присвячено багато робіт протягом багатьох років. В загальному випадку дана задача є NP-повною, а в деяких випадках – NP-складною; звідси випливає, що складність точного алгоритму практично еквівалентна повному перебору. Саме тому всі використовувані на практиці методи для вирішення задачі складання розкладів занять у ВНЗ є наближеними чи евристичними. Відповідно, проблема підвищення ефективності використовуваних методів та їх програмних реалізацій є актуальною. Мета дослідження. Підвищення ефективності складання розкладів занять у вищих навчальних закладах за рахунок нової постановки задачі, якій відповідає ефективний розклад; створення методу та програмного забезпечення її розвʼязку; а також спрощення інтеграції розроблених програмних засобів у загальну інформаційну систему вищого навчального закладу. Обʼєкт дослідження: методи та програмні засоби складання розкладів занять у ВНЗ. Предмет дослідження: процес проєктування та розробки кросплатформної програмної бібліотеки, що ефективно реалізовує модифікований генетичний алгоритм для розвʼязання нової постановки задачі складання розкладів занять у ВНЗ. Задачі, що вирішуються в роботі. Для досягнення мети роботи необхідно вирішити наступні задачі: - аналіз існуючих методів та програмних засобів складання розкладів занять у ВНЗ; - розробка нової постановки задачі складання розкладів занять та відповідної формальної моделі; - модифікація генетичного алгоритму для розвʼязання поставленої задачі та його програмна реалізація; - проєктування, розробка та введення в експлуатацію кросплатформної програмної бібліотеки складання розкладів занять у ВНЗ, що є інваріантною до конкретної постановки задачі складання розкладів занять та методу її розвʼязку, а також включає реалізацію модифікованого генетичного алгоритму складання розкладів занять у ВНЗ. Наукова новизна. Вперше запропоновано архітектуру кросплатформної програмної бібліотеки та її універсальний програмний інтерфейс для автоматизації вирішення задачі складання розкладів занять у вищих навчальних закладах, що дозволяє спростити інтеграцію у загальну інформаційну систему ВНЗ, на основі розробленої оригінальної постановки задачі, якій відповідає ефективний розклад та створеної модифікованої версії генетичного алгоритму її розвʼязку. Практичне значення. Розроблену кросплатформну програмну бібліотеку можна використовувати в якості готової складової частини при розробці інформаційних систем вищих навчальних закладів або для інтеграції в існуючі системи. Окрім цього, стає можливим створення власних реалізацій загального інтерфейсу програмної бібліотеки, що дозволить open-source спільноті створювати різноманітні реалізації та ділитись ними. Розроблена кросплатформна програмна бібліотека є інваріантною до конкретної постановки задачі складання розкладів занять та методу її розвʼязку. Зв’язок з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась на кафедрі інформатики та програмної інженерії Національного технічного університету України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського". Апробація. Наукові положення дисертації пройшли апробацію на наступних конференціях: - V міжнародна науково-практична конференція молодих вчених та студентів «Інженерія програмного забезпечення і передові інформаційні технології (SoftTech-2023)» присвячена 125-й річниці КПІ ім. Ігоря Сікорського. Секція кафедри інформатики та програмної інженерії. 19-21 грудня 2023 р. Київ: 2023; - IV Всеукраїнська студентська наукова конференція «Науковий простір: аналіз, сучасний стан, тренди та перспективи». Секція компʼютерна та програмна інженерія. 15 грудня 2023 р, м. Івано-Франківськ, Україна. Публікації. Наукові положення дисертації опубліковані в: - Павлов О.А., Головченко М.М., Кемарський М.О. Методи та програмні засоби складання розкладів занять у вищих навчальних закладах. Матеріали V міжнародної науково-практичної конференції молодих вчених та студентів «Інженерія програмного забезпечення і передові інформаційні технології (SoftTech-2023)» присвячена 125-й річниці КПІ ім. Ігоря Сікорського. Секція кафедри інформатики та програмної інженерії. 19-21 грудня 2023 р. Київ: 2022; - Павлов О.А., Кемарський М.О. Архітектурне рішення програмних засобів для складання розкладів занять у вищих навчальних закладах. Матеріали IV всеукраїнської студентської наукової конференції «Науковий простір: аналіз, сучасний стан, тренди та перспективи». Секція компʼютерна та програмна інженерія. 15 грудня 2023 р, м. Івано-Франківськ, Україна. | |
| dc.description.abstractother | Explanatory note size – 147 pages, contains 48 illustrations, 22 tables, 4 applications, 31 references. Topicality. The task of scheduling classes in higher education institutions has been the subject of numerous studies over many years. In general, this problem is NP complete, and in some cases, it is NP-hard; hence, the complexity of an exact algorithm is practically equivalent to exhaustive search. That's why all the methods practically used for solving the task of scheduling classes in higher education institutions are approximate or heuristic. Consequently, the issue of improving the efficiency of the methods and their software implementations is relevant. The aim of the study. Improving the efficiency of scheduling classes in higher education institutions through the formulation of a task corresponding to an efficient schedule; creating a method and software for its solution; as well as simplifying the integration of developed software tools into the overall information system of the higher education institution. The object of research: methods and software tools for scheduling classes in higher education institutions. The subject of research: the process of designing and developing a cross platform software library that efficiently implements a modified genetic algorithm for solving the new formulation of the task of scheduling classes in higher education institutions. Tasks addressed in the work. To achieve the goal of the study, the following tasks need to be addressed: - analysis of existing methods and software tools for scheduling classes in higher education institutions; - development of a new formulation of the task of scheduling classes and a corresponding formal model; - modification of a genetic algorithm for solving the formulated task and its software implementation; - design, development, and implementation of a cross-platform software library for scheduling classes in higher education institutions. This library should be invariant to the specific formulation of the scheduling task and the method of its solution. It should also include the implementation of the modified genetic algorithm for scheduling classes in higher education institutions. The scientific novelty. For the first time, an architecture for a cross-platform software library and its universal programming interface is proposed to automate the solution of scheduling classes in higher education institutions. This architecture allows for easier integration into the overall information system of the higher education institution. It is based on the developed original formulation of the scheduling task, which corresponds to an efficient schedule, and the created modified version of the genetic algorithm for its solution. The practical value. The developed cross-platform software library can be utilized as a ready-made component during the development of information systems for higher education institutions or for integration into existing systems. Additionally, it becomes possible to create custom implementations of the library's general interface, allowing the open-source community to generate diverse implementations and share them. The developed cross-platform software library is invariant to the specific formulation of the scheduling task and the method of its solution. Relationship with working with scientific programs, plans, topics. Work was performed at the Department of Informatics and Software Engineering of the National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute». Approbation. The scientific provisions of the dissertation were tested at the following conferences: - V International Scientific and Practical Conference of Young Scientists and Students «Software Engineering and Advanced Information Technologies (SoftTech-2023)» dedicated to the 125th anniversary of Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute. Section of the Department of Informatics and Software Engineering. December 19-21, 2023. Kyiv: 2023; - IV All-Ukrainian Student Scientific Conference «Scientific Space: Analysis, Current State, Trends, and Perspectives» Section: Computer and Software Engineering. December 15, 2023. Ivano-Frankivsk, Ukraine. Publications. The scientific provisions of the dissertation were published in: - Pavlov O.A., Holovchenko M.M., Kemarskyi M.O. Methods and Software Tools for Scheduling Classes in Higher Education Institutions. Materials of the V International Scientific and Practical Conference of Young Scientists and Students «Software Engineering and Advanced Information Technologies (SoftTech-2023)» dedicated to the 125th anniversary of Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute. Section of the Department of Informatics and Software Engineering. December 19-21, 2023. Kyiv: 2023; - Pavlov O.A., Kemarskyi M.O. Architectural Solution for Scheduling Classes in Higher Education Institutions. Materials of the IV All-Ukrainian Student Scientific Conference «Scientific Space: Analysis, Current State, Trends, and Perspectives» Section: Computer and Software Engineering. December 15, 2023. Ivano Frankivsk, Ukraine | |
| dc.format.extent | 147 с. | |
| dc.identifier.citation | Кемарський, М. О. Методи та програмні засоби складання розкладів занять у вищих навчальних закладах : магістерська дис. : 121 Інженерія програмного забезпечення / Кемарський Микита Олександрович. – Київ, 2024. – 147 с. | |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/65432 | |
| dc.language.iso | uk | |
| dc.publisher | КПІ ім. Ігоря Сікорського | |
| dc.publisher.place | Київ | |
| dc.subject | розклад навчальних занять ВНЗ | |
| dc.subject | академічний розклад | |
| dc.subject | кросплатформна програмна бібліотека | |
| dc.subject | генетичний алгоритм | |
| dc.subject | алгоритми оптимізації | |
| dc.subject | архітектурне рішення програмних засобів | |
| dc.subject | архітектура програмного забезпечення | |
| dc.subject | schedule of educational activities in higher education institutions | |
| dc.subject | academic schedule | |
| dc.subject | cross-platform software library | |
| dc.subject | genetic algorithm | |
| dc.subject | optimization algorithms | |
| dc.subject | architectural solutions for software tools | |
| dc.subject | software architecture | |
| dc.subject.udc | 004.42 | |
| dc.title | Методи та програмні засоби складання розкладів занять у вищих навчальних закладах | |
| dc.title.alternative | Methods and Software Tools for Academic Timetabling in Higher Education Institutions | |
| dc.type | Master Thesis |
Файли
Контейнер файлів
1 - 1 з 1
Вантажиться...
- Назва:
- Kemarskyi_magistr.pdf
- Розмір:
- 7.06 MB
- Формат:
- Adobe Portable Document Format
Ліцензійна угода
1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
- Назва:
- license.txt
- Розмір:
- 8.98 KB
- Формат:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Опис: