Đề ti xây dựng chương trình sắp xếp thời khóa biểu trường trung học cơ sở

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BÁO CÁO CHUN ĐỀ HỌC PHẦN NHẬP MƠN TRÍ TUỆ NHÂN TẠO ĐỀ T!I: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH SẮP XẾP THỜI KHÓA BIỂU TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ Sinh viên thực : VŨ NHƯ TÂN Giảng viên hướng dẫn : NGÔ HO!NG HUY Ngành : CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Chuyên ngành : CÔNG NGHỆ PHẦN MỀM Lớp : D14CNPM1 Khóa : 2019-2024 Hà Nội, ngày 24 tháng 12 năm 2021 PHIẾU CHẤM ĐIỂM ST T Họ tên sinh viên Vũ Như Tân Nội dung thực Điểm Msv: 19810310139 Họ tên giảng viên Giảng viên chấm 1: Giảng viên chấm 2: Chữ ký Ghi Chữ ký LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa Công nghệ thông tin, Trường Đại học Điện Lực, hết lòng giảng dạy, truyền đạt cho kiến thức, kinh nghiệm quý báu giúp chúng tơi có hành trang vững bước vào đời Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy giáo TS Ngơ Hồng Huy tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi q trình thực đồ án tốt nghiệp Mặc dù tơi cố gắng hồn thành đề tài song với khuôn khổ đề tài khó khảo sát khơng tránh khỏi thiếu sót Vì vậy, tơi mong thơng cảm góp ý kiến thầy cô bạn Cuối cùng, xin gởi đến tất người lời chúc sức khỏe, hạnh phúc thành đạt Sinh viên Vũ Như Tân i ii MỤC LỤCz LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC i iii DANH MỤC HÌNH VẼ vi THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT viii PHẦN MỞ ĐẦU I Lý chọn đề tài II Mục tiêu đề tài III Đối tượng nghiên cứu IV Phương pháp thực CHƯƠNG 1.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÔNG NGHỆ NET 1.1.1 Tổng quan Net 2 1.1.2 Giới thiệu ngôn ngữ C# 1.1.3 Lập trình mơi trường NET 1.2 GIỚI THIỆU SQL SERVER 1.3 Giải thuật di truyền Tính tiến hóa 1.3.1 Giải thuật di truyền 1.3.2 Tính tiến hóa CHƯƠNG 2.1 16 PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH 26 KHẢO SÁT THỰC TẾ 26 2.1.1 Mô tả đề tài 26 2.1.2 Khảo sát thực tế 2.2 26 PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG 2.2.1 Thuật tốn tiến hóa cải tiến 30 30 2.2.2 Nhiễm sắc thể tốn Thời khóa biểu 30 2.2.3 Quần thể 33 2.2.4 Thuật tốn xếp thời khóa biểu 33 2.2.5 Khởi tạo quần thể 34 2.2.6 Thuật tốn đánh giá độ thích nghi 36 iii 2.2.7 Thuật toán Đột biến, Biến dị, Lai ghép Nhiễm sắc thể 37 2.2.8 Thuật toán khử vi phạm số buổi học mơn học 38 2.2.9 Thuật tốn khử vi phạm trùng lịch giáo viên 39 2.2.10 giáo viên Thuật toán cân số lượng tiết dạy 42 2.2.11 Các bước lập lịch 2.3 43 YÊU CẦU 44 2.3.1 Yêu cầu chức 44 2.3.2 Yêu cầu phi chức 2.4 BIỂU ĐỒ CHỨC NĂNG 45 45 2.4.1 Biểu đồ phân cấp chức 2.4.2 Biểu đồ luồng liệu 2.4.3 Phân tích liệu 2.4.4 Mơ hình ERD 45 46 48 49 2.4.5 Mơ hình liệu quan hệ 50 CHƯƠNG XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH 53 3.1 TRANG CHÍNH 53 3.2 CÁC CHỨC NĂNG TRONG PHẦN MỀM 54 3.2.1 Trang giáo viên54 3.2.2 Trang danh sách lớp 54 3.2.3 Danh sách môn học 55 3.2.4 Danh sách phịng học 55 3.2.5 Trang phân lịch56 3.2.6 Thời khóa biểu học sinh 56 3.2.7 Thời khóa biểu giáo viên 57 PHẦN KẾT LUẬN 67 I ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ĐỀ TÀI a Kết đạt b Kết chưa đạt 67 67 67 iv II HƯỚNG GIẢI QUYẾT CỦA ĐỀ TÀI TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 68 v DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1-1: Thuật tốn chương trình Hình 1-2: Bánh xe xổ số 12 Hình 1-3: Mô tả hoạt động bánh xe xổ số 12 Hình 1-3: Sơ đồ hình hai NST v1 v2 21 Hình 1-4: Hướng tiếp cận GA cổ điển .24 Hình 1-5: Hướng tiếp cận Eps 24 Hình 2-1: Thời khóa biểu lớp 6/2 26 Hình 2-2: Thời khóa biểu lớp 7/2 27 Hình 2-3: Thời khóa biểu lớp 8/3 27 Hình 2-4: Thời khóa biểu lớp 9/4 28 Hình 2-5: Mơ hình tạo thời khóa biểu thủ cơng .29 Hình 2-6: Cấu trúc Nhiễm sắc thể (thời khóa biểu) đoạn Gens 32 Hình 2-7: Cấu trúc hồn chỉnh Nhiễm sắc thể 33 Hình 2-8: Quần thể 33 Hình 2-9: Thuật tốn phân thời khóa biểu .34 Hình 2-10: Thuật tốn tạo quần thể .35 Hình 2-11: Quy định tiết học thời khóa biểu .36 Hình 2-12: Thuật tốn tính độ thích nghi Quần thể NST 37 Hình 2-13: Thuật tốn khử vi phạm số buổi NST 39 Hình 2-14: Thuật toán khử vi phạm trùng lịch giáo viên .40 Hình 2-15: Thời khóa biểu trùng lịch dạy mơn Tốn .41 Hình 2-16: Thời khóa biểu sau hốn đổi hai mơn Tốn Ngoại ngữ 41 Hình 2-17: Thuật toán khử vi phạm trùng lịch dạy giáo viên 42 Hình 2-18: Thuật tốn lập lịch .44 vi Hình 2-19: Biểu đồ phân cấp chức 45 Hình 2-20: Biểu đồ mức ngữ cảnh 46 Hình 2-21: Biểu đồ mức .46 Hình 2-22: Biểu đồ mức quản lý danh mục 47 Hình 2-23: Biểu đồ mức xem thời khóa biểu 47 Hình 2-24: Mơ hình ERD 49 Hình 2-25: Mơ hình liệu quan hệ 50 vii THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Chú thích THCS Trung học sở GA Genetic Algorithm (giải thuật di truyền) DNA Deoxyribonucleic acid (vật liệu di truyền) NST Nhiễm sắc thể ES Evolution Strateges TKB Thời khóa biểu CSDL Cơ sở liệu viii Phần mềm xếp thời khóa biểu THCS 2.4.4 Mơ hình ERD Hình 2-30: Mố hình ERD  Giải thích quan hệ thực thể: o GiaoVien – MonHoc: - Một Giáo viên dạy Môn học - Một Môn học có nhiều Giáo viên dạy o GiaoVien – LopHoc: - Một Giáo viên chủ nhiệm Lớp học - Một Lớp học có Giáo viên chủ nhiệm o GiaoVien – ThoiKhoaBieu: - Một Giáo viên có Thời khóa biểu - Một Thời khóa biểu có nhiều Giáo viên o LopHoc – PhongHoc: - Một Lớp học học Phịng học - Một Phịng học có nhiều Lớp học học o LopHoc – ThoiKhoaBieu: SVTH: Nguyễn Duy Tứ; 12TLT.CNTT Trang 51 Phần mềm xếp thời khóa biểu THCS - Một Lớp học có Thời khóa biểu - Một Thời khóa biểu có Lớp học o MonHoc –ThoiKhoaBieu: - Một Mơn học có Thời khóa biểu - Một Thời khóa biểu có nhiều Mơn học 2.4.5 Mơ hình liệu quan hệ Hình 2-31: Mố hình liệu quan hệ Bảng mơn học STT Tên trường IDMon Ten Khoi6 Khoi7 Khoi8 Khoi9 SoTietK6 Kiểu liệu int nvarchar bit bit bit bit int SVTH: Nguyễn Duy Tứ; 12TLT.CNTT Trang 52 Kích cỡ 50 50 50 50 50 Ghi Mã môn học Tên môn học Khối Khối Khối Khối Số tiết khối Phần mềm xếp thời khóa biểu THCS 10 11 12 13 14 15 SoTietK7 SoTietK8 SoTietK9 SoBuoiK6 SoBuoiK7 SoBuoiK8 SoBuoiK9 Kep Phu int int int Int Int Int Int Bit Bit Số tiết khối Số tiết khối Số tiết khối Số buổi khôi Số buổi khôi Số buổi khôi Số buổi khơi Tiết Kép Tiết Phụ Bảng phịng học STT Tên trường IDPH TenPH Succhua Vitri Kiểu liệu int nvarchar Int Nvarchar Kích cỡ 50 Ghi Mã phòng Tên phòng Sức chưa Vị trí Bảng giáo viên 10 Tên Kiểu trường liệu IDGV int IDMon int Chuyenkh Nvarchar oi TenGV Nvarchar Namsinh Nvarchar Gioitinh Yes/No Diachi Nvarchar SoDT Nvarchar Sotiet Int 11 Usernam Nvarchar 20 12 Password Nvarchar 10 STT Bảng lớp học SVTH: Nguyễn Duy Tứ; 12TLT.CNTT Trang 53 Kích cỡ Ghi Mã Giáo Viên Mã Môn Học 50 Chuyên Khối 50 30 Tên giáo viên Năm sinh Giới tính Địa Số điện thoại Số tiết Tên đăng nhập Mật 50 11 Phần mềm xếp thời khóa biểu THCS Tên trường IDLop IDPH int Mã phòng Nam Int Năm học Khoi Int Tenlop Nvarchar Siso Int Buoihoc Nvarchar IDGV Int STT Kiểu liệu int Kích cỡ Ghi Mã Lớp Khối học 30 Tên lớp Sỉ số 50 Buổi học Mã giáo viên Bảng thời khóa biểu STT Tên trường Kiểu liệu IDTKB int IDMon int Mã thời khóa biểu Mã Mơn Học IDLop Int Mã Lớp IDGV Int Thu Nvarchar Tiet Int SVTH: Nguyễn Duy Tứ; 12TLT.CNTT Trang 54 Kích cỡ Ghi Mã giáo viên 10 Thứ Tiết học Phần mềm xếp thời khóa biểu THCS CHƯƠNG XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH 3.1 TRANG CHÍNH SVTH: Nguyễn Duy Tứ; 12TLT.CNTT Trang 55 Phần mềm xếp thời khóa biểu THCS 3.2 CÁC CHỨC NĂNG TRONG PHÂẦN MẾẦM 3.2.1 Trang giáo viên SVTH: Nguyễn Duy Tứ; 12TLT.CNTT Trang 56 Phần mềm xếp thời khóa biểu THCS 3.2.2 Trang danh sách lớp 3.2.3 Danh sách môn học SVTH: Nguyễn Duy Tứ; 12TLT.CNTT Trang 57 Phần mềm xếp thời khóa biểu THCS 3.2.4 Danh sách phòng học SVTH: Nguyễn Duy Tứ; 12TLT.CNTT Trang 58 Phần mềm xếp thời khóa biểu THCS 3.2.5 Trang phân lịch 3.2.6 Thời khóa biểu học sinh SVTH: Nguyễn Duy Tứ; 12TLT.CNTT Trang 59 Phần mềm xếp thời khóa biểu THCS 3.2.7 Thời khóa biểu giáo viên 3.2.8 Tìm kiếm giáo viên SVTH: Nguyễn Duy Tứ; 12TLT.CNTT Trang 60 Phần mềm xếp thời khóa biểu THCS 3.3 HƯỚNG DÂẪN CÀI ĐẶT VÀ SỬ DỤNG 3.3.1 Cài đặt môi trường làm việc - Cài đặt Visua Stdio 2012 - SQL sever 2012 - Net Framework 4.5 3.3.2 Hướng dẫn sử dụng chương trình Mở file DataBase.cs, frmGiaovien.cs, frmLop.cs frmMonhoc.cs Project ThoiKhoaBieu Sửa dòng code kết nối CSDL chỗ Data source: TU-NGUYEN-DUY/TUNGUYENDUY thành tên máy bạn string strConnect = @"Data Source=TU-NGUYEN-DUY\TUNGUYENDUY;Initial Catalog=TKB;Integrated Security=SSPI;"; Chạy chương trình hiển thị form Đăng Nhập nhập tên đăng nhập admin, mật admin Hiển thị form Main (trang chính), có chức thực mở trang Giáo viên, trang Môn học, trang Lớp, trang Phịng Chức thêm, sửa, xóa thực trực tiếp Datagridview ấn nút “Lưu” để lưu lại CSDL Nhấn nút “In” để in danh sách liệu cần Nhập kí tự cần tìm kiếm vào Textbox ấn nút “Tìm kiếm” để tìm kiếm Hướng dẫn xếp thời khóa mở trang phân lịch có nút “Tiến hóa”, “Tiến hóa 100 hệ”, “Tiến hóa hồn tồn” Có thể chọn nút được, ấn nút “Tiến hóa” xuất bảng tham số cho ta biết nhìn thấy dịng hệ số thích nghi 100.00 coi xếp xong Bạn kích nút “Thoi Khoa Bieu” để mở trang thời khóa biểu, Combobox kích chọn lớp cần xem để xem thời khóa biểu, kích qua trang thời khóa biểu giáo viên để xem thời khóa biểu Giáo viên SVTH: Nguyễn Duy Tứ; 12TLT.CNTT Trang 61 Phần mềm xếp thời khóa biểu THCS SVTH: Nguyễn Duy Tứ; 12TLT.CNTT Trang 62 Phần mềm xếp thời khóa biểu THCS PHẦN KẾT LUẬN I ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ĐỀ T!I a Kết đạt Phần mềm chạy thực nghiệm, bước đầu đạt kết như:  Truy xuất liệu nhanh chóng phù hợp với quy mơ quản lý chương trình với hệ thống CSDL phù hợp  Hệ thống liệu đảm bảo việc nhập liệu, quản lý, tra cứu, khai thác liệu nhanh chóng, thuận tiện  Phần mềm giúp người quản lý việc cập nhập thông tin, liệu về: mơn học, lớp, giáo viên, phịng  Phần mềm xếp phân chia lịch học lịch dạy giáo viên  Giảm thiểu thời gian cơng sức quản lý, tăng độ xác, phục vụ đạt hiệu cao  Giao diện thân thiện, dễ sử dụng b Kết chưa đạt  Chưa in thời khóa biểu lớp lúc II HƯỚNG GIẢI QUYẾT CỦA ĐỀ T!I Tối ưu hóa chương trình, nâng cao tính logic sở liệu, đảm bảo tính tồn vẹn liệu người dùng Phát triển tốt để áp dụng vào thực tiễn tốt 63 Phần mềm xếp thời khóa biểu THCS TĨM TẮT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Họ tên Sinh viên: Nguyễn Duy Tứ 102120355 Mã Sinh viên: Lớp: 12TLT.CNTT Tên đề tài: Xây dựng chương trình xếp thời khóa biểu trường trung học sở Tên giáo viên hướng dẫn: TS.Trần Thế Vũ Ngày nay, với phát triển nhanh chóng ngành Cơng nghệ thông tin việc áp dụng lĩnh vực vào cơng tác quản lý giáo dục, xã hội khơng cịn xa lạ Để đáp ứng mục tiêu dự án Tin học hoá quản lý thời kỳ tạo hệ thống thông tin thống phục vụ điều hành quản lý, chọn hướng phát triển “phần mềm xếp thời khóa biểu cho trường THCS” nhằm: Tổ chức quản lý, lưu trữ liệu hệ thống máy vi tính tăng tính an tồn Sắp xếp, tính tốn, phân chia thời khóa biểu nhanh chóng xác Chi phí đào tạo sử dụng phần mềm không tốn Tổ chức quản lý, phù hợp với ứng dụng triển khai diện rộng Để giải vấn đề đề tài chọn công cụ Microsoft Visual Studio 2012 để lập trình với ngơn ngữ C#, dựa sở liệu SQL Server 2012 Sau nghiên cứu thuật tốn di truyền cách thức lập lịch thời khóa biểu thủ công trường trung học sở Từ thiết kế sở liệu rùi xây dựng chương trình tương đối hồn chỉnh Chương trình giải vấn đề sau:  Truy xuất liệu nhanh chóng phù hợp với quy mơ quản lý chương trình với hệ thống CSDL phù hợp  Hệ thống liệu đảm bảo việc nhập liệu, quản lý, tra cứu, in ấn, khai thác liệu nhanh chóng, thuận tiện 64 Phần mềm xếp thời khóa biểu THCS  Phần mềm giúp người quản lý việc cập nhập thông tin, liệu về: mơn học, lớp, giáo viên, phịng  Giảm thiểu thời gian cơng sức quản lý, tăng độ xác, phục vụ đạt hiệu cao  Giao diện thân thiện, dễ sử dụng 65