(Đồ án hcmute) áp dụng giải thuật di truyền cho bài toán lập lịch hội đồng bảo vệ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ÁP DỤNG GIẢI THUẬT DI TRUYỀN CHO BÀI TOÁN LẬP LỊCH HỘI ĐỒNG BẢO VỆ LUẬN VĂN ĐẠI HỌC GVHD: ThS LÊ VĂN VINH SVTH: NGUYỄN THÀNH NHIÊN NGUYỄN CÔNG THÀNH SKL009941 Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ THƠNG TIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ÁP DỤNG GIẢI THUẬT DI TRUYỀN CHO BÀI TOÁN LẬP LỊCH HỘI ĐỒNG BẢO VỆ LUẬN VĂN ĐẠI HỌC GVHD: ThS LÊ VĂN VINH SVTH: NGUYỄN THÀNH NHIÊN 11110091 SVTH: NGUYỄN CƠNG THÀNH 11110285 Lớp: 111102B TP HỒ CHÍ MINH - 2015 Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM Cộng Hịa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Khoa Cơng Nghệ Thông Tin Độc lập – Tự – Hạnh phúc -*** *** -Tp Hồ Chí Minh, ngày 07 tháng 07 năm 2015 NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: NGUYỄN THÀNH NHIÊN NGUYỄN CƠNG THÀNH Chun ngành: Cơng nghệ thông tin MSSV: 11110091 MSSV: 11110285 Lớp: 111102B Giáo viên hướng dẫn: LÊ VĂN VINH Ngày giao đề tài: 15/02/2015 Ngày nộp đề tài: 25/07/2015 Tên đề tài: ÁP DỤNG GIẢI THUẬT DI TRUYỀN CHO BÀI TOÁN LẬP LỊCH HỘI ĐỒNG BẢO VỆ LUẬN VĂN ĐẠI HỌC Các số liệu, tài liệu ban đầu Dữ liệu đầu vào gồm có: danh sách sinh viên, giảng viên, danh sách đề tài, đăng ký đề tài, danh sách phân công đề tài danh sách phòng Dữ liệu mẫu sử dụng đề tài lấy từ liệu thực tế khoa công nghệ thông tin Gồm hai liệu: khóa luận niên khóa 2010-2014 khóa luận niên khóa 2011-2015 Nội dung thuyết minh tính toán Xây dựng phần mềm giải toán lập lịch hội đồng bảo vệ luận đại học áp dụng giải thuật di truyền, với mục tiêu thời gian tổ chức sớm số lần di chuyển giảng viên hội đồng Sản phẩm Phần mềm lập lịch hội đồng bảo vệ luận văn đại học Trưởng khoa Giáo viên hướng dẫn TS Đặng Thanh Dũng ThS Lê Văn Vinh NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… …………………………………………………………….………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… TP HCM, ngày 07 tháng 07 năm 2015 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) ThS Lê Văn Vinh NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… …………………………………………………………….………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… TP HCM, ngày 07 tháng 07 năm 2015 GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN (Ký ghi rõ họ tên) Ths Trương Thị Ngọc Phượng Trang i LỜI CẢM ƠN Chúng em xin chân thành cảm ơn Quý Thầy Cô Khoa Công Nghệ Thông Tin Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em thực khoá luận tốt nghiệp Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy Lê Văn Vinh, người hướng dẫn bảo chúng em suốt q trình thực khóa luận Cảm ơn Q Thầy Cô khoa truyền đạt kiến thức kinh nghiệm quý báu cho chúng em suốt thời gian học trường Xin chân thành cảm ơn anh chị bạn bè ủng hộ, giúp đỡ động viên chúng em thời gian học tập nghiên cứu khóa luận tốt nghiệp Cuối cùng, chúng xin nói lên lịng biết ơn sâu sắc Ơng Bà, Cha Mẹ chăm sóc, ni dạy chúng thành người Dù cố gắng hoàn thành khóa luận, chắn có thiếu sót khơng tránh khỏi Chúng em kính mong nhận cảm thơng ý kiến đóng góp Q Thầy Cơ bạn Tp Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2015 Nhóm sinh viên thực Nguyễn Thành Nhiên Nguyễn Công Thành Trang ii MỤC LỤC NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP i NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN i NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ii LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .vi DANH MỤC BẢNG BIỂU vii DANH MỤC HÌNH ẢNH viii PHẦN MỞ ĐẦU GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Lý chọn đề tài .2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp tìm hiểu .2 Kết dự kiến Bố cục khóa luận PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN BÀI TOÁN LẬP LỊCH HỘI ĐỒNG BẢO VỆ LUẬN VĂN ĐẠI HỌC 1.1 Giới thiệu tổng quan toán lập lịch .5 1.2 Bài toán lập lịch hội đồng bảo vệ luận văn đại học .5 1.2.1 Giới thiệu toán 1.2.2 Khảo sát trạng phân tích yêu cầu .7 Trang iii 1.2.3 Dữ liệu toán .7 1.2.4 Các bước giải toán .8 1.2.5 Phân tích yêu cầu CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 10 2.1 Công nghệ sử dụng 10 2.1.1 Microsoft NET Framework 4.5 10 2.1.2 Công nghệ LINQ 10 2.1.3 Giới thiệu DEVExpress 12 2.2 Phương pháp sử dụng 14 2.2.1 Giới thiệu giải thuật di truyền (GA) .14 2.2.2 Một số phương pháp khác 15 2.2.3 Các bước giải thuật di truyền .17 2.2.4 Cấu trúc giải thuật di truyền tổng quát 18 2.2.5 Các thành phần giải thuật di truyền 18 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG ỨNG DỤNG LẬP LỊCH HỘI ĐỒNG BẢO VỆ LUẬN VĂN ĐẠI HỌC 20 3.1 Thiết kế sở liệu: 20 3.1.1 Xác định mô tả chi tiết thực thể: 20 3.1.2 Mơ hình sỡ liệu: 22 3.1.3 Mô tả chi tiết thực thể: 22 3.2 Thiết kế giao diện 26 3.2.1 Form đăng nhập 26 3.2.2 Form đổi mật 27 3.2.3 Form quản lý danh sách giảng viên 28 Trang iv 3.2.4 Form quản lý danh sách sinh viên 30 3.2.5 Form quản lý danh sách đề tài 31 3.2.6 Form quản lý đăng ký đề tài 33 3.2.7 Form quản lý danh sách phòng .34 3.2.8 Form quản lý phân công đề tài .36 3.2.9 Form quản lý: nhập liệu 38 3.2.10 Form lập lịch 39 3.2.11 Form hiệu chỉnh 40 3.2.12 Form xuất kết 42 3.3 Thiết kế xử lý .43 3.3.1 Giải thuật di truyền toán lập lịch 43 3.3.2 Các bước khởi tạo giải pháp 46 3.3.3 Đột biến .47 3.3.4 Lai ghép 48 3.4 Lược đồ 49 3.4.1 Xếp lịch 49 3.4.2 Hiệu chỉnh kết 51 3.4.3 Xuất kết 51 CHƯƠNG 4: CÀI ĐẶT VÀ KIỂM THỬ 52 4.1 Cài đặt 52 4.2 Kết chương trình 52 4.2.1 Form đăng nhập .52 4.2.2 Form danh mục quản lý danh sách đề tài .53 Trang v 4.2.3 Form thực chức xếp lịch 54 4.2.4 Form cho phép người dùng điều chỉnh kết 55 4.2.5 Form xuất kết 56 4.2.6 Kết xuất file excel 57 4.3 Kết kiểm thử 58 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 61 5.1 Kết đạt 61 5.2 Phạm vi ứng dụng 61 5.3 Hướng phát triển 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG ỨNG DỤNG  Lưu lịch xếp Hình 3- 20 Lược đồ chức lưu lịch xếp  In lịch theo phịng Hình 3- 21 Lược đồ chức in lịch theo phòng Trang 50 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG ỨNG DỤNG Trang 51 3.4.2 Hiệu chỉnh kết Hình 3- 22 Lược đồ chức hiệu chỉnh kết xếp lịch 3.4.3 Xuất kết Hình 3- 23 Lược đồ chức xuất kết CHƯƠNG 4: CÀI ĐẶT VÀ KIỂM THỬ Trang 52 CHƯƠNG 4: CÀI ĐẶT VÀ KIỂM THỬ 4.1 Cài đặt Chương trình cài đặt ngơn ngữ lập trình C#, với hai cơng cụ hỗ trợ cho việc cài đặt Visual Studio 2013 DevExpress Hệ quản trị sỡ liệu dùng để lưu trữ liệu SQL Server 2014 Chương trình cài đặt mơi trường Window 4.2 Kết chương trình 4.2.1 Form đăng nhập Hình 4-1 Màn hình đăng nhập CHƯƠNG 4: CÀI ĐẶT VÀ KIỂM THỬ 4.2.2 Form danh mục quản lý danh sách đề tài Hình 4- Màn hình quản lý danh sách đề tài Trang 53 CHƯƠNG 4: CÀI ĐẶT VÀ KIỂM THỬ 4.2.3 Form thực chức xếp lịch Hình 4- Form sau click chạy lập lịch Trang 54 CHƯƠNG 4: CÀI ĐẶT VÀ KIỂM THỬ 4.2.4 Form cho phép người dùng điều chỉnh kết Hình 4- Form hiệu chỉnh kết Trang 55 CHƯƠNG 4: CÀI ĐẶT VÀ KIỂM THỬ 4.2.5 Form xuất kết Hình 4- Form xuất kết Trang 56 CHƯƠNG 4: CÀI ĐẶT VÀ KIỂM THỬ 4.2.6 Kết xuất file excel Hình 4- Kết file excel  Xuất kết theo phịng Hình 4-7 Xuất kết theo phòng Trang 57 CHƯƠNG 4: CÀI ĐẶT VÀ KIỂM THỬ 4.3 Trang 58 Kết kiểm thử  Nội dung kiểm thử chương trình: dựa liệu mẫu khoa công nghệ thông tin năm học 2013-2014 Bộ liệu gồm có: danh sách giảng viên, danh sách sinh viên, danh sách đề tài, danh sách đăng ký đề tài danh sách bảng phân công Đối với lần lặp thực lần để lấy giá trị trung bình Dữ liệu đầu vào cho sau - Về khung thời gian để tổ chức bảo vệ ngày quy định cố định mười khung giờ, đánh số từ đến - Danh sách phòng trình kiểm thử có tối đa phịng Người dùng thêm danh sách phịng muốn Kết kiểm thử chương trình thống kê bảng sau: Bảng 4-1 Thống kê kết kiểm thử Trung n (số lần lặp) Trung bình bình Trung bình tổng số lần thời gian khung giảng viên di chuyển chạy (phút) 10.2 36.4 1.1 10 31.4 2.1 10 27 6.1 10 10 25.2 12.8 20 10 17.6 34.5 50 10 13.4 106.7 CHƯƠNG 4: CÀI ĐẶT VÀ KIỂM THỬ Trang 59 Số khung theo số lần lặp 10.25 10.2 10.15 10.1 10.05 10 9.95 9.9 n=1 n=2 n=5 n = 10 n = 20 n = 50 Số khung Hình 4-8 Biểu đồ thể số khung theo số lần lặp Số lần di chuyển theo số lần lặp 40 35 30 25 20 15 10 n=1 n=2 n=5 n = 10 n = 20 n = 50 Số lần di chuyển Hình 4-9 Biểu đồ thể số lần di chuyển theo số lần lặp CHƯƠNG 4: CÀI ĐẶT VÀ KIỂM THỬ Trang 60 Thời gian chạy (phút) theo số lần lặp 120 100 80 60 40 20 n=1 n=2 n=5 n = 10 n = 20 n = 50 Thời gian chạy (phút) Hình 4-10 Biểu đồ thể thời gian chạy(đơn vị phút) theo số lần lặp  Nhận xét: dựa vào bảng thống kê ta thấy với n lớn số khung tổng số lần di chuyển giảng viên giảm Từ ta thấy kết tốt n lớn  Kết luận: dựa vào nêu ta kết luận áp dụng giải thuật di truyền vào xếp lịch hội đồng bảo vệ luận văn đại học cho kết tốt số vòng lặp lớn So với kết xếp thủ cơng tốt so mặt thời gian tiêu tốn để hoàn thành xếp Vì ta tiết kiệm thời gian nhiều mà cho kết mong muốn sử dụng chương trình CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Trang 61 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 Kết đạt Sau trình xây dựng cài đặt ứng dụng Nhóm xây dựng thành cơng ứng dụng lập lịch hội đồng bảo vệ luận văn đại học cho cấp khoa Ứng dụng đáp ứng mục tiêu đề  Ưu điểm:  Chương trình đáp ứng tốt tất ràng buộc nêu bao gồm ràng buộc cứng ràng buộc mềm  Hệ thống chạy ổn định  Giao diện đơn giản dễ sử dụng, thân thiện với người dùng  Chương trình chạy cho nhiều liệu năm học khác  Quá trình nhập liệu phần tự động hóa cách cho phép load file liệu định dạng excel  Tiết kiệm thời gian cho người lập lịch  Nhược điểm, hạn chế  Yêu cầu toán xếp lịch thực tế đa dạng hệ thống đáp ứng số yêu cầu nêu  Quá trình nhập liệu cịn hạn chế cụ thể người sử dụng phải nhập liệu lại thủ công 5.2 Phạm vi ứng dụng Chương trình ứng dụng để xếp hội đồng bảo vệ luận văn đại học cho cấp khoa Chưa thể mở rộng sử dụng cho khoa khác CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 5.3 Trang 62 Hướng phát triển Để hệ thống ngày hoàn thiện chạy nhanh cần phải tiếp tục tìm hiểu, giải hạn chế phát triển hệ thống theo hướng sau:  Tích hợp thêm chức đáp ứng nhu cầu người dùng cải tiến số chức  Giải vấn đề liệu để mở rộng áp dụng cho toàn trường Tài liệu tham khảo Trang 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguồn tài liệu tham khảo: [1] http://doc.edu.vn/tai-lieu/do-an-tim-hieu-giai-thuat-di-truyen-ung-dunggiai-bai-toan-lap-lich-6257/ [2] http://vi.wikipedia.org/wiki/.NET_Framework [3] https://msdn.microsoft.com/en-us/library/bb397926.aspx [4] http://thuvienwinform.blogspot.com/2014/01/linq-gioi-thieu.html [5] https://msdn.microsoft.com/enus/library/bb399365(v=vs.110).aspx [6] https://documentation.devexpress.com [7] Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6, Đại học Đà Nẵng 2008 [8] Nguyễn Đình Thúc, “Trí tuệ nhân tạo lập trình tiến hóa”, Nhà xuất Giáo Dục 2002 S K L 0