Ứng dụng kỷ thuật mô phỏng luyện kim cho bài toán xếp phòng sinh viên tại ký túc xá

Luận văn tốt nghiệp thạc só MỤC LỤC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI VÀ NGHIỆP VỤ BÀI TOÁN 1.1 Động mục tiêu 1.2 Đóng góp luận văn 1.3 Giới thiệu nghiệp vụ toán xếp phòng sinh viên ký túc xá 1.3.1 Giới thiệu ký túc xá Đại học Bách Khoa .5 1.3.2 Các sách quản lý việc đăng ký vào ký túc xá 1.4 Sơ lược cấu trúc luận văn .7 1.5 Quy ước thuật ngữ ký hiệu .8 CHƯƠNG 2: CÁC CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT .9 2.1 Các công trình liên quan 2.2 Tìm kiếm cục 10 2.2.1 Giải thuật Hill-Climbing .10 2.2.2 Giải thuật Tabu search 11 2.2.3 Giải thuật mô trình luyeän kim hay Simulated Annealing .11 2.2.4 So sánh ba kỹ thuật tìm kiếm cục 11 2.2.5 Lựa chọn kỹ thuật giải toán .11 2.3 Kỹ thuật mô luyện kim (Simulated Annealing) 12 2.3.1 Tiêu chuẩn để chấp nhaän 13 2.3.2 Mối liên hệ trình luyện kim thực mô trình luyện kim 13 2.3.3 Giải thuật Simulated Annealing 14 2.3.4 Lịch biểu làm nguội 16 2.4 Kỹ thuật mô luyện kim cải tiến .19 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH 20 3.1 Giới thiệu ràng buộc hệ thống 20 i Luận văn tốt nghiệp thạc só 3.1.1 Ràng buộc cứng 20 3.1.2 Ràng buộc mềm 21 3.1.3 Các ràng buộc phòng – sinh viên .22 3.1.4 Các ràng buộc sinh vieân – sinh vieân 23 3.2 Hàm mục tiêu .27 3.2.1 Giới thiệu hàm mục tiêu 27 3.2.2 Công thức xác định hàm mục tiêu 27 3.3 Lịch biểu làm nguội 28 3.3.1 Lịch biểu làm nguội cấp số nhân .29 3.3.2 Lịch biểu làm nguội tái nhung nóng cấp số nhân 29 3.4 Lời giải lân cận 30 3.5 Thiết kế hệ thống .30 3.5.1 Khoái chức quản lý sinh viên 32 3.5.2 Khối chức sinh cách xếp phòng ban đầu 32 3.5.3 Khối chức tối ưu hoá 32 3.5.4 Khối chức quản lý ký túc xá .33 3.5.5 Công nghệ dùng để xây dựng chương trình .33 3.6 Thiết kế liệu cho chương trình .33 3.6.1 Dữ liệu quản lý ký túc xá 33 3.6.2 Dữ liệu đăng ký vào sinh viên 36 3.6.3 Dữ liệu chi phí cho ràng buộc 38 3.6.4 Dữ liệu cấu hình cho giải thuật SA 40 3.7 Thieát keá giao diện người dùng 41 3.7.1 Hệ thống 42 3.7.2 Quản lý sinh vieân 43 3.7.3 Quản lý ký túc xá 43 3.7.4 Xếp phòng 44 ii Luận văn tốt nghiệp thạc só 3.7.5 Báo cáo 44 3.7.6 Trợ giuùp .45 CHƯƠNG 4: HIỆN THỰC VÀ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 46 4.1 Hiện thực chương trình .46 4.1.1 Kỹ thuật chọn lời giải lân cận 46 4.1.2 Hàm mục tieâu 48 4.1.3 Giải thuật SA với lịch biểu làm nguội cấp số nhân có số lần thực thi xác định trước .48 4.1.4 Giải thuật SA với lịch biểu làm nguội tái nung nóng cấp số nhân 50 4.2 Hiện thực giao diện người dùng 52 4.3 Kết thực nghieäm 56 4.3.1 Kết thực nghiệm giải thuật SA với số lần chạy giải thuật xác định trước .57 4.3.2 Kết thực nghiệm giải thuật SA với giải thuật tái nung nóng cấp số nhân 59 4.3.3 So sánh hai kết thực nghiệm .61 CHƯƠNG 5: TỔNG KẾT VÀ ĐÁNH GIÁ 62 5.1 Tổng kết 62 5.2 Ñaùnh giaù .63 5.2.1 Ưu điểm .64 5.2.2 Hạn chế 64 5.3 Hướng phát triển luận văn 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 PHUÏ LUÏC i Phụ lục A: Hướng dẫn cài đặt i Phụ lục B: Bảng thuật ngữ Việt-Anh đối chiếu ii iii Luận văn tốt nghiệp thạc só DANH MỤC HÌNH VÀ BẢNG Danh mục hình Hình 2-1: Lưu đồ giải thuật mô luyện kim 16 Hình 3-1: Mô tả tổng quan hệ thống 31 Hình 3-2: Mô tả liệu quản lý ký túc xá 34 Hình 3-3: Mô tả liệu đăng ký vào ký túc xá sinh viên 36 Hình 3-4: Giao diện tổng quan chương trình 41 Hình 4-1: Lưu đồ giải thuật chọn lời giải lân cận 46 Hình 4-2: Lưu đồ tính chi phí cho giải thuật SA 47 Hình 4-3: Lưu đồ giải thuật SA với lịch biểu làm nguội cấp số nhân có số lần chạy xác định trước 49 Hình 4-4: Lưu đồ giải thuật SA với lịch biểu làm nguội tái nung nóng cấp số nhân 50 Hình 4-5: Giao diện đăng ký thông tin sinh viên vào ký túc xá 51 Hình 4-6: Giao diện cho phép sinh viên chọn tiêu chí chọn phòng 52 Hình 4-7: Giao diện quản lý chi phí ràng buộc phòng-sinh viên 53 Hình 4-8: Giao diện quản lý chi phí ràng buộc sinh viên-sinh viên 54 Hình 4-9: Giao diện mô tả kết xếp phòng 55 Hình 4-10: Kết thực nghiệm giải thuật SA với lịch biểu làm nguội cấp số nhân có số bước chạy 1500 56 Hình 4-11: Kết thực nghiệm giải thuật SA với lịch biểu làm nguội cấp số nhân có số bước chạy 10000 57 Hình 4-12: Kết thực nghiệm giải thuật SA với lịch biểu làm nguội tái nung nóng cấp số nhân, N0=200 58 Hình 4-13: Kết thực nghiệm giải thuật SA với lịch biểu làm nguội tái nung nóng cấp số nhân, N0=300 59 Hình P-1: Mô tả attach sở liệu 68 iv Luận văn tốt nghiệp thạc só Danh mục bảng Bảng 2-1: So sánh ba giải thuật tìm kiếm cục 11 Bảng 3-1: Tổng kết loại ràng buộc cho toán xếp phòng 26 Bảng 3-2: Mô tả liệu bảng sinh viên 34 Bảng 3-3: Mô tả liệu bảng phòng 35 Bảng 3-4: Mô tả liệu bảng giường 35 Bảng 3-5: Mô tả liệu bảng xếp phòng 35 Bảng 3-6: Mô tả liệu bảng tiêu chí chọn bạn 37 Bảng 3-7: Mô tả liệu bảng tiêu chí chọn phòng 37 Bảng 3-8: Mô tả liệu bảng sở thích 37 Bảng 3-9: Mô tả liệu bảng đăng ký lại 38 Bảng 3-10: Mô tả liệu bảng chi phí chọn bạn 38 Bảng 3-11: Mô tả liệu bảng chi phí chọn phòng 39 Bảng 3-12: Mô tả liệu bảng chi phí sở thích 39 Bảng 3-13: Mô tả liệu bảng chi phí sách quản lý 40 Bảng 3-14: Mô tả cấu hình giải thuật SA với lịch biểu làm nguội cấp số nhân có số lần chạy xác định trước 40 Bảng 3-15: Mô tả cấu hình giải thuật SA với lịch biểu làm nguội tái nung nóng cấp số nhân 41 Bảng 4-1: Thời gian thực thi giải thuật SA với số bước chạy cho trước 56 Bảng P-1: Bảng thuật ngữ Việt-Anh đối chiếu 69 v Luận văn tốt nghiệp thạc só LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan rằng, ngoại trừ kết tham khảo từ công trình khác ghi rõ luận văn, công việc trình bày luận văn thực chưa có phần nội dung luận văn nộp để lấy cấp trường hay trường khác TPHCM, ngày tháng 12 năm 2004 Lê Trung Hiếu vi Luận văn tốt nghiệp thạc só LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn trân trọng đến Thầy hướng dẫn đề tài, T.S Dương Tuấn Anh, người Thầy hướng dẫn, nâng đỡ quan tâm sâu sắc đến em suốt trình thực đề tài Xin cảm ơn gia đình động viên tinh thần suốt trình học tập giảng đường Đại học trình làm luận văn Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến bạn bè Cao học khóa 12 chia sẻ kinh nghiệm, tình cảm chân thành giai đoạn học tập vii Luận văn tốt nghiệp thạc só TÓM TẮT Hiện nay, ký túc xá Trường Đại Học Bách Khoa Tp HCM, ký túc xá trường đại học khác thành phố xếp phòng cho sinh viên ký túc xá đầu học kỳ, việc xếp thường giao cho nhân viên quản lý ký túc xá thực tay chưa tự động hoá Hậu việc xếp phòng tay tốn nhiều thời gian không hiệu quả, hầu hết tất ký túc xá không quan tâm đến sở thích sinh viên như: sở thích nghe nhạc, sở thích thể thao, sở thích chọn bạn phòng… Luận văn ứng dụng kỹ thuật mô luyện kim để cung cấp chương trình xếp phòng cho sinh viên ký túc xá với tài nguyên số lượng phòng, số lượng giường có giới hạn với lượng lớn sinh viên tương ứng; đồng thời việc xếp phải quan tâm đến nguyện vọng sở thích sinh viên Để áp dụng giải thuật mô luyện kim, luận văn có nhiệm vụ xác định qua thực nghiệm thông số giải thuật xác định nhiệt độ ban đầu, xác định hệ số giảm nhiệt độ α, ß cho lịch biểu làm nguội Hệ thống thử nghiệm liệu thật (khoảng 3000 sinh viên) kết thực nghiệm cho thấy giải thuật hữu hiệu thời gian chạy đem lại lời giải chất lượng cao viii Luận văn tốt nghiệp thạc só ABSTRACT Dormitories of Ho Chi Minh City Univerity of Polytechnic as well as other universities and colleges currently have to assign rooms to their students at the beginning of every semester So far, this kind of arrangement has been processed manually and maintained by the dormitories’ staffs and it has not been automated by computer yet Consequently, the rooms assignment to students is time-consuming and ineffective Actually, almost dorms ignore the legitimate demands of the students such as: their preferences of room types, their hobbies of music, sports and their favorite room-mates In this thesis, we employ the simulated annealing technique to provide a dorms assignment system for students in such a way that limited resources such as an certain amount of rooms, beds can accomodate a great number of students Moreover, the arrangements have to meet preferences and hobbies of the students In order to make Simulated Annealing algorithm applicable, this research has to determine parameters of the algorithm, such as cooling factors α, ß in the cooling schedules, initial temparature and final temparature This system has been experimented on real data set (approximately 3000 students) and the result show the effectiveness of the algorithm: time efficiency and qualified solutions ix Luận văn tốt nghiệp thạc só CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI VÀ NGHIỆP VỤ BÀI TOÁN 1.1 Động mục tiêu Vào đầu năm học, trường đại học, cao đẳng lại có thêm hàng ngàn tân sinh viên nhập học Bên cạnh việc tổ chức học tập, nghiên cứu mối quan tâm hàng đầu trường đại học, việc giải nơi ăn chốn cho sinh viên ngày cán quản lý trường xã hội quan tâm nhằm giải chỗ ổn định cho sinh viên để em có đủ điều kiện môi trường sống tốt để yên tâm học tập Ký túc xá nơi ưu tiên hàng đầu mà sinh viên lựa chọn nơi trường mong muốn xếp cho sinh viên tính an toàn, kỷ luật, tiện lợi chi phí phải chăng, phù hợp với hoàn cảnh sinh viên xa nhà sinh hoạt phí eo hẹp hầu hết sinh viên Mặc dù thời điểm tại, ký túc xá chưa đáp ứng đầy đủ nhu cầu sinh viên việc mở rộng, nâng cấp hạ tầng ký túc xá cung cách quản lý ký túc xá, xếp phòng cho sinh viên quan tâm bước xây dựng có nhiều thay đổi rõ rệt Ký túc xá đại học Bách Khoa không nằm tiến trình cải tiến thay đổi Tuy nhiên với số lượng sinh viên đông đảo với nhiều loại hình đào tạo chuyên ngành đa dạng đại học Bách Khoa, việc mở rộng xây dựng đại hóa ký túc xá, việc cải tiến quy trình quản lý cần đặc biệt quan tâm Trong vấn đề quản lý ký túc xá, qui trình xếp phòng cho sinh viên cho tiện lợi đáp ứng nguyện vọng, sở thích sinh viên thực toán phức tạp Luận văn tốt nghiệp thạc só html… dễ dàng cho việc quản lý bảo quản đưa thông tin lên mạng internet Hình 4-9: Kết xếp phòng cho sinh viên 4.3 Kết thực nghiệm Tác giả thực hệ thống xếp phòng cho sinh viên ký túc xá kỹ thuật mô luyện kim sử dụng ngôn ngữ Visual C# công cụ Microsoft Visual Studio.NET 2003, máy tính sử dụng để chạy thử chương trình máy có CPU Pentium III 500 Mhz, 256 MRAM Tập liệu dùng để thử gồm 3000 sinh viên, sinh viên có ràng buộc cứng 19 ràng buộc mềm phải thoã mãn, tổng cộng hệ thống có 9,000 ràng buộc cứng bắt buộc phải thoã mãn 57,000 ràng buộc mềm dùng để xét đến độ tối ưu kết toán 56 Luận văn tốt nghiệp thạc só 4.3.1 Kết thực nghiệm giải thuật SA với số lần chạy giải thuật xác định trước Sau nhiều thực nghiệm với tham số khác nhau, tác giả nhận thấy hệ thống cho lời giải có chất lượng tốt với thông số điều khiển có giá trị T0=10,000, T1=0.0001, nrep=6 Trong T0 nhiệt độ ban đầu, T1 nhiệt độ kết thúc, nrep số lần lặp lại việc xếp phòng nhiệt độ Thời gian tương ứng với số bước chạy giải thuật SA theo thực nghiệm cho kết sau: N (số bước chạy) Thời gian chạy (phút) 500 1,000 5,000 10,000 20,000 15 27 130 (2h10) 245 (4h5) 470 (7h50) Baûng 4-1: Thời gian thực thi giải thuật SA với số bước chạy cho trước Biểu đồ sau thể thay đổi chi phí toán xếp phòng với Millions số bước chạy từ – 1,500, với tham số T0=10,000, T1=0.0001, nrep=6 18.2 18 Cost 17.8 17.6 17.4 17.2 200 399 598 797 996 1195 N move Hình 4-10 Kết thực nghiệm với số bước chạy 1500 57 1394 Luận văn tốt nghiệp thạc só Biểu đồ sau thể thay đổi chi phí toán xếp phòng với số bước chạy từ – 10,000, với tham soá T0=10,000, T1=0.0001, Cost Millions nrep=6 18.2 18 17.8 17.6 17.4 17.2 1500 2999 4498 5997 7496 8995 N move Hình 4-11 Kết thực nghiệm với số bước chạy 10000 Từ kết ta nhận thấy số bước chạy lớn chi phí toán giảm, số bước chạy toán lớn đến mức chi phí cho toán không giảm nữa, hệ thống đạt kết xếp phòng có chất lượng tốt Từ kết thực nghiệm cho thấy số bước chạy hệ thống > 5000 hàm chi phí gần không giảm giảm 58 Luận văn tốt nghiệp thạc só 4.3.2 Kết thực nghiệm giải thuật SA với giải thuật tái nung nóng cấp số nhân Đối với giải thuật SA với lịch biểu làm nguội tái nung nóng cấp số nhân, thông số điều khiển cho giải thuật giống thông số điều khiển giải thuật SA với lịch biểu làm nguội cấp số nhân: nhiệt độ ban đầu T0=10000, số lần lặp nhiệt độ nrep=6, hệ số giảm nhiệt độ α=0.96, hệ số tăng nhiệt độ ß=0.85 Điều kiện dừng giải thuật định dựa vào hệ số N0 số bước chạy giải thuật SA mà thay đổi chi phí Khi số bước chạy đạt N0 mà chi phí không thay đổi, nhiệt độ T tăng lên theo công thức T=T/ß, trình tăng nhiệt độ kết thúc có thay đổi chi phí toán xếp phòng Nếu chi phí thu sau nung nóng lớn chi phí ban đầu, giải thuật kết thúc thành công, ngược lại hệ thống rơi vào trạng thái tối ưu cục bộ, tự động khôi phục lại trình xếp phòng với nhiệt độ T thời điểm Millions Kết thực nghiệm với N0=200 cho hình vẽ sau: 18.2 18 Cost 17.8 17.6 17.4 17.2 17 601 1201 1801 2401 3001 3601 4201 4801 5401 6001 N move Hình 4-12 Mô tả kết thực nghiệm lịch biểu làm nguội tái nung nóng cấp số nhân với N0=200 59 Luận văn tốt nghiệp thạc só Kết cho thấy với số bước chạy không thay đổi chi phí N0=200, số bước chayh giải thuật dừng số bước chạy 4150 Millions Kết thực nghiệm với N0=300 cho hình vẽ sau: 18.2 18 Cost 17.8 17.6 17.4 17.2 17 601 1201 1801 2401 3001 3601 4201 4801 5401 6001 N move Hình 4-13 Mô tả kết thực nghiệm lịch biểu làm nguội tái nung nóng cấp số nhân với N0=300 Kết cho thấy hệ thống đạt đến số bước chạy gần 6000 hệ thống vào trạng thái ổn định, hệ thống đạt lời giải có chất lượng tốt giải thuật SA với lịch biểu tái nung nóng hình học kết thúc Qua hai thực nghiệm trên, tác giả có nhận xét lịch biểu làm nguội tái nung nóng cấp số nhân, N0 lớn, nghóa số bước chạy thay đổi chi phí lớn giải thuật SA chạy hiệu số bước chạy giải thuật lớn Tuy nhiên, N0 lớn đến mức giá trị (khoảng 300) chênh lệch chi phí giải thuật SA 60 Luận văn tốt nghiệp thạc só không đáng kể Qua thực nghiệm, tác giả nhận thấy với nrep=6, T0=10000 N0=300 cho kết có chất lượng cao, N0 lớn giá trị số bước chạy giải thuật tăng lên chất lượng lời giải toán cải thiện không đáng kể 4.3.3 So sánh hai kết thực nghiệm Từ kết thực nghiệm cho thấy kết cuối toán xếp phòng theo giải thuật SA với hai lịch biểu làm nguội khác gần giống Tuy nhiên có khác hai lịch biểu làm nguội thời gian chạy giải thuật Đối với lịch biểu làm nguội tái nung nóng cấp số nhân, chi phí cho toán xếp phòng giảm nhanh so với lịch biểu làm nguội cấp số nhân khoảng thời gian Đối với lịch biểu làm nguội cấp số nhân số bước chạy giải thuật xác định người dùng, người sử dụng giải thuật chủ động thời gian chạy toán Đối với lịch biểu làm nguội tái nung nóng cấp số nhân, số bước chạy toán xác định hệ thống, theo thực nghiệm bước chạy cho toán xếp phòng sinh viên ký túc xá theo kỹ thuật SA khoảng 6000 Nhìn vào kết thực nghiệm toán, ta thấy kết hai lịch biểu làm nguội hợp lý, số bước chạy hai giải thuật đạt đến 6000, hàm chi phí cho toán không giảm có giảm không đáng kể 61 Luận văn tốt nghiệp thạc só CHƯƠNG 5: TỔNG KẾT VÀ ĐÁNH GIÁ 5.1 Tổng kết Trước thiết kế thực phần giải thuật luận văn, tác giả trình bày sở lý thuyết giải thuật tìm kiếm cục để áp dụng vào luận văn Ngoài ra, tác giả trình bày sơ lược giải thuật tìm kiếm cục khác giải thuật leo đồi Hill-climbing, giải thuật tìm kiếm tabu, giải thuật mô luyện kim Bên cạnh đó, việc phân tích so sánh ưu khuyết điểm giải thuật đưa Đôàng thời, tác giả đưa lý giải nguyên nhân tác giả chọn giải thuật mô luyện kim vào toán xếp phòng cho sinh viên ký túc xá tính ưu việt Qua nội dung đề tài, tác giả tìm hiểu nghiệp vụ quản lý xếp phòng ký túc xá thực tế trình bày yêu cầu toán xếp phòng cho sinh viên ký túc xá Quá trình tìm hiểu sách quy định ký túc xá chế xếp phòng giúp tác giả sử dụng thông tin làm sở để phân tích thiết kế giải thuật xếp phòng mang tính thực tiễn khả thi cao Tuy nhiên, chương trình thiết kế mang tính mở người sử dụng hệ thống thay đổi, thêm bớt yêu cầu sách quản lý có nhiều thay đổi Bên cạnh đó, luận văn xây dựng tập ràng buộc cứng mà hệ thống bắt buộc phải thoã mãn thực giải thuật tài nguyên hữu hạn điều kiện ràng buộc thực tế Đồng thời, tác giả xây dựng tập ràng buộc mềm dựa nhu cầu thực tế thể tiêu chí lựa chọn phòng sinh viên đăng ký vào ký túc xá Ngoài ra, luận 62 Luận văn tốt nghiệp thạc só văn nghiên cứu để đưa hàm mục tiêu phù hợp cho giải thuật xếp phòng để tối ưu hóa lời giải cách áp dụng kỹ thuật mô trình luyện kim Để chương trình áp dụng thực tế quản lý ký túc xá tiện dụng cho người dùng với mục đích khác nhau, luận văn xây dựng nên hệ thống quản lý xếp phòng ký túc xá gồm nhiều khối chức khác khối chức quản lý sinh viên, khối chức quản lý ký túc xá, khối chức sinh cách xếp phòng ban đầu, khối chức tối ưu hoá kết xếp phòng cho toán Phần cốt lõi mặt giải thuật, luận văn thực thành công hệ thống xếp phòng cho sinh viên ký túc xá ứng dụng giải thuật mô luyện kim với lịch biểu làm nguội cấp số nhân với số lần chạy xác định người dùng lịch biểu làm nguội tái nung nóng cấp số nhân Cuối cùng, hệ thống chạy thử nghiệm tập liệu lớn 3,000 sinh viên với gần 60.000 ràng buộc khác nhau, thời gian chạy kết với số lần bước chạy giải thuật SA 10.000 Đây kết tốt so với khoảng 44 (theo hệ thống tài liệu [7]) mà chạy phương pháp tìm kiếm quay lui Các lời giải toán có chất lượng tốt 5.2 Đánh giá Nhìn chung, luận văn xây dựng thành công hệ thống xếp phòng cho sinh viên ký túc xá dựa nhu cầu thực tế sinh viên thực trạng qui trình quản lý ký túc xá tại, đặc biệt đưa giải pháp tối ưu hóa cách xếp phòng cách áp dụng kỹ thuật mô luyện kim Trong trình xây dựng thực hệ thống, luận văn có ưu điểm hạn chế sau: 63 Luận văn tốt nghiệp thạc só 5.2.1 Ưu điểm Trước tiên, chương trình quản lý việc xếp phòng cho sinh viên ký túc xá có tính thực tiễn cao ràng buộc toán xây dựng sở phân tích nhu cầu thực tế sinh viên việc quản lý ký túc xá, tính khả thi chương trình cao Luận văn chia hệ thống thành khối chức phục vụ cho mục đích khác giúp cho việc quản lý sinh viên quản lý việc xếp phòng dễ dàng, thuận tiện cho người dùng Về mặt giải thuật, luận văn xây dựng thành công hệ thống xếp phòng cho sinh viên ký túc xá kỹ thuật mô luyện kim với thời gian chạy người sử dụng xác định trước Điều làm tăng tiện dụng cho người dùng vận hành chương trình, người sử dụng có nhiều thời gian người dùng cho số bước chạy giải thuật lớn để đưa lời giải có chất lượng cao Thời gian chạy hệ thống giảm xuống đáng kể khoảng chạy cho tập liệu thật, giảm nhiều lần so với giải thuật xếp theo kiểu truyền thống mà thu kết chấp nhận Tác giả áp dụng kỹ thuật multi-thread thực chương trình để tăng tốc độ thực thi giải thuật Đây mặt thành công luận văn độ hiệu việc xây dựng giải thuật 5.2.2 Hạn chế Tiêu chí đánh giá sở thích sinh viên ký túc xá tác giả đưa có phần chủ quan dựa số thông tin ban quản lý ký túc xá cung cấp Tuy nhiên, có đầy đủ thời gian tác giả phải làm điều tra lấy ý kiến sinh viên với quy mô lớn để nắm bắt nhu cầu thật sinh viên nhằm đánh giá xác mức độ ưu tiên ràng buộc 64 Luận văn tốt nghiệp thạc só Thời gian chạy giải thuật khoảng tập liệu thật cho dù có nhiều cải tiến so với giải thuật truyền thống 44 giờ, hệ thống nhìn chung cho kết chậm Nếu có nhiều thời gian đầu tư điều kiện hạ tầng máy móc tốt rút ngắn thời gian chạy giải thuật xuống nhiều lần cách áp dụng giải thuật mô luyện kim sang dạng song song chạy nhiều xử lý khác nhiều máy tính khác để thực việc xếp phòng lúc 5.3 Hướng phát triển luận văn Về mặt chức năng, luận văn phát triển khối chức cho phép sinh viên nộp hồ sơ đăng ký vào ký túc xá trực tuyến xem kết xếp phòng trực tuyến để tăng thêm tiện lợi cho sinh viên dịch vụ hỗ trợ sinh viên Về mặt giải thuật, luận văn mở rộng cách thực nhiều lịch biểu làm nguội khác lịch biểu làm nguội với nhiều hệ số giảm nhiệt độ, lịch biểu làm nguội tái nung nóng cấp số nhân cải tiến… so sánh kết từ cách chạy khác để có lịch biểu làm nguội tối ưu thông qua trình thực nghiệm Để tăng độ hiệu chương trình giải thuật, luận văn mở rộng cách xây dựng giải thuật song song phân tán để thực toán xếp phòng cho sinh viên ký túc xá nhiều vi xử lý nhiều máy tính khác nhau, giải thuật đề cập phần tài liệu tham khảo [12] Giải thuật song song phân tán giúp cho thời gian chạy toán giảm xuống nhiều Để rút ngắn thời gian chạy giải thuật, toán xếp phòng xây dựng giải thuật tìm kiếm tabu, chất giải thuật tìm kiếm tabu không chọn lời giải ngẫu nhiên nên số lần lặp lại giải thuật thời gian chạy giải thuật rút ngắn lại Tuy 65 Luận văn tốt nghiệp thạc só nhiên, chọn giải thuật tìm kiếm tabu phải tốn chi phí nhớ để lưu lại lời giải tìm Nếu có điều kiện, toán thực giải thuật tìm kiếm tabu để so sánh kết xếp phòng cho sinh viên ký túc xá 66 Luận văn tốt nghiệp thạc só TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] M.A Saleh Elmohamed, Geoffrey Fox, Paul Coddington, “A Comparison of Annealing Techniques for Academic Course Scheduling”, Northeast Parallel Architectures Center, Syracuse University, Syracuse NY, U.S.A., 1998 [2] Abramson, D., “Constructing School Timetables using Simulated Annealing: Sequential and Parallel Algorithms”, Management Science, 37(1), 98-133,1991 [3] Abramson, D., Krishnamoorthy, M., Dang, H., “Simulated Annealing Cooling Schedules for School Timetabling Problems”, 1997 [4] Fernando Melicio, Pailo Caldeira, Agostinho Rosa, “Implementation aspects of Simulated Annealing on Timetabling”, LaSEEB-ISR, 1998 [5] Eric Poupaert, Y ves Deville, “Simulated Annealing with estimated temperature”, Department of Computing Science and Engineering, Universite’ Catholique de Louvain, Louvain-la-Neuve, Belgium, 2000 [6] Thompson, J and Dowsland, K A., “General Cooling Schedules for a Simulated Annealing Based Timetabling System”, In: E Burke & P Ross (Eds), Practice and Theory of Automated Timetabling, First International Conference (Eds), Edinburgh, U.K., August/September 1995 Selected Papers Lecture Notes in Computer Science 1153, Spinger-Verlag, 345-363, 1996 [7] Elema Settanni, “Improving Dorm Room Assignments Using Simulated Annealing”, Master thesis of Computer Science, The Universisty of New Mexico, 2000 67 Luận văn tốt nghiệp thạc só [8] Dr Dương Tuấn Anh, “Bài giảng cao học môn Lập Trình Logic Lập Trình Ràng Buộc”, Khoa Công Nghệ Thông Tin, Trường Đại Học Bách Khoa Tp HCM, 2004 [9] Lam Kim Hoa, Duong Tuan Anh, ”Combining Constraint Programming and Simulated Annealing on University Exam Timetabling”, Proceedings of RIVF ’04, Ha Noi, Feb 2004 [10] E Burke, Y Bykov, J Newall and S.Petrovic, “A Time-Predefined Local Search Approach to Exam Timetabling Problems”, Computer Science Technological Report No NOTTCS-TR-2001-6, Univ of Nottingham, 2001 [11] E.H.L Aarts, J.K Lenstra, “Local Search in Combinatorial Optimization”, John Wiley & Sons, 1997 [12] Abramson D.A., “A Very High Speed Architecture to Support Simulated Annealing”, IEEE Computer, 1992 68 Luận văn tốt nghiệp thạc só PHỤ LỤC Phụ lục A: Hướng dẫn cài đặt Để hổ trợ người dùng dể dàng chạy hệ thống, hướng dẫn cài đặt trình bày phần Người dùng phải làm bước yêu cầu A1 Hướng dẫn cài đặt hệ quản trị sở liệu SQL Server 2000 Dữ liệu chương trình mô tả file Dorm_Data.mdf Dorm_Log.ldf Trước liệu chạy, liệu phải attach vào sau: Hình P-1: Mô tả công cụ attach sở liệu A2 Hướng dẫn cài đặt chương trình Chạy file setup.exe chương trình tự động cài lên máy người dùng A3 Hướng dẫn chỉnh sửa thông tin file cấu hình Chỉnh sửa file config.xml, với phần tử chứa thông tin kết nối đến sở liệu i Luận văn tốt nghiệp thạc só server=server_name;database=Dorm;user id=username;password=password Với server_name, username, password lần lược tên máy chủ chứa hệ quản trị sở liệu, tên mật tài khoản để đăng nhập vào hệ quản trị sở liệu Phụ lục B: Bảng thuật ngữ Việt-Anh đối chiếu Tiếng việt Tiếng Anh Điều kiện dừng Stopping condition Giải thuật tìm kiếm cục Local search Giải thuật leo đồi Hill- Climbing Giải thuật tìm kiếm tabu Tabu search Hàm mục tiêu Cost function Kỹ thuật mô luyện kim Simulated annealing Lời giải lân cận Neighbourhood solution Lịch biểu làm nguội Cooling schedule Lịch biểu làm nguội cấp số nhân Geometric cooling schedule Lịch biểu làm nguội cấp số nhân với Geometric multiple cooling rates nhiều tỉ lệ làm nguội Lịch biểu làm nguội tái nung nóng Geometric reheating cấp số nhân Quay lui Backtracking Quá trình làm nguội Annealing Ràng buộc cứng Hard constraint Ràng buộc mềm Soft constraint Bảng P-1: Bảng thuật ngữ Việt – Anh đối chiếu ii ... để quản lý tài nguyên ký túc xá phòng, giường thông tin cá nhân sinh viên ký túc xá, chương trình thực việc xếp phòng cho sinh viên ký túc xá, cụ thể ký túc xá chọn ký túc xá trường Đại học Bách... vụ toán xếp phòng cho sinh viên ký túc xá, phần nghiệp vụ toán mô tả sách quản lý việc xếp phòng cho sinh viên ký túc xá vào đầu năm học Chương 2: Trước thiết kế thực hệ thống xếp phòng cho sinh. .. đầu học kỳ, ký túc xá cho phép sinh viên đăng ký vào ký túc xá đồng thời cho phép sinh viên ký túc xá có quyền đăng ký lại thay đổi phòng 1.3.2 Các sách quản lý việc đăng ký vào ký túc xá Sau số