1

32

TRNG I HC S PHM K THUT HNG YNKHOA CNG NGH THNG TIN

N 5NGHIN CU GII THUT DI TRUYN V NG DNG VO BI TON SP XP THI KHA BIU TRNG THPT

Gio Vin Hng Dn:Nguyn Hong ip

Sinh Vin Thc Hin:Trn Th KhuynNguyn Th Qunh Nga

Lp:TK6SE

Kha:2008-2012

Hng Yn, thng 12 nm 2011NHN XT CA GIO VIN HNG DN

Gio vin hng dn

Nguyn Hong ip

NHN XT CA GIO VIN PHN BIN

Gio Vin Phn Bin

MC LCMC LCIVDANH MC HNHVIILI NI UVIIICHNG I. L THUYT V GII THUT DI TRUYN (GENETIC ALGORITHM - GA)11.1.Lch s ca gii thut di truyn.11.2.Tm tt gii thut di truyn11.3.Cch biu din bi ton trong gii thut di truyn (hay chn cch biu din cu trc d liu cho bi ton)61.3.1.Biu din Gen bng chui nh phn.61.3.1.1.Mng integer nn ti u truy xut.61.3.1.2.Biu din s thc bng chui nh phn71.3.2.Biu din gen bng chui s thc.91.3.3.Biu din gen bng cu trc cy.101.4.Nguyn l v xc nh tnh thch nghi.101.4.1. thch nghi tiu chun.111.4.2. thch nghi xp hng (rank method).121.5.M ha(encoding).141.5.1.Gii thiu (Introduction)141.5.2.M ha bng s nh phn (Binary Encoding)151.5.3.M ha v tr (Permutation Encoding)151.5.4.M ha theo gi tr (Value Encoding)151.5.5.Cy m ha (Tree Encoding)161.6.Cc phng php chn(Selection).171.6.1.Chn lc Roulette(Roulette Wheel Selection).171.6.2.Chn lc xp hng(Rank Selection).171.6.3.Chn lc cnh tranh( Tournament Selection).181.7.Cc phng php lai to(crossover) v t bin(mutation).181.7.1.Binary Encoding(m ha nh phn)181.7.1.1.Lai ghp(Crossover)181.7.1.2.t bin(Mutation )191.7.2.Permutation Encoding(M ha v tr)201.7.2.1.Crossover201.7.2.2.Mutation201.7.3.Value Encoding(m ha theo gi tr)201.7.3.1.Crossover201.7.3.2.Mutation201.7.4.Tree Encoding(Cy m ha)211.7.4.1.Crossover211.7.4.2.Mutation211.8.Cc ton t trong gii thut di truyn221.8.1.Ton t Chn lc221.8.2.Ton t lai ghp231.8.3.Ton t t bin241.8.4.Ton t sinh sn241.9.Cc tham s cn s dng trong gii thut di truyn.241.10.iu kin kt thc thut gii di truyn.241.11.Nguyn l hot ng ca gii thut di truyn.251.12.ng dng ca thut gii di truyn.25CHNG II. BI TON SP XP THI KHA BIU262.1.Tm hiu chung262.1.1.Cc c tnh ca bi ton lp lch262.1.2.Bi Ton sp xp Thi Kho Biu trng Trung hc ph thng262.1.2.1.Gii thiu bi ton262.1.2.2.D liu bi ton272.1.2.3.Cc rng buc ca bi ton272.1.3.Mt s bc c bn gii quyt bi ton lp lch thi kho biu282.2.p dng gii thut di truyn vo bi ton sp xp thi kha biu292.2.1.Giai on 1: Xp lch hc cc lp292.2.1.1.Chn m hnh c th.292.2.1.2.To qun th ban u302.2.1.3. thch nghi - chn c th312.2.1.4.Lai ghp v t bin312.2.2.Giai on 2: Xp lch hc cho ton trng.322.2.2.1.Chn m hnh c th322.2.2.2.To qun th ban u332.2.2.3. thch nghi - chn c th332.2.2.4.Thut ton chn lc, lai ghp v t bin342.2.2.5.Chn im dng thut ton34CHNG III. PHN TCH THIT K BI TON353.1.Phn tch thit k vi UML353.1.1.Biu Use Case353.1.2.Biu Tun t363.1.2.1.Biu Tun t chc nng ng nhp363.1.2.2.Biu tun t chc nng sp xp TKB363.1.2.3.Biu tun t chc nng cp nht thng tin TKB373.1.2.4.Biu tun t chc nng xem thi kha biu theo gio vin373.1.2.5.Biu tun t chc nng xem thi kha biu theo lp373.1.3.Biu Lp383.2.Thit k c s d liu bi ton383.2.1.C s d liu383.2.2.M t bng trong C s d liu383.2.2.1.Bng tblToMon393.2.2.2.Bng tblGiaoVien393.2.2.3.Bng tblMonhoc393.2.2.4.Bng tblHocKy403.2.2.5.Bng tblLop403.2.2.6.Bng tblGiangDay40CHNG IV. KT LUN V HNG PHT TRIN424.1.Kt qu t c424.2.Hn ch, hng pht trin424.2.1.Hn ch424.2.2.Hng pht trin42TI LIU THAM KHO43

DANH MC HNHHnh 1:S tng qut ca gii thut di truyn5Hnh 2: Biu Use Case mc tng qut35Hnh 3: Biu tun t chc nng ng nhp36Hnh 4:Biu tun t chc nng sp xp TKB36Hnh 5: Biu tun t chc nng cp nht thng tin TKB .37Hnh 6: Biu tun t chc nng xem thi kha biu theo gio vin37Hnh 7: Biu tun t chc nng xem thi kha biu theo lp38Hnh 8: Biu lp mc Tng qut38Hnh 9: C s d liu38

LI NI UVi kh nng hin nay, my tnh gip con ngi gii quyt c rt nhiu bi ton kh m trc kia thng b tay. Mc d vy vn cn mt s ln cc bi ton th v nhng cha c thut gii hp l gii chng. Trong s cc bi ton ti u thng gp trong thc tin. Trc kia gii nhng bi ton ti u ngi ta thng dng nhng phng php c in nh: leo i, m phng luyn thp Vi nhng bi ton c khng gian tm kim nh. Th nhng phng php trn c th gii quyt tt. Nhng vi khng gian tm kim ln, th nhng phng php trn khng hiu qu. V vy, iu kin i hi chng ta phi c nhng phng php mi c th gii quyt tt nhng bi ton dng trn. Ngy nay gii bi ton ti u, chng ta c th dng gii thut di truyn . Gii thut di truyn c pht trin da trn s m phng qu trnh tin ha ca sinh hc. c bt u bng Nils Aall Baricelli m phng qu trnh tin ha trong tr chi nm 1954. Sau n Alex Fraser xut bn cun sch Artificial Selection (chn lc nhn to). Nhng John Holland mi l ngi u tin thc s t tn cho gii thut l gii thut di truyn bng vic xut bn cun sch nm 1975. T y gii thut c tn l gii thut di truyn. V cng vi l s pht trin mnh m hon thin l thuyt gii thut di truyn. V ng dng ca gii thut trong nhng bi ton thc t. Qua qu trnh tm hiu, em thy nhng ng dng ca gii thut di truyn rt hay. Nn sau khi c Nguyn Hong ip giao mt s ti gi chng em quyt nh chn gii thut di truyn lm ti cho n 5 ca mnh.Trong qu trnh thc tp, em xin cm n s hng dn tn tnh ca cNguyn Hong ip v cng Thy C trong khoa gip chng em hon thin ti ny. Mc d chng em c gng, nhng do thi gian v kin thc cn hn ch. Nn trong n cn nhiu sai st. V vy, chng em mong s gp ca Thy C v cc bn hon thin tt hn ti ny.

Ngy30thng 12 nm 2011Sinh vin thc hinTrn Th KhuynNguyn Th Qunh Nga

CHNG I. L THUYT V GII THUT DI TRUYN (GENETIC ALGORITHM - GA)

Lch s ca gii thut di truyn.Trc tin nim v thut gii di truyn c mt s nh sinh vt hc a ra t nhng nm 50-60, th k XX. Alex Fraser l ngi tin phong nu ln s tng ng gia s tin ha ca sinh vt v chng trnh tin hc gi tng v genetic algorithm. Tuy nhin, John Henry Holland mi l ngi trin khai tng v phng thc gii quyt vn da theo s tin ha ca con ngi. T nhng bi ging, bi bo ca mnh, ng c kt cc tng vo trong cun sch u tay Adaptation in Natural and Artifical systems (m phng theo t nhin v h thng nhn to ), xut bn nm 1975. Da trn l thuyt c bn v GA ca Holland, Keneth De Jong trin khai, chng minh v nhng thnh qu do ng thc hin gp phn quan trng trong vic to ra nn tng ton hc cho l thuyt thut gii di truyn. V sau ny l John koza tip ni, pht trin gii thut di truyn.Ln u tin Holland nghin cu cc thut gii ny, chng hon ton khng c tn. Do ngun gc ca phng php ny l t cc gen di truyn, Holland t tn cho n l thut gii di truyn.Tm tt gii thut di truynThut gii di truyn (GA) l k thut chung gip gii quyt vn bi ton bng cch m phng s tin ha ca con ngi hay ca sinh vt ni chung (da trn thuyt tin ha mun loi ca Darwin) trong iu kin qui nh sn ca mi trng. GA l mt thut gii, ngha l mc tiu ca GA khng nhm a ra li gii chnh xc ti u m l a ra li gii tng iti u. Theo xut ban u ca gio s John Holland, mt vn -bi ton t ra s c m ha thnh cc chui bit vi chiu di c nh. Ni mt cch chnh xc l cc thng s ca bi ton s c chuyn i v biu din li di dng cc chui nh phn. Cc thng s ny c th l cc bin ca mt hm hoc h s ca mt biu thc ton hc. Ngi ta gi cc chui bit ny l m genome ng vi mi c th, cc genome u c cng chiu di. Ni ngn gn, mt li gii s c biu din bng mt chui bit, cng ging nh mi c th u c quy nh bng gen ca c th vy. Nh vy, i vi thut gii di truyn, mt c th ch c mt gen duy nht v mt gen cng ch phc v cho mt c th duy nht.Ban u, ta s pht sinh mt s lng ln, gii hn cc c th c gen ngu nhin. Ngha l pht sinh mt tp hp cc chui bit ngu nhin. Tp cc c th ny c gi l qun th ban u (initial population). Sau , da trn mt hm no , ta s xc nh c mt gi tr gi l thch nghi - Fitness. Gi tr ny, c th hiu chnh l "tt" ca li gii. V pht sinh ngu nhin nn "tt" ca li gii hay tnh thch nghi ca cc c th trong qun th ban u l khng xc nh. ci thin tnh thch nghi ca qun th, ngi ta tm cch to ra qun th mi. C hai thao tc thc hin trn th h hin ti to ra mt th h khc vi thch nghi tt hn. Thao tc u tin l sao chp nguyn mu mt nhm cc c th tt t th h trc ri a sang th h sau (selection). Thao tc ny m bo thch nghi ca th h sau lun c gi mt mc hp l. Cc c th c chn thng thng l cc c th c thch nghi cao nht. Thao tc th hai l to cc c th mi bng cch thc hin cc thao tc sinh sn trn mt s c th c chn t th h trc thng thng cng l nhng c th c thch nghi cao. C hai loi thao tc sinh sn : mt l lai to (crossover), hai l t bin (mutation). Trong thao tc lai to, t gen ca hai c th c chn trong th h trc s c phi hp vi nhau (theo mt s quy tc no ) to thnh hai gen mi. Thao tc chn lc v lai to gip to ra th h sau. Tuy nhin, nhiu khi do th h khi to ban u c c tnh cha phong ph v cha ph hp nn cc c th khng ri u c ht khng gian ca bi ton . T , kh c th tm ra li gii ti u cho bi ton. Thao tc t bin s gip gii quyt c vn ny. l s bin i ngu nhin mt hoc nhiu thnh phn gen ca mt c th th h trc to ra mt c th hon ton mi th th sau. Nhng thao tc ny ch c php xy ra vi tn sut rt thp (thng di 0.01), v thao tc ny c th gy xo trn v lm mt i nhng c th chn lc v lai to c tnh thch nghi cao, dn n thut ton khng cn hiu qu.Th h mi c to ra li c x l nh th h trc (xc nh thch nghi v to th h mi) cho n khi c mt c th t c gii php mong mun hoc t n thi gian gii hn. Tm li: Mt thut gii di truyn (hay mt chng trnh tin ha bt k) gii mt bi ton c th phi gm nm thnh phn sau y: Cch biu din nhim sc th cho li gii bi ton. Cch khi to qun th ban u. Hm lng gi ng vai tr mi trng, nh gi cc li gii theo mc thch nghi ca chng. Cc php ton di truyn. Cc tham s khc(kch thc qun th,Pc , Pm )Lc GA: Input: mt bi ton ti u max f(x) trong khng gian x X.Output: mt nghim tt ca f, x0 X f(x0) t ln cn maxMethod1.Khi to mt qun th ban u vi n c th.2.Lp m buc, mi bc pht sinh mt qun th mi theo quy trnh sau.2.1. Lai ghp: - Chn ngu nhin mt cp hai c th cha m B v M theo xc xut Pl- Sinh hai c th mi C1 v C2 t B v M.- Thay th C1 v C2 cho B v M.2.2. t bin:- Chn ngu nhin mt c th X theo xc xut Pd- t bin c th X.2.3. Lp nhn:- Tnh li thch nghi ca cc c th.- Chn cc c th c thch nghi tt a vo qu trnh mi.3. Ly nghim.End.

Hnh 1:S tng qut ca gii thut di truynCch biu dinbi ton trong gii thut di truyn (hay chn cch biu din cu trc d liu cho bi ton) p dng gii mt bi ton bng gii thut di truyn, thao tc quan trng nht l phi bit chn cu trc d liu ph hp. gii bi ton trong gii thut di truyn, ta thng chn s dng mt trong 3 loi cu trc d liu sau: Chui nh phn, chui s thc v cu trc cy. Trong chui nh phn v chui s thc thng c s dng nhiu hn.Biu din Gen bng chui nh phn.Quy tc biu din gen qua chui nh phn : Chn chui nh phn ngn nht nhng th hin c tt c kiu gen. biu din chui nh phn, ta thng dng cc cch sau : Mng byte, mng bit biu din bng mng byte, mng bit biu din bng mng INTEGER.Mng byte v mng bit by gi t s dng. i vi my tnh ngy nay, ngi ta thng dng mng integer ti u truy xut. V vy y em ch gii thiu v mng integer.VD: Nhim sc th x ta biu din bng 1 chui 15 bitX=(010100110010101)2Mng integer nn ti u truy xut.Trong cc my tnh ngy nay, thng thng th n v truy xut hiu qu nht khng cn l byte na m l mt bi s ca byte. n v truy xut hiu qu nht c gi l di t (word length). Hin nay, cc my Pentium u c di t l 4 byte. Do , nu ta t chc chui nh phn di dng byte s lm chm phn no tc truy xut. hiu qu hn na, ta s dng mng kiu INTEGER. Lu kiu INTEGER c di ph thuc vo di t ca my tnh m trnh bin dch c th nhn bit c. Chng hn vi cc version PASCAL,C trn h iu hnh DOS, kch thc ca kiu INTEGER l 2 byte. Trong khi , vi cc version PASCAL, C trn Windows 9x nh Delphi, Visual C++ th di ca kiu INTEGER l 4 byte. Do , chng trnh ca chng ta chy tt trn nhiu my tnh khc nhau, ta dng hm sizeof(). Hm ny s tr ra di ca kiu d liu ta a vo. Biu din s thc bng chui nh phnTuy c nhiu chn la nhng thng thng, biu din mt s thc x, ngi ta ch dng cng thc n gin, tng qut sau : Gi s ta mun biu din s thc x nm trong khong [min, max] bng mt chui nh phn A di L bit. Lc , ta s chia min [min, max] (lng ha) thnh 2L-1 vng. Trong , kch thc mt vng l :

Ngi ta gi g l chnh xc ca s thc c biu din bng cch ny (v g quy nh gi tr thp phn nh nht ca s thc m chui nh phn di L bit c th biu din c). Gi tr ca s thc x c biu din qua chui nh phn s c tnh nh sau: x = min + Decimal()*g.trong Decimal() l hm tnh gi tr thp phn nguyn dng ca chui nh phn A theo quy tc m. Hm ny c tnh theo cng thc sau: Decimal() = aL-1.2L-1 + + a2. 22 + a1.21 + a0.20Vi ai l bit th i trong chui nh phn tnh t phi sang tri (bit phi nht l bit 0)VD: Bi ton ti u sTm gi tr ln nht ca hm f(x) = x*sin(10*pi*x) + 1 vi x [-1,2]S dng vect bit lm nhim sc th biu din gi tr thc ca bin x. Chiu di vect ph thuc vo chnh xc cn c, trong th d ny, ta tnh chnh xc n 6 s l. Min gi tr ca x c chiu di 2 - (-1) = 3; vi yu cu v chnh xc 6 s l nh th phi chia khong [-1, 2] thnh t nht 3*106 khong c kch thc bng nhau. iu ny c ngha l cn c 22 bit cho vevt nh phn (nhim sc th):2097152 = 221< 3 000000 < 222 = 4194304 nh x chui nh phn (b21b20b0) t c s 2 sang c s 10:

()2 = ()2 =x Tm s thc x tng ng

x = -1 + x* vi -1 l ln cn di ca min gi tr v 3 l chiu di ca min.Th d, nhim sc th (1000101110110101000111) biu din s 0.637197 v x = (1000101110110101000111)2 = 228896710v x = -1.0 + 2288967* 3/4194303 = 0.637197Ta cn cc i ha hm sau y:f(x1, x2) = 21.5 + x1* sin(4*pi*x1) + x2 * sin(10*pi*x2)Vi -3.0 x1 12.1 v 4.1 x2 5.8Gi s ta cn chnh xc n 4 s l i vi mi bin. Min ca bin x1 c chiu di 12.1 (-3) = 15.1; iu kin chnh xc i hi on [-3, 12.1] cn c chia thnh cc khong c kch thc bng nhau, t nht l 15.1 * 10000 khong. iu ny c ngha l cn 18 bit lm phn u tin ca nhim sc th:217 151000 218Min ca bin x2 c chiu di 5.8 4.1 = 1.7; iu kin chnh xc i hi on [4.1, 5.8] cn c chia thnh cc khong c kch thc bng nhau, t nht l 1.7 * 10000 khong. iu ny c ngha l cn 15 bit k tip ca nhim sc th:214 17000 215Chiu di ton b nhim sc th (vect li gii) lc ny l m =15+18 = 33 bit; 18 bit u tin m ha x1, v 15 bit cn li (t 19 n 33) m ha x2.Ta hy xt mt nhim sc th lm th d:(010001001011010000111110010100010) 18 bit u tin, 010001001011010000 , biu din

x1 = -3.0 + decimal(0100010010110100002) * = -3.0 + 70352 * = -3.0 + 4.052426 15 bit k tip 111110010100010, biu din

x2 = 4.1 + decimal(1111100101000102)* = 4.1 + 31906 * = 4.1 + 1.655330 = 5.755330 Nh vy, nhim sc th(010001001011010000111110010100010) Tng ng vi = thich nghi ca nhim sc th ny l: f(1.052426, 5.755330) = 20.252640 Biu din gen bng chui s thc.i vi nhng vn bi ton c nhiu tham s, vic biu din gen bng chui s nh phn i lc s lm cho kiu gen ca c th tr nn qu phc tp. Dn n vic thi hnh cc thao tc trn gen tr nn km hiu qu. Khi , ngi ta s chn biu din kiu gen di dng mt chui s thc. Tuy nhin, chn biu din kiu gen bng chui s thc, bn cn lu quy tc sau:Quy tc biu din kiu gen bng chui s thc:Biu din kiu gen bng s thc phi m bo tit kim khng gian i vi tng thnh phn gen.Quy tc ny lu chng ta phi tit kim v mt khng gian b nh i vi cc tng thnh phn gen. Gi s nghim ca bi ton c cu thnh t 3 thnh phn, thnh phn X thc c gi tr trong khong [1.0, 2.0], thnh phn Y nguyn trong khong [0,15] v thnh phn Z trong khong [5,8]. Th chng ta rt khng nn chn biu din kiu gen bng mt chui 3 thnh phn s thc. V nh chng ta bit, t nht mi s thc c phi c biu din bng 6 byte. Ch vi 3 s thc, ta tn ht 18 byte. Nh vy vi trng hp c th ny, ta nn chn biu din bng chui nh phn, trong dng khong 10(bit) cho thnh phn X ( chnh xc khong 0.001), 4 bit cho thnh phn Y v 2 bit cho thnh phn Z. Tng cng ch chim c 16 bit = 2 byte. Chng ta tit kim c rt nhiu b nh!Biu din gen bng cu trc cy.Mt loi cy thng c s dng trong thut gii di truyn l dng cy hai nhnh ( y chng ti dng ch hai nhnh phn bit vi loi cy nh phn thng dng trong sp xp v tm kim). Nguyn l v xc nh tnh thch nghi. Tnh tt ca mt c th (li gii) trong mt qun th ch l mt c s xc nh tnh thch nghi ca c th (li gii) . Nguyn l ny ban u c v hi bt ng mt khi chng ta hiu nhng tng chung ca thut gii di truyn. Tht n gin, ngi leo ln ngn i cao nht trong th h hin ti vn c kh nng bkt trong cc th h sau cng nh mt li gii cha tt th h hin ti vn cn kh nng tim tng dn n li gii ti u. Tuy vy, thng th li gii tt th h hin ti s c xc sut dn n li gii ti u cao hn nhng li gii xu hn. Do , ngi ta vn xem tt ca li gii l mt yu t cn bn xc nh tnh thch nghi ca li gii. Thng thng, thch nghi ca li gii cng chnh l xc sut c th c chn lc hoc lai ghp khi tin hnh sinh ra th h k tip. Ta s ln lt tm hiu 3 phng php xc nh tnh thch nghi ca mt c th. thch nghi tiu chun.Hm mc tiu l hm dng nh gi tt ca mt li gii hoc c th. Hm mc tiu nhn vo mt tham s l gen ca mt c th v tr ra mt s thc. Ty theo gi tr ca s thc ny m ta bit tt ca c th (chng hn vi bi ton tm cc i th gi tr tr ra cng ln th c th cng tt, v ngc li, vi bi ton tm cc tiu th gi tr tr ra cng nh th c th cng tt).Gi s trong mt th h c N c th, c th th i c k hiu l ai. Hm mc tiu l hm G. Vy thch nghi ca mt c th ai tnh theo thch nghi tiu chun l

Chng hn, xt mt th h gm c 6 c th vi tt (gi tr cng ln th c th cng tt) ln lt cho trong bng sau

Theo cng thc trn, tng tt c G ca 6 phn t l : 17.5Nh vy, thch nghi ca phn t a1:F(a1) = 5.3 / 17.5 0.303 thch nghi ca phn t a2:F(a2) = 2.1 / 17.5 = 0.12Ta c bng kt qu cui cng nh sau :

Nhn xt: thch nghi lun c gi tr bin thin trong khong [0,1]. Hn na, v thch nghi s ng vi kh nng c chn lc trong vic sinh ra th h sau nn ngi ta thng chn cch tnh sao cho thch nghi cui cng l mt xc sut, ngha l tng thch nghi ca cc c th phi nh hn hoc bng 1. thch nghi xp hng (rank method).Cch tnh thch nghi tiu chun nh trn ch thc s hiu qu i vi nhng qun th c tt tng i ng u gia cc c th. Nu, v mt l do no c th do chn hm mc tiu khng tt - c mt c th c tt qu cao, tch bit hn cc c th cn li th cc c th ca th h sau s b ht v pha c th c bit . Do , s lm gim kh nng di truyn n th sau ca cc c th xu, to nn hin tng di truyn cc b, t c th lm gim kh nng dn n li gii tt nht (v c th c bit cha chc dn n li gii tt nht).Phng php xc nh thch nghi xp hng s loi b hin tng di truyn cc b ny. Phng php ny khng lm vic trn gi tr ln ca hm mc tiu G m ch lm vic da trn th t ca cc c th trn qun th sau khi sp xp cc c th theo gi tr hm mc tiu G. Chnh v vy m ta gi l thch nghi xp hng. Phng php ny s cho ta linh ng t mt trng s xc nh s tp trung ca thch nghi ln cc c th c tt cao, m vn lun m bo c quy lut: c th c thch nghi cng cao th xc sut c tn ti v di truyn cng cao.Mt cch ngn gn, ta c thch nghi (hay xc sut c chn) ca c th th i c tnh theo cng thc sau:F(i) = p*(1-p)i-1vi p l mt hng s trong khong [0,1].Cng thc trn c xy dng da trn quy tc c trnh by ngay sau y v chng ta s xem phn gii thch quy tc ny nh mt t liu tham kho.QUY TC1) Sp xp cc c th ca qun th gim dn theo th t ca gi tr hm mc tiu.2) Chn mt con s p trong khong [0,1]. y chnh l trng s xc nh ht ca cc c th tt.3) Mi lt chn ch chn mt c th. Trong mt lt chn, ln lt xt cc c th theo th t sp. Nu xt n c th th i m c th c chn th lt chn kt thc, ta thc hin lt chn k tip. Ngc li, nu c th th i khng c chn, ta xt n c th th i+1. Ta quy c rng, khi xt n mt c th, th xc sut chn c th (trong thao tc chn lc hoc lai to) lun l p. Rt hin nhin, khi xt n mt c th th xc sut (XS) KHNG chn c th s l 1-p.Ta k hiu a[i] l c th th i. T quy tc trn, suy ra a[i] c xt n th :+ a[i-1] phi c xt n+ nhng a[i-1] phi KHNG c chn.Do , XS a[i] c xt n (ch khng phi XS c chn!)= XS a[i-1] c xt * XS a[i-1] KHNG c chn.= XS a[i-1] c xt * (1-p)Trong , XS a[1] c xt =1 v c th u tin lun c xt n.By gi ta s xy dng cng thc tng qut tnh XS a[i] c xt n da theo p.XS a[1] c xt = 1 = (1-p)0XS a[2] c xt = XS a[1] c xt * (1-p)= 1*(1-p) = (1-p)1XS a[3] c xt = XS a[2] c xt * (1-p)= (1-p)1 * (1-p) = (1-p)2XS a[4] c xt = XS a[3] c xt * (1-p)= (1-p)2 * (1-p) = (1-p)3... Ni tm li :XS a[i] c xt = XS a[i-1] c xt * (1-p)= (1-p)i-2 * (1-p) = (1-p)i-1Nh vy XS a[i] c chn = XS a[i] c xt * p = (1-p)i-1*p thy c tnh linh ng ca phng php ny, bn hy quan st gi tr thch nghi ng vi mi gi tr p khc nhau trong bng sau :

Gi tr p cng nh th gim ca tnh thch nghi cng nh. Da vo c tnh ny, ta c th d dng kim sot c tnh ht ca cc c th tt trong qun th bng cch tng hoc gim tr p tng ng.M ha(encoding).Gii thiu (Introduction)M ha nhim sc th l bc u tin gii quyt vn bng gii thut di truyn. M ha l vn quan trng nht.M ha bng s nh phn (Binary Encoding)M ha bng s nh phn l phng php chnh. Bi v l phng php u tin GA dung m ha v n n gin.Mi nhim sc th c biu din bng chui bit 0 hoc 1.Nhim sc th A101100101100101011100101

Nhim sc th B111111100000110000011111

V d m ha nhim sc th bng chui nh phnM ha s thc biu din cho nhim sc th vi s lng gen nh. Cn vi lng gen ln, phng php ny thng khng gii quyt c nhiu vn t nhin v cc php sa cha sau lai ghp v t bin.M ha v tr (Permutation Encoding)Nhng vn da trn th t c th dng m ha v tr, v d nh bi ton ngi du lch hoc thao tc th t vn .Trong m ha v tr mi nhim sc th c biu din bng chui s nguyn theo mt v tr trnh t nht nh.Nhim sc th A1 5 3 2 6 4 7 9 8

Nhim sc th B8 5 6 7 2 3 1 4 9

V d m ha nhim sc th theo v trM ha v tr c th c dng trong nhiu vn c tnh trnh t. Mt vi php lai ghp v t bin i hi s nht qun, cho mt vi vn .M ha theo gi tr (Value Encoding)M ha theo gi tr c th dng trong nhiu vn , mt vi gi tr phc tp(v d: gi tr thc). Dng m ha nh phn gii quyt vn ny rt kh.Trong m ha theo gi tr, mi nhim sc th c biu din theo trnh t da trn gi tr. Phng php ny dng gii quyt nhiu vn , v d : S thc, k t hoc i tng khng xc nh.Nhim sc th A1.2324 5.3243 0.4556 2.3293 2.4545

Nhim sc th BABDJEIFJDHDIERJFDLDFLFEGT

Nhim sc th C(back), (back), (right), (forward), (left)

V d m ha nhim sc th theo gi trM ha theo gi tr gii quyt tt cho nhiu vn c bit. Tuy nhin phng php ny thng cn pht trin mt vi vn lai ghp mi v t bin c th. Cy m ha (Tree Encoding)Cy m ha dng trong chng trnh tin ha hoc biu thc. cho lp trnh tin ha. Trong cy m ha mi nhim sc th l mt cy , v d hm v lnh trong ngn ng lp trnh.Nhim sc th ANhim sc th B

( + x ( / 5 y ) )( do_until step wall )

V d m ha nhim sc th bng cy Cy m ha dng trong chng trnh tin ha hoc cu trc khc c th m ha bng cy. Ngn ng lp trnh LISP thng dng tm kt qu, chng trnh s kin trong LISP biu din bng cy mt cch d dng, v vy lai ghp v t bin c th d dng v ng tin cy .Cc phng php chn(Selection).Chn lc c th thng qua kt qu, hay mc ch ca vn da trn mc thch nghi ca c th. V vy, nh gi thch nghi ca c th tm ra c th tt nht. Thng thng, t mi vn nh tng ng vi mt gi tr im thch nghi , kt qu nh gi gm tng cc s im . C th tt nht s c im thp nht hoc ln nht.Theo thuyt Darwin, c th tt nht s tn ti v to ra cc c th con mi. C nhiu phng php chn cc nhim sc th tt nht. Sau y l vi phng php trong s .Chn lc Roulette(Roulette Wheel Selection).Cc c th c chn theo thch nghi ca chng. Nhim sc th tt hn c c hi cao hn tham d vo th h tip theo.Thut gii chn lc roulette(Davis, [1991,8]) nh sau: Tnh tng thch nghi ca mi thnh vin trong qun th; gi kt qu l thch nghi tng cng(total fitness). Pht sinh n, mt s ngu nhin gia 0 v thch nghi tng cng(total fitness). Tr v thnh vin u tin ca qun th c thch nghi ln hn hay bng n , b sung vo thch nghi ca cc thnh vin ng trc trong qun th.Chn lc xp hng(Rank Selection). Phng php ny s sp hng c th da trn thch nghi ca chng. C th xu nht s c gi tr 1, k tip l 2 V c th tt nht c thch nghi N(N l s cc nhim sc th trong qun th).Chn lc cnh tranh( Tournament Selection). Chn lc cnh tranh 2(2- Tournament Selection)Hai nhim sc th khc nhau c chn ngu nhin v c so snh vi nhim sc th tn ti. Nu nhim sc th I1 khng tt hn nhim sc th I2 ngha l : f(I1) f(I2), th nhim sc th I1 cht i v b loi ra khi qun th(lin kt c ph v 1 cch ty ). Qu trnh ny lp li n ht N nhim sc th cn li. Chn lc cnh tranh 3(3- Tournament Selection)Ba nhim sc th khc nhau c chn ngu nhin v c so snh vi nhim sc th tn ti. Nu chng ta c: f(I1) f(I2) v f(I1) f(I3), th nhim sc th I1 cht i v b loi ra khi qun th(lin kt c ph v 1 cch ty ). Qu trnh ny lp li n ht N nhim sc th cn li.Cc phng php lai to(crossover) v t bin(mutation).Lai ghp v t bin l hai php c bn c thc hin trong gii thut di truyn trn nhiu vn . Kiu v thc thi ca php thc hin trn m ha v ngoi ra trn vn .C nhiu phung php lai ghp v t bin. y chng ta ch miu t mt s thng dng.Binary Encoding(m ha nh phn)Lai ghp(Crossover)Lai ghp mt v tr(Single point crossover) T hai nhim sc th cha mban u ta ct mt v tr sau ghp li vi nhau thnh nhim sc th con11001011+11011111 = 11001111Lai ghp hai v tr(Two point crossover) T hai nhim sc th cha m ban u ta ct hai v tr sau ghp chng vi nhau thnh nhim sc th con.

11001011 + 11011111 = 11011111Lai ghp ng dng(Uniform crossover) Nhng bit c copy ngu nhin t nhim sc th cha th nht sang nhim sc th cha th hai v ngc li.

11001011 + 11011101 = 11011111 Lai ghp s hc(Arithmetic crossover) Mt vi php tnh s hc c thc hin khi lai ghp to ra nhim sc th con.(AND,OR,NOT)

11001011 + 11011111 = 11001001 (AND) t bin(Mutation )Chn bit(Bit inversion) chn mt s bit sau chn vo nhim scth cha, to ra nhim sc th mi.

11001001 => 10001001 Permutation Encoding(M ha v tr)CrossoverSingle point crossover(Lai ghp mt v tr) Chn mt v tr lai ghp, sau sao ghp hai nhim sc th cha m v tr chn, ta hy t iu chnh cho ph hp.Ch : y c nhiu ng to ra nhim sc th con sau php lai ghp ny.(1 2 3 4 5 6 7 8 9) + (4 5 3 6 8 9 7 2 1) = (1 2 3 4 5 6 8 9 7) MutationThay i th t(Order changing )- Chn hai v tr sau i v tr cho nhau.(1 2 3 4 5 6 8 9 7) => (1 8 3 4 5 6 2 9 7) Value Encoding(m ha theo gi tr)CrossoverTt c cc phng php lai ghp trong m ha nh phn u c th dng c y. MutationTa thay i gi tr thc ca mt hoc vi gi tr trong nhim sc th.(1.295.68 2.86 4.11 5.55) => (1.29 5.68 2.73 4.22 5.55)

Tree Encoding(Cy m ha)CrossoverTree crossover Ta chn mt v tr trong nhim sc th cha m sau ghp vi nhau c nhim sc th mi.

MutationThay i ton t,s(Changing operator, number )- chn note sau thay i n.Mt s ton t lai ghp trong GA m ha s thc. Xt bi ton ti u max f(x1,x2,,xn) trn min D thuc khng gian RmTrong bi ton dng ny, mt cch t nhin thng s dng GA m ha s thc, mi c th c biu th bi mt vect Rn (tt nhin phi thuc min xc nh D). Mi qun th kch c m (c m c th) c th biu din nh mt ma trn thc cp mn . Vi GA m ha s thc, c nhiu dng ton t lai ghp khc nhau . Sau y l mt s phng php lai ghp thng dng. Lai s hcVi hai c th cha m p1 = (x1,x2,,xn) v p2 = (y1,y2,,yn) cc c th con c sinh ra nh sau. c1= ap1 + (1-a)p2c2=(1-a)p1 + ap2 a: l s ly ngu nhin trong khong [0,1] Lai n ginPhp lai ny tng t nh lai mt im ca GA kinh in. Vi mt v tr k chn ngu nhin (1< k < n), cc c th con c sinh ra nh sau:c 1 = (x1,x2,..,xk , yk+1,,yn)c2 = (y1,y2,,yk, xk+1,,xn) Lai ghp mt lPhp lai ny khi to mt vect ngu nhin r= (r1, r2 ,, rn) trong cc ri ch l 0 hay 1. Sau c th con c sinh ra nh sau:c1 = (z1, z2,,zn) trong zi = xi nu ri =1 v zi = yi nu ri = 0c2 = (u1, u2 ,, un ) trong ui = xi nu ri =0 v ui = yi nu ri = 1 Lai ghp BLX-Php lai ghp ny ch to mt c th con t hai c th cha m. Mi thnh phn zi ca c th con c chn theo phn phi ngu nhin u trong khong [min(xi,yi) I., max(xi,yi) + I.], trong I= max(xi, yi) min(xi, yi)

Tham s thng c chn l 0.5 . Khi ton t ny thng c gi l BLX-0.5 Cc ton t trong gii thut di truynTon t Chn lcVic chn lc cc c th t mt qun th da vo thch nghi ca mi c th. Cc c th c thch nghi cao c nhiu kh nng c chn la (nhng c th khe mnh c nhiu kh nng c phi ging). Hm thch nghi ch cn l mt hm thc dng, n c th khng tuyn tnh, khng lin tc, khng kh vi.Gi s th h hin thi l P(t) gm n c th {x[1], x[2], ..., x[n]}. S n c gi l c ca qun th. Vi c th x[*], ta tnh thch nghi f(x[*]). Tnh tng thch nghi ca ton b qun th: F = f(x[1]) + f(x[2]) + ... + f(x[n]);Mi ln chn lc, ta thc hin hai bc sau:Bc 1: Sinh mt gi tr thch nghi ngu nhin l mt s thc q trong khong (0, F);Bc 2: x[k] l c th c chn nu k l s nh nht sao cho tng thch nghi ca k c th u tin khng nh hn q, tc l f(x[1])+f(x[2])+... +f(x[k]) >= q.R rng vi cch chn ny, cc c th c thch nghi cng cao (gy ra tng ln hn q) th cng c chn. Cc c th c thch nghi cao c th c mt hay nhiu bn sao, cc c th c thch nghi thp c th khng c mt trong th h sau (n b cht i).Ton t lai ghpTrn cc c th c chn lc (sau khi thc hin xong ton t chn lc), ta tin hnh ton t lai ghp. Vi c ca qun th l n, ta a ra mt xc sut lai ghp l pc. Xc sut ny a ra hy vng l c n.pc c th c lai ghp.Vi mi c th, ta thc hin hai bc sau y:Bc 1: Sinh ra mt xc sut lai ghp l s thc r no trong on [0, 1]Bc 2: Nu r < pc th c th c chn lai ghpT cc c th c chn li ghp, ta cp i chng mt cch ngu nhin. Trong trng hp nhim sc th l cc chui nh phn c di c nh, gi s l m, ta c th thc hin php lai ghp nh sau:Vi mi cp, sinh ra mt v tr ngu nhin lm im bt u ghp l mt s nguyn p trong on [0, m-1]. Tng qut, gi s c hai cp nhim sc th ca hai c th c chn lai ghp:a = (a[1], ..., a[p], a[p+1], ..., a[m])b = (b[1], ..., b[p], b[p+1], ..., b[m])Cp ny c thay th bi hai on con ca nhau t v tr th p+1:a = (a[1], ..., a[p], b[p+1], ..., b[m])b = (b[1], ..., b[p], a[p+1], ..., a[m])Ton t t binTa thc hin t bin trn cc c th sau khi lai ghp. t bin l thay i trng thi ca mt s gen no trong nhim sc th. Mt gen chu mt xc sut t bin l pm. Xc sut t bin pm do ta xc nh v l xc sut thp. Tng qut vi nhim sc th l chui nh phn. Vi mi v tr i trong nhim sc th:a = (a[1], ..., a[p], a[p+1], ..., a[m])ta sinh ra mt s thc ngu nhin pi trong on [0,1]. t bin a c bin thnh nh sau:a = (a[1], ..., a[*], ..., a[m]), trong :a[*] = a[*] nu pi >= pm v a[*] = 1 a[*] nu pi < pm.Sau qu trnh chn lc, lai ghp, t bin, mt th h mi c sinh ra. Cng vic cn li ca thut ton l ch vic lp li cc bc trn.Ton t sinh sn Sinh sn hu tnh: s dng php lai ghp t cha me to ra cc c th mi mang mt phn c im cha v mt phn c im ca m. Sinh sn v tnh: s dng php t bin sinh ra c t mi khc cha mCc tham s cn s dng trong gii thut di truyn. Kch thc qun th: PopSize, l s c th duy tr qua mi th h tin ha ca thut gii di truyn.Xc xut t bin: Pm l xc sut t bin ca gen.Xc sut lai: Pc l xc sut mt c th c chn cho php lai ghp.iu kin kt thc thut gii di truyn.Thot ra qu trnh tin ha qun th, da vo bi ton m c cc cch kt thc vn khc nhau, mt khi t n mc yu cu. Mt vi trng hp thng thng nh sau: Kt thc theo kt qu: Mt khi t n mc gi tr yu cu th chm dt ngay qu trnh thc hin. Kt thc da vo s th h: Chn s th h, qu trnh s dng ng ngay s th h quy nh trc, khng cn bit kt qu th no. Tnh theo thi gian: Khng cn bit bao nhiu th h hay kt qu th no, ch da vo s gi quy nh m kt thc. T hp: Dng nhiu phng n khc nhau cho vn .Nguyn l hot ng ca gii thut di truyn.Thut gi di truyn da trn nn tng l thuyt biu din chui nh phn v l thuyt s .ng dng ca thut gii di truyn.Trn thc t, gii thut di truyn c ng dng thnh cng trong nhiu lnh vc nh k hoch ha v tm ng, quan st my(machine learning), thit k ch to my, cc h thng iu khin ng dn du, hc my(machine learning) cng nhng nghin cu su hn v s dng gii thut di truyn trong cc bi ton mang tnh tng cht qut hn nh phn tch bit s tuyn tnh, m phng d bo

CHNG II. BI TON SP XP THI KHA BIUTm hiu chungLp lch c th c nh ngha l mt bi ton tm kim chui ti u thc hin mt tp cc hot ng chu tc ng ca mt tp cc rng buc cn phi c tha mn. Ngi lp lch thng c gng th n mc ti a s s dng cc c th, my mc v ti thiu thi gian i hi hon thnh ton b qu trnh nhm sp xp lch.V th bi ton lp lch l mt vn rt kh gii quyt . Hin nay c nhiu kh nng pht trin cc k thut hin ti gii quyt bi ton ny. Nhng k thut bao gm: cc tip cn Tr tu nhn to nh h thng tri thc c s (knowledge-based systems), bi ton tho mn rng buc, h chuyn gia, mng Nron v cc tip cn ca cc Nghin cu hot ng: lp trnh tnh ton, lp trnh ng, tm kim nhnh v ng bin, k thut m phng, tm kim Tabu v phng php nt c chai Cc c tnh ca bi ton lp lch Ti nguyn: l cc ngun d liu u vo ca bi ton. Cc ti nguyn ny c th phc hi hoc khng. Tc v: c nh gi qua cc tiu chun thc hin nh thi gian thc hin, chi ph, mc tiu th ngun ti nguyn. Rng buc: y l nhng iu kin cn tha mn bi ton c th a ra li gii tt nht Mc tiu: nh gi ti u ca lch trnh li gii ca bi ton. Khi cc mc tiu c tha mn th cc rng buc cng phi c tha mnBi Ton sp xp Thi Kho Biu trng Trung hc ph thngGii thiu bi tonBi ton sp xp thi kha biu trng hc ni chung v sp xp thi kha biu trng trung hc ph thng ni ring l mt bi ton kh, s phc tp ca bi ton khng ch vn tm ra mt thi kha biu cho hc sinh tha mm cc rng buc v thi gian, rng buc chuyn mn, quy nh ca b gio dc v nh trng m cn mt vn kh khn hn l ta phi tm c mt thi kha biu tt thch hp cho tt c cc gio vin, phi tha mn cc iu kin, yu cu v thi gian, hn ch s tit trng trong mt ngy v s ngy ln lp ca gio vin trong thi kha biu.Vic sp xp thi kha biu ca cc trng ph thng lun lun phi thc hin trc khi hc k mi bt u. Trc khi hc k mi bt u, ni dung cc mn hc v gio vin ph trch mn hc ca tng lp phi c xc nh thng qua cuc hp chuyn mn, kt qu ca cuc hp ny c gi cho ban gim hiu nh trng v vic ln lch cho ton b trng do hai ph hiu trng m nhim. Hin nay, vic sp lch ny hu ht cc trng ph thng u c thc hin mt cch th cng, v hu nh phi da vo kinh nghim thc t mi c th lm c. Thng thng vic sp xp thi kha biu ny phi mt trung bnh mt tun.Vy bi ton t ra vn cn sp xp thi kho biu cho mt trng THPT. Cn c s sp xp lch hc cho cc lp sao cho va ph hp li va tin dng nht.D liu bi ton Danh sch kho hc Danh sch mn hc v lp hc trong hc k Danh sch lp hc Danh sch gio vin Danh sch mn hc v s tit Bng phn cng gio vin gio dy ti cc lp Bng yu cu rng buc ca gio vin vi lch dy Bng yu cu rng buc ca lp vi lch hcCc rng buc ca bi tonRng buc cng: Mt gio vin ch dy c mt lp trong cng mttit Cc lp ch c mt mn hc trong cng mt tit Mt gio vin khng th dy qu 20 gi mi tun.Rng buc mm: Mt gio vin khng dyqu 5tit/ngy Tt c cc bi hc ca mt mn no dy ti mt lp phi c dy bi cng mt gio vin. Mi lp ch hc1 mn ti 1 thi im Mt lp c th c cc gi trng Mt lp c th c cng mt mn nhiu ln trong mt ngy Tt c cc gio vin c cng s lng gi dy nh nhau.Mt s bc c bn gii quyt bi ton lp lch thi kho biuBc 1. Khi to d liu thi kha biu miBc 2. Nhp, iu chnh d liu gc thi kha biuBc 3. Nhp, sa, iu chnh cc rng buc chnh ca thi kha biuCc rng buc chnh ca thi kha biu l nhm cc d liu c nhim v nh hnh v khun dng ca thi kha biu. y l nhm cc lnh rt quan trng ca bi ton v phn mm thi kha biu. Bc 4. Nhp bng Phn cng ging dy (PCGD) Bng phn cng ging dy (hay cn gi l Phn cng chuyn mn) l phn d liu quan trng nht v phc tp nht ca mi thi kha biu. Bng ny ch ra cc phn cng c th ca thi kha biu: gio vin no dy lp no, mn hc no v mt tun dy bao nhiu titBc 5. Chun b xp thi kha biuBc 6. Xp t ng TKBBc 7. iu chnh, tinh chnh d liu thi kha biuBc 8. Hon thin thi kha biu Bc 9. In n TKBBc 10. Tng hp, thng k v truy vn thng tin thi kha biup dng gii thut di truyn vo bi ton sp xp thi kha biuVn ca bi ton kh phc tp v mt rng buc, nhng phng php chia tr vn l bin php hu hiu trong mi vn phc tp. y cng vy, theo phn cp cc rng buc m ta gii quyt bi ton xp thi kha biu ny thnh hai giai on khc nhau: Giai on 1: nhm gii quyt thnh phn rng buc mc lp hc, vi cc vn c bn phc tp ca nhng i tng lin quan ti vic hc ca lp. Khi c c kt qu cui cng l lch hc cho tng lp mt cch hon chnh, chng s c dng lm thng tin cho giai on sau. Giai on 2 : tng hp li cc rng buc cn li v c n gin ha trong giai on trc. Kt qu ca giai on ny chnh l mc tiu cui cng ca bi ton. l lch hc ca cc lp trong mt c s.C hai giai on tuy c mc tiu v d liu khc nhau, nhng v cch gii quyt c tnh tng t nhau, nn khng khc g nhiu khi p dng vo m hnh thut gii di truyn.Giai on 1: Xp lch hc cc lpChn m hnh c th.Lch hc ca mt lp gm 3 thnh phn chnh, bao gm: gio vin, mn hc, tit hc trong tun. Vic t ngu nhin cc mn hc, gio vin ging dy vo cc tit hcs to thnh thi kha biu ca tng lp. Nh vy mt lp hc tng ng s c nhiu lch hc khc nhau, do ta chn mi lch hc lm c th trong thut gii di truyn.V trong ba thnh phn , cc tit hc l thnh phn n nh hn v s lng cng nh v gi tr ca chng, cho nn ta chn gio vin, mn hc lm n v nhim sc th trong c th. V i vi mn hc vic lm nhim sc th l ph hp vi tnh khng n nh ca n : vi s lng cc mn ph thuc tng lp hc, cng ging nh s lng nhim sc th trong c th, c chiu di khng nht thit phi c nh hay bng nhau. Ngoi ra cha k n tnh phc tp ca mn hc v s tit phi hc lun b thay i, trong khi gi tr cc gi hc th ngc li, c th xc nh mt cch r rng v nhanh chng. Tng ng mi c th l mt lch hc thc th ca lp. V vy, khi to c th, chng ta vn phi m bo s ng n v tnh cht trong lch hc : phi s tit hc, s mn hc, khng c s chng cho ln nhau ti cng thi im trong cc mn... gii quyt vic ny, chng ta s dng mt tham bin nh du cc tit hc ln lch, mn hc sau s khng b sp trng vo nhng v tr ny, m mn hc ny s c a vo v tr khc. Tt nhin, vi mi lch hc s c s sp xp khc nhau.To qun th ban ub Trc khi to qun th ban u trong phn ny, chng ta phi chun b sn v d liu cho qu trnh thc thi, t lc khi to n khi cho ra kt qu, bao gm y thng tin ca mt lp ang c chn. Tt c nh sau : Cc rng buc lp, gio vin c phn cng dy. Cc mn hc Tnh ton s tit hc tng ng cc mn. Chn qui nh c v ghi nhn nhim sc th. yGing nh c th c m t trn, hng lot cc c th c to ra v c xem nh qun th ban u trong m hnh thut gii di truyn ca phn xp lch lp. Sau khi qun th c s lng, bc tip theo l nh gi qun th, kim tra xem thch nghi tt nht hin ang tn ti ca qun th. thch nghi - chn c thy l phn gii quyt cc yu cu a ra cho bi ton, ch yu vn xem xt trn cc thnh phn rng buc. Tng ng vi mi loi rng buc, chng ta s gn cho chng mt gi tr thch nghi no , m mt khi c th i qua, cc rng buc c lp t vo, v s cho ra gi tr thch nghi c th cho c th , kt thc cng vic tnh thch nghi. Nghe rt n gin nhng thc cht y l vn kh nht, quan trng nht ca bi ton. Chi tit c th nh sau: Trc ht ta ni v gio vin. Khi chn phn cng ging dy, chng ta phi bit chc rng gio vin s trng vo gi , mn , bui ca lp hc. Hay ni cch khc, chng ta cn kim tra rng buc tit hc, m tng ng vi mi mn trong lch hc, xem xt li cc mn c th hc gi hay khng. K tip l xt gi hc ca lp. Do mt qui nh no m lp c th hc gi ny hay gi kia, chng hn nh khng hc ba tit u trong ngy th hai,... Cui cng kim tra li s chng cho gi ln nhau ca cc mn hc. Vic kim tra ny nht thit phi lm, v trong lc lai ghp, t bin, c th gy ra sai lch. Cho nn tt nht ta phi kim tra chng. Ging nh lc khi ng, ta dng mt bin cha tt c gi hc cc mn gip cho vic nh gi. Tng t cc rng buc gio vin v lp. Mi vn s c mt bin lu tr gi lm vic, trnh cc tit hc theo qui nh m ta ghi nhn cho mt gio vin hay lp hc tng ng.C nhiu cch chn mt c th tt. Chn cch tnh theo thch nghi cao nht hoc thp nht. Thng thng, ngi ta chn cch tnh tt nht. y, chng ta cng chn cch tnh tt nht tc l xp theo gi tr gim dn ca gi tr b pht theo thch nghi.Lai ghp v t binV thut ton lai ghp, ta dng lai ghp ti 1 im: ly ngu nhin mt on nhim sc th bn nhim sc th cha, s cn li s ly bn nhim sc th m. Cn thut ton t bin : ch vic hon v hai nhim sc th mt cch ngu nhin trong c th. Ta c th sa thng s xc xut v t bin, lai ghp ca chng trnh trong lc chy thc thi.Phn ny p dng thc thi cho tt c cc lp, tng ng vi mi lp s c mt file lu tr tt c cc lch lp m c th s dng, di hnh thc cc nhim sc th trong qun th. Ngoi mc ch xem xt kim tra, chng cn c dng lm thng tin chy lch sau ny2.2.1.5. Chn lcTrong bi ton ny ta dng phng php chn lc t nhin da vo thch nghi v vng quay bnh xe RouletteThut gii chn lc roulette(Davis, [1991,8]) nh sau:Tnh tng gi tr thch nghi ca tt c thnh vin qun th v gi n l tng thch nghi (total fitness).Pht sinh mt s n l s ngu nhin trong khong t 0 n tng thch nghi.Tr li thnh vin qun th u tin m thch nghi ca n cng vi thch nghi ca cc thnh vin qun th trc ln hn hay bng nV d:oVi pop_size = 3oFit[0] = 0,0032oFit[1] = 0,0576oFit[2] = 0,0264Sum = 0,0872Gi s: random01() = 0,5rand = 0,5 * 0,0872 = 0,0436j = 0; partsum = fit[0] = 0,0032j = 1; partsum = 0,0032 + fit[1] = 0,0608partsum > rand i = j = 1; select() = 1;Giai on 2: Xp lch hc cho ton trng.Chn m hnh c thLch hc ton trng bao gm tt c cc lch hc ca cc lp hin c trong c s, nu mi lp u c mt lch hc r rng th c ngha l c lch ton trng. Da vo giai on u, trn mi lp cho ra hng lot cc lch hc, vic chn ngu nhin lch hc ca mt lp th khng c g kh khn. Nhn m hnh c th trong lch lp ta thy lp hc trong c s c tnh cht nh mn hc trong lp, cho nn ta chn lch lp hc lm n v ca nhim sc th trong m hnh thut ton di truyn trong xp lch ton trng. V tng t, ta chn 1 thi kha biu ton trng lm c th. mi nhim sc th l mt con s mang tnh cht nh mt trong nhng ch s trong file lu tr thng tin c th ca lch lp ( ch s mt lch hc ca lp ). Nh vy phm vi gi tr cc nhim sc th s khc nhau, nhng ta lun xc nh c phm vi mt cch r rng, ch cn c gi tr kch thc ca file tng ng ca lp m thi.Ging nh trong lch lp, c th lch ton trng cng phi qua mt giai on kim tra ban u, c th mc t c dng ng ca mt thi kha biu.To qun th ban uQun th khi u gm nhng c th c to ra nh m hnh trn, nhng thng tin cc lp hc phi c chn cng trong mt bui hc thuc c s, v c file lch lp y . y kch thc c th l s lp hin c, cho nn di hay ngn ty theo c s, cng ging nh lch lp chiu di c tnh theo s mn hin c ca lp.Cng vic ny s tn rt nhiu thi gian, v cng vic c file kim tra, nhng qun th s cho ra kt qu ng nht v mt p dng bi ton vo thut gii di truyn. thch nghi - chn c thGiai on hi t c th trong qun th, trn c bn vic nh gi c s ty theo s lp, s gi hc v s phng hc. Phng hc phi hp l v sc cha ca n i vi lp hc, thng thng ngi ta chn phng ln nht cho lp tng ng ln nht. Nhng y ta chn phng php khc, lp v phng s c xp theo th t ln dn. Cho nn khi xp lch, lp s c t mt phng va nht m c s ang c. iu ny tuy mt thi gian hn nhng thc t th n s hp l hn.Cng nh gi li rng buc lch gio vin, nhng ln ny ch xt v mt trng gi dy cc lp cng mt thi im. Tng t, ta s s dng mt tham bin lch dy cho mi gio vin, ghi nhn v trnh trng hp trng gi ny.Vi cc ln kim tra tng ng vi mt gi tr thch nghi, cui cng tng cc gi tr ny chnh l thch nghi ca c th. Cng vic khng khc g trong lch lp, c th c chn l c th tt nht, gi tr thch nghi t mc nh l 0.Thut ton chn lc, lai ghp v t binS dng li ca phn xp lch lp, chn c th theo thch nghi, lai ghp ngu nhin ti mt on v t bin hon v im. Do ging nhau v mt d liu, yu cu v cu trc thut ton cng khng khc nhau nhiu, vic dng li ny, s khng gy nh hng g trong qu trnh thc hin xp lch.Mt ln na ni v thi gian thc thi, s mt nhiu thi gian hn cng vic xp lch lp, do s lng v phm vi rng buc kh ln v phi c d liu trn cc file. Nhng v mt hot ng khng khc nhau.Chn im dng thut ton c ni trong tng giai on ca cc phn p dng thut gii di truyn vo bi ton, im dng thut ton da trn thch nghi ca n. Mt s bi ton chn im dng theo s th h, hoc da trn tnh tng i ca kt qu, nhng vi bi ton ny cn c mt kt thc tuyt i tt nht, mt d s th h vn phi c chn trc ngay t u. V tnh cht yu cu trong bi ton ny l khng b sai lch.Nu trong qu trnh thc thi qua cc giai on, ch cn mt kt qu khng t n im dng, xem nh bi ton s khng c kt qu.

CHNG III. PHN TCH THIT K BI TONPhn tch thit k vi UMLBiu Use Case

Hnh 2. Biu Use Case mc tng qut

Biu Tun tBiu Tun t chc nng ng nhp

Hnh 3: Biu tun t chc nng ng nhpBiu tun t chc nng sp xp TKB

Hnh 4:Biu tun t chc nng sp xp TKBBiu tun t chc nng cp nht thng tin TKB bao gm Nhp, Sa, Xa.

Hnh 5: Biu tun t chc nng cp nht thng tin TKBBiu tun t chc nng xem thi kha biu theo gio vin

Hnh 6: Biu tun t chc nng xem thi kha biu theo gio vinBiu tun t chc nng xem thi kha biu theo lp

Hnh 7: Biu tun t chc nng xem thi kha biu theo lpBiu Lp

Hnh 8: Biu lp mc Tng qutThit k c s d liu bi tonC s d liu

Hnh 9: C s d liuM t bng trong C s d liuBng tblToMonBng d liu ny cha thng tin v cc t mn trong trng. Mi t mn c m v tn ring.Bng thuc tnh:STTTn thuc tnhKiu d liuRng bucM t

1MaToMonNvarchar(50)Primary keyM phn bit gia cc t mn

2TenToMonNvarchar(50)Not nullTn t mn

Bng tblGiaoVienBng d liu ny cha thng tin v gio vin, mi gio vin c mt m ring v cc thng tin c nhn ca gio vin.Bng thuc tnh:STTTn Thuc tnhKiu d liuRng bucM t

1MaGVNvarchar(50)Primary keyM ca mi gio vin phn bit gio vin ny vi GV khc

2TenGVNvarchar(50)Not nullTn gio vin

3DiaChiNvarchar(100)a ch lin lc ca gio vin

4SDTIntS in thoi lin lc ca gio vin

5EmailNvarchar(50)a ch email lin lc ca gio vin

6MaToMonNvarchar(50)foreign keyKha ngoi lin kt bng tblGiaovien v tblToMon

BngtblMonhocBng d liu ny cha thng tin v mn hc, cc thng tin bao gm:

STTTn thuc tnhKiu d liuRng bucM t

1MaMonHocNvarchar(50)Primary keyM ca mn hc, phn bit mn hc ny vi mn hc khc

2TenMonHocNvarchar(50)Tn mi mn hc

3SoTietIntS tit hc ca mi mn

4MaToMonNvarchar(50)foreign keyKha ngoi lin kt gia bng tblMonHoc v tblToMon.

Bng tblHocKyBng d liu bao gm cc thng tin sau:STTTn thuc tnhKiu d liuRng bucM t

1MaHocKyNvarchar(50)Primary keyM hc k

2NamHocNvarchar(50)Nm hc

Bng tblLopBng ny cha cc thng tin v tt c cc lp. Bao gm cc thng tin sau:STTTn thuc tnhKiu d liuRng bucM t

1MaLopNvarchar(50)Primary keyM ca mi lp

2TenLopNvarchar(50)Tn lp

3SisoIntS s ca mi lp

4MaHocKyNvarchar(50)foreign keyKha ngoi lin kt bng tblLop v bng tblHocKy

Bng tblGiangDayBng ny cha cc thng tin chung nht ca cc bng, n hu nh lin kt cc bng li thnh mt cu trc cht ch.Bng bao gm cc thng tin sau:

STTTn thuc tnhKiu d liuRng bucM t

1MaGiangDayNvarchar(50)Primary keyM thng tin ging dy

2MaLopNvarchar(50)foreign keyKha ngoi lin kt ti bng tblLop

3MaMonNvarchar(50)foreign keyKha ngoi lin kt ti bng tblMaMon

4MaGVNvarchar(50)foreign keyKha ngoi lin kt ti bng tblGiaoVien

5LengthNvarchar(50)Tng thi gian

6batDauGDNvarchar(50)Thi gian bt u ging dy

7ketthucGDNvarchar(50)Thi gian kt thc ging dy

CHNG IV. KT LUN V HNG PHT TRINKt qu t c Nghin cu gii thut di truyn p dng phn tch bi ton sp xp thi kha biu Xy dng mt demo m phng gii thut di truyn trn ngn ng lp trnh C#Hn ch, hng pht trinHn ch Cha xy dng thnh cng chng trnh sp xp thi kha biuHng pht trin Tip tc xy dng chng trnh sp xp thi kha biu cho trng trung hc ph thng

TI LIU THAM KHO[1]. Nguyn nh Thc, Lp trnh tin ha, Nh xut bn Gio dc (http://www.box.net/public/pbuo21pcrp)[2]. Nguyn nh Thi, Tr tu nhn to - Lp trnh tin ha(http://ngocchistar.gocom.vn/ebook/Tin-Hoc-Lap-Trinh-p34704c54641/tri-tue-nhan-taolap-trinh-tien-hoa-i37988)[3]. Hon Kim, L Hong Thi, Gii thut di truyn, cch gii t nhincc bi ton trn my tnh, NXB Gio dc, 2000[4]. PTS. Nguyn Thanh Thy , Tr tunhn to Cc phng php gii quyt vn v k thut x l tri thc, NXBGio dc, 1995.[5]. Nguyn Quang Hoan, Nhp mn TTNT, Ti liu ni b[6]. Stuart J. Russell and Peter Norvig, Artifical Intelligence:A Modern Approach, Prentice Hall. Second edition, 2002.Mt s bi bo-bo co[1]. THUT GII DI TRUYN V NG DNG[2]. A PSEUDO GENETIC ALGORITHM FOR SOLVINGBEST PATH PROBLEM ca S. Behzadi, Ali A.Alesheikh[3]. Genetic Algorithm Finding the ShortestPath in Networks c?a Bilal Gonen[4]. Genetic Algorithms in Search, Optimizationand Machine Learning[5]. A Genetic Algorithm Approach to Solve theShortest Path Problem for Road Maps c?a Sachith Abeysundara, BaladasanGiritharan, Saluka Kodithuwakku.[6]. Introduction to Genetic Algorithms. Assaf Zaritsky . Ben-Gurion University, Israelwww.cs.bgu.ac.il/~assafza[7]. Introduction to Genetic Algorithms and Evolutionary Computation. Andrew L. Nelsonhttp://s.pudn.com/search_hot_en.asp?k=genetic+algorithm#Download source code ti Sharecode.vn