سالهاست که به علت پیچیدگی و زمانبر بودن این برنامه ها، و همچنین عدم رضایت بخشی برنامه ریزی دستی در برخی زمینه ها، به مسئله برنامه ریزی خودکار، توجه ویژهای می شود (باشی زاده، ۱۳۹۱).
با این وجود به علت تفاوت معیارها و ضوابط دانشگاهها، نمی توان یک برنامه واحد را برای همه دانشگاهها اعمال کرد، اما نکته قابل توجه وجود خصوصیات مشترک در تمامی آنها است، از این جمله می‌توان به سه عامل مؤثر در زمانبندی شامل درس، استاد و امکانات اشاره کرد، معیار بهینگی برنامه بر اساس یک سری محدودیتها مشخص می شود ( دهقانی و ذاکرتولائی، ۱۳۸۵)، بنابرین هر برنامه آموزشی اگر بخواهد مورد استفاده قرار گیرد بایستی محدودیتهای حاکم بر مدل را رعایت کند (امیدوار، ۱۳۸۴) و به عبارتی می‌توان گفت مسائل جداول زمانی برای دروس دانشگاهی روشی برای ارضای محدودیتها می‌باشد.
محدودیتهای این گونه برنامه ها به دو دسته محدودیتهای سخت و نرم تقسیم میشوند که در واقع شرایط و قوانین و ترجیحات آموزشی را بیان می‌کنند، برنامه نهایی ایجاد شده بایستی محدودیتهای سخت را تامین کند و محدودیتهای نرم را تا حد امکان کاهش دهد ( دهقانی و ذاکر تولائی، ۱۳۸۵). به دلیل ازدیاد متغیرهای تصمیم در این گونه مسائل نیاز به استفاده از الگوریتمهای هوشمند جهت حل آن، قطعی است. یکی از این روشهای هوشمند، استفاده از الگوریتمهای ژنتیک است (نعیمی و منجمی، ۱۳۸۸)، امروزه الگوریتمهای ژنتیکی شناختهشدهترین نوع الگوریتم تکاملی میباشند (باوی و صالحی، ۱۳۸۹).
۲-۲- تعاریف و ادبیاتتحقیق
در این قسمت، با توجه به مطالعاتی پیرامون مسئله برنامه ریزی دروس دانشگاهی به بیان مبانی نظری و تعاریف مطرح شده در این زمینه پرداخته می شود.
۲-۲-۱- برنامه ریزی دروس دانشگاهی
زمانبندی دروس یکی از مسائل مهم و زمانبر در هر محیط آموزشی است. برنامه ریزی چیدمان دروس در جدول هفتگی، بر اساس معیارها و امکانات محیط، مشخصات دروس و ساعات حضور استادان صورت می‌گیرد (دهقانی و ذاکرتولائی، ۱۳۸۵). در ادامه به تعاریف مختلفی از برنامه ریزی دروس دانشگاهی اشاره خواهد شد.
یعقوبی،۱۳۸۴، در پایان نامه خود مسئله جداولزمانی را فرایند تخصیص منابع محدود مکانی- زمانی، به تعدادی رویداد، با شرط ارضا تعداد زیادی محدودیت، تعریف نموده است.
امیدوار،۱۳۸۴، یک مسئله برنامه ریزی هفتگی مدارس را برنامهای میداند که اولاً خالی از تداخل بوده و ثانیاًً با استانداردهای آموزشی مطابقت داشته باشد.
خلیلی و منصورزاده، ۱۳۸۵، در مقاله خود، معتقدند که در مسائل زمانبندی دروس سعی بر این است که مجموعه ای از منابع معین، متشکل از کلاسها، اساتید و دروس، تحت شرایط خاص به مجموعه ای از ساعتهای درسی اختصاص یابد.
دهقانی و ذاکرتولائی، ۱۳۸۵، در مقاله خود زمانبندی دروس را ایجاد یک برنامهزمانی معتبر و قابل اجرا با حداقل تداخل تعریف می‌کنند.
جولا و خاتونناصری،۱۳۸۶، در مقاله خود، برنامه ریزی دروس دانشگاهی را تخصیص یک درس به دو منبع بازهزمانی و اتاق به گونه ای که محدودیتهای مورد نظر در آن نقض نشوند، تعریف می‌کنند.
نعیمی و منجمی، ۱۳۸۸، در مقاله خود مسئله طراحی جداول زمانی درسی مراکز آموزشی را تخصیص دروس به تعدادی کلاس در بازه های زمانی مشخص با هدف ارضا نمودن حداکثر قیود موجود تعریف نموده اند.
مسعودیان و استکی، ۱۳۸۸، مسئله جدولزمانی را تخصیص دروس هفتگی به بازه های زمانی و اتاقهای برگزاری کلاسها تعریف می کند که اگر شروطی مانند عدم تخصیص یک کلاس در یک ساعت به چند درس، یا عدم تلاقی زمانی در دروس یک استاد به مسئله اضافه گردد مشخص می شود که مسئله طراحی جدولزمانی دروس دانشگاهی، می تواند یک مسئله ارضای محدودیت[۱] قلمداد شود.
در مقاله دیگری امینطوسی و صدوقییزدی، ۱۳۸۹، برنامه ریزی دروس دانشگاهی یک گروه یا دانشگاه را انتساب جلسات دروس، به یک سری بازه های زمانی و اتاقها به نحوی که مجموعه ای از شرایط مختلف برآورده گردد، تعریف کرده اند.
باباییزاده، ۱۳۹۰، در مقاله خود مسئله جدولزمانی کلاسهای دانشگاه را مجموعه ای از نشستهای همزمان استادان و دانشجویان در شماری از بازه های زمانی میداند که نیازمند برخی منابع است و باید شماری از محدودیتها را برآورده نماید.
راستگار امینی، ۱۳۹۱، زمانبندی دروس دانشگاهی را تخصیص دروس به اساتید در زمانهای مناسب به طوری که اهداف سازمان را از یک سو و ترجیحات اساتید از سوی دیگر تامین شود، تعریف نموده است. این زمانبندی کلاسها نوعاً اختصاص کلاسها به استادها و اتاقها و همچنین زمانهای ملاقات استاد و دانشجو در روز را در بر می‌گیرد.
در مقاله باشیزاده، ۱۳۹۱، برنامه ریزی دروس دانشگاهی یک مقدار چند بعدی تعریف شده است که در آن، دانشجویان و استادان به دروس، گروه دروس و یا کلاسها نسبت داده میشوند، در این میان محدودیتهایی به صورت طبیعی و یا با توجه به خواست کاربر وجود دارد که باید در هنگام حل مسئله در نظر گرفته شود.
مونتانا و همکاران[۲]، ۲۰۰۰، در مقاله خود، مسئله زمانبندی دروس را شامل تخصیص تعدادی استاد به تعدادی از منابع زمانی و مکانی میدانند.
برانیمیر و همکاران۱، ۲۰۰۲، مسئله جدولزمانی دروس دانشگاهی را یک مسئله رایج در تمامی مراکز آموزشی میدانند که برای یافتن پاسخ بایستی تعداد زیادی محدودیت در نظر گرفته شود و تعداد تناقضات محدودیتها را تا حد امکان کم کرد.
ینزنوانگ[۳]۲، ۲۰۰۳، در مقاله خود، خلق یک برنامه ریزی دروس دانشگاهی را یکی از مهمترین وظایف مسئولان برنامه ریزی در دانشگاهها میداند و این مسئله را یک مسئله پیچیده معرفی می کند که تحت محدودیتهای چندگانه قرار دارد.
نات و مانوئل[۴]۳ ،۲۰۰۳، مسئله زمانبندی دروس دانشگاهی را جزء مسائل بهینه سازی میدانند که برای یافتن جواب بهینه در کنار دیگر جوابهای موجه، زمان طولانی باید صرف شود.
عباس و تی سانگ[۵]۴، ۲۰۰۴، مسئله زمان بندی کلاسهای درس به صورت فرایند تخصیص دروس دانشگاهی به زمانهای مشخص از برنامه هفتگی با در نظر گرفتن کلاس مناسب و امکانات مورد نیاز ارائه دروس تعریف میگردد.
کوینسول[۶]۵، ۲۰۰۶، در طرح تحقیقی خود، طراحی یک جدولزمانی برای بخش یا دانشکده کوچک را متفاوت از جدولزمانی برای یک دانشگاه بزرگتر میداند که شامل تداخلهای زمانی، مکانی و نیز ترجیحات اساتید می‌باشد، که بایستی در طراحی این جدولها در نظر گرفته و پاسخ داده شوند.
راجان و سانجای[۷]۶ ،۲۰۱۲، مسئله جدول زمانی را یک مسئله NP-hard معرفی می‌کنند که حل آن بسیار پیچیده و بستگی زیادی به محدودیتهای مختلف دارد.
۲-۲-۲- مسائل NP-complete
