Sistema inteligente para la asignación de horarios a los docentes de la Tecnología en Desarrollo de Software

Sistema inteligente para la asignación de horarios a los docentes de la  Tecnología en Desarrollo de Software

Julian Osorio Salazar & Nicolas Rodríguez Fernández.

2019

Universidad Tecnológica de Pereira

Ingeniería de Sistemas y Computación

Proyecto de grado

Copyright © 2019 por Julian Osorio Salazar & Nicolas Rodríguez Fernández. Todos los  derechos reservados.

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Agradecimientos

En nombre de quienes realizamos este trabajo queremos agradecer a nuestras familias por  el apoyo incondicional durante todo nuestro proceso educativo, gracias por acompañarnos  durante esta etapa de nuestra vida que ya está por culminar.

A la Universidad Tecnológica de Pereira y al programa de Ingeniería de Sistemas y sus  docentes que nos brindaron el apoyo necesario para terminar nuestras carreras. Y finalmente al ingeniero Guillermo Solarte por la mentoría y acompañamiento durante  el desarrollo de este proyecto.

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Tabla de Contenido

GENERALIDADES ....................................................................................................................... 7 1.1. Título del proyecto.......................................................................................................... 7 1.2. Introducción .................................................................................................................... 7 1.3. Planteamiento del problema............................................................................................ 8 1.4. Justificación .................................................................................................................... 9 1.5. Objetivos....................................................................................................................... 10

1.5.1. Objetivo general.................................................................................................... 10 1.5.2. Objetivos específicos. ........................................................................................... 10 1.5.3. Antecedentes de la solución al problema.............................................................. 11

ESTADO DEL ARTE................................................................................................................... 12 2.1. Trabajos anteriores............................................................................................................. 12 MARCO TEÓRICO...................................................................................................................... 15 3.1. Algoritmos genéticos......................................................................................................... 15 3.2. Cromosoma........................................................................................................................ 17 3.3. Cruce de cromosomas........................................................................................................ 18 3.4. Método de selección por torneo......................................................................................... 19 3.5. Lenguaje de Modelado Unificado (UML)......................................................................... 20 3.5.1 Diagrama de clases ...................................................................................................... 20 3.5.2 Diagrama de componente ............................................................................................ 22 3.5.3 Diagrama relacional..................................................................................................... 24 3.5.4 Diagrama de paquetes.................................................................................................. 25 METODOLOGÍA......................................................................................................................... 27 4.1. Identificación de requerimientos para el programa de tecnología en desarrollo de software ................................................................................................................................................... 27 4.1.2. Restricciones y condiciones para la asignación de horarios. ...................................... 29 4.2. Diseño del algoritmo genético ........................................................................................... 30 4.2.1. Diseño de cromosomas. .............................................................................................. 30 4.2.2. Diseño del cruce y función de aptitud......................................................................... 31 4.3. Modelo de implementación................................................................................................ 33 4.3.1. Diagrama de clases. .................................................................................................... 33 4.3.2. Diagrama relacional.................................................................................................... 39 4.3.3. Diagrama de componentes.......................................................................................... 40 4.3.4. Herramientas de la implementación............................................................................ 41 CAPITULO V RESULTADOS................................................................................................... 45 5.1. Ejecución del algoritmo genético....................................................................................... 45 5.2. Salidas del sistema ............................................................................................................. 50 5.3. Conclusiones...................................................................................................................... 53 Bibliografía ................................................................................................................................... 55

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Lista de tablas

Tabla 1. Pensum académico por semestres de la Tecnología en Desarrollo de Software de la UTP ............................................................................................................................................... 27 Tabla 2. Clase DBManager........................................................................................................... 34 Tabla 3. Clase Room..................................................................................................................... 34 Tabla 4. Clase ClassHour.............................................................................................................. 35 Tabla 5.Clase ClassDay ................................................................................................................ 35 Tabla 6. Clase Professor ............................................................................................................... 35 Tabla 7. Clase Semester................................................................................................................ 36 Tabla 8. Clase Course ................................................................................................................... 36 Tabla 9. Clase Class...................................................................................................................... 37 Tabla 10. Clase Schedule.............................................................................................................. 37 Tabla 11. Clase GeneticAlgorithm ............................................................................................... 38

Tabla 12. Formato de salidas del sistema de asignación de horarios de la Tecnología en  Desarrollo de Software ......................................................................................................... 44 Tabla 13. Contenido de datos de cada prueba............................................................................... 45 Tabla 14. Número de generaciones que le tomó al algoritmo encontrar una solución por cada  prueba.................................................................................................................................... 46 Tabla 15. Horario asignado al Semestre I..................................................................................... 50 Tabla 16. Horario asignado al Semestre II.................................................................................... 51 Tabla 17. Horario asignado al Semestre III .................................................................................. 51 Tabla 18. Horario asignado al Semestre IV.................................................................................. 52 Tabla 19. Horario asignado al Semestre V ................................................................................... 52 Tabla 20. Horario asignado al Semestre VI.................................................................................. 53

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Lista de figuras

Figura 1. Proceso de ejecución general de un algoritmo genético................................................ 17 Figura 2. Proceso de evaluación y cruce población en un algoritmo genético ............................. 18 Figura 3. Algoritmo de selección por torneo ................................................................................ 19 Figura 4. Representación diagrama de clases............................................................................... 21 Figura 5. Ejemplo diagrama de clases. ......................................................................................... 22 Figura 6. Ejemplo diagrama de componentes............................................................................... 23 Figura 7. Ejemplo modelo relacional............................................................................................ 25 Figura 8. Ejemplo diagrama de paquetes...................................................................................... 26 Figura 9. Condiciones para asignación de horario........................................................................ 29 Figura 10. Restricciones para la aceptación de un horario asignado ............................................ 30 Figura 11. Proceso de inicialización de cromosomas................................................................... 31 Figura 12. Diagrama de clases...................................................................................................... 33 Figura 13. Diagrama relacional de la base de datos...................................................................... 39 Figura 14. Diagrama de componentes .......................................................................................... 40 Figura 15. Tablas con los datos iniciales del programa ................................................................ 43 Figura 16. Generación inmadura................................................................................................... 47 Figura 17. Generación intermedia................................................................................................. 48 Figura 18. Generación final .......................................................................................................... 49 Figura 19. Archivos generados como salidas ............................................................................... 50

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