Lukujärjestysanalyysi Ari Nevalainen a.nevalainen@kolumbus.fi Lukujärjestysanalyysi 1/15
Lukujärjestyssuunnittelu Miksi lukujärjestyssuunnittelua tarvitaan? Tuhansia oppilaita. Rajalliset resurssit. Opetuksen rajoitteita. Ei samanaikaisia ja samanpaikkaisia luentoja. Opettaja ei voi olla kahdessa paikassa yhtä aikaa. Luentojen pituus maksimissaan 4 tuntia. Ei kahta saman kurssin luentoa päivässä. Lukujärjestysanalyysi 2/15
Lukujärjestys tik1 esimerkkiviikolle Lukujärjestysanalyysi 3/15
Käsitteitä Lukujärjestys U= H,V Tapahtuma H H Luento Harjoitus Tentti Muu tapahtuma Opintopolku SP on joukko tapahtumia. Valinta V V on ohje muodostaa opintopolkuja. Lukujärjestysanalyysi 4/15
Hyvä lukujärjestys? Opintopolun SP tapahtumat H ryhmitellään niiden järjestämisajan Ti(H) mukaan. Ryhmiin kuuluvat tapahtumien ajat muodostavat joukon Ti(Sp). Ti(SP)={Ti(H) H Sp } Opintopolun SP hyvyysluku Hy(SP) on Hy(SP)= Ti(SP) SP Lukujärjestysanalyysi 5/15
Erityyppisiä lukujärjestyksiä Yksiosainen lukujärjestys Vain yksi tapa valita kurssit. Moniosainen lukujärjestys Useampia tapoja valita kurssit. Yksinkertainen lukujärjestys Kt(H) Ca(H) missä Kt(H) on tapahtuman kapasiteettitarve ja Ca(H) on tapahtuman kapasiteetti. Lukujärjestysanalyysi 6/15
Lukujärjestyksen kapasiteetti Yksinkertaisella lukujärjestyksellä on yksiselitteinen kapasiteetti. Liian rajoittava korkeakouluopetuksen tarpeisiin. Hyvyysluvun vaikutus kapasiteettiin Käytetään vain parhaita opintopolkuja. Tuntemattomat lukujärjestykset Monet lukujärjestykset käyttävät samoja tapahtumia. Huomioidaan hyvyysluvulla. Lukujärjestysanalyysi 7/15
Kapasiteetin laskeminen Täytetään lukujärjestys valitsemalla tapahtumat satunnaisesti. Mallinnetaan opiskelijoiden tapaa valita kurssit. Haetaan rajoiteohjelmoinnilla ratkaisu halutulle kapasiteetille. Answer Set Programming, ASP. Ohjelmat lparse [3], smodels [1] ja clasp [2]. Tiedot esitetään relaatioilla [5]. Esitetään ongelma säännöillä ja rajoitteilla. Ratkaisin etsii ratkaisun. Lukujärjestysanalyysi 8/15
Lähtötiedot Lähtötiedot kerätään suunnittelijoiden tekemistä siirtotiedostoista, joilla tiedot siirretään oodi [4] järjestelmään. Oodi on 13 yliopiston käytössä oleva sovellus opiskelija-, opinto- ja opetustietojen hallintaan ja rekisteröintiin. Siirtotiedostot ovat xml-muotoisia. Tiedot on annettu vaihtelevasti. Ilmoittautumismäärät kursseille on annettu vain osittain. Käytössä huoneiden koko. Lukujärjestysanalyysi 9/15
Tuloksia lukujärjestykselle tik2.2 Tietotekniikan opiskelijoiden toisen vuoden toisen periodin lukujärjestys. Mat-1.1132 Mat-1.2600 Mat-1.2620 TU-22.1101 TU-22.1103 T-61.2010 T-79.1001 T-76.1143 Lukujärjestysanalyysi 10/15
Tuloksia lukujärjestykselle tik2.2 Tulokset satunnaisohjelmalla: Paras hyvyysluku on 0.940. Kapasiteetti on 54 oppilasta. Kapasitettti osassa 0 5...8 oppilasta. Kapasiteetti osassa 1 46...50 oppilasta. Opintopolkuja on yhteensä 12160 kpl. Kapasiteetin käyttö 17.2%. Tapahtumista on täynnä 2 kpl. Ratkaisuaika 20.5 s. Tapahtumien päiväjakauma: ma 18%, ti 30%, ke 17%, to 25%, pe 10%. Lukujärjestysanalyysi 11/15
Tuloksia lukujärjestykselle tik2.2 Tulokset ASP-ohjelmalla: Samanaikaisia tapahtumia 1 kpl. Kapasiteetti osa 0 osa 1. 24 24 24 1 1 53 Ratkaisuaika 9s Lukujärjestysanalyysi 12/15
Tuloksia lukujärjestyksille Kapasiteetti: Ensimmäinen vuosi periodi 1 periodi 2 Toinen vuosi periodi 1 periodi 2 30 oppilasta 30 oppilasta 162 oppilasta 48 oppilasta Lukujärjestysanalyysi 13/15
Lopuksi Suunnittelua selvästi tarvitaan. Hyvyysluvun pitäisi olla 1.00. Kapasiteetti vaihtelee. Luennoilla ei käydä kuitenkaan. Luennoilla ei voi käydä. suunnittelu on mahdollista. Lukujärjestysanalyysi 14/15
References [1] P.Simons, I. Niemelä, and T. Soininen. Extending and implementing the stable model semantics. Artif. Intell., 138(1-2):181-234, 2002. [2] M.Gebser. Clasp : A conflict-driven answer set solver. In LPNMR, pages 260-265, 2007. [3] T. Syrjänen. Lparse 1.0 User s Manual. http://www.tcs.hut.fi/software/smodels/lparse.ps. [4] http://www.tkk.fi/fi/opinnot/tietojarjestelmat/oodi/index/ [5] Tomi Janhunen, Automaattinen lukujärjestyksen analyysi ja suunnittelu, 3.11.2009. Lukujärjestysanalyysi 15/15