\documentclass[licenciatura]{include/cic_unb}

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\orientador{\prof Claudia Nalon}{CIC/UnB}
\coordenador{\prof[a] Ms. Priscila América Solis Barreto}{CIC/UnB}
\cipauthor{Thiago Henrique Ramos}{Mata}

\membroum {\prof Fulano da Silva}{CIC/UnB}
\membrodois {\prof Cicrano da Silva}{CIC/UnB}

\diamesano{11}{Julho}{2008}
\palavraschaves{escalonamento, matrícula, concorrencia, vagas, matérias, disciplinas, curso, aluno, mérito}

\title{Estudo em Escalonamento\\ para Problemas de Satisfa\c{c}\~ao de Restri\c{c}\~oes Aplicado no Sistema de Matrícula de Alunos da Universidade de Brasília}

\begin{document}

\capas
\folhaaprovacao

\begin{agradecimentos}

Este trabalho é dedicado a todos aqueles que investem esforços para continuamente aperfeiçoar a universidade pública.

\end{agradecimentos}

\begin{resumo}

O estudo consiste na investigação do funcionamento do sistema de matrícula da Universidade de Brasília, suas limitações e uma sugestão de aperfeiçoamento.

A prosposta surge numa situação onde é demandado um esclarecimento formal do funcionamento do sistema de matrícula quanto na contínua necessidade de adapta-lo às necessidades vigentes.

\end{resumo}

\sumarios

\chapter{Introdução}
\label{capitulo:introducao}

A Qualidade do trabalho realizado pela automatiza\c{c}\~ao de um processo de decis\~ao pode ser avaliado por v\'arios fatores. Os fatores mais comuns de an\'alise se restringem \`a velocidade e transpar\^encia do processo. Muitas vezes, aqueles que observam apenas estes fatores ignoram o foco maior do processo de decis\~ao, que \'e justamente a qualidade da decis\~ao tomada. Para poder se fazer uma an\'alise cient\'ifica, exata e comparativa da qualidade de uma decis\~ao \'e preciso tornar os crit\'erios de avalia\c{c}\~ao de qualidade
mensur\'aveis.

A \'area de pesquisa que procura aperfei\c{c}oar os resultados deste tipo de problema, n\~ao se retendo num referencial meramente temporal mas qualitativo, segundo uma s\'erie de restri\c{c}\~oes bem definidas, s\~ao chamados de problemas de satisfa\c{c}\~ao de restri\c{c}\~oes ou CSPs (do ingl\^es \foreignlanguage{english}{Constraint Satisfaction Problems} ).

A matr\'icula da Universidade Bras\'ilia consiste num processo, parcialmente automatizado, cujo objetivo consiste em matricular os alunos da Universidade nas turmas existentes conforme a disponibilidade de vagas, tendo como objetivo melhores resultados poss\'iveis segundo as metas estabelecidas. Metas estas tra\c{c}adas a partir dos objetivos de seus participantes que s\~ao convertidos ent\~ao em requisitos para o sistema automatizado.

Na situa\c{c}\~ao problema apresentada existem por um lado os objetivos da Universidade de Bras\'ilia e por outro, os objetivos de seus alunos. Em alguns casos, os interesses resultantes destes  objetivos coincidem de modo que uma decis\~ao possa atender a ambos. Mas existem outros casos em que estes interesses precisam ser ordenados numa escala de import\^ancia para que um tenha de ser atendido em sacrif\'icio de outro.

Apesar do tempo de processamento dispon\'ivel para a tomada de decis\~ao ser finito, este n\~ao \'e de fato a maior restri\c{c}\~ao, podendo ent\~ao ser inicialmente desconsiderado e servindo finalmente como fator de desempate, se
necess\'ario.

Baseando-se nos objetivos da Universidade e de seus alunos ser\~ao ent\~ao desenvolvidas m\'etricas de an\'alise dos resultados para que se possa ent\~ao comparar diferentes solu\c{c}\~oes apresentadas.

Esta pesquisa, al\'em de ser uma maneira de formalizar o funcionamento atual do Sistema de Matr\'icula, servir\'a tamb\'em para que o funcionamento alternativo proposto no processo do reajuste possa ser avaliado da maneira mais pr\'oxima com a realidade poss\'ivel.

\chapter{A Situação Problema}
\label{capitulo:asituacaoproblema}

O foco desta pesquisa \'e de aperfei\c{c}oar o funcionamento do momento do reajuste do Sistema do Matr\'icula da Universidade de Bras\'ilia. Esta altera\c{c}\~ao ent\~ao ser\'a analisada sobre os resultados obtidos segundo as m\'etricas estabelecidas baseadas nos objetivos da Universidade de Bras\'ilia e de seus alunos.

As altera\c{c}\~oes do funcionamento do algoritmo e do protocolo do per\'iodo de reajuste \'e baseado nas observa\c{c}\~oes de situa\c{c}\~oes problem\'aticas reais que dever\~ao ser not\'aveis na implementa\c{c}\~ao do sistema atual para a aplica\c{c}\~ao das simula\c{c}\~oes.

Para tal, tanto o funcionamento atual do sistema quanto o seu funcionamento ap\'os a altera\c{c}\~ao proposta
dever\~ao ser implementados e aplicados em situa\c{c}\~oes de teste \ e seus resultados comparados e avaliados.

\section{Compreendo o Sistema de Matr\'icula da Universidade de Bras\'ilia}
\label{secao:compreendendoosistema}

Apesar de n\~ao ter uma m\'etrica de an\'alise de qualidade de algor\'itimos e protocolos implementados no Sistema de Matr\'icula da Universidade de Bras\'ilia, nem um processo bem definido de aperfei\c{c}oamento deste, o Sistema de Matr\'icula e seu funcionamento tem sido alterado ao longo do tempo sempre buscando atender da melhor maneira poss\'ivel os objetivos estabelecidos.

\subsubsection{O Processo de Matr\'icula}
\label{subsecao:oprocessodematricula}

\subsubsection{Prop\'osito Geral}
\label{subsecao:oprocessodematricula}

Para se compreender o prop\'osito geral do sistema de matr\'icula \'e necess\'ario se compreender os objetivos gerais da Universidade e de seus cursos. Conforme cita\c{c}\~oes a seguir, do Regimento Geral da UnB, os objetivos dos
cursos de gradua\c{c}\~ao s\~ao:

\begin{quotation}
Art. 84. Os cursos de gradua\c{c}\~ao t\^em como objetivo a forma\c{c}\~ao de profissionais qualificados para o exerc\'icio de atividades que demandem estudos superiores.

Para tal a Universidade de Bras\'ilia estrutura as mat\'erias em disciplinas e estas em fluxos a fim de otimizar o resultado desejado.\cite{REGIMENTOGERALUNB}
\end{quotation}

\begin{quotation}
Art. 73. As mat\'erias dos curr\'iculos dos cursos regulares s\~ao ministradas na forma de disciplinas ofertadas nos per\'iodos letivos previstos no calend\'ario acad\^emico, estabelecido pelo Conselho de Ensino, Pesquisa e Extens\~ao. \cite{REGIMENTOGERALUNB}
\end{quotation}

\begin{quotation}
Par\'agrafo \'unico. Entende-se por disciplina o conjunto de estudos e de atividade correspondentes a um programa de ensino, com um m\'inimo prefixado de horas. \cite{REGIMENTOGERALUNB}
\end{quotation}

\begin{quotation}
Art. 88. Os cursos regulares de gradua\c{c}\~ao s\~ao estruturados para dar seq\"u\^encia e complementaridade adequadas \`as mat\'erias dos curr\'iculos e flexibilidade \`a integraliza\c{c}\~ao curricular, na forma definida
pelo Conselho de Ensino, Pesquisa e Extens\~ao.\cite{REGIMENTOGERALUNB}
\end{quotation}

Entende-se ent\~ao por disciplina o conjunto de estudos e de atividades correspondentes a um programa de ensino.

Pode-se notar, pelo que \'e dito no artigo 88 que existe o interesse da universidade de que os alunos sigam a seq\"u\^encia adequada e planejada das disciplinas de um curso, tamb\'em chamado em outros documentos de fluxo do
curso. Baseado nisto, em especial nos artigos 88 e 84, podemos levantar os seguintes requisitos da Universidade de Bras\'ilia, sobre o sistema de matr\'icula:

\begin{itemize}
	\item 1{\textordmasculine} Requisito da Universidade - O sistema deve estimular os alunos a conclu\'irem o curso dentro do per\'iodo planejado, possibilitando ent\~ao que os recursos por eles utilizados possam vir a capacitar a outros alunos.
	\item 2{\textordmasculine} Requisito da Universidade - O sistema deve deve buscar estimular os alunos a se manterem no fluxo tendo em vista otimizar o seu aproveitamento das mat\'erias.
\end{itemize}

Os alunos dos cursos, na vis\~ao da Universidade de Bras\'ilia, s\~ao subdivididos na seguinte forma:

\begin{quotation}
Art. 83. Os cursos t\^em alunos regulares e alunos especiais.

1o O aluno regular \'e aquele matriculado em curso de gradua\c{c}\~ao e de p\'os-gradua\c{c}\~ao nos termos do Estatuto, nos deste Regimento Geral e nos termos das normas baixadas pelo Conselho Universit\'ario e o de Ensino, Pesquisa e Extens\~ao.

2o O aluno especial \'e aquele inscrito em cursos de extens\~ao, em disciplinas isoladas ou em atividades cong\^eneres, nos termos das normas espec\'ificas aprovadas pelo Conselho de Ensino, Pesquisa e Extens\~ao, diretamente, ou pelas C\^amaras a este vinculadas.\cite{REGIMENTOGERALUNB}
\end{quotation}


A matr\'icula dos alunos especiais ser\'a desconsiderada nesta pesquisa e simula\c{c}\~ao. O processo de matr\'icula destes alunos especiais \ n\~ao s\~ao definidos conforme os dos alunos regulares mas s\~ao definidos de maneira espec\'ifica segundo pode ser visto na Resolu\c{c}\~ao do Conselho de Ensino, Pesquisa e Extens\~ao N. 123/2002 
\cite{RESOLUCAOCONSELHOEXT}. Em rela\c{c}\~ao aos alunos regulares, o Regimento Geral determina que:

\begin{quotation}
Art. 90. A matr\'icula em disciplina \'e condicionada \`a aprova\c{c}\~ao em disciplinas que s\~ao requisitos e \`a disponibilidade de vagas em turma.\cite{REGIMENTOGERALUNB}
\end{quotation}

A matr\'icula em disciplinas podem, ent\~ao, ser condicionada \`a aprova\c{c}\~ao pr\'evia em outras disciplinas chamadas ent\~ao de requisitos (ou pr\'e-requisitos). \'E importante notar que a \ restri\c{c}\~ao apresentada no documento n\~ao se restringe apenas no per\'iodo de confirma\c{c}\~ao de matr\'icula, mas se mant\'em durante todos os passos da matricula, desde a pr\'e-matr\'icula at\'e o reajuste, como ser\'a visto a diante.

Observa-se tamb\'em a situa\c{c}\~ao problema da disponibilidade de vagas enquanto fator condicional para o sucesso na matr\'icula de um aluno numa turma de uma determinada disciplina.

\'E natural se crer que os alunos esperem que, numa situa\c{c}\~ao de disputa, seja preferencial o acesso \`aquele que, segundo um fator justo, bem definido, tiver melhor pontua\c{c}\~ao. Assim, uma caracter\'istica naturalmente esperada do processo de avalia\c{c}\~ao comparativa dos alunos \'e que este n\~ao seja prioritariamente vantajoso ao aluno mais r\'apido ao solicitar a matr\'icula, num algor\'itimo de fila simples, mas que seja vantajoso ao que tenha um melhor desempenho em todo o seu hist\'orico. Os crit\'erios que definem o funcionamento desta an\'alise de desempenho deve ser acess\'ivel a todos, facilitando assim ao aluno compreender o impacto de cada um dos aspectos sob o qual ele \'e avaliado e classificado como tamb\'em possibilita ao aluno comprovar que o sistema est\'a de acordo com a especifica\c{c}\~ao.

\'E tamb\'em de interesse da Universidade que o sistema seja meritocr\'atico, tendo em vista que um tal sistema tende a estimular todos os participantes a obterem melhores men\c{c}\~oes, como a atender aos outros quesitos de classifica\c{c}\~ao, oferecendo aos participantes de melhor avalia\c{c}\~ao um diferencial competitivo.

Numa formaliza\c{c}\~ao mais computacional temos que:

\begin{itemize}
\item 1{\textordmasculine} Requisito do Aluno - Nas situa\c{c}\~oes em que um a concorr\^encia seja necess\'aria, que ele possa concorrer num processo justo e transparente.
\item 2{\textordmasculine} Requisito do Aluno - Que o processo de concorr\^encia seja primariamente meritocr\'atico. Isto \'e, que seja valorizado o aluno que tenha uma melhor pontua\c{c}\~ao, segundo crit\'erios objetivos, ao inv\'es daquele que se inscrever primeiro.
\end{itemize}

Segundo o Manual do Aluno da UnB \cite{MANUALDOALUNO}, este processo meritocr\'atico considera as seguintes informa\c{c}\~oes:

\begin{quotation}
Informa\c{c}\~oes consideradas no processamento:

\begin{enumerate}
\item fluxo de curso;
\item oferta de disciplina/turmas no per\'iodo letivo;
\item hist\'orico escolar do aluno.

\begin{enumerate}
\item Crit\'erios de ordena\c{c}\~ao para obten\c{c}\~ao de vagas:
\end{enumerate}
\item condi\c{c}\~ao de calouro/vestibulando.
\item prioridade da op\c{c}\~ao:

\begin{enumerate}
\item op\c{c}\~ao principal;
\item op\c{c}\~ao secund\'aria.
\end{enumerate}
\item ader\^encia ao fluxo:

\begin{enumerate}
\item \'E o \'indice num\'erico obtido pela soma de cr\'editos de disciplinas constantes no fluxo e n\~ao-cursadas
pelo aluno, desde o ingresso na UnB at\'e o per\'iodo anterior ao do aluno.
\item Quanto menor for o \'indice, maior \'e a ader\^encia do aluno ao fluxo e maior ser\'a a prioridade de obten\c{c}\~ao de vaga.
O aluno que estiver aderente ao fluxo que cursar disciplina de per\'iodo posterior n\~ao perder\'a a ader\^encia, n\~ao sendo penalizado
\end{enumerate}
\item posi\c{c}\~ao relativa do aluno no curso (em rela\c{c}\~ao ao final do curso):
\begin{enumerate}
\item Quanto mais pr\'oximo da conclus\~ao do curso estiver o aluno, maior \'e a prioridade para obten\c{c}\~ao de vaga.
\end{enumerate}
\item \'indice de rendimento acad\^emico -- IRA 
\item para cada aluno: 
\begin{enumerate}
\item tipo de disciplina:
	\begin{enumerate}
	\item fundamental;
	\item complementar;
	\end{enumerate}
\item prioridade no fluxo.
\end{enumerate}
\end{enumerate}\cite{MANUALDOALUNO}
\end{quotation}

Observa-se que a descri\c{c}\~ao fornecida pelo Manual do Aluno \ \'e relativamente vaga, pois n\~ao deixa claro de fato o algor\'itimo utilizado pelo Sistema de Matr\'icula. Sabe-se quais s\~ao as vari\'aveis de entrada para o sistema de matr\'icula mas n\~ao se apresenta o m\'etodo de c\'alculo para todos os quesitos, nem \'e apresentada de forma exata o modo como o sistema utiliza tais vari\'aveis. Perde-se, portanto, a caracter\'istica de transpar\^encia almejada pelo 2{\textordmasculine} requisito do aluno. Sendo assim, pode-se apenas inferir possibilidades a partir dos resultados das matr\'iculas anteriores.

Quanto \`a classifica\c{c}\~ao das disciplinas de um curso estas devem pertencer a uma e somente uma das nas seguintes categorias:

\begin{quotation}
Art. 89. O aluno de curso regular de gradua\c{c}\~ao comp\~oe o seu programa de estudos com disciplinas do M\'odulo Integrante e do M\'odulo Livre.

1o As disciplinas do M\'odulo Integrante s\~ao aquelas que comp\~oem o curr\'iculo do curso e incluem:

I - disciplinas obrigat\'orias, que devem ser cursadas com aproveitamento para a conclus\~ao do curso;

II - disciplinas optativas, que possibilitam ao aluno escolher entre as disciplinas oferecidas para integraliza\c{c}\~ao do curr\'iculo.\cite{MANUALDOALUNO}
\end{quotation}

Tendo em vista que as vagas s\~ao um recurso escasso, acreditamos ser de interesse da Universidade que o aluno pegue apenas a quantidade de disciplinas que tenha condi\c{c}\~ao de fazer e se dedicar a ser aprovado nestas, tendo em vista n\~ao desperdi\c{c}ar a vaga que poderia ser melhor utilizada por um outro aluno.

\begin{itemize}
\item 3{\textordmasculine} Requisito da Universidade - O sistema deve ent\~ao priorizar os alunos que n\~ao fizeram ainda a disciplina, depois os que j\'a a fizeram sem sucesso e por \'ultimo os que a abandonaram.
\end{itemize}

S\~ao ent\~ao subdividas as disciplinas por curso nas categorias de obrigat\'orias, optativas e m\'odulos livres.
Tendo em vista os requisitos 1{\textordmasculine} e 2{\textordmasculine} da Universidade e a menor quantidade de
escolhas entre as ofertas obrigat\'oria, optativas e m\'odulos livres, respectivamente, pode-se levantar um novo requisito da Universidade em rela\c{c}\~ao ao sistema:

\begin{itemize}
\item 4{\textordmasculine} Requisito da Universidade - O sistema deve priorizar os alunos que tenham a disciplina como obrigat\'oria, logo ap\'os os que tenham a disciplina como optativa e por \'ultimo os
demais.
\end{itemize}

Conforme Regimento Geral da UnB \cite{REGIMENTOGERALUNB}, ap\'os a conclus\~ao do semestre, as men\c{c}\~oes poss\'iveis e suas equival\^encias num\'ericas s\~ao:

\begin{center}
\begin{longtable}{|r|l|}
	\caption{MEN\c{C}\~OES EQUIVAL\^ENCIAS NUM\'ERICAS} 
	\label{tabela:mencoes_equivalencias_numericas} \\
	
	\hline
	\multicolumn{1}{|c|}{\textbf{Men\c{c}\~ao}} &
	\multicolumn{1}{c|}{\textbf{Equival\^encia num\'erica}} \\
	\hline
	\endfirsthead
	
	\multicolumn{2}{c}
	{{\bfseries \tablename\ \thetable{}}} \\
	
	\hline
	\multicolumn{1}{|c|}{\textbf{Mencao}} &
	\multicolumn{1}{c|}{Equival\^encia num\'erica} \\
	\hline
	\endhead
	
	\multicolumn{2}{r}{continua na próxima página} \\
	\endfoot
	
	\hline \hline
	\endlastfoot
	
	SS & 9,0 a 10,0 \\ \hline
	MS & 7,0 a 8,9  \\ \hline
	MM & 5,0 a 6,9  \\ \hline
	MI & 3,0 a 4,9  \\ \hline
	II & 0,1 a 2,9  \\ \hline
	SR & zero  \\ \hline
\end{longtable}
\end{center}


Sendo a aprova\c{c}\~ao numa disciplina, necess\'aria para a cumprimento do requisito e para a conclus\~ao do curso, \ estabelecida segundo os seguintes crit\'erios:


\begin{quotation}

	Art. 123. \'E aprovado na disciplina o aluno que obtiver men\c{c}\~ao igual ou superior a MM.

	
	1o \'E reprovado na disciplina o aluno que:

	I - comparecer a menos de 75 (setenta e cinco) por cento das respectivas atividades curriculares, com a men\c{c}\~ao SR;

	II - obtiver men\c{c}\~ao igual ou inferior a MI.\cite{REGIMENTOGERALUNB}
\end{quotation}

Durante o processo evolutivo de aperfei\c{c}oamento do Sistema de Matr\'icula, foi adotada uma estrat\'egia de se buscar garantir uma quantidade pr\'e-determinada de vagas em algumas disciplinas para alguns cursos, conforme o curr\'iculo dos cursos. Deste modo, cada curso tem uma quantidade de vagas que poder\'a reservar aos seus alunos
mais adequados segundo o padr\~ao de an\'alise estabelecido, conforme a demanda. 

As reservas ent\~ao s\~ao feitas automaticamente pelo sistema, conforme ser\'a melhor detalhado na descri\c{c}\~ao do per\'iodo de pr\'e-matr\'icula, buscando prover um meio facilitador para os alunos obterem as disciplinas que lhe s\~ao recomendadas em seu semestre.

Acreditamos ser de interesse da Universidade de Bras\'ilia que a menor quantidade de recurso seja desperdi\c{c}ada. Isto \'e, que os recursos possam sempre ter sua  utiliza\c{c}\~ao no m\'aximo planejado. No fator em quest\~ao, que as
turmas tenham ent\~ao, a menor quantidade de reservas ou vagas sem uso.

Numa formaliza\c{c}\~ao mais computacional, gera-se o seguinte requisito:

\begin{itemize}
\item
5{\textordmasculine} Requisito da Universidade - Todas as vagas dever\~ao, no m\'aximo esfor\c{c}o poss\'ivel, ser
preenchidas.
\end{itemize}

Os fatores de satisfa\c{c}\~ao na qualidade do resultado ser\~ao mais a frente formalizados e convertidos em resultados num\'ericos para que possam ent\~ao servir como crit\'erios de compara\c{c}\~ao entre diferentes solu\c{c}\~oes propostas. Mesmo sem a defini\c{c}\~ao formal de tais crit\'erios de satisfa\c{c}\~ao, o sistema atual de matricula tem passos bem definidos que facilitam uma melhora consider\'avel
destes.

Tais passos s\~ao:

\begin{enumerate}
\item Per\'iodo de Pr\'e-Matricula
\item Per\'iodo de Confirma\c{c}\~ao de Matricula
\item Per\'iodo de Ajuste
\item Per\'iodo de Reajuste
\end{enumerate}

Estes, ser\~ao descritos a seguir.

\section{Per\'iodo de Pr\'e-Matricula}
\label{secao:periododeprematricula}

A pr\'e-matr\'icula \'e a oferta personalizada de um bloco de disciplinas, feita pelo sistema de gradua\c{c}\~ao da universidade a partir da an\'alise da oferta de vagas e da demanda dos curr\'iculos dos estudantes, respeitando o fluxo de cada um dentro dos cursos.

Etapa processada automaticamente pelo Sistema de Informa\c{c}\~oes Acad\^emicas de Gradua\c{c}\~ao (SIGRA), com base no fluxo do curso, resultando na gera\c{c}\~ao de proposta de oferta de disciplinas para cada aluno no per\'iodo letivo.

No per\'iodo de pr\'e-matricula, o sistema reserva um n\'umero pr\'e-definido de vagas para os alunos que tenham determinadas disciplinas planejadas para a execu\c{c}\~ao em seu semestre letivo, de modo que estes possam mais facilmente obt\^e-las. Como o n\'umero de vagas reservadas para a pr\'e-matricula \'e restrito, o problema de concorr\^encia e escalonamento se mant\'em.

Tendo em vista que a quantidade de vagas reservadas para a pr\'e-matricula \'e frequentemente inferior ao n\'umero de alunos que podem ou precisam fazer a disciplina ofertada na turma, o Sistema ent\~ao dever\'a, baseado nos crit\'erios de satisfa\c{c}\~ao determinados, gerar passos de ordena\c{c}\~ao bem definidos para poder selecionar dentre todos os alunos que poderiam receber as reservas dispon\'iveis, quais assim as receber\~ao e quais n\~ao. Conforme o 1{\textordmasculine} e 2{\textordmasculine} requisito dos alunos.

Para atender o 5{\textordmasculine} requisito da universidade, caso um curso n\~ao tenha quantidade de alunos suficiente para fazer uso de todas as suas reservas de uma determinada turma, estas reservas devem ser utilizadas. Gera-se ent\~ao um novo requisito:

\begin{itemize}
\item 6{\textordmasculine} Requisito da Universidade - Na pr\'e-matr\'icula, caso um curso n\~ao tenha quantidade de alunos suficiente para fazer uso de todas as suas reservas de uma determinada turma, estas reservas devem ser utilizadas por outros alunos, se houverem, na ordem:
\end{itemize}

\begin{enumerate}
\item Alunos do mesmo curso / per\'iodo que n\~ao conseguiram se pr\'e-matricular nesta disciplina em outra turma;
\item Alunos de outros cursos que n\~ao conseguiram se pr\'e-matricular nesta disciplina nesta turma
\item Alunos de outros cursos que n\~ao conseguiram se pr\'e-matricular nesta disciplina.
\end{enumerate}

\'E de interesse tamb\'em do aluno que as disciplinas de seu semestre lhe sejam ofertadas, sempre que poss\'ivel.

\begin{itemize}
\item 3{\textordmasculine} Requisito do Aluno - Que ele seja pr\'e-matriculado no m\'aximo poss\'ivel de disciplinas de seu semestre, sendo o processo de concorr\^encia para as vagas de acordo com 
1{\textordmasculine} e 2{\textordmasculine} requisito.
\end{itemize}

O per\'iodo de pr\'e-matricula ent\~ao dever\'a se encerrar com a quantidade m\'axima de alunos pr\'e-matriculados nas turmas de seu fluxo, seguindo-se o crit\'erio justo de ordena\c{c}\~ao a ser estabelecido.

Ao final do per\'iodo de pr\'e-matricula, ent\~ao, o m\'aximo poss\'ivel de reservas dever\~ao estar preenchidas com os alunos selecionados segundo um processo justo, transparente e meritocr\'atico, atendendo-se a todos os requisitos at\'e ent\~ao estabelecidos.

\section{Per\'iodo de Confirma\c{c}\~ao de Matricula}
\label{secao:periodoconfirmacaomatricula}

No per\'iodo de confirma\c{c}\~ao matr\'icula o aluno ter\'a o direito de solicitar matr\'icula em quantas disciplinas acess\'iveis a este ele desejar,
observando o n\'umero m\'inimo e m\'aximo de cr\'editos permitidos por curso e os devidos cuidados ressaltados no 3{\textordmasculine} requisito da universidade. O aluno pode solicitar mais disciplinas do que o n\'umero m\'aximo de cr\'editos por semestre do seu curso. Caso o aluno tente se matricular numa disciplina e o n\'umero de cr\'editos j\'a obtidos pelo aluno, acrescidos dos cr\'editos da disciplina, excederem o n\'umero m\'aximo de cr\'editos por semestre, definidos pelo seu curso, o aluno n\~ao participar\'a do processo de concorr\^encia pelas vagas da disciplina.

\'E importante ressaltar que \'e poss\'ivel que o aluno n\~ao consiga nenhuma disciplina pelo processo autom\'atico de matr\'icula, cabendo a este recorrer aos recursos dispon\'iveis de ajuste e reajuste para obt\^e-las. Caso o aluno n\~ao cumpra com sucesso o n\'umero m\'inimo de cursos em um semestre, no semestre seguinte ele estar\'a em condi\c{c}\~ao.

A matr\'icula em disciplinas pode ser condicionada a aprova\c{c}\~ao de disciplinas que s\~ao destas pr\'e-requisitos.

\begin{quotation}
	Art. 90. A matr\'icula em disciplina \'e condicionada \`a aprova\c{c}\~ao em disciplinas que s\~ao requisitos e \`a disponibilidade de vagas em turma.\cite{REGIMENTOGERALUNB}
\end{quotation}

No artigo 90 ainda, observa-se a situa\c{c}\~ao problema da disponibilidade de vagas enquanto fator condicional para o sucesso na matr\'icula de um aluno numa turma de uma determinada disciplina.

\begin{quotation}
	Art 121. A matr\'icula refere-se ao procedimento da inscri\c{c}\~ao e obten\c{c}\~ao de vaga em disciplinas e ser\'a realizada para cada per\'iodo letivo.

	1o A escolha de disciplina, para efeito de matr\'icula, depender\'a de inclus\~ao dessa na lista de oferta do per\'iodo letivo considerado.

	2o A prioriza\c{c}\~ao de acesso de alunos a vagas em disciplinas seguir\'a as normas definidas pelo Conselho de Ensino, Pesquisa e Extens\~ao.\cite{REGIMENTOGERALUNB}
\end{quotation}

Nota-se novamente que devido ao problema da disponibilidade do recurso se faz necess\'ario a prioriza\c{c}\~ao de acesso segundo normas definidas.

Existem ainda as disciplinas restritas a determinados cursos o que a torna inacess\'ivel aos demais alunos. Conforme pode ser constatado no sistema de matr\'icula existente \cite{MATRICULAWEB}.

Os alunos podem, durante o per\'iodo de matr\'icula ordenar as suas solicita\c{c}\~oes numa ordem de prioridade:

\begin{itemize}
\item 4{\textordmasculine} Requisito do Aluno - Que a ordem de prioridade estabelecida entre as solicita\c{c}\~oes de matr\'icula seja respeitada.
\end{itemize}

Ap\'os o fechamento do processo de matr\'icula, as turmas ser\~ao preenchidas pelos alunos mais aptos, formando-se uma fila de espera, se necess\'aria.

\section{Per\'iodo de Ajuste}
\label{secao:periodoajuste}

Ao analisarem os resultados obtidos pela matr\'icula, os alunos podem considerar as turmas obtidas insuficientes para o semestre. Os motivos podem ser os mais diversos, desde o fato de que o aluno n\~ao ter conseguido uma disciplina que gostaria muito, a existirem janelas em sua grade que ele gostaria de aproveitar melhor, ter conseguido um n\'umero muito pequeno de turmas na matr\'icula, etc. N\~ao faz parte do escopo desta pesquisa
compreender os motivos que levam os alunos a solicitarem novas disciplinas. O Sistema deve prover meios dos alunos solicitarem o ajuste.

Existe tamb\'em o caso em que o aluno consegue disciplinas al\'em da quantidade desejada, apresenta problemas pessoais, motivos de for\c{c}a maior, etc. e deseja a sua retirada de uma ou mais turmas. O sistema de ajuste deve prover meios para que isto seja feito e, no interesse da Universidade, saber aproveitar a vaga disponibilizada.

Lembrando que a Universidade deseja que o aluno pegue apenas a quantidade de disciplinas que tenha condi\c{c}\~ao de fazer e se dedicar a ser aprovado nestas, tendo em vista n\~ao desperdi\c{c}ar a vaga que poderia ser melhor utilizada por um outro aluno, o sistema deve desestimular ao aluno que solicite v\'arias mat\'erias de maneira irrestrita. Existe um mecanismo de controle na quantidade de vezes que o aluno pode trancar uma disciplina, com
ressalvas para os trancamentos justificados que, no escopo deste sistema ser\~ao considerados como uma remo\c{c}\~ao completa do pedido de matr\'icula, tal qual nunca tivesse acontecido. Os demais trancamentos ser\~ao armazenados no hist\'orico do aluno, sendo um dos  fatores de classifica\c{c}\~ao dos alunos que se inscreveram na disciplina.

O ajuste consiste em matricular em turmas com vagas os alunos que, ap\'os receberem o resultado do per\'iodo de matr\'icula, ainda desejam adquirir mais turmas no semestre. No mesmo per\'iodo os alunos podem tamb\'em solicitar a sua retirada de uma turma. O sistema deve administrar as vagas e as filas de espera, oferecendo a vaga para o aluno em conformidade com todos os requisitos anteriormente apresentados.

Na implementa\c{c}\~ao e descri\c{c}\~ao feitas nesta pesquisa, as especificidades de controle de hist\'orico estudantil, como o controle na quantidade de trancamentos poss\'iveis, jubilamento por exceder o n\'umero m\'aximo de reprova\c{c}\~ao de uma disciplina, n\'umero m\'inimo de cr\'editos por um conjunto de dois semestres, etc. n\~ao ser\~ao analisados pois n\~ao interferem diretamente no problema de escalonamento em quest\~ao.

Na implementa\c{c}\~ao atual em que o processo de ajuste \'e feito, uma classifica\c{c}\~ao \'e feita por turma com os alunos que ficaram na lista de espera. Os alunos destas lista podem confirmar seu interesse e os demais alunos podem, a crit\'erio dos coordenadores de curso, ser adicionados ao final desta lista. No final do per\'iodo de ajuste o coordenador de cada curso procura as turmas de seu curso que oferecem vagas e, conforme a ordem da lista, os alunos s\~ao matriculados. Tal processo apresenta algumas falhas:

\begin{itemize}
\item Ap\'os a vaga disponibilizada, qualquer coordenador pode adicionar um aluno diretamente na turma pelo sistema, ignorando a lista existente, durante todo o per\'iodo de ajuste. O processo deixa de ser justo e transparente, conforme o 1{\textordmasculine} requisito do aluno.
\item Os alunos que n\~ao estavam na lista de espera, s\~ao inscritos ordenadamente conforme chegada, sendo quem se inscrever primeiro que tem maior prioridade de conseguir a disciplina. O processo deixa de ser meritocr\'atico, conforme o 2{\textordmasculine} requisito do aluno.
\item O trabalho do coordenador se estende a todos os casos de ajuste, n\~ao se retendo ao casos especiais no qual a sua participa\c{c}\~ao \'e, de fato, necess\'aria. Existe uma sobrecarga no servi\c{c}o do coordenador do curso o que prejudica a qualidade do seu trabalho.
\item O aluno precisa encontrar todas as listas das turmas que deseja se inscrever, estas listas muitas vezes somem, se estragam, s\~ao
rasuradas e outros problemas que, se este processo fosse feito atrav\'es do Sistema, n\~ao aconteceria. Tais falhas dificultam e impedem que alunos consigam solicitar as vagas disponibilizadas o que viria de encontro aos requisitos  1{\textordmasculine}, 2{\textordmasculine} e 5{\textordmasculine} da Universidade.
\end{itemize}

O foco desta pesquisa ser\'a otimizar e avaliar as mudan\c{c}as resultantes da otimiza\c{c}\~ao deste processo. Espera-se com isto um processo mais justo, transparente e de f\'acil uso que vem a superar os problemas apresentados no processo de ajuste utilizando as estrat\'egias conhecidas de solu\c{c}\~ao de Problemas de Escalonamento de Projetos Limitados por Recursos.


\section{Per\'iodo de Reajuste}
\label{secao:periodoreajuste}

O per\'iodo de reajuste deve administrar os casos especiais em que o Sistema de Matr\'icula n\~ao foi capaz de lidar. Neste per\'iodo o coordenador tem total poder de alterar a situa\c{c}\~ao de um aluno, como tamb\'em de adicion\'a-lo em turmas excedendo ou n\~ao a capacidade m\'axima desta como tamb\'em a quantidade m\'axima de cr\'editos do aluno por semestre.

A implementa\c{c}\~ao deste per\'iodo ent\~ao tem em sua caracter\'istica maior a facilidade administrativa do coordenador, o fim da participa\c{c}\~ao direta do aluno como tamb\'em o fim da otimiza\c{c}\~ao autom\'atica sendo, no escopo desta pesquisa, caracter\'isticas que n\~ao influenciam no seu resultado.

\'E poss\'ivel pela l\'ogica do sistema de matr\'icula que o aluno n\~ao consiga nenhuma disciplina, ou por problemas de for\c{c}a maior, como por exemplo uma turma na qual o aluno foi matriculado venha a ficar sem professor, dentre outras situa\c{c}\~oes que exigem uma an\'alise mais subjetiva e um poder de a\c{c}\~ao menos restrito. Conforme {Manual do Aluno}:

\begin{quotation}
Caber\'a ao coordenador de gradua\c{c}\~ao autorizar desbloqueio de matr\'icula e matr\'icula com excesso de cr\'editos, para formandos, obedecida a especificidade de cada caso.\cite{MANUALDOALUNO}
\end{quotation}

Ainda no {Manual do Aluno}\cite{MANUALDOALUNO} o Per\'iodo de Ajuste e o Per\'iodo de Reajuste s\~ao vistos como um s\'o:

\begin{quotation}

	\begin{enumerate}
		\item Defini\c{c}\~ao Etapa que tem por objetivo a matr\'icula em disciplinas, independentemente da exist\^encia de vaga, para atendimento a
	situa\c{c}\~oes especiais e excepcionais.
		\item Aplica\c{c}\~ao
	\end{enumerate}

	\begin{itemize}
		\item Aluno n\~ao matriculado por falta de vaga no processamento coletivo de matr\'icula.
		\item Aluno prov\'avel formando que ainda necessite cursar disciplinas para integraliza\c{c}\~ao curricular.
		\item Aluno sob condi\c{c}\~ao imposta em processo de desligamento que ainda n\~ao atingiu o limite de cr\'editos exigidos.
		\item Aluno que se encontra em outra(s) situa\c{c}\~ao(\c{c}\~oes) de excepcionalidade, a crit\'erio do coordenador de gradua\c{c}\~ao.
	\end{itemize}\cite{MANUALDOALUNO}
\end{quotation}

Nesta descri\c{c}\~ao o Per\'iodo de Ajuste tratar\'a das situa\c{c}\~oes padr\~oes que podem ser tratadas automaticamente, enquanto o reajuste se dedicar\'a \`as demais situa\c{c}\~oes. Podendo, caso haja disponibilidade, repetir o processo autom\'atico do Per\'iodo de Ajuste. Simultaneamente durante o Per\'iodo de Reajuste, as vagas disponibilizadas poder\~ao vir a ser preenchidas pelos alunos que as aguardam que j\'a solicitaram na lista de espera da turma, n\~ao sendo necess\'ario, solicita-la novamente.

\chapter{Problemas de Escalonamento de Projetos Limitados por Recursos}
\label{capitulo:problemasdeescalonamento}

Segundo J. Blazewicz [2], o problema de Escalonamento de Projetos Limitados por Recursos chamado de RPSP (do ingl\^es {\selectlanguage{english} Resource Constrained Project Scheduling Problem } ) 'e um problema geral de escalonamento o qual consiste de um conjunto de atividades com um conjunto de recursos renov\'aveis. Cada recurso tem a sua quantidade dispon\'ivel constante. Cada atividade tem uma dura\c{c}\~ao e exige uma quantidade constante de recursos, n\~ao sendo permitida a altern\^ancia. As atividades, ent\~ao, est\~ao relacionadas com dois conjuntos de restri\c{c}\~oes:
limita\c{c}\~oes temporais, modeladas atrav\'es do controle de preced\^encia e as limita\c{c}\~oes de recursos; e as limita\c{c}\~oes de recurso, que restringem o uso dos recurso para uma atividade por vez. Em nenhum momento a demanda total poder\'a exceder a capacidade dos recursos. O objetivo mais comum \'e a minimiza\c{c}\~ao do tempo total do projeto.

As estrat\'egias algor\'itmicas e administrativas buscam otimizar a utiliza\c{c}\~ao do recursos dispon\'iveis de modo a melhorar o resultado obtido segundo o objetivo definido.

Em alguns outros tipos de projeto, ainda, os recursos podem n\~ao ser renov\'aveis. Tendo seu montante reduzido a cada execu\c{c}\~ao:

\begin{quotation}
	{\selectlanguage{english}
		Thus, far have not taken account of the limited availability of resources witch are required for carrying out the activities of a project. In what follows, we are going to take scared resources into consideration. In practice, different types of resources may occur. Renewable resources (such as machines, equipments, manpower, or space) are available at each point in time or, if time is discrete, in each single time period during the execution of the project independently of their utilization formerly. Nonrenewable resources (eg. money or energy) are depleted by use.
	}\cite{SCHEDULINGWITHTIMEWINDOWS}
\end{quotation}

Quando o objetivo a ser alcan\c{c}ado n\~ao \'e o tempo total do projeto mas outro par\^ametro qualitativo, estes problemas s\~ao chamados de problemas de satisfa\c{c}\~ao de restri\c{c}\~oes ou CSPs (Constraint Satisfaction Problems) e t\^em
sido crescentemente utilizados em problemas de escalonamento.

Segundo Edward Tsang:

\begin{quotation}
	{\selectlanguage{english}
		Basically, a CSP is a problem composed of a finite set of variables, each of which is associated with a finite domain, and a set of constraints that restricts the values the variables can simultaneously take. The task is to assign a value to each variable satisfying all the constraints.
	}\cite{FOUNDATIONSOFCONSTRAINT}
\end{quotation}

A \ defini\c{c}\~ao dos m\'etodos de otimiza\c{c}\~ao e an\'alise para o escalonamento pode ser feita por diversas formas, tais quais, por exemplo, estat\'isticas com base nas experi\^encias anteriores, redes neurais, paralelismo, etc. Todas estas estrat\'egias t\^em em vista alcan\c{c}ar melhores resultados segundo os requisitos apresentados e seus respectivos pesos na qualifica\c{c}\~ao do resultado.

A convers\~ao do resultado numa pontua\c{c}\~ao qualitativa \'e essencial para que, dentre os diversos resultados obtidos, consiga-se compar\'a-los segundo alguma m\'etrica. O escalonamento do sistema, ent\~ao, buscar\'a maneiras de analisar e otimizar os resultados obtidos baseando-se nos crit\'erios de satisfa\c{c}\~ao apresentados.

\chapter{Proposta}
\label{capitulo:proposta}

Conforme descrito na apresenta\c{c}\~ao do processo de matr\'icula, o per\'iodo de ajuste apresenta falhas em rela\c{c}\~ao aos requisitos levantados. Esta pesquisa prop\~oe um processo de ajuste automatizado similar ao processo de matr\'icula. 

Na proposta, os alunos que, ap\'os analisarem o resultado do processo de matr\'icula, considerarem necess\'ario solicitar a matr\'icula em outras turmas, poder\~ao faz\^e-lo pelo sistema de matr\'icula existente, com as devidas adapta\c{c}\~oes.

Os alunos que j\'a est\~ao nas listas de espera das turmas que solicitaram no per\'iodo de matr\'icula, ter\~ao prioridade no ajuste, desde que confirmem o interesse de ainda concorrer a estas turmas, ap\'os receberem o resultado da matr\'icula.

Os demais alunos entrar\~ao na lista de espera da turma, mas ir\~ao concorrer entre si, pelo mesmo processo justo e transparente que \'e utilizado na matr\'icula.

Este comportamento \'e muito pr\'oximo ao j\'a existente no per\'iodo de matr\'icula, os alunos pr\'e-matriculados tem prioridade em rela\c{c}\~ao aos demais, todos competem entre si em diferentes grupos mas sempre com o processo transparente e meritocr\'atico.

O sistema atual apresenta brechas que se aproveitadas geram situa\c{c}\~oes onde alunos de menor m\'erito segundo o par\^ametro estabelecido podem vir a conseguir matr\'icula em turmas no lugar daqueles que, segundo as regras estabelecidas, as merecem.

\chapter{Avalia\c{c}\~ao dos Resultados Obtidos}
\label{capitulo:avaliacaodosresultadosobtidos}

Para poder se avaliar a diferen\c{c}a entre os resultados \'e necess\'ario que os fatores de an\'alise sejam convergidos e um ou mais valores significativos que consigam, em seus valores, representar o n\'ivel de satisfa\c{c}\~ao obtido. Conforme confirma \foreignlanguage{english}{Edward} Tsang em \foreignlanguage{english}{Foundations of Constraint Satisfaction}:

\begin{quotation}
	{\selectlanguage{english}
		A constraint can be represented in a number of different ways. Constraints on numerical variables can be represented by equations or inequalities; for example, a binary constraint Cx,y may be x + y {\textless} 10. A constraint may also be viewed as a function which maps every compound label on the subject variables to true or false. Alternatively, a constraint may be seen as the set of all legal compound labels for the subject variables.
	}\cite{FOUNDATIONSOFCONSTRAINT}
\end{quotation}

Um dos crit\'erios a serem avaliados \'e se houve desperd\'icio de recurso, no caso vagas nas turmas. Para tal devem ser contabilizados quantas vagas n\~ao foram utilizadas ap\'os o t\'ermino de todo o procedimento autom\'atico. Quanto maior este n\'umero, pior \'e o processo neste aspecto.

Outro crit\'erio \'e capacidade de se manter meritocr\'atico segundo os requisitos especificados. O sistema deve, em todas as inst\^ancias ser o mais fidedigno ao padr\~ao de prioridade entre alunos estabelecido. Para poder efetivar tal comparativo devem ser analisados dentre todos os alunos que desejaram fazer a disciplina numa determinada turma e n\~ao desistiram nem tiveram impossibilidade de obt\^e-las, como choque na grade hor\'aria, quantos dentre os que deveriam te-la obtido, segundo o algor\'itimo meritocr\'atico estabelecido, conseguiram de fato ingressar na disciplina. Quanto maior o percentual mais pr\'oximo \'e o sistema do ideal meritocr\'atico.

Capacidade de adapta\c{c}\~ao a especificidade de cada aluno. O sistema deve buscar se adequar a solicita\c{c}\~ao do aluno. Adaptando-se a sua lista de prioridades. O relat\'orio comparativo deve ser baseado em quantos alunos foram matriculados em turmas n\~ao priorit\'arias, mesmo tendo estes a prioridade necess\'aria para serem matriculados nas disciplinas consideradas priorit\'arias. Quanto maior este valor, pior a capacidade adaptativa \`as especificidades do aluno.

\chapter{Implementa\c{c}\~ao}
\label{capitulo:implementacao}

\subsubsection{Descri\c{c}\~ao Formal do Sistema}
\label{subsecao:descricaoformaldosistema}

O sistema de matricula da Universidade de Bras\'ilia \'e um  sistema que prov\^e um modo para que a universidade possa pr\'e-matricular, efetivar solicita\c{c}\~oes de matricula e reajuste de seus alunos. O sistema de matricula da Universidade de Bras\'ilia \'e um sistema que prov\^e um modo para que a universidade possa pr\'e-matricular, efetivar solicita\c{c}\~oes de matricula e reajuste de seus alunos.

Esse sistema tem como prop\'osito atender \`as necessidades da Universidade de Bras\'ilia e de seus alunos, buscando um ponto de m\'aximo onde o interesse de ambos possa ser melhor atendido.

Como o ambiente n\~ao \'e ideal, estes crit\'erios de an\'alise tem que se adaptar \`a realidade de recursos escassos. Os recursos escassos neste caso s\~ao as turmas dispon\'iveis e a quantidade de vagas nas mesmas. Estes recursos se renovam ao final de cada semestre, quando as turmas s\~ao conclu\'idas e novas turmas s\~ao disponibilizadas.

Caso a matr\'icula fosse feita num ambiente ideal, de quantidade infinita de turmas, em todos os hor\'arios poss\'iveis e com quantidade infinita de alunos, n\~ao se faria necess\'ario um sistema complexo para atender aos objetivos de ambos. Como a restri\c{c}\~ao \'e real, os requisitos sofrem necessidades de relativizar resultados, abandonado o uso de termos tais como "todos", "nenhum" ou "sempre"para termos como "todos quantos poss\'iveis", "o m\'inimo poss\'ivel", "sempre que poss\'ivel".

\subsubsection{Entidades do Sistema}
\label{subsecao:entidadesdosistema}

Na implementa\c{c}\~ao feita, baseada na descri\c{c}\~ao da situa\c{c}\~ao problema j\'a apresentada, as entidades levantadas e suas caracter\'isticas equivalentes s\~ao:

\paragraph[Modalidade]Modalidade:
Modalidade \'e o que define a rela\c{c}\~ao de necessidade de uma disciplina com cada curso. Para cada curso uma disciplina pode ser
vista como obrigat\'oria, optativa ou modulo livre.

\paragraph[Turno]Turno
Turno \'e o per\'iodo do dia em que um conte\'udo \'e ministrado, pode ser matutino, vespertino ou noturno

\paragraph[Curso]Curso
Um curso universit\'ario \'e uma entidade com um nome, um turno, um valor m\'inimo de cr\'editos a serem obtidos por modalidade e um curr\'iculo. Um curso ainda estabelece uma quantidade m\'axima e m\'inima de cr\'editos que um aluno pode fazer por semestre. Entendendo-se que o numero m\'aximo restringe a quantidade m\'axima de cr\'editos cursados enquanto o numero m\'inimo a quantidade m\'inima de cr\'editos aprovados.

\paragraph[Curr\'iculo]Curr\'iculo
Cada curso tem uma cole\c{c}\~ao de Disciplinas, onde cada uma delas \'e que contabilizada no curso com uma determinada modalidade e \'e planejada para um determinado semestre. A esta cole\c{c}\~ao chama-se de curr\'iculo.

\paragraph[Disciplina]Disciplina
\'E uma entidade com nome que tem por objetivo prover e avaliar um conjunto de estudos e de atividades correspondentes a um programa de ensino com um m\'inimo de horas prefixado. A este n\'umero de horas prefixado \'e chamado de cr\'editos. Uma disciplina pode ter como pr\'e-requisito a aprova\c{c}\~ao em outras disciplinas, chamadas de pr\'e-requisitos.

\paragraph[Turma]Turma
Uma turma \'e uma inst\^ancia com hor\'ario, professor e localiza\c{c}\~ao que prove meios aos alunos poderem cursar a disciplina. Uma turma suporta apenas um determinado n\'umero de vagas, \'e uma instancia \'unica por disciplina e semestre, pode ser fechada ou n\~ao. Sendo a matricula numa turma fechada feita apenas pelo coordenador do curso. Uma turma \'e voltada a um conjunto de um ou mais turnos. Ao concluir uma turma o aluno receber\'a uma men\c{c}\~ao. 

\paragraph[Men\c{c}\~ao]Men\c{c}\~ao
Resultado obtido ap\'os o aluno cursar uma turma de uma disciplina que serve como fator de diferimento se o aluno pode ser considerado apto no assunto ministrado.

\paragraph[Semestre]Semestre
Per\'iodo letivo em que os alunos participam das turmas, tendo ao final deste a sua men\c{c}\~ao. Todo o processo de matr\'icula se repete a cada semestre. Cada semestre oferta um conjunto de turmas a ele relacionado. Um semestre letivo n\~ao \'e necessariamente diretamente relacionado a um per\'iodo semestral, podendo ocorrer mais de 2 semestres letivos em um ano.

\paragraph[Reserva de Disciplina por Curso] Reserva de Disciplina por Curso
Os cursos tem um numero pr\'e-determinado de reservas em algumas disciplinas conforme o determinado pela universidade.

\paragraph[Reserva de Curso por Turma]Reserva de Curso por Turma
Um curso, fazendo uso da sua reserva na disciplina tem direito a fazer uso de sua reserva em algumas turmas desta disciplina.

\paragraph[Aluno]Aluno
Aluno que \'e participante de um curso e, ao longo do tempo vai cursando disciplinas deste e recebendo men\c{c}\~oes. Pode ser pr\'e-matriculado em turmas no per\'iodo de pr\'e-matricula, recusar e solicitar turmas no per\'iodo de confirma\c{c}\~ao de matricula e concorrer as turmas segundo os crit\'erios de qualifica\c{c}\~ao baseados em seu hist\'orico.

\paragraph[Hist\'orico]Hist\'orico
Cole\c{c}\~ao de turmas cursadas pelo aluno com per\'iodos e men\c{c}\~oes e disciplinas.

\paragraph[Lista de Interessados]Lista de Interessados
Cole\c{c}\~ao de alunos que desejam ingressar numa turma.

\paragraph[Lista de Pr\'e-Matriculados]Lista de Pr\'e-Matriculados
Cole\c{c}\~ao de alunos que foram pr\'e-matriculados numa turma.

Estas entidades se relacionam entre si segundo as regras j\'a citadas. Num modelo de entidades estas ser\~ao ent\~ao organizadas conforme pode
ser visto no Diagrama de Entidades do Sistema e Diagrama de Extens\~ao das Classes

Para poder facilitar a implementa\c{c}\~ao do sistema de teste comparativo, foi desenvolvido um novo ator no sistema, o Administrador. Apesar de n\~ao ser uma entidade especificada nos documentos ele representa o personagem que define o inicio e o t\'ermino dos processos do Sistema de Matr\'icula da Universidade.

\chapter{Fluxos de Execu\c{c}\~ao do Sistema}
\label{capitulo:fluxosdeexecucaodosistema}

\subsubsection{Per\'iodo de Pr\'e-Matr\'icula}
\label{subsecao:periododeprematricula}

O per\'iodo de pr\'e-matricula consiste em adicionar separar as disciplinas necess\'arias a cada aluno neste semestre.

Para isto inicialmente s\~ao atualizados os dados do aluno conforme as men\c{c}\~oes obtidas no \'ultimo semestre. \ S\~ao ent\~ao levantadas quais as disciplinas que o aluno deveria cursar este semestre.

Os alunos ent\~ao s\~ao adicionados nas lista de espera, caso exista alguma turma em que seu curso tenha reserva de vaga na disciplina que necessita. Ap\'os este processo ser encerrado as listas s\~ao ent\~ao ordenadas por curso pelo processo de ordena\c{c}\~ao estabelecido. Para cada turma s\~ao ent\~ao navegadas as listas de alunos por curso e curso a curso s\~ao confirmados os alunos mais qualificados.

Ao serem confirmados numa pr\'e-matricula, o aluno deve ser removido das outras listas que n\~ao possa mais participar, seja por colis\~ao de hor\'ario, n\'umero m\'aximo de cr\'editos excedidos, j\'a estar pr\'e-matriculado na disciplina, etc.

Caso sobrem vagas na reserva de pr\'e-matricula de uma turma para um curso, o sistema deve buscar fazer uso desta reserva, ofertando-a para outros alunos, primeiramente os do mesmo curso que n\~ao conseguiram ser pr\'e-matriculados na turma que lhe foi inicialmente ofertada. Depois destes, ser\'a ofertada ent\~ao aos alunos de outros cursos da mesma turma e por \'ultimo os alunos de outros cursos.

Ao ser encerrado o sistema de pr\'e-matr\'icula deve ter o m\'aximo poss\'ivel de alunos pr\'e-matriculados em mat\'erias de seu respectivo semestre, mas caso haja competi\c{c}\~ao, o crit\'erio de competi\c{c}\~ao deve ser o meritocr\'atico estabelecido.

1.Administrador inicia o processo de Pr\'e-Matricula
2. O negocio do administrador solicita todos os alunos
3. Retorna uma cole\c{c}\~ao de alunos
4. Para todos os alunos
 	1. O neg\'ocio do aluno atualiza os dados do aluno
		1. O sistema solicita o hist\'orico do aluno
		2. Retorna uma cole\c{c}\~ao de Turmas com Men\c{c}\~ao
		3. O sistema atualiza o d\'ebito acumulativo
		4. O sistema atualiza o percentual de curso conclu\'ido
		5. O sistema atualiza o \'indice de rendimento acad\^emico
   		6. Salvam-se as atualiza\c{c}\~oes no aluno
	2. Retorno de Sucesso do Atualiza Dados Alunos
	3. Adiciona Aluno Nas Listas de Pr\'e-Matricula
5. Pega todas as turmas com reserva de vagas
6. Sistema dispara o neg\'ocio de pr\'e-matr\'icula de alunos
	1. Enquanto Houverem Turmas com Reservas Vagas e Alunos Interessados
		1. Para Cada Turma da cole\c{c}\~ao
		2. Pega a lista de alunos da turma
		3. Ordena esta lista por prioridade
		4. Pega a cole\c{c}\~ao de cursos com reserva na turma
		5. Pega a cole\c{c}\~ao de reservas por curso.
		6. Para cada curso da cole\c{c}\~ao de cursos
			1. Enquanto houverem alunos do curso na fila de espera e vagas no curso
				1. confirma pr\'e-matricula na turma
				2. remove o aluno das listas conflitantes
		7. Enquanto houverem alunos na fila de espera e vagas na reserva
			1. confirma pre matricula na turma
			2. remove o aluno das listas conflitantes
		8. Enquanto houverem alunos do curso na fila
			1. adiciona aluno na lista da pr\'oxima turma dispon\'ivel
7. Retorno de sucesso

\subsubsection{Per\'iodo de Matr\'icula}
\label{subsecao:periododematricula}

O per\'iodo de matr\'icula se inicia quando o administrador dispara este processo. A partir deste momento os alunos podem, paralelamente, pesquisar as turmas e disciplinas dispon\'iveis, podem conferir as turmas as quais estes foram pr\'e-matriculados, podendo recusar, confirmar, solicitar e priorizar-las.

Para o sistema real o m\'etodo getTurmasDispon\'iveis parece desnecess\'ario, tendo em vista a quantidade de mat\'erias que viriam dele. Como o sistema est\'a sendo pensando numa simula\c{c}\~ao tanto autom\'atica quanto manual, para facilitar os testes autom\'aticos este m\'etodo \'e necess\'ario para evitar que uma grande quantidade de alunos solicitem mat\'erias a estes inacess\'iveis, o que, por n\~ao ser um fato que acontece na situa\c{c}\~ao real, poderia invalidar a analise dos resultados obtidos.

Durante a intera\c{c}\~ao do aluno com o sistema, este sempre confere se o per\'iodo de matr\'icula ainda est\'a em andamento. Assim que o administrador encerrar o per\'iodo de matr\'icula, o aluno n\~ao pode mais efetivar nenhuma intera\c{c}\~ao.

1. Administrador Iniciar Per\'iodo de Matr\'icula
2. Sistema Confirma Sucesso na Opera\c{c}\~ao
3. Para cada Aluno
	1. Pega as Turmas Pr\'e-Matriculadas do Aluno
	2. Pega a Lista de turmas dispon\'iveis
	3. Aluno Interage com a Lista de Oferta
		1. confere se esta no Per\'iodo de Matr\'icula
		2. Recusa Matricula em Turmas
		3. Confirma Matricula em Turmas
		4. Solicita Matricula em Turmas
	4. Aluno Encerra Matricula
	5. Sistema Confirma Sucesso na opera\c{c}\~ao.
4. Administrador Encerra Per\'iodo de Matr\'icula
5. Sistema Confirma Sucesso na Opera\c{c}\~ao

Ao processar os pedidos de matr\'icula o protocolo desenvolvido deve ter me mente que ao mesmo tempo que este precisa ser meritocr\'atico, dando
prioridade aos alunos de melhor pontua\c{c}\~ao, ele deve tamb\'em atender \`a ordem de prioridade solicitada pelo aluno.

Para tal as listas das turmas s\~ao inicialmente montadas se adicionando todos os alunos que solicitaram a disciplina naquela turma. Os alunos pr\'e-matriculados que confirmaram a matr\'icula s\~ao automaticamente confirmados. Os demais alunos s\~ao ent\~ao ordenados segundo o processo de sele\c{c}\~ao estabelecido. Ap\'os todas as listas terem sido montadas o sistema deve ent\~ao selecionar uma lista de todos os alunos ordenados de modo decrescente pelo \'Indice de Rendimento Acad\^emico.

Para cada aluno ser\'a ent\~ao analisada a ordem de prioridade solicitada. Separam-se as turmas as quais o aluno deseja ser matriculado, na ordem de prioridade. Analisa-se se a posi\c{c}\~ao do aluno na lista de espera da turma, na situa\c{c}\~ao atual, lhe confirma a vaga na turma. Se sim, este aluno ent\~ao ser\'a matriculado nesta turma e ele ser\'a removido de todas as turmas que se tornaram inacess\'iveis a ele ap\'os esta ser efetivada. Sendo os motivos desta inacessibilidade , n\'umero m\'aximo de cr\'editos por semestre, colis\~ao de hor\'ario, disciplina j\'a matriculada em outra turma, etc. Caso a posi\c{c}\~ao do aluno na lista de espera, n\~ao lhe possibilite, atualmente, ser confirmado na turma, ent\~ao o sistema tentar\'a matricula-lo na disciplina seguinte na ordem de prioridade.

Este processo se repetir\'a, aluno por aluno, turma a turma, at\'e que n\~ao existam mais turmas com alunos que desejam cursa-las e que tenham
vaga dispon\'ivel. Os alunos que ainda assim n\~ao conseguiram as turmas que solicitaram estar\~ao automaticamente nas listas de espera com suas posi\c{c}\~oes j\'a estabelecidas.

\subsubsection{Per\'iodo de Ajuste}
\label{subsecao:periododeajuste}

O per\'iodo de ajuste \'e o per\'iodo no qual os alunos, ap\'os recebem o resultado de suas matr\'iculas, ir\~ao ou n\~ao solicitar o ingresso nas turmas que n\~ao foi matriculado. Durante o per\'iodo de ajuste, alunos desistem de disciplinas, efetuam trancamentos de semestre ou de mat\'erias, dentre as mais diversas causas que tornam uma vaga antes ocupada agora dispon\'ivel para os demais alunos.

No Manual do Aluno[ 7 ] o per\'iodo de ajuste e reajuste s\~ao descritos como um s\'o. Neste documento ambos ser\~ao diferenciados devido ao fato destes serem diferenciados nas demais refer\^encias e a divis\~ao das etapas facilita a compreens\~ao de cada uma delas.

Atualmente, o ajuste \'e pensado apenas para os alunos que j\'a solicitaram a disciplina anteriormente no sistema de matr\'icula. O problema deste m\'etodo \'e que ele n\~ao contribui com o uso m\'aximo dos recursos dispon\'iveis da Universidade, tal qual \ o seu 5{\textordmasculine} requisito. 

Um outro problema obtido com a metodologia restritiva do reajuste \'e que, para que que os alunos com hist\'orico ruim n\~ao venham a ficar sem uma quantidade m\'inima de disciplinas, estes s\~ao levados a solicitarem diversas, um modo que vem contra o uso inteligente do sistema de matr\'icula.

\'E plaus\'ivel que os alunos que tenham solicitado a disciplina durante o per\'iodo de matr\'icula tenham uma maior prioridade em rela\c{c}\~ao aos demais. Mas caso haja a disponibilidade o uso desse recurso pode ser otimizado.

O processo de ajuste atual \'e parcialmente autom\'atico. O sistema imprime as listas de oferta em que os alunos dever\~ao assinar caso tenham interesse. Em diferentes momentos do per\'iodo de ajuste, os orientadores podem inscrever alunos em turmas com vagas ignorando a lista e seus participantes. O processo deixa de ser transparente, justo  e meritocr\'atico o que vem de encontro ao 1{\textordmasculine} e 2{\textordmasculine} requisito do aluno. Al\'em disto, a administra\c{c}\~ao do ajuste dos casos comuns gera uma fardo administrativo desnecess\'ario ao orientador que n\~ao pode se dedicar com a qualidade devida as suas atividades foco.

A sugest\~ao apresentada \'e automatizar o per\'iodo de ajuste, deixando-o de comportamento similar ao do per\'iodo de matr\'icula existente. O aluno utilizaria a \foreignlanguage{english}{interface} \foreignlanguage{english}{web} para poder assinar as listas que deseja concorrer, sabendo previamente a quantidade de vagas existentes.

Ap\'os a conclus\~ao do per\'iodo de ajuste, aqueles que solicitaram o reajuste s\~ao divididos em dois grupos, o primeiro dos alunos que solicitaram a turma na matr\'icula, e o segundo dos demais alunos que solicitaram apenas no reajuste. Cada grupo ent\~ao \'e ordenados segundo o crit\'erio padr\~ao de ordena\c{c}\~ao dos alunos. Os melhores qualificados ent\~ao obter\~ao a vaga dispon\'ivel.


\subsubsection{Per\'iodo de Reajuste}
\label{subsecao:periododereajuste}

O aluno que n\~ao conseguir a disciplina que deseja ainda continuar\'a concorrendo a esta no per\'iodo de reajuste apesar de n\~ao ser este o principal foco na implementa\c{c}\~ao aqui sugerida. Nessa implementa\c{c}\~ao, o per\'iodo de reajuste ir\'a tratar principalmente dos casos especiais, que necessitam de que o coordenador possa diretamente adicionar ou remover aluno de turmas, sem ficar preso nas restri\c{c}\~oes do sistema.

Assim o sendo o sistema nesta faze deve prover os meios administrativos para que o coordenador possa exercer suas atividades. Paralelamente as vagas disponibilizadas durante este per\'iodo ser\~ao automaticamente preenchidas pela repeti\c{c}\~ao do processo que ocorre no per\'iodo de
ajuste.

\subsubsection{Processo de Ordena\c{c}\~ao dos Alunos}
\label{subsecao:processodeordenacaodosalunos}

Este processo consiste na regra formal e de aspecto meritocr\'atico para criar uma lista de alunos em ordem de m\'erito. A lista \'e \'unica por
turma e deve ser feita para cada lista de espera. Um mesmo aluno pode ficar em grupos mais ou menos priorit\'arios para diferentes disciplinas conforme a rela\c{c}\~ao da turma com o seu curso, hist\'orico do aluno com a disciplina, etc.

O processo aqui sugerido \'e dividindo-se o conjunto dos alunos em grupos menores, ordenados por diferentes parametros. Cada subgrupo pode ser novamente subdivido repetidas vezes.

Um outro m\'etodo de se chegar ao mesmo resultado computacional \'e se compreender que cada subdivis\~ao em grupos \'e uma nova subordena\c{c}\~ao numa outra dimens\~ao.

\begin{enumerate}
	\item O conjunto total dos alunos a serem ordenados \'e divido em tr\^es sub grupos ordenados, sendo o primeiro, e mais priorit\'ario, o dos alunos que nunca fizeram a disciplina, o segundo \'e dos alunos que j\'a fizeram e o terceiro \'e dos alunos que abandonaram a disciplina.
	\item Cada grupo ent\~ao \'e subdivido em tr\^es grupos ordenados. Os que tem a disciplina como obrigat\'oria, os que a tem como optativa, e os que a tem como m\'odulo livre.
	\item Cada um destes grupos ent\~ao \'e subdivido em quatro grupos ordenados. Primeiramente os alunos do grupo que tem a disciplina no seu fluxo, em segundo os alunos que est\~ao devendo esta disciplina no seu fluxo, logo ap\'os os alunos que est\~ao querendo adiantar seu fluxo e por \'ultimo os demais alunos que n\~ao tem a disciplina no fluxo.
	\item Todos os grupos s\~ao ordenados por crit\'erios num\'ericos, primeiramente ordenados pelo D\'ebito Acumulado, de modo decrescente, e depois pelo \'Indice de Rendimento Acad\^emico, crescentemente.
	\item Os grupos s\~ao concatenados respeitando-se a posi\c{c}\~ao onde se encontram.
\end{enumerate}

\appendix

\chapter{Anexos}
\label{apendice:anexos}

\subsubsection{Requisito do Aluno}
\label{apendice:requisitosdoaluno}

\begin{center}
\begin{longtable}{|r|l|}
	\caption{Requisito do Aluno} 
	\label{tabela:requisitosdoaluno} \\
	
	\hline
	\multicolumn{1}{|c|}{\textbf{Requisito}} &
	\multicolumn{1}{c|}{\textbf{Descri\c{c}\~ao}} \\
	\hline
	\endfirsthead
	
	\multicolumn{2}{c}
	{{\bfseries \tablename\ \thetable{}}} \\
	
	\hline
	\multicolumn{1}{|c|}{\textbf{Requisito}} &
	\multicolumn{1}{c|}{Descri\c{c}\~ao} \\
	\hline
	\endhead
	
	\multicolumn{2}{r}{{continua na próxima página}} \\
	\endfoot
	
	\hline \hline
	\endlastfoot
	
	1 {\textordmasculine} & Que ele possa concorrer num processo justo e transparente.\\ \hline
	2 {\textordmasculine} & Que o processo de concorr\^encia seja primariamente meritocr\'atico e n\~ao em tempo de resposta. \\ \hline
	3 {\textordmasculine} & Que ele seja pr\'e-matriculado no m\'aximo poss\'ivel de disciplinas de seu semestre, sendo o processo de concorr\^encia para 	as vagas de acordo com 1{\textordmasculine}  e 2{\textordmasculine} requisito.\\ \hline
	4 {\textordmasculine} &  Que a ordem de prioridade estabelecida entre as solicita\c{c}\~oes de matr\'icula sejam respeitadas \\ \hline
\end{longtable}
\end{center}

\subsubsection{Requisito da Universidade}
\label{subsecao:requisitosdauniversidade}

\begin{center}
\begin{longtable}{|r|l|}
	\caption{Requisito da Universidade} 
	\label{tabela:requisitosdauniversidade} \\
	
	\hline
	\multicolumn{1}{|c|}{\textbf{Requisito}} &
	\multicolumn{1}{c|}{\textbf{Descri\c{c}\~ao}} \\
	\hline
	\endfirsthead
	
	\multicolumn{2}{c}
	{{\bfseries \tablename\ \thetable{}}} \\
	
	\hline
	\multicolumn{1}{|c|}{\textbf{Requisito}} &
	\multicolumn{1}{c|}{Descri\c{c}\~ao} \\
	\hline
	\endhead
	
	\multicolumn{2}{r}{{continua na próxima página}} \\
	\endfoot
	
	\hline \hline
	\endlastfoot
	
	1 {\textordmasculine} & O sistema deve estimular os alunos a conclu\'irem o curso dentro do per\'iodo planejado, possibilitando ent\~ao que o recurso por eles utilizado possa vir a capacitar a outros. \\ \hline
	2 {\textordmasculine} & O sistema deve deve buscar estimular os alunos a se manterem no fluxo tendo em vista otimizar o seu aproveitamento das mat\'erias. \\ \hline
	3 {\textordmasculine} & O sistema deve ent\~ao priorizar os alunos que n\~ao fizeram ainda a disciplina, depois os que j\'a a fizeram sem sucesso e por \'ultimo os que a abandonaram. \\ \hline
	4 {\textordmasculine} & O sistema deve priorizar os alunos que tenham a disciplina como obrigat\'oria, logo ap\'os os que tenham a disciplina como m\'odulo livre e por \'ultimo os demais. \\ \hline
	5 {\textordmasculine} & Todas as vagas dever\~ao, no m\'aximo esfor\c{c}o poss\'ivel, serem preenchidas.  \\ \hline
	6 {\textordmasculine} & Na pr\'e-matr\'icula, caso um curso n\~ao tenha quantidade de alunos suficiente para fazer uso de todas as suas reservas de uma determinada turma, estas reservas devem ser utilizadas por outros alunos, se houverem.

\end{longtable}
\end{center}

\subsubsection{Diagrama dos Per\'iodos do Sistema de Matr\'icula da UnB}
\label{apendice:diagramadosperiodosdosistemadematriculaunb}

\begin{figure}[h]
	\includegraphics[scale=0.6]{figura/textonalon-img1.png}
	\centering
\end{figure}


\subsubsection{Diagrama das Entidades do Sistema}
\label{apendice:diagramadasentidadesdosistema}

\begin{figure}[h]
	\includegraphics[scale=0.6]{figura/textonalon-img2.png}
	\centering
\end{figure}


\subsubsection{Diagrama de Extens\~ao das Classes}
\label{apendice:diagramadeextensaodasclasses}

\begin{figure}[h]
	\includegraphics[scale=0.6]{figura/textonalon-img3.png}
	\centering
\end{figure}

\subsubsection{Modelo do Banco de Dados}
\label{apendice:modelodobancodedados}

\begin{figure}[h]
	\includegraphics[scale=0.6]{figura/textonalon-img4.png}
	\centering
\end{figure}


\subsubsection{Diagrama das Classes de Neg\'ocio}
\label{apendice:diagramadasclassesdenegocio}

\begin{figure}[h]
	\includegraphics[scale=0.6]{figura/textonalon-img5.png}
	\centering
\end{figure}

\subsubsection{Diagrama de \ Seq\"u\^encia da Pr\'e-Matricula}
\label{apendice:diagramadesequenciadaprematricula}

\begin{figure}[h]
	\includegraphics[scale=0.6]{figura/textonalon-img6.png}
	\centering
\end{figure}

\subsubsection{Diagrama de Colabora\c{c}\~ao da Pr\'e-Matr\'icula}
\label{apendice:diagramadecolaboracaodaprematricula}

\begin{figure}[h]
	\includegraphics[scale=0.6]{figura/textonalon-img7.png}
	\centering
\end{figure}

\subsubsection{Diagrama de Seq\"u\^encia da Matr\'icula}
\label{apendice:diagramadesequenciadamatricula}

\begin{figure}[h]
	\includegraphics[scale=0.6]{figura/textonalon-img8.png}
	\centering
\end{figure}

\subsubsection{Diagrama de Colabora\c{c}\~ao da Matricula}
\label{apendice:diagramadecolaboracaomatricula}

\begin{figure}[h]
	\includegraphics[scale=0.6]{figura/textonalon-img9.png}
	\centering
\end{figure}

\subsubsection{Diagrama de Estados do Processo de Ordena\c{c}\~ao dos Alunos}
\label{apendice:diagramadeestadosordenacaoalunos}

\begin{figure}[h]
	\includegraphics[scale=0.6]{figura/textonalon-img10.png}
	\centering
\end{figure}

\subsubsection{Diagrama de Estados do Processo de Ordena\c{c}\~ao dos Alunos por Grupos}
\label{apendice:diagramadeestadosdoprocessoordenacaoalunos}

\begin{figure}[h]
	\includegraphics[scale=0.6]{figura/textonalon-img11.png}
	\centering
\end{figure}

\bibliographystyle{plain}
\bibliography{include/bibliografia}

\end{document}