基于遺傳算法的高校試題組卷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　基于遺傳算法的高校試題組卷系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　[摘 要]本文用遺傳算法對(duì)試題庫(kù)的組建過程進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)和開發(fā)。針對(duì)試題組卷注意的問題進(jìn)行了全面的分析及設(shè)計(jì)。 </p><p>　　[關(guān)鍵詞]組卷系統(tǒng)；試卷分析；遺傳算法 </p><p>　　中圖分類號(hào)：TP 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）44-0011-0

2、1 </p><p>　　1.系統(tǒng)功能及運(yùn)行要求 </p><p>　　由于試題庫(kù)管理及組卷系統(tǒng)需求的多樣性以及用戶使用要求的千差萬別，在進(jìn)行該系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮到軟件的操作性，試題的擴(kuò)展需求，高準(zhǔn)確率等問題。 </p><p>　　（1）用戶是易于使用和易于管理，因?yàn)橄到y(tǒng)的特點(diǎn)，確定用戶的訪問和使用的系統(tǒng)和平臺(tái)的不確定性水平。因此，我們希望給用戶提供一個(gè)方便的與平

3、臺(tái)無關(guān)的問使用接口。本系統(tǒng)采用單機(jī)版，直接安裝，既保證了系統(tǒng)的安全性，保證了使用的方便。 </p><p>　　（2）將遺傳算法的智能化、強(qiáng)大的運(yùn)算處理能力引入到系統(tǒng)中，可以解決傳統(tǒng)考試系統(tǒng)中卷的隨意性。內(nèi)在的并行性又可滿足用戶進(jìn)行并行分布式處理設(shè)計(jì)的需要。 </p><p>　　（3）系統(tǒng)的可維護(hù)性和規(guī)模的可擴(kuò)展性由于題目存儲(chǔ)形式及試卷模板內(nèi)容的不斷變化，要求本系統(tǒng)的開放性可擴(kuò)展性很強(qiáng)（

4、圖1）。 </p><p>　　系統(tǒng)的具體功能如下： </p><p>　　課程管理功能――能夠錄入每門課程的全部信息（包括課程編號(hào)、課程名稱、課程代碼、任課教師姓名和備注信息等），對(duì)于不同級(jí)別的登錄。 </p><p>　　試題庫(kù)管理功能――試題庫(kù)中的題目和參考答案能夠全部查看，也能夠針對(duì)用戶提出的查詢條件提供相應(yīng)的查詢，并能夠統(tǒng)計(jì)題庫(kù)中的試題的數(shù)量，您還可以添加

5、、修改、刪除和其他維護(hù)操作的試題庫(kù)。 </p><p>　　題型管理功能――能夠添加不同的題型，或者對(duì)已有題型信息進(jìn)行修改或者刪除，在對(duì)題型信息操作的同時(shí)也對(duì)相對(duì)應(yīng)的題型信息表進(jìn)行了操作。 </p><p>　　自動(dòng)生成功能――根據(jù)用戶指定的組卷策略（包括項(xiàng)目難度，項(xiàng)目類型，項(xiàng)目數(shù)量，測(cè)驗(yàn)分?jǐn)?shù)和其他），根據(jù)改進(jìn)的遺傳算法從題庫(kù)抽取試題組成試卷，答案也隨機(jī)生成。試卷和答案直接保存到指定的模版

6、。 </p><p>　　題目管理的功能，題目可以看作是一個(gè)整體，可以針對(duì)不令人滿意的題目進(jìn)行修改。還可以把試卷存入試卷庫(kù)。 </p><p>　　使用者登錄管理的功能――設(shè)定指定的登錄口令，還可針對(duì)不同用戶設(shè)置不同的權(quán)限，用戶類型主要分為管理員和普通用戶兩種。 </p><p><b>　　2.遺傳算法 </b></p><

7、;p>　?。?）遺傳算法的基本理論 </p><p>　　遺傳算法（遺傳算法，遺傳算法）是一個(gè)進(jìn)化算法的分支，它是基于荷蘭的1975，源自于生物對(duì)自然環(huán)境的適應(yīng)以及所產(chǎn)生的進(jìn)化過程，即模擬自然界中物競(jìng)天擇適者生存的進(jìn)化過程所產(chǎn)生的一種搜索準(zhǔn)則。遺傳算法并不是直接朝較佳解移動(dòng)，而是通過不能適應(yīng)環(huán)境的比較容易被淘汰的進(jìn)化機(jī)制讓系統(tǒng)自然進(jìn)化。由于其強(qiáng)大的搜索能力，所以它是解決大規(guī)模問題求解復(fù)雜很適合。 </

8、p><p>　　遺傳算法包括三個(gè)基本操作：選擇、交叉和變異。 </p><p><b>　　3.用戶管理模塊 </b></p><p>　　用戶管理模塊用于用戶的身份驗(yàn)證，如果登錄用戶的用戶名和密碼通過驗(yàn)證，將進(jìn)入該系統(tǒng)的主界面，否則顯示出錯(cuò)信息并返回登錄界面，如果密碼連續(xù)三次輸入錯(cuò)誤，系統(tǒng)將自動(dòng)關(guān)閉。 </p><p>　

9、　為了使本系統(tǒng)具有足夠的安全性，系統(tǒng)增設(shè)了用戶權(quán)限，根據(jù)權(quán)限的不同，把用戶類型分為兩類，一類是管理員用戶，登錄后能夠?qū)ο到y(tǒng)中的所有試題進(jìn)行操作；另一類是普通用戶，普通用戶只能操作當(dāng)前登錄用戶名下對(duì)應(yīng)的課程試題信息。 </p><p>　　（1）課程管理模塊 </p><p>　　課程管理模塊主要實(shí)現(xiàn)對(duì)課程信息的更新和維護(hù)，包括對(duì)課程信息的添加、修改和刪除等操作。該模塊在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到課程輸入

10、時(shí)容易出錯(cuò)，特別設(shè)計(jì)了課程信息的全部顯示功能。對(duì)信息進(jìn)行修改和刪除時(shí)，增加了安全提示措施，當(dāng)刪除一門課程信息時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)查找該課程所包含的試題是否為空，并提示用戶是否確定刪除等提示性信息，這樣可以增加系統(tǒng)的安全性和可靠性，防止因?yàn)檎`操作而帶來的不必要損失。因此，該模塊的主要功能應(yīng)有：課程信息顯示功能、課程信息添加功能、課程信息修改和課程信息刪除功能。 </p><p>　　該模塊主要由課程信息管理界面和存放課程

11、信息的課程數(shù)據(jù)表組成。 </p><p>　　當(dāng)用戶要對(duì)課程表的信息執(zhí)行添加、修改和刪除等操作時(shí)，課程信息管理模塊同樣存在用戶操作權(quán)限的問題，如果是管理員登錄，則管理員用戶可以在該界面的課程列表中查看到所有用戶的課程信息，并且可以添加、修改、刪除等操作，對(duì)于普通用戶來說，只能查看、修改或刪除當(dāng)前登錄用戶的信息。 </p><p>　　1.手動(dòng)組卷相比自動(dòng)組卷，手動(dòng)組卷則復(fù)雜的多，但用戶可以

12、完成更為復(fù)雜的操作。在進(jìn)行手動(dòng)組卷過程中，用戶首先選擇題型，題型選擇后再選擇考察的知識(shí)點(diǎn)，提交后系統(tǒng)會(huì)顯示該類型的指定知識(shí)點(diǎn)的題庫(kù)中的所有試題，其功能相當(dāng)于進(jìn)行了查詢操作，用戶根據(jù)需要選擇試題，只要選擇試題前的復(fù)選框即可。 </p><p>　　2.測(cè)驗(yàn)組卷測(cè)驗(yàn)組卷基本功能與自動(dòng)組卷類似，主要目的是為教師測(cè)試提供便利，選擇該組卷方式不需要設(shè)定試題的分?jǐn)?shù)，也無需進(jìn)行分?jǐn)?shù)校驗(yàn)，從而使得試卷生成速度得到了大幅度提高，某

13、些情況下能夠大大提高工作的效率。 </p><p>　　（2）試題管理模塊 </p><p>　　試題管理模塊是本系統(tǒng)的核心模塊，它主要實(shí)現(xiàn)試題信息的添加、瀏覽、修改和刪除等功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)試題信息的更新和維護(hù)。 </p><p>　　考慮到大容量的數(shù)據(jù)庫(kù)，用戶訪問的問題是不是一個(gè)問題，找到一種方法來管理信息管理模塊，多方式顯示功能。在以方便用戶訪問和操作，在用戶輸入界

14、面提醒用戶第一選擇的課程名稱，然后選擇過程的問題，所以你可以瀏覽到選定的課程和類型的所有問題。在本模塊中，主要用來顯示登錄用戶擁有操作權(quán)限的所有課程名稱。 </p><p>　　模塊的主要功能應(yīng)該是：考試題顯示功能、考試試題添加功能、提問功能、試題修改功能和考試試題刪除功能。 </p><p>　　（3）自動(dòng)組卷模塊 </p><p>　　自動(dòng)組卷模塊包括三部分：查

15、找題庫(kù)信息、設(shè)定組卷策略、自動(dòng)組卷和試卷排版打印。在用戶選擇了課程名稱后，該模塊的界面上會(huì)自動(dòng)顯示題庫(kù)中題目的數(shù)量，并分別統(tǒng)計(jì)了各種約束條件下題量的總值。 </p><p><b>　　4.小結(jié) </b></p><p>　　本文主要介紹了試題庫(kù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。首先介紹了試題庫(kù)建設(shè)的總體設(shè)計(jì)思想和要求，然后分析了一種試題庫(kù)組建的方法：遺傳算法，接著利用遺傳算法進(jìn)行試題庫(kù)系