二進(jìn)制粒子群優(yōu)化組卷算法及其應(yīng)用.pdf

1、試卷質(zhì)量是在線考試系統(tǒng)的關(guān)鍵,因此,組卷算法在在線考試系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用。組卷算法自動(dòng)生成的試卷是否合理、科學(xué)直接影響學(xué)校對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果和教師教學(xué)質(zhì)量的評(píng)測(cè),進(jìn)一步影響下學(xué)期教學(xué)計(jì)劃的制定,甚至影響整個(gè)教學(xué)改革的進(jìn)行。因此,對(duì)組卷算法的研究有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　組卷算法的目標(biāo)是根據(jù)出卷人指定的組卷參數(shù),如試題類型、難度系數(shù)、考點(diǎn)、答題時(shí)間、分值等,從試題庫(kù)中抽取試題生成試卷。它是一個(gè)典型的多種目標(biāo)優(yōu)化求解問(wèn)題。目前還

2、沒(méi)有一種成熟的算法可以有效解決組卷問(wèn)題。現(xiàn)有的組卷算法存在一定問(wèn)題。有的全局搜索能力強(qiáng)局部搜索能力差,有的全局搜索能力差但局部搜索能力強(qiáng),有的算法步驟復(fù)雜,迭代次數(shù)過(guò)多,而有的算法原理機(jī)制簡(jiǎn)單,但參數(shù)設(shè)置過(guò)于主觀。在分析了已有組卷算法優(yōu)缺點(diǎn)基礎(chǔ)上,采用一種基于貝葉斯公式的二進(jìn)制粒子群優(yōu)化算法(BPSO)解決組卷問(wèn)題。該算法中的pbest和gbest具有較高可信度,粒子每次依靠 pbest和gbest的取值作出決定。由于pbest和gbe

3、st本身包含歷次迭代中粒子的遺傳信息,因此,通過(guò) pbest和gbest直接計(jì)算下一代xi的值。假設(shè)在尋求最優(yōu)解的過(guò)程中,pbest和gbest對(duì)最佳解的判定是獨(dú)立的,利用Bayes公式,就可以構(gòu)成下一代粒子群中每個(gè)粒子位置分量取值的決策依據(jù)。這種改進(jìn)的粒子群算法相比其他計(jì)算智能算法該算法避免了交叉、變異算子,算法原理、機(jī)制更加簡(jiǎn)單,編程實(shí)現(xiàn)更加方便;相比基本粒子群算法利用Bayes公式直接計(jì)算得到下一代種群,得到結(jié)果更直接,避免了基本

4、二進(jìn)制粒子群優(yōu)化算法先計(jì)算速度公式,再按照相應(yīng)規(guī)則轉(zhuǎn)換計(jì)算結(jié)果的缺陷,減少了計(jì)算量。算法的實(shí)際時(shí)間復(fù)雜度是 O(n),相比其他基于交叉、變異算子和選擇操作的智能算法在時(shí)間復(fù)雜度上得到改進(jìn)。這對(duì)該算法在實(shí)際考試系統(tǒng)中的應(yīng)用推廣起著非常重要的作用。
　　在以上研究基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)智能在線組卷系統(tǒng),給出了系統(tǒng)整體框架圖和UML建模圖,用Powerdesigner對(duì)數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),采用上述改進(jìn)的算法作為本系統(tǒng)的組卷算法實(shí)現(xiàn)。運(yùn)

5、用Facade和Strategy兩種設(shè)計(jì)模式的組合設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的組卷算法,提高了系統(tǒng)使用該算法的靈活度和算法修改的靈活性,降低了更改組卷算法帶來(lái)的系統(tǒng)代碼修改代價(jià)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了試卷管理、考生管理、試題管理、權(quán)限管理等功能模塊。另外,還設(shè)計(jì)了一個(gè)基于.NET的智能考試系統(tǒng)專用瀏覽器對(duì)考生桌面瀏覽器進(jìn)行深度個(gè)性化定制,屏蔽地址欄、各種常用鍵盤(pán)快捷鍵,作為考試系統(tǒng)的補(bǔ)充用以解決考試中學(xué)生作弊問(wèn)題,保證考試公平。最后,給出了系統(tǒng)評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)題