基于遺傳算法的高校試題組卷系統(tǒng)設(shè)計

1、<p>　　基于遺傳算法的高校試題組卷系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　[摘 要]本文用遺傳算法對試題庫的組建過程進行了研究，設(shè)計和開發(fā)。針對試題組卷注意的問題進行了全面的分析及設(shè)計。 </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：TP 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）44-0011-0

2、1 </p><p>　　1.系統(tǒng)功能及運行要求 </p><p>　　由于試題庫管理及組卷系統(tǒng)需求的多樣性以及用戶使用要求的千差萬別，在進行該系統(tǒng)設(shè)計時，要考慮到軟件的操作性，試題的擴展需求，高準確率等問題。 </p><p>　　（1）用戶是易于使用和易于管理，因為系統(tǒng)的特點，確定用戶的訪問和使用的系統(tǒng)和平臺的不確定性水平。因此，我們希望給用戶提供一個方便的與平

3、臺無關(guān)的問使用接口。本系統(tǒng)采用單機版，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>　?。?）將遺傳算法的智能化、強大的運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行并行分布式處理設(shè)計的需要。 </p><p>　?。?）系統(tǒng)的可維護性和規(guī)模的可擴展性由于題目存儲形式及試卷模板內(nèi)容的不斷變化，要求本系統(tǒng)的開放性可擴展性很強（

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、課程名稱、課程代碼、任課教師姓名和備注信息等），對于不同級別的登錄。 </p><p>　　試題庫管理功能――試題庫中的題目和參考答案能夠全部查看，也能夠針對用戶提出的查詢條件提供相應(yīng)的查詢，并能夠統(tǒng)計題庫中的試題的數(shù)量，您還可以添加

5、、修改、刪除和其他維護操作的試題庫。 </p><p>　　題型管理功能――能夠添加不同的題型，或者對已有題型信息進行修改或者刪除，在對題型信息操作的同時也對相對應(yīng)的題型信息表進行了操作。 </p><p>　　自動生成功能――根據(jù)用戶指定的組卷策略（包括項目難度，項目類型，項目數(shù)量，測驗分數(shù)和其他），根據(jù)改進的遺傳算法從題庫抽取試題組成試卷，答案也隨機生成。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整體，可以針對不令人滿意的題目進行修改。還可以把試卷存入試卷庫。 </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>　　（1）遺傳算法的基本理論 </p><p>　　遺傳算法（遺傳算法，遺傳算法）是一個進化算法的分支，它是基于荷蘭的1975，源自于生物對自然環(huán)境的適應(yīng)以及所產(chǎn)生的進化過程，即模擬自然界中物競天擇適者生存的進化過程所產(chǎn)生的一種搜索準則。遺傳算法并不是直接朝較佳解移動，而是通過不能適應(yīng)環(huán)境的比較容易被淘汰的進化機制讓系統(tǒng)自然進化。由于其強大的搜索能力，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證，如果登錄用戶的用戶名和密碼通過驗證，將進入該系統(tǒng)的主界面，否則顯示出錯信息并返回登錄界面，如果密碼連續(xù)三次輸入錯誤，系統(tǒng)將自動關(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)中的所有試題進行操作；另一類是普通用戶，普通用戶只能操作當前登錄用戶名下對應(yīng)的課程試題信息。 </p><p>　?。?）課程管理模塊 </p><p>　　課程管理模塊主要實現(xiàn)對課程信息的更新和維護，包括對課程信息的添加、修改和刪除等操作。該模塊在設(shè)計時考慮到課程輸入

10、時容易出錯，特別設(shè)計了課程信息的全部顯示功能。對信息進行修改和刪除時，增加了安全提示措施，當刪除一門課程信息時，系統(tǒng)會自動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，防止因為誤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>　　當用戶要對課程表的信息執(zhí)行添加、修改和刪除等操作時，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，對于普通用戶來說，只能查看、修改或刪除當前登錄用戶的信息。 </p><p>　　1.手動組卷相比自動組卷，手動組卷則復(fù)雜的多，但用戶可以

12、完成更為復(fù)雜的操作。在進行手動組卷過程中，用戶首先選擇題型，題型選擇后再選擇考察的知識點，提交后系統(tǒng)會顯示該類型的指定知識點的題庫中的所有試題，其功能相當于進行了查詢操作，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.測驗組卷測驗組卷基本功能與自動組卷類似，主要目的是為教師測試提供便利，選擇該組卷方式不需要設(shè)定試題的分數(shù)，也無需進行分數(shù)校驗，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，它主要實現(xiàn)試題信息的添加、瀏覽、修改和刪除等功能，實現(xiàn)對試題信息的更新和維護。 </p><p>　　考慮到大容量的數(shù)據(jù)庫，用戶訪問的問題是不是一個問題，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>　?。?）自動組卷模塊 </p><p>　　自動組卷模塊包括三部分：查

15、找題庫信息、設(shè)定組卷策略、自動組卷和試卷排版打印。在用戶選擇了課程名稱后，該模塊的界面上會自動顯示題庫中題目的數(shù)量，并分別統(tǒng)計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系統(tǒng)的設(shè)計。首先介紹了試題庫建設(shè)的總體設(shè)計思想和要求，然后分析了一種試題庫組建的方法：遺傳算法，接著利用遺傳算法進行試題庫系