基于遗传算法的自动组卷系统的设计与实现

论文摘要

随着计算机技术的发展,现有的教学内容、教学手段和教学方法遇到了前所未有的挑战。计算机辅助考试系统正成为人们的研究热点之一。计算机辅助考试系统通过试题库自动生成考试试卷,把传统考试中的多个环节缩小到一至两个环节,节约大量的人力、物力,而且还可以大幅度提高考试成绩的客观性和公正性。本文首先介绍了计算机组卷技术的发展历史。在对国内外大量相关文献分析研究的基础上,着重对自动组卷算法进行了研究,介绍了目前比较常见的组卷技术,并分析了常用组卷算法中存在的缺点。其次,通过对自动组卷的研究背景进行比较系统的总结,详细分析了试卷的评价指标、各项指标的作用及几个重要指标间的关系,建立了采用各个评价指标的分布构建的试卷模式。并进一步分析了试题生成过程中试卷的各项约束条件,通过分析组卷策略,建立了试题组卷的数学模型,并对模型进行简化处理。通过对组卷问题数学模型的分析,得到目前常用的组卷算法的一个比较规范的组卷求解流程,并在此基础上对目前常用的遗传算法进行研究。遗传算法以其自适应寻优及良好的智能搜索技术,受到了广泛的运用。众多学者对保留最佳状态的遗传算法的收敛速度做了讨论。通过理论推导和事实运用,发现遗传算法在寻优和收敛性方面都是非常有效的。然后,针对自动组卷系统的自身特征,本文采用分组自然数编码,减少了染色体长度空间,编码直接采用试题编号,省去了编码和解码的繁琐,简化了求解的问题。最后,本文对基于遗传算法的自动组卷系统进行了分析和设计,并利用VB编程实现了基于遗传算法自动组卷系统,文中给出了部分关键源代码。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 随机选取法组卷算法
• 1.2.2 回溯试探法组卷算法
• 1.2.3 基于数据挖掘和知识发现的的自动组卷算法
• 1.2.4 遗传算法组卷算法
• 1.3 本文的主要工作和组织结构
• 1.3.1 本文的主要工作
• 1.3.2 本文的组织结构
• 2 系统分析与设计
• 2.1 系统总体分析与建模
• 2.1.1 基本功能描述
• 2.1.2 系统功能描述与建模
• 2.2 系统开发方案
• 2.2.1 系统开发技术
• 2.2.2 数据库系统
• 2.3 系统难点
• 2.4 本章小结
• 3 组卷评价体系结构分析
• 3.1 组卷的基本原则
• 3.2 试题主要属性指标
• 3.2.1 题号
• 3.2.2 题型
• 3.2.3 章节（知识点）
• 3.2.4 难度
• 3.2.5 区分度
• 3.2.6 时间
• 3.2.7 分数
• 3.3 指标体系
• 3.4 试卷模式
• 3.4.1 章节（知识点）-分数约束
• 3.4.2 题型-分数约束
• 3.4.3 难度-分数约束
• 3.4.4 区分度-分数约束
• 3.4.5 总时间
• 3.4.6 总分数
• 3.5 偏差计算
• 3.6 目标函数
• 3.7 本章小结
• 4 遗传算法研究
• 4.1 遗传算法简介
• 4.2 遗传算法的相关概念
• 4.3 遗传算法的基本操作步骤
• 4.4 遗传算法的特点
• 4.5 遗传算法的研究历史与现状
• 4.6 本章小结
• 5 遗传算法组卷的设计与实现
• 5.1 遗传算法组卷流程
• 5.2 编码方案设计
• 5.3 适应度函数设计
• 5.4 遗传算子设计
• 5.4.1 选择算子
• 5.4.2 交叉算子
• 5.4.3 变异算子
• 5.5 算法实现过程
• 5.6 实验结果分析
• 5.7 本章小结
• 6 组卷系统的设计与实现
• 6.1 系统设计
• 6.1.1 数据流图
• 6.1.2 数据库设计
• 6.2 系统实现
• 6.2.1 界面设计
• 6.2.2 主要代码
• 6.3 本章小结
• 7 结束语
• 7.1 本文总结
• 7.2 今后工作展望
• 致谢
• 参考文献