智能化组卷系统的设计与实现

论文摘要

随着计算机技术的发展,计算机系统已经应用到教育行业上来,智能组卷系统是一个重要的研究方向,而一个组卷系统的效率和组卷质量主要取决于组卷算法。传统的组卷算法具有很大的随意性和不确定性,时间复杂度很大,无法从整体上把握题库不断变化的要求,不具有智能性。而且常常由于约束条件的局部不满足而导致组卷失败.本文针对现有组卷算法组卷成功率低,耗时长,生成的试卷难以满足实际考试需求等不足,对遗传算法在组卷问题中的应用进行了研究。首先,详细介绍了智能组卷问题的基本理论和原则,总结了组卷过程中设计的约束条件,给出了组卷问题的基本数学模型。并介绍了遗传算法的基本思想和关键性的问题以及遗传算法的特点。其次,在理论分析的基础上,采用SQL数据库和C#语言,在Visual Studio 2008环境下开发了基于遗传算法的智能组卷系统。系统具有用户管理,信息管理,试卷参数管理以及智能组卷等功能。在对系统进行设计与实现时,按照软件工程的理论,从系统的总体设计目标、功能性要求和非功能性要求等方面深入的分析了系统需求,给出了系统的设计原则和性能要求。并在系统需求分析的基础上给出了系统的详细设计,包括系统结构、系统参数确定、数据库设计以及遗传算子设计,并给出了遗传算法算法组卷的代码。在对系统结构进行设计时,按照对用户的可见性将系统分为用户界面层、功能模块层和数据层。按照三级范式的要求对数据库进行设计,并给出了E-R图和表结构。在对遗传算子进行设计时,将遗传算法与组卷问题的具体情况相结合,提出了一种符合组卷问题特点的分段实数编码方法,并设计出了相应的交叉、变异算子。在系统设计的基础上,在用模块化的编程思想,对系统进行了开发和编码,系统主要分为用户登录模块、系统主窗体模块、用户管理模块、信息管理模块、试卷参数管理模块和智能组卷模块等六大模块。经过系统的测试与相关的数据实验表明,基于遗传算法的智能组卷算法组卷速度快,组卷质量较好,能够满足实际组卷需求来求解试题组卷问题,取得了良好的效果,具有较好的实用性.。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 相关技术及国内外研究现状
• 1.2.1 智能组卷国内外现状及发展趋势
• 1.2.2 遗传算法国内外现状及发展趋势
• 1.3 本文的主要内容
• 第二章 智能组卷简介
• 2.1 智能组卷概述
• 2.1.1 智能组卷的功能要求
• 2.1.2 智能组卷的特点
• 2.2 组卷的数学模型
• 2.2.1 难度计算模型
• 2.2.2 区分度函数模型
• 2.2.3 多目标函数的数学模型
• 2.2.4 组卷问题的目标函数
• 2.3 遗传算法的基本思想
• 2.4 遗传算法关键问题
• 2.5 遗传算法的特点
• 2.6 小结
• 第三章 系统需求分析
• 3.1 系统设计总体目标
• 3.2 系统可行性分析
• 3.3 系统功能分析
• 3.4 系统功能性要求
• 3.5 系统非功能性要求
• 3.6 开发环境和工具
• 第四章 系统设计
• 4.1 系统结构
• 4.2 系统参数确定
• 4.3 数据库设计
• 4.3.1 概念数据库设计
• 4.3.2 逻辑数据库设计
• 4.4 遗传算子设计
• 4.4.1 编码方式
• 4.4.2 选择算子
• 4.4.3 交叉算子
• 4.4.4 变异算子
• 4.4.5 算法流程
• 第五章 系统实现
• 5.1 用户登录模块
• 5.2 系统主窗体模块
• 5.3 用户管理模块
• 5.4 信息管理模块
• 5.5 试卷参数管理模块
• 5.6 智能组卷模块
• 第六章 系统测试与分析
• 6.1 系统界面测试与分析
• 6.2 遗传算法组卷测试与分析
• 6.2.1 实验数据
• 6.2.2 实验数据分析
• 第七章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献