改進(jìn)型遺傳算法在自動組卷系統(tǒng)中應(yīng)用探究

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1、改進(jìn)型遺傳算法在自動組卷系統(tǒng)中應(yīng)用探究摘要：一直以來優(yōu)先權(quán)法、誤差補(bǔ)償法等是網(wǎng)絡(luò)考試組卷系統(tǒng)中的基本計(jì)算方法，但這些算法在公平與隨機(jī)問題的處理上效果并不理想。而將改進(jìn)型遺傳算法科學(xué)運(yùn)用在自動組卷系統(tǒng)中，這利于突破傳統(tǒng)遺傳算法的局限，完善自動組卷系統(tǒng)的功能性，以達(dá)到網(wǎng)絡(luò)考試的科學(xué)、公平目標(biāo)。在此，本文將針對性研究改進(jìn)型遺傳算法在自動組卷系統(tǒng)中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：遺傳算法；組卷系統(tǒng)；自然編碼；改進(jìn)中圖分類號：TP18隨著網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的逐步完善，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺的基礎(chǔ)上網(wǎng)絡(luò)考試越來越普及化。改進(jìn)型的遺傳算法還能在多樣性、多解性條件下，

2、計(jì)算出理想的結(jié)果，所以將其應(yīng)用在自動組卷系統(tǒng)中能夠達(dá)到理想效果。1試題庫結(jié)構(gòu)試題庫、組卷算法是組卷系統(tǒng)中的兩個組成要素。其中,試題庫是管理試題的數(shù)據(jù)庫，其結(jié)構(gòu)影響著考試范圍的覆蓋性，以及網(wǎng)絡(luò)考試的公平性。為了公平、科學(xué)的檢測出學(xué)生的學(xué)習(xí)水平，試題庫的結(jié)構(gòu)需要全面、規(guī)范，從而便于操作與管理。如表1所示，這是試題庫結(jié)構(gòu)的整體框架，每個試題都需要包括下面的10大內(nèi)容。2遺傳算法及其改進(jìn)采用分組自然數(shù)的系統(tǒng)編碼策略，這是改進(jìn)型遺傳算法的突破，利于有效解決傳統(tǒng)遺傳算法的不足。分組自然數(shù)編碼策略的操作原理是，對每種題型進(jìn)行獨(dú)立的自然數(shù)據(jù)

3、編碼，使得一種題型對應(yīng)一組編碼。而后，在初始化題型庫中選擇每一種題型的一組試題，構(gòu)成染色體，一個試題就是一個染色體，染色體的編碼代表試題的編碼。采用變長編碼的方式來處理染色體，合并多個試題，但要確保試題之間以及試題組之間的相互獨(dú)立性。如圖1所示，這是兩張?jiān)嚲淼娜旧w編碼。按照不同題型的題量需求隨機(jī)抽取試題分庫中的試題，組成初始種群，以此來加快收斂性，減少迭代次數(shù)，減少染色體的運(yùn)算復(fù)雜性，縮短編碼長度。如此，不僅可以令不同題型與題量達(dá)到需求，而且還可確保試題分庫的知識約束屬性，同時節(jié)省了二進(jìn)制編碼的搜索空間，從而促進(jìn)解碼時間的

4、提高，以及解碼速度的加快。在進(jìn)行變異操作過程中對于概率系數(shù)b值的確定，需要通過計(jì)算出最優(yōu)適應(yīng)度、平均適應(yīng)差值來獲得，進(jìn)而得出變異概率Pm值。是否進(jìn)行變異還需要對Pm與隨機(jī)數(shù)進(jìn)行大小比較，當(dāng)Pm大于隨機(jī)數(shù)時，確定變異點(diǎn)并開始變異，隨機(jī)產(chǎn)生，反正則不需要變異。在進(jìn)化初期，染色體適應(yīng)度有一個變動的相似度，而相似度大小的變動會令概率系數(shù)b值發(fā)生變化，染色體適應(yīng)度的相似度大小與b值大小呈反比例關(guān)系。當(dāng)染色體適應(yīng)度的相似度較小時，b值則較大，而發(fā)生變異的概率較大，同理反之，這利于改善種群的多樣性便于搜索全局。當(dāng)染色體適應(yīng)度的相似度偏向一

5、致時，說明進(jìn)化程度達(dá)到了一定標(biāo)準(zhǔn)。3改進(jìn)型遺傳算法在自動組卷系統(tǒng)中的應(yīng)用根據(jù)高內(nèi)聚、低耦合標(biāo)準(zhǔn)將改進(jìn)型遺傳算法應(yīng)用在自動組卷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，劃分詳細(xì)的功能模塊，如圖2是具體的系統(tǒng)功能模塊圖。其中，多維細(xì)目表管理、試卷設(shè)置管理、組卷、已有試卷查詢，這是自動組卷系統(tǒng)中的主要模塊，再細(xì)致劃分其他小模塊，并采用多文檔界面技術(shù)來設(shè)計(jì)系統(tǒng)的主窗體。利用WM_COMMAND來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)和應(yīng)用程序的連接，以發(fā)送消息的形式進(jìn)行確認(rèn)以及挑選相應(yīng)的子菜單，以主窗體為平臺來達(dá)到系統(tǒng)對多維細(xì)目表的管理。舉例說明，要完成對試卷的設(shè)置、管理、維護(hù)等屬性的操作

6、需求。(1)啟動程序，在菜單欄中選擇“多維細(xì)目表管理”；(2)依次進(jìn)入'‘?dāng)?shù)據(jù)錄入(分為表頭與表心的數(shù)據(jù)錄入)、數(shù)據(jù)維護(hù)(分為數(shù)據(jù)修改與數(shù)據(jù)刪除)、數(shù)據(jù)瀏覽”的菜單操作。如圖3是表心數(shù)據(jù)錄入界面，圖4是數(shù)據(jù)瀏覽界面。一份優(yōu)秀試卷的產(chǎn)生需要在組卷模塊中進(jìn)行相應(yīng)操作，具體操作流程包括：(1)啟動程序，進(jìn)入“組卷”菜單；(2)選擇子菜單中的“細(xì)目表組卷、遺傳算法組卷”以完成組卷的相關(guān)操作。如圖5是使用改進(jìn)型遺傳算法得出的一份試卷,該圖是試卷的生成界面。通過點(diǎn)擊“生成答案”，系統(tǒng)會自動生成該試卷的標(biāo)準(zhǔn)答案(如圖6所示)并附帶在試卷后

7、面。若要以Word文檔的形式來保存試卷及答案，只需點(diǎn)擊“保存試卷”，系統(tǒng)就會自動保存并生成相應(yīng)的Word試卷，便于排版打印?？傊谧詣咏M卷系統(tǒng)中科學(xué)運(yùn)用改進(jìn)型的遺傳算法，這利于突破傳統(tǒng)遺傳算法的局限，以完善自動組卷系統(tǒng)的功能性，進(jìn)而生成一份難易程度趨于一致的試卷，以達(dá)到網(wǎng)絡(luò)考試的科學(xué)、公平目標(biāo)。參考文獻(xiàn)：[1]楊劍，張敏輝.改進(jìn)遺傳算法智能組卷的研究與應(yīng)用[J].計(jì)算技術(shù)與自動化，2012,31(2)：106-109.[2]張烈超，劉開文.基于遺傳算法智能組卷的考試系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[J].武漢交通職業(yè)學(xué)院學(xué)報，2013(1)

8、：75-79.[3]肖桂霞，彭春富?改進(jìn)遺傳算法對醫(yī)學(xué)題庫組卷問題的應(yīng)用研究[J].微型機(jī)與應(yīng)用，2013,32(6)：60-64.作者單位：新余學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心，江西新余338000