蟻群算法考試系統開發研究

王偉 黑龍江外國語學院

1 考試系統的優勢與不足

1.1 減少考試資源消耗

考試系統的最大優勢，就是節省考試消耗的資源。

實現在線考試，可以避免紙張的應用，考生信息與試卷都通過電子數據的方式，存放于數據庫當中。節約了紙張的消耗。在線考試，可以通過機房或者靈活的讓考生自主登錄方便的電腦，減少了考場的需求量。如果在考試系統中，加入硬件監控設備，更加可以減少監考人員的參與。

1.2 使用率高

考試系統開發，通常能夠滿足多個科目的多次考試，可以重復頻繁使用，讓考試融于一套系統當中，只需要存入適當的題庫試題就可以進行不同的考試。

1.3 適合高校與政府機關考試

高校與政府機關，在每學期、每年度都要對學生、教師、工作人員進行考試與考核評估，考試系統直接可以滿足高校和政府機關的考試考核需求，適用性強。

1.4 題型不夠靈活

目前考試系統主要使用客觀試題，以單選、多選、判斷題目為主。對于主觀化試題，可以采用圖像采集的方式，但是閱卷需要人工的參與，難以進行自主閱卷。

1.5 試卷價值參差不齊

考試的目的是考察學生的學習情況，要體現學習能力也要體現差距。難度適中，考點覆蓋范圍廣的試卷才是真正有價值的試卷。本文采用蟻群算法進行試卷系統開發，就難度數值進行評估與計算，通過算法形成更具有考核價值的試卷。

2 蟻群算法思想：

蟻群算法可以視作遺傳算法的衍生算法或者進化算法，遺傳算法是通過生物學思想，將信息作為遺傳基因，用算子來代替。在算子的計算遺傳和變異過程中，取出優秀解，放棄不理想的遺傳算子。同時利用優秀算子繼續實現交叉遺傳，從而求出最優解。但是蟻群算法有了一些好的變化，蟻群算法并不是找出最優，而是尋找相對優勢的組解。更加適合于實際的計算。因為在實際計算中，很多計算結果未必能產生最符合條件的解，從而浪費了計算過程。蟻群算法也來源于生物學思想。螞蟻在覓食和搬運過程中，成群結隊進行工作，但很少發生路徑堵塞的現象。這是源于螞蟻可以發出帶有氣味的信息素，信息素具有揮發性，如果路徑較短，并且走的人多，揮發的就相對較少，信息素濃度高。如果路徑長，走的螞蟻伙伴少，信息素濃度就低。利用信息素，可以更好的判斷路徑長短（優勢與劣勢解）也可以避免堵塞現象發生（濃度過高）

3 蟻群算法在考試系統中的應用：

蟻群算法在考試系統中，主要可以應用在試卷組成模塊當中。就試卷的試題覆蓋范圍和難度數值進行計算。以0作為最簡單數值，1作為最難數值，通過模擬考試與老師的評估，判斷試題難度，在考試前完成試題組卷過程，對于難度數值區域中間數值的，作為優勢組解（可能是一套或者若干套試卷）。同時利用考核試題類型、分值以及章節知識點信息可以進行判斷試題覆蓋范圍。以覆蓋廣度高為優秀標準。

4 常用功能模塊：

用戶登錄功能，本系統為了系統安全性，只提供系統登錄功能，不提供用戶注冊，用戶信息從學校所提供的學生信息表由教師導入。并預置初始密碼為學生的學號或者是統一密碼，第一次登錄后強行要求修改密碼。考生登錄后頁面上始終以廣告方式顯示考生信息，以防考生替考行為發生。題庫管理模塊：試題添加、修改和刪除管理。根據系統實際需要，將系統中的題型進行分類管理和添加，題庫中的題型主要分為如下幾類：單選題、多選題、判斷題、填空題。試卷組成模塊 考試試卷的生成，實現靈活組卷。在考試系統中，試卷生成是比較關鍵的一環。為了方便老師組卷，該系統提供兩種組卷方法，一種教師手工組卷，另一種是由系統自動組卷提供了考試結束后的試卷答案開放。考試管理模塊和考試模塊 教師可以對考試開啟和關閉，學生參加在線考試，實時保存考生操作答案，以便學生機器故障后可以登錄繼續考試而不至于答案丟失。最后，實現在線閱卷與成績查詢功能模塊。

5 瀏覽器服務器模式架構

整個系統采用Browser/Web/DataBase的3層體系結構。用戶可通過瀏覽器向分布在網絡上的服務器發出請求，服務器對請求進行處理，將用戶所需信息返回到瀏覽器。B/S結構簡化了客戶機的工作，客戶機上只需配置Web 瀏覽器即可。服務器將擔負更多的工作，對數據庫的訪問和應用程序的執行將在服務器上完成。瀏覽器發出請求，而其余數據請求、加工、結果返回以及動態網頁生成等工作全部由服務器完成

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