蟻群算法考試系統(tǒng)開發(fā)研究

王偉 黑龍江外國語學(xué)院

1 考試系統(tǒng)的優(yōu)勢與不足

1.1 減少考試資源消耗

考試系統(tǒng)的最大優(yōu)勢，就是節(jié)省考試消耗的資源。

實(shí)現(xiàn)在線考試，可以避免紙張的應(yīng)用，考生信息與試卷都通過電子數(shù)據(jù)的方式，存放于數(shù)據(jù)庫當(dāng)中。節(jié)約了紙張的消耗。在線考試，可以通過機(jī)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(tǒng)中，加入硬件監(jiān)控設(shè)備，更加可以減少監(jiān)考人員的參與。

1.2 使用率高

考試系統(tǒng)開發(fā)，通常能夠滿足多個科目的多次考試，可以重復(fù)頻繁使用，讓考試融于一套系統(tǒng)當(dāng)中，只需要存入適當(dāng)?shù)念}庫試題就可以進(jìn)行不同的考試。

1.3 適合高校與政府機(jī)關(guān)考試

高校與政府機(jī)關(guān)，在每學(xué)期、每年度都要對學(xué)生、教師、工作人員進(jìn)行考試與考核評估，考試系統(tǒng)直接可以滿足高校和政府機(jī)關(guān)的考試考核需求，適用性強(qiáng)。

1.4 題型不夠靈活

目前考試系統(tǒng)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(jìn)行自主閱卷。

1.5 試卷價(jià)值參差不齊

考試的目的是考察學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，要體現(xiàn)學(xué)習(xí)能力也要體現(xiàn)差距。難度適中，考點(diǎn)覆蓋范圍廣的試卷才是真正有價(jià)值的試卷。本文采用蟻群算法進(jìn)行試卷系統(tǒng)開發(fā)，就難度數(shù)值進(jìn)行評估與計(jì)算，通過算法形成更具有考核價(jià)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(jìn)化算法，遺傳算法是通過生物學(xué)思想，將信息作為遺傳基因，用算子來代替。在算子的計(jì)算遺傳和變異過程中，取出優(yōu)秀解，放棄不理想的遺傳算子。同時(shí)利用優(yōu)秀算子繼續(xù)實(shí)現(xiàn)交叉遺傳，從而求出最優(yōu)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(yōu)，而是尋找相對優(yōu)勢的組解。更加適合于實(shí)際的計(jì)算。因?yàn)樵趯?shí)際計(jì)算中，很多計(jì)算結(jié)果未必能產(chǎn)生最符合條件的解，從而浪費(fèi)了計(jì)算過程。蟻群算法也來源于生物學(xué)思想。螞蟻在覓食和搬運(yùn)過程中，成群結(jié)隊(duì)進(jìn)行工作，但很少發(fā)生路徑堵塞的現(xiàn)象。這是源于螞蟻可以發(fā)出帶有氣味的信息素，信息素具有揮發(fā)性，如果路徑較短，并且走的人多，揮發(fā)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(yōu)勢與劣勢解）也可以避免堵塞現(xiàn)象發(fā)生（濃度過高）

3 蟻群算法在考試系統(tǒng)中的應(yīng)用：

蟻群算法在考試系統(tǒng)中，主要可以應(yīng)用在試卷組成模塊當(dāng)中。就試卷的試題覆蓋范圍和難度數(shù)值進(jìn)行計(jì)算。以0作為最簡單數(shù)值，1作為最難數(shù)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(shù)值區(qū)域中間數(shù)值的，作為優(yōu)勢組解（可能是一套或者若干套試卷）。同時(shí)利用考核試題類型、分值以及章節(jié)知識點(diǎn)信息可以進(jìn)行判斷試題覆蓋范圍。以覆蓋廣度高為優(yōu)秀標(biāo)準(zhǔn)。

4 常用功能模塊：

用戶登錄功能，本系統(tǒng)為了系統(tǒng)安全性，只提供系統(tǒng)登錄功能，不提供用戶注冊，用戶信息從學(xué)校所提供的學(xué)生信息表由教師導(dǎo)入。并預(yù)置初始密碼為學(xué)生的學(xué)號或者是統(tǒng)一密碼，第一次登錄后強(qiáng)行要求修改密碼?？忌卿浐箜撁嫔鲜冀K以廣告方式顯示考生信息，以防考生替考行為發(fā)生。題庫管理模塊：試題添加、修改和刪除管理。根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際需要，將系統(tǒng)中的題型進(jìn)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(shí)現(xiàn)靈活組卷。在考試系統(tǒng)中，試卷生成是比較關(guān)鍵的一環(huán)。為了方便老師組卷，該系統(tǒng)提供兩種組卷方法，一種教師手工組卷，另一種是由系統(tǒng)自動組卷提供了考試結(jié)束后的試卷答案開放?？荚嚬芾砟K和考試模塊 教師可以對考試開啟和關(guān)閉，學(xué)生參加在線考試，實(shí)時(shí)保存考生操作答案，以便學(xué)生機(jī)器故障后可以登錄繼續(xù)考試而不至于答案丟失。最后，實(shí)現(xiàn)在線閱卷與成績查詢功能模塊。

5 瀏覽器服務(wù)器模式架構(gòu)

整個系統(tǒng)采用Browser/Web/DataBase的3層體系結(jié)構(gòu)。用戶可通過瀏覽器向分布在網(wǎng)絡(luò)上的服務(wù)器發(fā)出請求，服務(wù)器對請求進(jìn)行處理，將用戶所需信息返回到瀏覽器。B/S結(jié)構(gòu)簡化了客戶機(jī)的工作，客戶機(jī)上只需配置Web 瀏覽器即可。服務(wù)器將擔(dān)負(fù)更多的工作，對數(shù)據(jù)庫的訪問和應(yīng)用程序的執(zhí)行將在服務(wù)器上完成。瀏覽器發(fā)出請求，而其余數(shù)據(jù)請求、加工、結(jié)果返回以及動態(tài)網(wǎng)頁生成等工作全部由服務(wù)器完成

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