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智能化组卷系统的设计与实现

作 者: 陆齐芳
导 师: 何羚;王志勇
学 校: 电子科技大学
专 业: 软件工程
关键词: 智能组卷 遗传算法 试题库 分段实数编码 遗传算子
分类号: TP311.52
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 22次
引 用: 0次
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内容摘要


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.。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-14
  1.1 研究背景与意义  9-10
  1.2 相关技术及国内外研究现状  10-13
    1.2.1 智能组卷国内外现状及发展趋势  10-11
    1.2.2 遗传算法国内外现状及发展趋势  11-13
  1.3 本文的主要内容  13-14
第二章 智能组卷简介  14-27
  2.1 智能组卷概述  14-16
    2.1.1 智能组卷的功能要求  14-15
    2.1.2 智能组卷的特点  15-16
  2.2 组卷的数学模型  16-21
    2.2.1 难度计算模型  16-17
    2.2.2 区分度函数模型  17-18
    2.2.3 多目标函数的数学模型  18-20
    2.2.4 组卷问题的目标函数  20-21
  2.3 遗传算法的基本思想  21-22
  2.4 遗传算法关键问题  22-24
  2.5 遗传算法的特点  24-25
  2.6 小结  25-27
第三章 系统需求分析  27-33
  3.1 系统设计总体目标  27-28
  3.2 系统可行性分析  28
  3.3 系统功能分析  28-30
  3.4 系统功能性要求  30-31
  3.5 系统非功能性要求  31
  3.6 开发环境和工具  31-33
第四章 系统设计  33-64
  4.1 系统结构  33-35
  4.2 系统参数确定  35-36
  4.3 数据库设计  36-42
    4.3.1 概念数据库设计  36-39
    4.3.2 逻辑数据库设计  39-42
  4.4 遗传算子设计  42-64
    4.4.1 编码方式  42-45
    4.4.2 选择算子  45-46
    4.4.3 交叉算子  46-47
    4.4.4 变异算子  47-48
    4.4.5 算法流程  48-64
第五章 系统实现  64-72
  5.1 用户登录模块  64
  5.2 系统主窗体模块  64-65
  5.3 用户管理模块  65-67
  5.4 信息管理模块  67-68
  5.5 试卷参数管理模块  68-70
  5.6 智能组卷模块  70-72
第六章 系统测试与分析  72-77
  6.1 系统界面测试与分析  72-73
  6.2 遗传算法组卷测试与分析  73-77
    6.2.1 实验数据  73-74
    6.2.2 实验数据分析  74-77
第七章 总结与展望  77-78
致谢  78-79
参考文献  79-81

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机软件 > 程序设计、软件工程 > 软件工程 > 软件开发
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