遗传算法的智能组卷研究【字数：11610】
教育是当今社会十分重视的一个方面，而考试是教育中最为重要的评判方式之一，考试的公平公正性对于评判教育制度是否优秀至关重要。社会上各个领域对考试都有各自的要求，而如今的考试大多数还在使用最传统的考试方式，也就是纸质试卷，但是传统的纸质试卷制造过程繁琐，组织一场考试需要花费大量的人力物力，而其结果也不尽得人意，如果采用网上考试不仅可以减轻教师出卷的工作负担，也增加了工作效率。随着现代科技发展，信息化技术和网络技术进步迅速，如何利用这些技术更好地为网上考试服务是如今许多人考虑的问题。遗传算法是一种求解在约束条件下最优解的经典算法，它是模拟生物进化和遗传的各种特点而形成的搜索算法，自从1975年提出遗传算法以来，已经有许多人尝试利用此算法进行组卷的研究，也有了许多的成绩，因此我准备设计一个简单的考试系统来进行对这个算法组卷的尝试，系统主要划分为三类用户，分别为管理员、学生和教师，不同用户登录系统拥有不同的权限。本文首先分析研究背景和研究现状以及发展趋势，再对系统进行可行性分析和需求分析，利用Eclipse开发工具完成系统的实现，为遗传算法的组卷做了一个简单的尝试。
目 录
第1章 绪 论 1
1.1 课题背景 1
1.2 课题的目的和意义 1
1.3 国内外研究现状 2
第2章相关技术 4
2.1 Java语言和JSP介绍 4
2.2 Tomcat简介 4
2.3 MySQL数据库简介 5
2.4 遗传算法介绍 5
2.4.1 遗传算法简介 5
2.4.2 遗传算法的基本思想 6
2.4.3 遗传算法的优缺点 7
2.4.4 遗传算法的基本流程 8
第3章系统分析 10
3.1 可行性分析 10
3.1.1 经济可行性 10
3.1.2 技术可行性 10
3.1.3 运行可行性 10
3.2 系统需求分析 10
3.3 功能分析 11
3.4 数据库分析 12
3.4.2 数据库表分析 15
3.5系统开发环境 17
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/> 3.5.1 硬件环境 17
3.5.2 软件环境 18
第4章 系统设计 19
4.1 系统功能概述 19
4.2 系统功能结构图 19
4.3 主要功能模块详细设计 20
第5章 系统的实现 25
5.1组卷算法的实现 25
5.1.1 初始化种群 25
5.1.2 评估种群 25
5.1.3 杂交 26
5.1.4 变异 27
5.1.5 择优 27
5.2学生功能的实现 29
5.2.1 登录、退出功能的实现 29
5.2.2 学生用户实现在线考试 30
5.3教师功能的实现 31
5.3.1 教师管理题库的实现 31
5.3.2 教师查看学生的成绩 32
5.4管理员功能的实现 33
5.4.1 用户管理界面 33
5.4.2 搜索功能 34
系统开发影响 35
第6章 结束语 36
参考文献 37
致谢 38
第1章 绪 论
1.1 课题背景
教育是当今社会十分重视的一个方面，如今信息技术发展十分迅速，传统的教育方式可能已经不能够适应现代教育的需要，利用Internet开展教育正受到许多人的关注。网络教育代表着教育改革的远程教育相比传统的面对面教育有很多优势，学生只要拥有一台联网的电脑就可以通过网络利用计算机中的学习系统进行学习，不管何时何地，都能使用该系统，十分便利。因此网络教育在未来有很大的发展空间，而其中的在线考试系统是否足够完善是评价网络教育的一个重要部分。人才作为一个国家发展必不可少的重要资源，自古以来就有各式各样的选拔制度来进行人才的选拔，考试是最其中最主要的方式之一，也是最简便的方法之一，我国在长期的实践中，把考试公平公正作为出发点来选择人才，如今的许多考试比如高中升学、会计资格考试、托福考试等在社会上都有举足轻重的作用，要保证此类考试的公平十分重要。因此要找到一个合适的算法来进行合理的组卷保证网上考试的重要性。
1.2 课题的目的和意义
如今教育发展迅速，要让平时的能力考核变得更加有效是十分重要的方面。考试实际是对考生的学习能力、知识、技能等方面进行一个全面的检测，如何选择合适的知识点，提高考试的合理性和公平性是许多人都在想方设法解决的问题。传统的手工纸质出卷方式花费老师大量时间和精力，工序繁琐，会出现许多问题，比如：试卷更新频率低，导致卷面知识滞后，不能批量出卷，出题人出卷时由于个人原因，如出卷人知识的偏向，导致出题时会偏向主观色彩，对判别学生真正的能力还有许多不足之处。
随着信息技术和网络的高速发展，如何进行合理的组卷已经有了很大的进步，各种认证考试比如雅思、托福考试，我国的计算机等级考试，各个行业的资格考试等等，都是通过合理的算法进行智能组卷，根据题库生成试卷，保证每个考生考试的公平性。智能组卷跟传统方式相比有许多优势，比如：试题共享度高，可以在网上获得好的试题，十分方便。老师在想到好的试题时可以及时上传到题库中，更新试题库十分简便。智能组卷系统可以高效地生成试卷，同时出卷不会有人为因素的影响，使考试更为公正。可以根据学习进度来出卷，并设置试卷难度，生成难度适宜的试卷，更好区分考生能力。减少了组卷的成本，不会浪费老师的时间，老师只需要管理题库，减轻工作量。
因此尝试用遗传算法研究智能组卷系统，对各种考试都具有重大的意义。
1.3 国内外研究现状
早在40多年以前，美国就开始着手研究智能组卷系统，在1979当年成立了“评价系统有限公司”，开发了属于自己的系统，可以完成管理题库、在线考试、分析考试数据等功能，美国IBM公司开发的CTSS（计算机自动组卷系统）采用批处理的组卷方法，通过各种约束将题目扫描到电脑之中，然后通过系统挑选符合要求的题目并打印试卷，产生相应的参考答案和评分标准等。之后美国UCR开发的CATC（计算机辅助检测系统）对以往的组卷系统进行改良，系统功能更加完备，生成的试卷更具有参考价值。许多国际考试例如托福、雅思考试等，都采用了在线考试的方式。诸如此类的考试都是利用其独特的系统，让学生可以在网络上进行实时考试，虽然他们的组卷方法各不相同，但是得到的试卷在各个指标上都可以考察考生的能力。因此现在越来越多的大型国际企业也开始使用在线考试对员工进行评价，目前都取得了不错的效果。
目 录
第1章 绪 论 1
1.1 课题背景 1
1.2 课题的目的和意义 1
1.3 国内外研究现状 2
第2章相关技术 4
2.1 Java语言和JSP介绍 4
2.2 Tomcat简介 4
2.3 MySQL数据库简介 5
2.4 遗传算法介绍 5
2.4.1 遗传算法简介 5
2.4.2 遗传算法的基本思想 6
2.4.3 遗传算法的优缺点 7
2.4.4 遗传算法的基本流程 8
第3章系统分析 10
3.1 可行性分析 10
3.1.1 经济可行性 10
3.1.2 技术可行性 10
3.1.3 运行可行性 10
3.2 系统需求分析 10
3.3 功能分析 11
3.4 数据库分析 12
3.4.2 数据库表分析 15
3.5系统开发环境 17
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/> 3.5.1 硬件环境 17
3.5.2 软件环境 18
第4章 系统设计 19
4.1 系统功能概述 19
4.2 系统功能结构图 19
4.3 主要功能模块详细设计 20
第5章 系统的实现 25
5.1组卷算法的实现 25
5.1.1 初始化种群 25
5.1.2 评估种群 25
5.1.3 杂交 26
5.1.4 变异 27
5.1.5 择优 27
5.2学生功能的实现 29
5.2.1 登录、退出功能的实现 29
5.2.2 学生用户实现在线考试 30
5.3教师功能的实现 31
5.3.1 教师管理题库的实现 31
5.3.2 教师查看学生的成绩 32
5.4管理员功能的实现 33
5.4.1 用户管理界面 33
5.4.2 搜索功能 34
系统开发影响 35
第6章 结束语 36
参考文献 37
致谢 38
第1章 绪 论
1.1 课题背景
教育是当今社会十分重视的一个方面，如今信息技术发展十分迅速，传统的教育方式可能已经不能够适应现代教育的需要，利用Internet开展教育正受到许多人的关注。网络教育代表着教育改革的远程教育相比传统的面对面教育有很多优势，学生只要拥有一台联网的电脑就可以通过网络利用计算机中的学习系统进行学习，不管何时何地，都能使用该系统，十分便利。因此网络教育在未来有很大的发展空间，而其中的在线考试系统是否足够完善是评价网络教育的一个重要部分。人才作为一个国家发展必不可少的重要资源，自古以来就有各式各样的选拔制度来进行人才的选拔，考试是最其中最主要的方式之一，也是最简便的方法之一，我国在长期的实践中，把考试公平公正作为出发点来选择人才，如今的许多考试比如高中升学、会计资格考试、托福考试等在社会上都有举足轻重的作用，要保证此类考试的公平十分重要。因此要找到一个合适的算法来进行合理的组卷保证网上考试的重要性。
1.2 课题的目的和意义
如今教育发展迅速，要让平时的能力考核变得更加有效是十分重要的方面。考试实际是对考生的学习能力、知识、技能等方面进行一个全面的检测，如何选择合适的知识点，提高考试的合理性和公平性是许多人都在想方设法解决的问题。传统的手工纸质出卷方式花费老师大量时间和精力，工序繁琐，会出现许多问题，比如：试卷更新频率低，导致卷面知识滞后，不能批量出卷，出题人出卷时由于个人原因，如出卷人知识的偏向，导致出题时会偏向主观色彩，对判别学生真正的能力还有许多不足之处。
随着信息技术和网络的高速发展，如何进行合理的组卷已经有了很大的进步，各种认证考试比如雅思、托福考试，我国的计算机等级考试，各个行业的资格考试等等，都是通过合理的算法进行智能组卷，根据题库生成试卷，保证每个考生考试的公平性。智能组卷跟传统方式相比有许多优势，比如：试题共享度高，可以在网上获得好的试题，十分方便。老师在想到好的试题时可以及时上传到题库中，更新试题库十分简便。智能组卷系统可以高效地生成试卷，同时出卷不会有人为因素的影响，使考试更为公正。可以根据学习进度来出卷，并设置试卷难度，生成难度适宜的试卷，更好区分考生能力。减少了组卷的成本，不会浪费老师的时间，老师只需要管理题库，减轻工作量。
因此尝试用遗传算法研究智能组卷系统，对各种考试都具有重大的意义。
1.3 国内外研究现状
早在40多年以前，美国就开始着手研究智能组卷系统，在1979当年成立了“评价系统有限公司”，开发了属于自己的系统，可以完成管理题库、在线考试、分析考试数据等功能，美国IBM公司开发的CTSS（计算机自动组卷系统）采用批处理的组卷方法，通过各种约束将题目扫描到电脑之中，然后通过系统挑选符合要求的题目并打印试卷，产生相应的参考答案和评分标准等。之后美国UCR开发的CATC（计算机辅助检测系统）对以往的组卷系统进行改良，系统功能更加完备，生成的试卷更具有参考价值。许多国际考试例如托福、雅思考试等，都采用了在线考试的方式。诸如此类的考试都是利用其独特的系统，让学生可以在网络上进行实时考试，虽然他们的组卷方法各不相同，但是得到的试卷在各个指标上都可以考察考生的能力。因此现在越来越多的大型国际企业也开始使用在线考试对员工进行评价，目前都取得了不错的效果。
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