| 【中文题名】 | 基于改进遗传算法的智能组卷研究 |
| 【英文题名】 | The Research of Intelligent Test Paper Auto-generation Based on an Improved Genetic Algorithm |
| 【学科专业】 | 计算机软件与理论 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-10-16 |
| 【中关键词】 | 组卷算法,加权离差模型,自适应遗传算法,过早收敛,种群多样性, |
| 【英关键词】 | composing test paper algorithm,weighted deviations model,adaptive genetic algorithm,precocious convergence,population diversity, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化基础理论>人工智能理论>> |
| 【论文摘要】 |
随着计算机辅助教育研究的不断深入，计算机考试系统作为计算机辅助教学管理的重要组成部分越来越受到人们的关注。在考试系统中，自动组卷功能决定了系统能否有效地检验被试者的真实水平，是评价系统好坏的一个重要因素。因此，组卷算法的研究也成为计算机辅助教育中的一个重要课题。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，详细阐述了组卷问题的基本理论及原则，总结了组卷过程中涉及的约束条件，在此基础上建立了组卷问题的数学模型。然后，针对遗传算法本身易过早收敛的缺陷，介绍了遗传算法早熟的成因、常见预防措施及种群多样性度量方法，在传统遗传算法的基础上，对算法中操作概率的自适应调整方法及遗传操作过程中个体的替换策略进行了改进，提出了基于种群多样性度量的自适应遗传算法，并通过对比实验对改进算法的全局搜索性能、效率和有效性进行了验证。实验表明，改进算法具有较好的克服早熟的能力，在全局搜索性能及收敛速度上较传统遗传算法有显著提高。最后，将改进算法与组卷问题的具体情况相结合，采用了一种符合组卷问题特点的分段实数编码方法，并提出了相应的交叉、变... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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ABSTRACT |
5-9 |
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第一章 绪论 |
9-18 |
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1.1 智能组卷研究的目的及意义 |
9-10 |
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1.2 自动组卷算法的研究现状 |
10-12 |
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1.3 遗传算法及其在组卷问题中的应用 |
12-16 |
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1.4 本文的主要工作 |
16-18 |
|
第二章 组卷问题的基本理论及数学模型 |
18-31 |
|
2.1 试题的基本属性指标 |
18-20 |
|
2.1.1 难度 |
18-19 |
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2.1.2 区分度 |
19-20 |
|
2.2 衡量试卷质量的指标 |
20-21 |
|
2.2.1 试卷的信度与效度 |
20 |
|
2.2.2 试卷的难度与区分度 |
20-21 |
|
2.3 组卷的基本原则及教师组卷活动分析 |
21-22 |
|
2.3.1 组卷的基本原则 |
21-22 |
|
2.3.2 教师组卷活动分析 |
22 |
|
2.4 组卷问题的数学模型 |
22-30 |
|
2.4.1 基于正态分布的试卷难度分布计算模型 |
22-25 |
|
2.4.2 组卷的约束条件 |
25-27 |
|
2.4.3 组卷问题的目标函数 |
27-30 |
|
2.5 本章小结 |
30-31 |
|
第三章 基于种群多样性度量的自适应遗传算法 |
31-49 |
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3.1 遗传算法早熟的成因分析及常见预防措施 |
31-34 |
|
3.1.1 相关概念及定理 |
31-32 |
|
3.1.2 早熟现象的成因分析 |
32-33 |
|
3.1.3 克服早熟的常见措施 |
33-34 |
|
3.2 种群多样性度量方法 |
34-37 |
|
3.2.1 种群个体空间分布方差 |
34 |
|
3.2.2 种群个体最优适应度与平均适应度的差值 |
34-35 |
|
3.2.3 种群熵 |
35-37 |
|
3.3 改进遗传算法的基本思想 |
37-42 |
|
3.3.1 操作概率的自适应调整 |
37-40 |
|
3.3.2 结合小生境技术的替换策略 |
40-41 |
|
3.3.3 改进算法的操作流程 |
41-42 |
|
3.4 仿真实验 |
42-48 |
|
3.4.1 测试函数及算法 |
42-43 |
|
3.4.2 实验结果分析 |
43-48 |
|
3.5 本章小结 |
48-49 |
|
第四章 改进遗传算法在组卷问题中的应用 |
49-65 |
|
4.1 模拟试题库结构设计 |
49-50 |
|
4.1.1 试题库的基本组织要求 |
49 |
|
4.1.2 试题库的组织结构 |
49-50 |
|
4.2 智能组卷算法的具体实现 |
50-58 |
|
4.2.1 组卷参数设定及预选择策略 |
50-51 |
|
4.2.2 编码方式 |
51-54 |
|
4.2.3 选择算子 |
54 |
|
4.2.4 交叉算子 |
54-57 |
|
4.2.5 变异算子 |
57-58 |
|
4.2.6 组卷算法流程图 |
58 |
|
4.3 仿真实验 |
58-64 |
|
4.3.1 实验数据 |
58-60 |
|
4.3.2 实验结果分析 |
60-64 |
|
4.4 本章小结 |
64-65 |
|
第五章 总结与展望 |
65-67 |
|
参考文献 |
67-72 |
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附录:改进组卷算法的部分源程序 |
72-81 |
|
致谢 |
81-82 |
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攻读学位期间主要的研究成果目录 |
82 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.389095 |
