蚁群算法考试系统开发研究

王伟 黑龙江外国语学院

1 考试系统的优势与不足

1.1 减少考试资源消耗

考试系统的最大优势，就是节省考试消耗的资源。

实现在线考试，可以避免纸张的应用，考生信息与试卷都通过电子数据的方式，存放于数据库当中。节约了纸张的消耗。在线考试，可以通过机房或者灵活的让考生自主登录方便的电脑，减少了考场的需求量。如果在考试系统中，加入硬件监控设备，更加可以减少监考人员的参与。

1.2 使用率高

考试系统开发，通常能够满足多个科目的多次考试，可以重复频繁使用，让考试融于一套系统当中，只需要存入适当的题库试题就可以进行不同的考试。

1.3 适合高校与政府机关考试

高校与政府机关，在每学期、每年度都要对学生、教师、工作人员进行考试与考核评估，考试系统直接可以满足高校和政府机关的考试考核需求，适用性强。

1.4 题型不够灵活

目前考试系统主要使用客观试题，以单选、多选、判断题目为主。对于主观化试题，可以采用图像采集的方式，但是阅卷需要人工的参与，难以进行自主阅卷。

1.5 试卷价值参差不齐

考试的目的是考察学生的学习情况，要体现学习能力也要体现差距。难度适中，考点覆盖范围广的试卷才是真正有价值的试卷。本文采用蚁群算法进行试卷系统开发，就难度数值进行评估与计算，通过算法形成更具有考核价值的试卷。

2 蚁群算法思想：

蚁群算法可以视作遗传算法的衍生算法或者进化算法，遗传算法是通过生物学思想，将信息作为遗传基因，用算子来代替。在算子的计算遗传和变异过程中，取出优秀解，放弃不理想的遗传算子。同时利用优秀算子继续实现交叉遗传，从而求出最优解。但是蚁群算法有了一些好的变化，蚁群算法并不是找出最优，而是寻找相对优势的组解。更加适合于实际的计算。因为在实际计算中，很多计算结果未必能产生最符合条件的解，从而浪费了计算过程。蚁群算法也来源于生物学思想。蚂蚁在觅食和搬运过程中，成群结队进行工作，但很少发生路径堵塞的现象。这是源于蚂蚁可以发出带有气味的信息素，信息素具有挥发性，如果路径较短，并且走的人多，挥发的就相对较少，信息素浓度高。如果路径长，走的蚂蚁伙伴少，信息素浓度就低。利用信息素，可以更好的判断路径长短（优势与劣势解）也可以避免堵塞现象发生（浓度过高）

3 蚁群算法在考试系统中的应用：

蚁群算法在考试系统中，主要可以应用在试卷组成模块当中。就试卷的试题覆盖范围和难度数值进行计算。以0作为最简单数值，1作为最难数值，通过模拟考试与老师的评估，判断试题难度，在考试前完成试题组卷过程，对于难度数值区域中间数值的，作为优势组解（可能是一套或者若干套试卷）。同时利用考核试题类型、分值以及章节知识点信息可以进行判断试题覆盖范围。以覆盖广度高为优秀标准。

4 常用功能模块：

用户登录功能，本系统为了系统安全性，只提供系统登录功能，不提供用户注册，用户信息从学校所提供的学生信息表由教师导入。并预置初始密码为学生的学号或者是统一密码，第一次登录后强行要求修改密码。考生登录后页面上始终以广告方式显示考生信息，以防考生替考行为发生。题库管理模块：试题添加、修改和删除管理。根据系统实际需要，将系统中的题型进行分类管理和添加，题库中的题型主要分为如下几类：单选题、多选题、判断题、填空题。试卷组成模块 考试试卷的生成，实现灵活组卷。在考试系统中，试卷生成是比较关键的一环。为了方便老师组卷，该系统提供两种组卷方法，一种教师手工组卷，另一种是由系统自动组卷提供了考试结束后的试卷答案开放。考试管理模块和考试模块 教师可以对考试开启和关闭，学生参加在线考试，实时保存考生操作答案，以便学生机器故障后可以登录继续考试而不至于答案丢失。最后，实现在线阅卷与成绩查询功能模块。

5 浏览器服务器模式架构

整个系统采用Browser/Web/DataBase的3层体系结构。用户可通过浏览器向分布在网络上的服务器发出请求，服务器对请求进行处理，将用户所需信息返回到浏览器。B/S结构简化了客户机的工作，客户机上只需配置Web 浏览器即可。服务器将担负更多的工作，对数据库的访问和应用程序的执行将在服务器上完成。浏览器发出请求，而其余数据请求、加工、结果返回以及动态网页生成等工作全部由服务器完成

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