C语言试题生成系统—数据处理及算法分析毕业论文.doc

c语言试题生成系统 数据处理及算法分析 摘要 试卷生成系统的设计和生成：通用题库试卷生成系统是一个基于数据库的试卷生成系统，它使用了visual foxpro 6.0 作为开发工具。本文阐述了试卷生成系统的试题综合管理，试卷生成管理等模块的功能设计与实现，数据处理及算法分析。详细介绍了程序的数据类型、数据流向以及数据流层次之间的关系。以及自动组卷和手动组卷数据流之间的联系和区别。在算法分析中设计平均难度计算模式。其次要设计组卷策略的变换算法，要设置总体参数：试卷标题，总题数，满分值,考察的章节，平均难度，阐述了参数之间的关系以及参数的约束条件。我主要负责设计的是数据处理及算法分析，因此本文阐述的重点也就放在这两个部分，其他部分则做概要介绍。关键词 试卷生成系统 手动生成试卷 题库数据处理系统 算法分析the c program tries a born system the data handles and calculate way analysis pang gao computer college of china west normal universityabstract the paper-generating system of universal test question database is a test papaer generating system based on database,and it is programmed by using the tool visual foxpro 6.0.the paper describes the design and implementation of functional modules on the synthetical test question management,the generation and management of test paper in the test paper generating system. the paper-generating system includes three parts:one is the system of database management,the other is paper-generating system by man-made and paper-generating system by automatic.this paper describes the design and implementation of these three parts,and analysis of data ,and so on.i am in charge of designing system of database management,so i pay attention to this system in this paper,and describe other systems simplily.key word paper generating system； paper-generating system by man-made ；database management； algorithm to assay目 录论文摘要 abstact 1 绪言11.1需求分析 11.2开发工具及环境12 系统功能结构概述及库结构的设计 22.1系统的功能结构 22.2系统的数据库结构的设计 32.3考试管理模块的流程设计 33 数据处理模块实现的关键技术 43.1试卷系统的生成 43.2试卷系统的ipo图 43.3算法分析 53.4系统的运行效果及改进意见 94 结束语 9参考文献 101 绪言伴随计算机发展的今天,信息的存储和处理成为一门永恒的课题。它深入人们生产生活的方方面面,产生了深远的影响。教育领域也存在这大量信息的处理,比如教学信息的更新,书籍资料的管理,人事物质的管理,教学软件的编写等等。在此,将对试题管理以及试卷的生成进行探讨。1.1 需求分析：随着当今科技不断的发展，电脑已经成为人们生活当中必不可少的事物。无论是在工作，学习，还是在休闲娱乐方面，电脑都被广泛的应用。在工农业上，电脑技术的应用使自动化程度大大提高，随之产生的结果是机械效率的提高，这样在一定社会劳动时间基础上，生产的产品就会更多，企业在市场上才更具有竞争力；在教育事业上，计算机辅助教学和多媒体技术的应用，让我们教育事业呈现前所未有的崭新面貌。教育的最终目的是为了培养各种人才，这样就需要一定的选拔制度，让优秀人才脱颖而出，所以诞生了考试制度。传统的考试需要老师付出很大的心血，亲自在庞大的试题库中挑出符合需要的试题对学生进行考核，这不仅浪费了老师的精力，还使效率大大降低。因此，研制题库管理与计算机自动生成试卷系统已成为一项重要课题，是高等学校教学研究与计算机科学研究的热门话题。为了在有限时间内产生一份令人满意的试卷，我们设计了这个“c语言试题生成系统”软件。这是一个集题库管理和生成试卷为一体的试卷生成系统。考试是学校中一项重要的的工作, 命题是其中关键性环节, 且工作量较大。建立试题库和试卷自动生成软件系统, 用计算机代替人工操作, 可以有效地减少由于主观原因造成的试卷不合理现象, 让考试真正成为一项简单的工作。该试卷生成系统包含三个部分：题库管理系统，手动生成试卷和自动生成试卷。1.2 开发工具及环境：我们开发的c语言试题生成系统，是采用visual foxpro6.0开发工具开发的。visual foxpro具有编程效率高，开发周期短的特点，而且最新中文版visual foxpro6.0对原有功能作了完善，并添加了许多新的功能，对于我们开发的试题生成系统，visual foxpro6.0中文版是非常胜任的。本系统采用的软件开发工具及环境如下：操作系统：win98或windows nt以上操作系统编程语言：visual foxpro6.0中文版帮助系统的制作：microsoft word、 adobe photoshop7.0数据库的建立：visual foxpro6.0开发用机器的硬件配置：pentium iii mmx 500、64mb内存、13.2gb硬盘等。运行要求的硬件配置：486、16mb内存以上配置，系统的最佳运行分辨率为800600。2 系统功能结构概述及库结构的设计2.1 系统的功能结构试题生成系统大致分为9个部分：试题的编辑、试题与科目的挂接、试题与题型的挂接、试题与层次的挂接、试题与章节的挂接、手动生成系统、自动生成系统、试题的保存、试题的修改。系统各功能部分说明如下：1.试题的编辑模块：对科目的建立、结构的设置、库的编辑、及科目清除进行管理。2.试题与科目的挂接模块：试题的多样化包括试题所属的科目。这点对与不同的存储结构将有不同对待。该试卷生成系统中主要采用非结构存储。对与科目的挂接，反映在试题的（科目）属性上。3.试题与题型的挂接模块：出题者可在需要的时候，输入确定的题型即可对该题型的试题进行操作。4.试题与层次的挂接模块：该题库主要是针对与本科和专科两个成次,一般用在试卷生成的初选上面。5.试题与章节的挂接模块：为了便于数据的统一管理，在输入的过程中一律按 章节 这样的格式录入。6.手动生成系统模块：手动生成试卷主要是对自动生成试卷的修改。7.自动生成系统模块: 自动生成系统是对题库中的题目按用户的要求重新组织。8.试题的保存模块：在试卷保存的过程中，鉴于试卷编辑的需要，采用文档的格式保存。9.试题修改模块：试卷的修改将在试卷保存过程中完成, 该系统涉及的试卷修改仅仅局限与试题的录入与删除，其他的试卷说明等附属内容由用户自己处理。2.2 系统的数据库结构的设计模块所涉及到的数据库较多，包括有系统信息库sysku.mdb及科目信息表kmb、学生成绩库student.mdb、考生用户信息库testing、考生考卷信息库paper.mdb和一些科目试卷题库。2.3考试管理模块的流程设计抽题指标试题 m m 抽题组成 1试卷 1 m试卷库题库 1 1维护提取试卷属性 n m 教师说明： (1)教师和试卷库的关系为 一对多 ，因为试卷生成过程中老师按自己的需求获得试卷均存在同一个试卷库内。 (2)教师和题库 是 一对多 ，在考虑题库的设计中将用户所需的试题记录均放在统一试题库中，用户可以根据自己的需求在任意时刻对统一试题库中的表进行试题库更新处理。一定程度上避免了题库多样而造成试题丢失和不同题库的试题记录的复杂联系。 (3)试题和题库的关系为 一对多 ，试题以表中记录的形式保存在题库中，题库唯一,但涵盖了不同科目，层次，章节的题目。(4)试卷和试题的关系为 一对多 ，考卷中每条记录中的题目都来试题表，由试题库中符合用户需求的各种试题组成。图中，各个关系在题库的设计中主要体现在编写程序时对题库的设计以及选择语句的运用方面。比如在试卷自动生成方面，表单执行顺序按照：客户对试卷的标题名称难度的选择抽取试题的范围选择（科目，章节，题型，题量）自动生成试卷保存试卷这个自动生成的流程中从开始到获取试卷，数据库中只记录一份试卷的信息，客户设定试卷的需求后，对题库中仅有试题表进行分析，找出满足用户的多个题目构成一份试卷。3 数据处理模块实现的关键技术3.1 试卷系统的生成试题（题号，科目，层次，章节，难度，分值，题目，答案，）试卷（编号，名称，科目，层次，总分，标题栏，难度）抽题指标（标识，科目，层次，总分值，难度，章节，题型，试题编号） 如前所述，试题的存储按非结构存储。这样一方面决定了试题属性处理的一般化。比如科目，层次，章节，难度，分值，题目，答案这些方面作为试题一般属性对待。对试题的归类，查询方面，它们不作为与其他表的连接，而是作为一般的属性区别。不同表之间的科目，层次，章节，难度，分值，题目这些属性不存在本质的联系，它们只是题号所代表的试题的在试题表上的影射。它们与题号相对应，但不能通过这些一般属性决定题号。题号在整个系统中起到联系的作用，在没有特殊的情况下，题号就是表中各个属性中最关键的，它决定了其他的属性决定了试卷的试题录入决定了试题在题库中的具体位置。试卷这一关系模型，在系统中处于贯穿前后的地位。试卷自动生成系统的目的就是生成一份试卷。居于此，该系统未设立专门的试卷库保存试卷。生成的试卷以文档的形式由用户自己保存。对于试卷的属性反映了用户对试卷的要求，这些要求决定了生成试卷的形式（名称，科目，层次，总分，标题栏，难度）。它们之间也没有本质的联系，只是对试卷生成过程中选题的范围约束。比如科目选择体现了用户对题库中试题在科目属性上的要求，层次体现了用户对题库中试题在层次属性上的要求等等，一层一层的限制最终满足了用户对试卷的总体要求。 抽题指标是对试卷属性（用户需求）在系统中的具体反映。它将试卷属性于表的形式记录下来，跟综用户的每次操作。然后分析综合确定试卷所抽题目的具体属性限制。为自动生成系统实现了用户需求到具体操作实现奠定了基础。3.2 试卷系统的ipo图 输入 处理 输出1.题库维护2.按条件过滤试题3.抽题算法维护结果所有符合条件的试题生成试卷及参考答案试题信息抽题指标 如图，试卷生成过程的信息输入输出处理严格遵循这一过程，试题信息主要放在试题表，生成过程对题目的处理体现在对该表操作。在题库管理方面也就是题库维护方面直接在试题表上进行添加，修改，删除等操作，维护结果将保存在试题表中。这个过程也就是题库不断更新的过程。为后面的试卷生成提供了广阔的题库选择空间。抽题指标主要体现在科目，抽题章节，章节，题型比例表，试卷表等各种表的信息输入输出方面。按条件过虑试题以及对所有符合条件的试题的选择信息的调控也体现在这些表的信息更新。抽题算法包括手动生成，自动生成两个方面。手动生成算法按照用户对题目范围的约定一步一步筛选试题，体现在大量选择语句的应用。自动生成将用户的需求转换成表中信息，最后一步考虑这些信息经过分析后，在试题表中挑选合适的题目组成一份试卷。生成试卷及参考答案主要通过报表的形式保存起来。3.3 算法分析3.3.1平均难度计算模式 在使用平均难度参数时，并不是所有的试题的难度都是平均值，而是有一个比例模式的，这种模式中包括所有的难度级别，区别只是比例数不同。模式值可以有多个，在具体使用中，模式类型可以取随机值。平均难度计算模式表 模式类型 试卷要求的难度级别 各难度级别的分值比例 难 中 较易 易 a 难 40% 30% 20% 10% 中 30% 40% 40% 40% 较易 15% 15% 20% 20% 易 15% 15% 20% 30% b 难 35% 25% 15% 10% 中 35% 40% 40% 30% 较易 20% 30% 30% 50% 易 10% 5% 15% 10% 注：表中数据为示例数据，具体应用时，可设置更多的模式类型，比例也可以有所变化例如：选择试卷难度为“难”，可随机选择模式（a或b或）若选择a,则试卷中，难度为“难”的试题总分值为40%，难度为“中”的试题总分值为30%，难度为“较易”的试题总分值为15%，难度为“易”的试题总分值为15%。3.3.2 组卷策略的变换算法3.3.2.1设置总体参数:试卷标题，总题数，满分值,考察的章节，平均难度示例值见表总体参数表 参数名称 试卷标题 满分值 平均难度 考察的章节 参数值 test 100 难 (1)(2)(3)(m) 注：表中数据为示例数据，(1)(2)(3) (m)表示有m个章节。 3.3.2.2设置题型比例表.示例值见表题型比例表题型 试题数 分数 考察章节 a 10 20 (1)(6)(5) b 5 20 (2)(4) n 1 5 (3) 注：表中数据为示例数据，a、bn 表示有（n）个题型。 3.3.2.3题型与章节分布对应：根据题型比例表，来计算某章节某类题型所出的试题数，如章节下填空题2道，计算题1道等 章节题型比例表题型 章节 ab cn(1) (2) (m) 注：表中数据为示例数据，(1)、(2)(m)表示m个章节。 变换公式为：章节题型比例表某章节某类题型所出的试题数=题型比例表某类题型的试题数 div（整除） 该类题型的考察的章节数 + random（题型比例表某类题型的试题数 mod（取余） 该类题型的考察的章节数）注：random是将余下的试题数，用补零的方式补足与章节数相等的个数，再取随机值，若随机取的值为零，则加值为零，否则加1；若考察章节列为空，则默认为所有考察的章节。例如，题型比例表中，题型a的试题数为10，考察章节为（1）（5）（6） ，共3章。10div3=3,10mod3=1.考察章节数为3，将1补零，得到1、0、0三个数，random即是在此3个数中随机不重复的抽数。3.3.2.4写最终组卷参数表（填写参数表的知识点列） 最终组卷参数表 试题编号 题型 难度等级 章节 1 a 难 （1） 2 a 难 （1） 试卷难度比例的分配：在平均难度计算模式表中随机取一模式值（a或b或），得出这份试卷的试题的难度比例，将此难度比例变换成最终组卷参数表中的难度级别参数。变换算法如下所示：变量说明：n：难度的等级数，这里为4；nn：表示各难度级别的比例值，n的取值范围是1难度的等级数（这里为4）；例如表a中a模式，n1=40%,n2=30%,n3=15%,n4=15%.m：题型比例表中试题的题型数，示例值为5；mm：某一类题型，m的取值范围为1题型比例表中试题的题型数（示例值为5）；num：某类题型所占的题数；j、i：中间变量；算法说明：j=m将题型按题数多少从多到少排列while j0 dobegin if numn then此类题型抽n道题，此n道题的题型分数比为sn（sn=此n道题分值之和/此题型总分值），若n1sn, 在表e种填入此n到题的难度均为n1 nn=nn-snnum=num-n再依次取n2、n3 n4进行同样的循环操作 else将此题型记录在剩余试题表中，并按剩余试题的多少从多到少排列。 end if将题型按题数多少从多到少排列 j=j-1endfor i=1 to 剩余试题表的记录数，每类题型抽一道题，按分数比例值（此题分值/此题型总分值）大小排列，再将难度比例余值（此时此题型中的nn）按大小排列，将两者相等的题的难度填为相应的难度等级，并对应减少难度比例余值。若某难度级别不够（允许的不够的范围为-3%），则不抽此题。 if 剩余试题无法精确满足比列要求 then抽与难度要求最近的难度级别 end if i=i-此次循环抽的试题数netxt i参数约束条件：约束条件1：题型分数值满足：题型总分数=满分值在实际组卷时，每道试题选取的条件为：试题编号参数：试题编号已抽出的试题编号。抽题时的最终条件为：最终组卷参数表（表e）中的每一项（表与表中的每一项为与的关系，不包括试题编号and试题编号已抽出的试题编号。实现：1用户需填写表b中的各项,根据用户填写的难度等级随机选取表a中的某一模式2用户选择所需抽取的题型，系统根据用户的选