導語：如何才能寫好一篇簡述遺傳算法的基本原理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：在線考試；組卷算法；問題規模

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）34-0255-03

網絡教育的在線考試是現階段網絡教育的一個應用熱點。其重要作用一是使學習者隨機地自測學習的效果；二是考試試題多樣化，是避免考前泄題和考試過程中互相抄襲的重要科學手段之一；三是教育者可充分利用網絡資源，提高工作效率，降低工作強度，做到適時、高效、安全。

一、在線考試系統概述

在線考試系統是利用現代信息技術、計算機技術、網絡等技術實現的無紙化考試系統。它具有題庫管理、組卷管理、試卷管理、用戶管理、在線考試、閱卷管理、成績管理等功能。本文的在線考試系統采用B/S與C/S相結合的模式，用戶與系統采用B/S模式，高級管理人員與系統采用C/S模式。系統由客戶端瀏覽層、中間Web服務器層、數據庫讀寫層組成。客戶端瀏覽器是用戶與系統的接口。瀏覽器以用戶界面的形式顯示從Web服務器上獲取的信息，同時接收用戶輸入的信息并提交給Web服務器。Web服務器是用戶與數據庫的橋梁。它依據客戶端用戶的請求啟動相應的模塊完成下一步的信息響應，以及與數據庫的I/O及控制操作，并以HTML代碼的形式將操作結果返回到客戶端的用戶界面上。本文的系統中Web服務器提供給在線考試人員的主要功能有：用戶登錄、抽取試卷、提交答卷、成績查詢等。Web服務器與數據庫連接，便于實現在線考試系統中相關信息的錄入、更新、查詢、維護等操作。

數據庫服務器主要負責在線考試系統中用戶信息、題庫信息、交互信息等信息的存儲。

二、基于Web考試系統的分析與總體設計

1.系統需求分析。傳統考試組織流程周期比較長，從報名、命題、制卷、保卷、發題、考試、評卷、登分、公布成績等環節，而且任何一個環節的安全保密如果出現問題，后果都將不堪設想。而無紙化考試以科學技術的方法來處理上述問題，從很大程度上降低了由人情網帶來的安全保密隱患，大大縮短了傳統考試組織流程周期。這在節約成本的同時，提高了安全保密性，進一步提升了考試的公平公正性。

2.系統用戶分析。系統用戶分析包括用戶角色的確定、權限劃分及其管理等。①角色分析。用戶角色，主要有學生（student）、教師（teacher）和管理員（administrator）。學生可以在線考試、查詢成績；教師可以添加、修改學生信息，添加修改試題、維護試卷、組卷、手工批卷等功能。管理員可以設定系統參數，用戶權限，監控管理等功能。

3.系統總體設計。基于web在線考試系統，大體由兩大子系統組成，即考試子系統和試題庫子系統。試題庫子系統包含試題錄入、試題導入、試題庫維護、自動組卷、手動組卷等功能。考試系統其中包含網絡考試、監控管理、試題分析等功能。①系統數據流圖。通過對在線考試系統中的教師、學生、試卷等實體的關系及需求進行分析，確定所處理數據的性質、特點，確定數據流及數據在系統中由輸入到輸出所經歷的變換。②系統功能模塊。系統功能模塊，主要由瀏覽器端（考試端）和服務器端（控制端）兩部分構成。考試端完成考生的登錄及其在線考試、練習等。控制端完成用戶管理、題庫管理、監控管理、組卷管理等。

三、基于Web考試系統智能組卷算法

1.流行的組卷算法。隨機組卷算法、回溯試探算法、遺傳算法、優先選擇算法等是當前較為流行的組卷算法。①隨機選取算法。隨機選取算法基本原理是，每個試題先從試卷相對應科目的試題庫中隨機抽取一道不在標記表（已選過或已判斷過）中的試題，并將該題寫入試題標記表中。然后，依據組卷約束條件對該題進行判斷，若滿足所有約束條件，則該題可選，放入試卷試題隊列；否則，重新從試題庫中隨機選取一道其它試題進行判斷，直到選取到滿足組卷的所有約束條件為止。②回溯試探算法。回溯法有“通用的解題法”之稱。用它可以系統地搜索一個問題的所有解或任意解。一般地，為尋找滿足某些條件，規模大小為N的解，先暫時不考慮關于問題規模大小N的約束，將問題的候選解按照某種約束順序逐一枚舉并試探。當發現當前候選不是解時，則可依次選擇下一個候選解，若當前候解除了不滿足問題規模N要求外，滿足其它所有要求時，則擴大當前候選解的規模，再繼續試探，如果被試探的候選解滿足包括規模N在內的所有要求時，該候選解就是該題的一個解。③遺傳算法。遺傳算法是一種基于遺傳學的搜索優化算法。它是通過變異和重組當前已知的最好的假設（初始群體）來生成新的假設。基本原理是首先假定一個代表問題可能潛在解集作為初始群體（這里是試題庫中的一組試題），并確定一個適應度函數f（x），然后從初始群體中選取適應度相對高的進行復制、交叉、變異、遷移等運算，生成第二代群體，再用第二群體中適應度最高的個體或子群取代初始群體的適應度低的個體或子群，形成新的一代解集種群，循環這一過程，直到滿足優化準則（組題標準）為止。④優先選擇算法。當用搜索法組卷算法時，系統必須按照諸如廣度優先、深度優先、局部優先等算法，對試題庫中的所有試題進行搜索，當要選取符合特殊約束條件的試題（如難度高分值較大等的試題）較少時，會大大降低搜索效率，如果對題型進行優先權值描述，則在組卷時可按照優先權選取試題，這樣可提高此類試題的選取效率。

2.常見組卷算法特點與混合組卷初探。①常見組卷算法的特點。上述四種智能組卷算法各有千秋。隨機選取算法是一種比較簡單的組卷算法，具有一定的隨機性。但設置約束條件時間比較長，對于約束條件苛刻的組卷要求，組卷比較費時。回溯試探算法，是隨機選取算法的一種改進，是一種遞歸算法，是深度遍歷算法，即對所有情況進行遍歷。當其約束條件較小時，遍歷成功率較高；當題量較大，遍歷規模也隨著題量及其約束條件變大，程序結構變得復雜，將占用較大內存，試題選取隨機性將變小，很難滿足約束條件。遺傳算法，是一種智能算法，較上兩種算法進行比較，較為適合題庫量較大，約束條件較多的組卷。優先選擇組卷算法，設置試題的優先權重值，組卷時根據權重值的大小進行選擇，但會出現權重值大的試題選中的幾率較大，隨機性較差。

②基于約束滿足問題的混合組卷初探。在線考試的特點是規模大，隨機性強，單一組卷算法很難滿足在線考試組卷的要求。本系統結合單一組卷算法的優缺點，采用一種基于約束滿足問題的混合組卷算法。讓各種算法之間取長補短，適應組卷的多種情況。首先設置試卷的相應屬性，試卷描述（期末考試）、試卷總分（100分）、考試時間（120分鐘）、試卷題型及其題型分值分配、難易度、章節等屬性。然后由系統智能組卷。本系統首先采用隨機算法組卷，保證試題的隨機性，其次采用回溯算法對于無法滿足約束條件試題進行局部回溯處理，若在回溯處理過程中出現某一點反復多次回溯現象，此時采用遺傳算法進行智能處理，最終完成組卷工作。

四、基于Web考試系統功能及實現

1.用戶注冊登錄界面。用戶注冊、登錄界面通過進行設計。在本系統中對用戶管理可以由兩種方式進行設置，第一種方式，用戶自行注冊方式，設置用戶名、姓名、考試科目等相關信息；第二種方式，批量導入方式，管理員或者教師將要考試的學生相關信息整理在相應的表格或數據庫中，進行批量導入。

2.考試設置界面。根據考試要求，管理員或經過授權的其他用戶可以對將要進行的考試進行參數設置。通過考試安排功能，設置相應的考試名稱、考試時間、考試性質、考試形式、考試人員、考試具體要求等。

3.考試監控界面。本考試系統，可以實時對考試前、中、后階段進行監控。通過管理人員對考試的參數設置后，可在考試監控界面準備就緒項目中看到要考試的科目，及其要參加考試的考生信息。考試監控同時可以監控正在考試的科目，記錄考生當前狀態，如登錄時間、登錄IP地址等信息。同時監考人員可以對正在考試的學生進行管理，如鎖定、違紀等操作。

4.閱卷、成績功能。本考試系統有自動閱卷、人工閱卷、成績管理功能。在查看學員的試卷情況，包括人工閱卷、成績分析與統計等操作。

五、結論

1.搭建客戶端考試平臺，實現用戶登錄、用戶注冊、在線考試。

2.搭建服務器端管理平臺，實現考試監控、考試設置、題庫管理、試卷管理、考生管理等功能。對于考生狀態，可通過自動刷新的方式進行展示；對于每個考試，驗證通過后進入考試。在完成考試過程中，可以做到實時監控，并且通過設置，教師、學生可以對試卷試題進行分析。最終教師可以通過自動閱卷、人工閱卷、成績管理、成績分析、試卷分析等功能進一步掌握教學情況。

參考文獻：

[1]劍輝，馬佳琳，張勇.基于web的在線考試系統[J].西安：西安科技大學學報，2007，6（2）：280-280.

[2]振鈞.基于的三層結構實現方法研究[J].計算機科學，2007，12（4）：289-291.

[3]強（導師：姜小峰）.智能組卷在線考試系統的設計與實現[D].蘇州大學碩士論文，2012-05-01.

[4]周鴻玲（導師：李雁翎）.基于Web的考試系統組卷策略研究[D].東北師范大學碩士論文，2009-05-01.

[5]易鋼，金敏.基于遺傳算法的組卷問題策略分析及改進[Z].Proceedings of 2010 The 3rd International Conference on Computational Intelligence and Industrial Application（Volume 6），2010-12-04.

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關鍵詞：近紅外光譜　化學計量學　 中藥材

我國中藥資源豐富，應用歷史悠久。然而由于我國中藥生產工藝及質量控制技術水平較低，嚴重制約我國中藥產業現代化的發展。隨著現代科學技術的發展，藥物分析方法己經從傳統的化學分析發展到儀器分析階段，紫外可見分光光度法、薄層掃描色譜法、電泳法、氣相和高效液相色譜法及各種聯用分析技術等己經應用到中藥材分析中。但這些方法都需要經過復雜的樣品準備和預處理，測定成本高且效率較低，因此難以用于中藥產品及其生產過程的快速分析。

近年來國際上提出了一種全新的藥物非破壞快速分析法，該法是將化學計量學同近紅外（NIR）光譜分析法相結合而形成的新技術。由于NIR光譜分析法操作簡便、快速、能非破壞的對各種樣品進行快速、精確的分析，加之分析儀器的數字化和化學計量學的發展，運用化學計量學方法已能很好的解決光譜信息的提取及背景干擾方面的影響。因此，NIR光譜在制藥工業中的應用日趨廣泛。隨著中藥產業現代化進程的逐步加快，NIR光譜分析法被引入到中藥材分析領域，在中藥材鑒別和有效組分定量分析等方面取得了可喜的進展，顯示出NIR光譜分析技術在中藥材分析中具有廣闊的發展空間。

一、NIR技術簡介

近紅外光譜是人們發現最早的處于可見光和中紅外光之間的非可見光譜區域。許多有機物在該區域有著特征性吸收，且不同光譜波段的吸收強度與該物質的分子結構及濃度之間存在一定的對應關系。它的發現已有近200年的歷史，而近紅外光譜分析方法卻僅在最近這二十年間才得到了迅速發展和廣泛應用。特別是進入90年代后，現代近紅外光譜成為了發展最快、最為引人矚目的光譜分析技術，是化學計量學與光譜測量技術的有機結合，被譽為分析的巨人。而我國對近紅外光譜技術的研究及應用起步相對較晚，但逐漸受到關注，并在光譜儀器研制、配套軟件開發、基礎研究和應用等方面取得了豐碩的成果，并帶來了極好的經濟效益與社會效益。

二、常見的化學計量學方法

目前，在NIR 光譜分析中最常用的化學計量學方法為多元校正方法，主要包括：多元線性回歸、主成分分析、主成分回歸和偏最小二乘等。最近十幾年，包括人工神經網絡、遺傳算法和模糊邏輯系統等軟計算方法在化學中的應用得到了越來越多的關注。由于中藥材化學物質體系非常復雜，待分析的藥效成分多是混合體，如各種中藥制劑和天然藥物等。同時在中藥材質量控制中，由于中藥生產方式：提取、炮制、煎煮等對待測成分的影響，又存在著動態化學變化和新成分的生成，致使其內部有效成分復雜多變，難以闡明。所以，在實際的中藥材分析應用中，使用常規的NIR光譜多元校正建模或模式分類等方法往往不能取得理想的定性或定量分析結果，導致其成為阻礙中藥NIR光譜分析技術應用發展的瓶頸。為此，有必要進一步研究中藥材的NIR光譜計算分析方法學。

三、NIR技術在中藥材分析中的應用

中藥材分析包括定性分析和定量分析兩個方面。定性分析多為對中藥材及中成藥的真假鑒別、產地鑒別和來源鑒別。湯彥豐等[1]將近紅外漫反射光譜分析技術與人工神經網絡方法相結合, 對52種大黃樣品進行了測定和鑒別, 正確率可達96%。劉沭華等[2]采用近紅外光譜法結合近鄰法和多類支持向量機等模式識別技術對來自4個不同產地的269個白芷樣本和6個不同產地的350個野生和栽培丹參樣本進行了產地鑒別。劉荔荔等[3]采用傅立葉變換近紅外光譜結合聚類分析對7種紅曲霉屬真菌發酵制成的紅曲藥材進行了成功鑒別。

中藥材的定量分析主要指對中藥材有效成分含量的測定, 于曉輝等[4]將近紅外光譜技術與徑向基函數神經網絡相結合,對42種大黃樣品中的主要有效成分: 蒽醌類化合物、水溶性蒽甙類化合物、芪甙類化合物和鞣質類化合物進行了定量預測分析。朱向榮[5]應用近紅外光譜分析技術結合化學計量學方法, 成功的測出中藥清開靈注射液中間體總氮和梔子苷的含量。趙玉清等[6]采用近紅外光譜建立了偏最小二乘模型，實現了對黃芪提取液中總皂苷含量的測定。

四、展望

為了更好發揮近紅外光譜法在中藥領域的快速分析作用，拓展各種化學計量學方法的應用范圍，為其在中藥材分析中的應用打下一定基礎，當前必須進行中藥材近紅外光譜的化學計量學方法研究，特別是發展近紅外光譜非線性建模方法、特征光譜信息提取、化學信息模式識別以及模糊聚類分析等方法，發展形成中藥材快速分析新技術，實現中藥生產全過程質量監控，這對于推進我國中藥產業現代化進程具有重大理論意義和實際應用價值。

參考文獻

[1]湯彥豐, 張卓勇, 范國強 光譜學與光譜分析 2004, 24 (11): 1348-1351

[2]劉沭華，張學工，周群，光譜學與光譜分析 2006，26（4）∶629-632.

[3]劉荔荔, 邢旺興, 賈暖, 林培英, 必鶴鳴, 吳玉田 第二軍醫大學學報2002，23（11）:1230-1232

[4] 于曉輝, 張卓勇, 馬群, 范國強 光譜學與光譜分析 2007, 27 (3): 481-485