• 遗传算法(二)之组卷算法


      组卷算法主要用于编制科学、公正的试卷的一种算法,具体大家可以百度看一下。我这篇文章主要是讲解如何通过遗传算法来实现组卷,遗传算法大家不清楚的地方仍然可以查看百度,不是这篇文章的重点。

    一、遗传算法的表示

    基本遗传算法(SGA)可以定义为一个8元数组:

    其中:

    C:个体的编码,SGA种一般采用固定长度的二进制编码;

    E:适应度评价函数;

    :初始种群;

    M:群体大小,一般取20

    :选择算子;

    :交叉算子;

    :变异算子

    T:结束条件

    二、遗传算法的设计

      遗传算法的设计通常有以下5个步骤:

    1、编码方案的确定

    编码对遗传算法的效率、解空间的收敛程度有很大的影响。如何把现实问题,转化为算法的使用的编码,也是一个难度比较大的问题。

    2、选择适应度评价函数

    好的适应度函数能把种群的优劣程度充分、准确的体现出来,能让遗传算法在目标空间中更快的找到近优解。

    3、初始化参数

       参数主要是包括:种群数目M,交叉概率,变异概率以及迭代的代数。

    4、算子的设计

       算子主要包括选择算子、交叉算子、变异算子等

    5、终止条件

       终止条件是要是根据求解的性质,在质量和效率上做出合理的均衡和侧重。

    三、基于遗传算法的组卷实现

    1、组卷问题的数学模型

       一套题目包含n个属性指标,如:章节、难度、题型等;一套试题是有m个题目数,这样就构成了一个的矩阵。

     

    对于这个矩阵应该满足

      (1)试卷的总分是一个常数G,例如100分;

           

      (2)各题型的分数也是一个常数,例如填空题多少分,选择题多少分。

     是个常数,M表示每个题型占总分的比例。

       (3)各难度系数所占试卷的比值一般也是一个常数,

     

    2、染色体的编码

      题库中有L个待选题目,我们用一个长度为L01字符串来表示,0表示题未被选中,1表示题选中。这样每一个试卷都对应了一个长度为L的二进制字符串,称为染色体。

    3、目标函数

       我们可以把上述约束条件转化为目标函数,设i=1,....p,p为要求的难度系统的总和)为难度要求为i的实际总分值与要求的总分值的偏差,偏差的平均值就为

    同理,i=1,...q,q为试题的总类型数)为实际试题类型第i章所占的分数与试题要求的分数之间的偏差,偏差的平均值就为;每种偏差要求的权重为其中

    那我们的目标函数就为:

     

    f越小选出的试题越好。

    4、初始种群

      一套试卷结构表为:

    题型

    填空题

    选择题

    判断题

    简答题

    综合题

    总分数

    10

    10

    10

    30

    40

    每题分数

    1

    1

    1

    10

    20

    数目

    10

    10

    10

    3

    2

      题库数据表

    题型

    填空题

    选择题

    判断题

    简答题

    综合题

    每题分数

    1

    1

    10

    30

    20

    难度系数

    0.851

    0.760.86

    0.400.76

    0.230.39

    0.00.22

    数目

    50

    150

    70

    30

    20

      假设,一套试题总分100分,综合难度系统为0.55,也就是说,期望得分为55分。

    四、代码实现

      参考背包问题的实现。

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/bigdatafly/p/5002461.html
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