C语言考试系统的设计[文献综述]

（2011届）毕业论文（设计）文献综述题目：C语言考试系统的设计专业：信息管理与信息系统班级：学号：姓名：指导教师：一、前言部分1、写作目的随着计算机和网络技术的发展与普及，很多课程的考试都已经能够通过网络在计算机上进行了，考试系统中对于客观题(选择题、判断题、填空题)等题型的自动阅卷算法采用的办法就是用学生的答案与标准答案进行比较，比较结果一致，则答案正确，否则答案错误，实现起来比较容易。如果一个考试系统中的考题都是客观题，这样的试卷不是一份好的试卷，仅有这类题型的试卷对测试考生的能力还存在欠缺[1]。一个完备的在线考试系统可以使用户在网上学习过后及时检验自己的学习效果，已发现自己的不足，使得学习效率得到很大提高。在线考试系统中题目的生成、试卷的提交、成绩的批阅等都可以在网络上自动完成。只要形成一套成熟的题库就可以实现考试的自动化。这样一来，教师所要做的只是精心设计题目、维护题库，而不是组织考试，从而大大减轻了教师的负担，这表明其经济性是相当可观的。主观题的评判一般都还停留在研究测试阶段，因为涉及到模糊识别、语义分析等知识，所以是一个比较复杂的领域,目前仍是众多考试系统研究的方向。在进行主观题和客观题判断过程中常常涉及到一些问题，例如考试难度的控制[2]、考试题目的重复性、考试评分的准确性等。这些都是考试系统中常常出现的问题，所以针对这些常见的问题，我们参考了一些相关资料，找到了一些解决方案。该课题预研究的目的就是要将这些问题在论文中予以解决并实现。2、相关概念网络题库：一个基于Web的试题库系统，该系统在一个Web站点上运行，通过浏览器访问，它提供了传统单机题库系统不具备的一些特点。所有学科的网络题库都应遵循经典测量理论的指导，要严格按照经典测量理论的数学模型开发题库管理系统、组织试题。网络试题库系统和一般的单机试题库系统不同。综上所述，网络题库就是基于Internet/Intranet等互连网和局域网的试题库，它是基于“数据库系统、应用服务器、客户浏览器”这种三层结构，其中每两层之间都涉及多用户多线程共同处理的问题。此网络试题库使用的平台己经提供了处理多用户多线程的固定方案[3]。语义相似度：语义相似度可以定义为句中的两个词语在不同的上下文中可以互相替换使用而不改变文本的语义信息的程度。两个词语如果在不同的上下文中可以互相替换且不改变文本的语义信息的可能性越大二者的相似度就越高，否则相似度就越低[4]。在考试系统主观题自动阅卷技术主要解决的问题是计算出学生答案与标准答案的相似程度。两个句子相似度越高则考分就越高，反之相似度越低表示学生答案背离标准答案因而得分也就越低。要计算语句相似度首先必须获得语句中词语的相似度。3、综述范围及相关知识点参考众多文献发现，目前很多关于考试系统的研究都集中在几大问题之上，试题库的组建，试题安全性的保证[5]，试题重复性题目的避免，主观题评分标准等。针对这些问题这些参考文献使用了语义相似度技术，提出了网络题库、智能化题库的概念，采用多维分组技术划分难易题目等。二、主题部分1、历史背景将计算机与网络技术应用于现代高等教育中，是现代高等教育发展的需要，也是改革教育模式，提高学校教学效果和教学效率、提高科研和管理水平的必要手段。目前的一个发展趋势是采用大规模试题库的计算机网络考试模式。考试系统要求命题科学化，管理手段规范化、现代化、制度化。标准化考试应具备以下三个特征:可靠性、有效性、实用性，即通常所说的信度、效度和区分[6]。网络考试系统是传统考场的延伸，它可以利用网络的无限广阔空间，随时随地对学生进行考试，加上数据库技术的利用，大大简化了传统考试的过程。因此网络考试系统是电子化教学不可缺少的一个重要环节。有趋势表明，考试的标准化、计算机网络化已当今考试的发展方向，当前国际上许多考试认证，例如GRE、CISCO，其出题、答卷以及评分都是在计算机上完成的。无纸化的考试形式有着其科学、及时、准确、公平等优点，具有传统考试形式无法替代和比拟的优势。2、研究现状及发展方向世界上许多国家和地区都有标准化的考试机构，如美国的教育测验中心、英国的伦敦职业考试中心、日本的大学入学考试国家中心，以及香港考试局等。其中美国教育测验中心是世界上最大的考试机构，成立于1948年，共有2200多名工作人员，其中有人数众多的心理学、教育学、心理与教育测量学、统计学、计算机科学以及各个学科的专家。辨别相似试题是建立在高质量C语言试题库上的一项实用技术，技术本身涉及到人工智能、自然语言理解等方面的理论知识。它的核心技术是衡量语句相似度。相似度是一个很复杂的概念，在语义学、哲学和信息理论中被广泛的讨论。目前，国内外都进行了很多关于相似度方面的研究，其中大多应用了自然语言理解、人工智能的相关理论知识。国外在语句相似度方面的研究有：哥伦比亚大学的Goldsdein等人通过最大边缘相关的方法（MaximalMarginalRelevance）进行相似度计算等。国内的有关研究主要有：刘群、李素建提出的基《知网》的词汇一级的相似度的计算，两个词语之间的相似度问题归结到了两个概念之间的相似度问题等[7]。试题库在考试系统中是非常重要的组成部分，在教育活动中也具有十分重要的意义，试题库经过这些年来的发展，逐步形成了自己的理论、原则和方法，发展成一门新的教育管理手段，即计算机辅助教学的一个方面。试题库的基本组成单位是单个的题目，试题库是试题的仓库。计算机化的通用试题系统作为教学手段现代化的重要组成部分，与数据库技术相结合，具有良好的发展前景[7]。真正智能化的基于WEB的考试系统的实现是一个复杂的过程，考试平台和题库的研究要依靠软件开发专家、被测学科专家和精通考试理论和命题的专家三者的合作。因而对于C语言的认证考试，必然会走上专业化的道路。3、对相关问题的评述在线考试的试卷可以根据题库中的内容即时生成，可避免考试前的压题；而且可以采用大量标准化试题，从而使用计算机判卷，大大提高阅卷效率；还可以直接把成绩送到数据库中，进行统计、排序等操作。试题内容放在服务器上，考生通过姓名、准考证号码和口令进行登录，考试答案也存放在服务器中，这样考试的公平性、答案的安全性可以得到有效的保证。在线考试系统相对于纸介质考试而言具有省时、省力、存储方便等优点。目前，比较难解决的是试卷生成模块中的试题库建设，试题库随机抽题和评卷模块中主观题评分技术。试题库以层次结构实现，层次结构中的各个实体(例如课程、试题信息等)在数据库中以具体的记录存在．实体之间的关系通过数据库的键关联体现出来。常用的随机取题算法有利用随机函数的值动态与数据库记录进行比较的算法、利用SQL中的newid()方法、对于要读取的数据库表增加一个字段，且字段的值是随机函数值使得每次抽题时count的值都不同，从而实现随机抽题的算法等。随机抽题的这几种方法各有利弊，有些是浪费空间为代价来提高抽题效率。自动组卷主要涉及题型、分值、难度系数、所属知识点等。试卷分值、难度比例、知识点覆盖范围和题型信息、题目个数作为组卷的基本参数。在进行题库构建时，将各种题型设置成不同的难度系数，且每道题目所涉及到的知识点进行归纳，组卷时整套题目难度系数设置出来之后，可根据难中易各占一定比例抽题，抽题中要将同知识点的题目进行匹配识别，避免题目重复出现在不同题型中[8]。最后是有关在线考试系统的安全性问题，如认证、保密、访问控制、完整性等问题已经有大量的文献做了讨论，并且给出了许多可行的解决方案。然而在线考试的考生利用网络作弊的问题并没有得到足够的重视，考生在进行网络考试时，可以利用已有的网络来传递信息实现作弊，这种作弊方式具有隐蔽性高的特点，监考老师很难发现。其中基于互联网通信的作弊方法是较容易解决的，可以采用设置考试网关，在网关处对数据包过滤，仅允许与位于互联网上的考试服务器等机器之间的数据包通过，而对其它数据包统统禁止的方式解决；而基于局域网通信的方法是较难解决的，在LAN内设置一台监控服务器，负责监控LAN内数据包，并对数据包进行分析，发现非法的数据包，则切断连接，从而实现在线考试的监考功能[9]。三、总结部分基于目前校园网建设逐步完善，大多数院校也已经具备了利用网络进行考试的条件，实现网上考试是一个发展趋势。在线考试系统将趋于充分利用网络资源，提高教学管理水平，减轻考务负担，提高工作效率等方向发展。虽然网上考试系统的应用已经越来越广泛了，但目前网上考试的对象主要还是偏重于以客观题和计算机操作过程的考题为主的考试系统，他们能够由计算机自动判卷，考生交卷时成绩就已经产生了，这类考试目前主要还用于英语、计算机、会汁电算化等的考试系统，所以研究的方向主要集中在试题库建设、试题库随机抽题以及评卷模块中主观题评分上面。相关研究已经有一些，但是具体的实现方面有些只停留在理论阶段。本课题主要针对上述问题，特别是在主观题的评分方面希望有所突破，主要相关的语义相似度及模糊识别技术解决，另外在题库建设方面如何设定好难易度，做好题目的重复性剔除等问题，需要用到相关算法，最后在抽题算法中希望对比现有算法，选择一种最适合的方法，或者采取多种算法综合考虑。在未来考试系统技术上还有很多需要处理的问题，例如编程语言的选择，Java,C#,C++等，用各种语言各种技术设计出来的考试系统都有各自的特点及弊端[10]-[13]。例如在主观题方面相关的研究工作还有待不断的深入和扩展。如果能更准确的对词语进行同义词与近义词的扩展，增强对复杂句式的分析能力，更好利用知网等资源的语义分析处理，会达到更好的效果。考试系统如果解决好了题库设计、主观题评分、安全问题这几大难题，相信在未来的教育体系中，随着网络化教育的推进，一定会大量使用到类似的在线考试系统。四、参考文献[1]孟爱国,卜胜贤等.一种网络考试系统中主观题自动评分的算法设计与实现[J].计算机与数字工程.2005(7):147[2]张利敏.试题库题型难易度多维分组技术组合研究[J].武汉理工大学学报.2010(6):137-138[3]顾洪博.智能化网络试题库系统的研究与实现[D].大庆石油学院硕士论文.2004.1:5-44[4]田甜,张振国.主观题自动阅卷技术研究[J].计算机工程与设计.2010(16):3697[5]李益骐.远程教育在线考试阅卷系统的设计及其安全性[J].西北大学学报(自然科学版).2010(2):239-241[6]姚辉波.标准化考试系统的设计与实现[D].山东大学论文集.2006(3):10-12[7]于国权.面向C语言题库的相似试题辨别方法与研究[D].哈尔滨工业大学论文集.2006(6):20-21[8]肖洋,王骁,刘凤新.在线考试组卷算法研究[J].北京化工大学学报(自然科学版).2006(4):44-46[9]武伟,魏晓,魏仕民.基于监控服务器的在线考试防作弊方法的研究[J].计算机工程与设计.2007(8):1941-1942[10]丁振国,胡志芳,朱建新.基于J2EE平台的在线考试系统的设计与实现[J].陕西理工学院学报(自然科学版).2009(1):56-60[11]黄文团,沈张果.基于WEB在线考试系统实现与优化[J].福建电脑.2010(8):140-141[12]卢越.基于JSP的在线考试管理系统的研究与开发[J].电脑知识与技术.2010(26)期:1285-1288[13]陈昊,陈连庆.基于JAVA的在线考试系统开发与实现[J].电脑知识与技术(学术交流).2007(11):14141445[14]S.Watanabe,Y.UkaiandT.Takemura.AnalysisofInformationSystemInvestmentUsingQuestionnaireData.EconomicAnalysisofInformationSystemInvestmentinBankingIndustry2005,PartIII,149-163,DOI:10.1007/4-431-27381-6_8[15]JoelC.AdamsandAaronA.Ar