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为了解决各类考试系统中随机抽取试题时存在试题重复和试题命中率不均匀的现象，提出一种改进随机取数局限性的样本取数优化算法。通过引入样本概念，从试题库中采集题号产生题号样本，利用随机函数产生预选样本，由预选样本在题号样本中映射出所对应的题号，形成试卷草样，经过排序形成试卷正样，完成试卷生成工作。采用样本取数优化算法具有较好的区间收敛性，试题库中试题的命中率高，接近平均值。该算法应用于试题库抽取试题具有速度快、抽取时数据量轻，组卷速度快。