基于Java的考試系統(tǒng)對(duì)C語(yǔ)言程序題的考核及自動(dòng)判卷功能的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-

1、基于Java的考試系統(tǒng)對(duì)C語(yǔ)言程序題的考核及自動(dòng)判卷功能的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)邵新慧李響等【論文摘要】在考試系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)判卷是程序題考核設(shè)計(jì)的核心。圍繞該核心,開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)“教師端程序題模板生成工具”、“學(xué)生端答題界面”、“服務(wù)端自動(dòng)判卷邏輯業(yè)務(wù)”三個(gè)子模塊,以確保每一個(gè)程序題都有一個(gè)全面而準(zhǔn)確的判卷模板與之對(duì)應(yīng),學(xué)生可以方便快捷地在可編輯區(qū)域編寫代碼并進(jìn)行測(cè)試和提交,判卷模板和學(xué)生代碼自動(dòng)組合并編譯成一個(gè)可執(zhí)行程序,從而得到判卷得分臨時(shí)數(shù)據(jù)文件,考試系統(tǒng)通過(guò)讀取該臨時(shí)數(shù)據(jù)得到判卷結(jié)果?！菊撐年P(guān)鍵詞】考試系統(tǒng)程序題自動(dòng)判卷 C語(yǔ)言 Java語(yǔ)言隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,越來(lái)越多的考試采用上機(jī)考試的形式。對(duì)選

2、擇題、判斷題這類有固定答案的考試題型的判卷是很簡(jiǎn)單的;然而,對(duì)程序題這種表述形式多樣化的題型,很難通過(guò)自動(dòng)判卷給出合理的分?jǐn)?shù),多數(shù)是針對(duì)某一個(gè)運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行判斷,未能滿足根據(jù)得分點(diǎn)進(jìn)行判卷的需求。本文通過(guò)詳細(xì)介紹“教師端程序題模板生成工具”、“學(xué)生端答題界面”、“服務(wù)端自動(dòng)判卷邏輯業(yè)務(wù)”三個(gè)模塊的設(shè)計(jì),闡述了程序題自動(dòng)判卷、以及合理評(píng)分的解決方案,在一定程度上提升了程序題考試的可行性、以及程序題判卷的合理性。1 自動(dòng)判卷功能的設(shè)計(jì)方案1.1 設(shè)計(jì)思路由于考試系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言是面向?qū)ο笳Z(yǔ)言Java;程序題考核所用的語(yǔ)言為是C語(yǔ)言。所以很難通過(guò)代理模式實(shí)現(xiàn)對(duì)C語(yǔ)言程序的處理。因此,可將程序題判卷從系統(tǒng)

3、整體設(shè)計(jì)中獨(dú)立出來(lái),兩者之間通過(guò)某個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)建立聯(lián)系。其中,judgeMain.cpp文件是可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)判卷、并將得分紀(jì)錄寫入記事本的源代碼文件。因此,只要獲得judgeMain.cpp文件,自動(dòng)判卷問(wèn)題就可以得到解決。1.2 設(shè)計(jì)方案獲取judgeMain.cpp文件,使考試系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)和程序題自動(dòng)判卷業(yè)務(wù)邏輯相對(duì)獨(dú)立,通過(guò)exec(String command方法編譯、鏈接、運(yùn)行判卷程序。假設(shè)A:每個(gè)用于學(xué)生考試的考試模板都有一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的判卷模板,該判卷模板通過(guò)輸出流生成一個(gè)記事本文件,并且學(xué)生在考試模板里填寫的內(nèi)容可以自動(dòng)而正確地填寫到判卷模板里。假設(shè)B、有一個(gè)簡(jiǎn)單可用的程序題模

4、板生成工具,通過(guò)該工具,結(jié)合某個(gè)欲要考核算法或知識(shí)點(diǎn)的源代碼文件,能夠簡(jiǎn)單快速的生成一一對(duì)應(yīng)的考試模板和判卷模板。假設(shè)C、有一個(gè)嚴(yán)格規(guī)范而且靈活簡(jiǎn)潔的程序題答題編譯界面,既方便學(xué)生填寫、編譯、運(yùn)行程序,而且可以準(zhǔn)確地將學(xué)生填寫區(qū)域的代碼上傳到服務(wù)器?？梢?jiàn),假設(shè)B和C成立時(shí),A成立,從而可獲得judgeMain.cpp文件。(1教師端程序題模板生成工具;(2嚴(yán)格而便捷的學(xué)生斷答題界面。2 教師端程序題模板生成工具2.1 功能實(shí)現(xiàn)為實(shí)現(xiàn)程序題自動(dòng)判卷功能,設(shè)計(jì)程序題模板生成工具,并讓其實(shí)現(xiàn)以下功能:導(dǎo)入一個(gè)源文件,生成一一對(duì)應(yīng)的考試模板、判卷模板,并為生成的考試、判卷模板提供瀏覽、測(cè)試功能,以便及

5、時(shí)修改和調(diào)整。2.2 設(shè)計(jì)方法對(duì)源文件以注釋的形式添加一些特殊標(biāo)記,通過(guò)識(shí)別這些特殊標(biāo)記對(duì)源代碼自動(dòng)修改或增添。例如:/code_fosOpen 開(kāi)文件流標(biāo)記,在判卷模板中自動(dòng)增加定義記事本文件的輸出流代碼;/code_fosClose 關(guān)文件流標(biāo)記,在判卷模板中自動(dòng)增加關(guān)閉文件流和釋放內(nèi)存代碼;/code_judge 判卷變量標(biāo)記,設(shè)置得分點(diǎn);/code_delete 挖空行標(biāo)記,所設(shè)置行變?yōu)橄聞澗€;/edit_function 編輯函數(shù)標(biāo)記,設(shè)置函數(shù),由學(xué)生編寫函數(shù)體;/code_resetInstance 修改用例標(biāo)記,為判卷模板和考試模板設(shè)置不同的測(cè)試用例。功能:在判卷模板中將考生答案

6、和正確答案進(jìn)行對(duì)比。文件描述:(1頭文件(compare.h,文件內(nèi)容如右圖。(2靜態(tài)庫(kù)文件(compare.lib,為compare.h中聲明的方法提供具體實(shí)現(xiàn)。文件引用:#include"compare.h"#pragma comment(lib,"compare.lib"針對(duì)1中的不同標(biāo)記,該工具會(huì)自動(dòng)生成相應(yīng)的按鈕,通過(guò)點(diǎn)擊按鈕和簡(jiǎn)單的設(shè)置生成判卷、考試模板:(1判卷模板。點(diǎn)擊按鈕實(shí)現(xiàn)函數(shù)體編寫、代碼段填空、判卷變量的選擇,通過(guò)對(duì)判卷變量正確值的設(shè)置、以及判卷代碼插入位置的設(shè)置,可預(yù)覽、測(cè)試、生成判卷模板。(2考試模板。在判卷模板設(shè)置的基礎(chǔ)上,通

7、過(guò)對(duì)測(cè)試用例進(jìn)行修改,可預(yù)覽、測(cè)試、生成考試模板,并具有相應(yīng)題目說(shuō)明文件的編寫功能。2.3 原理解釋與圖解現(xiàn)結(jié)合一個(gè)簡(jiǎn)單的例子對(duì)模板生成工具的原理進(jìn)行解釋,并用圖解展示:第一步:選擇載入用于生成考試、判卷模板的.cpp源文件,然后根據(jù)按鈕提示,選擇挖空行、編輯函數(shù)、判卷變量等,并根據(jù)提示進(jìn)行必要的設(shè)置(見(jiàn)圖3。附:為便于說(shuō)明問(wèn)題,此處以一個(gè)求取平方數(shù)的簡(jiǎn)單程序?yàn)槔?本例中只有一個(gè)判卷變量(對(duì)應(yīng)一個(gè)得分點(diǎn)的設(shè)置,對(duì)于較復(fù)雜的程序,可以設(shè)置多個(gè)得分點(diǎn)。第二步:點(diǎn)擊“預(yù)覽”菜單對(duì)將要生成的判卷模板進(jìn)行預(yù)覽,初步查看是否正確,然后點(diǎn)擊“測(cè)試”菜單選擇對(duì)判模板進(jìn)行自動(dòng)編譯運(yùn)行,若正常運(yùn)行,轉(zhuǎn)步驟三;若失

8、敗,根據(jù)編譯運(yùn)行的錯(cuò)誤提示,返回步驟一進(jìn)行修改設(shè)置。第三步:點(diǎn)擊“生成”菜單,選擇保存位置,即可生成判卷模板(見(jiàn)圖4。第四步:進(jìn)行用例修改,修改后的用例用于生成學(xué)生考試模板(見(jiàn)圖5。第五步:預(yù)覽、測(cè)試運(yùn)行,最終生成考試模板,并根據(jù)運(yùn)行結(jié)果編寫題意說(shuō)明文件(見(jiàn)圖6,圖7。3 學(xué)生端答題界面3.1 功能要求為嚴(yán)格保證自動(dòng)判卷的實(shí)現(xiàn),同時(shí)滿足學(xué)生方便答題需求,學(xué)生端答題界面須滿足如下功能要求:(1無(wú)需啟動(dòng)客戶端編譯器,學(xué)生直接在答題界面的可編輯區(qū)域編寫代碼,其他區(qū)域的代碼無(wú)法修改;(2具有便捷的編譯運(yùn)行程序的功能,并提示編譯或運(yùn)行錯(cuò)誤;(3學(xué)生編寫的函數(shù)體和填寫的代碼段可準(zhǔn)確無(wú)誤上傳至服務(wù)端。3.2

9、 實(shí)現(xiàn)方法要點(diǎn)(1將題意說(shuō)明和不可修改的源代碼部分顯示為只讀;(2識(shí)別考試源代碼中的“/添加函數(shù)實(shí)現(xiàn)代碼”字段,以及填空標(biāo)記下劃線“_”,將對(duì)應(yīng)區(qū)域設(shè)置為可編輯;(3在可編輯區(qū)域?qū)?yīng)的控制程序中添加鍵盤監(jiān)聽(tīng):實(shí)現(xiàn)對(duì)括號(hào)、引號(hào)的自動(dòng)配對(duì),以及換行時(shí)提供自動(dòng)縮進(jìn),為學(xué)生快速編寫格式規(guī)范的代碼提供方便。由于僅提取學(xué)生編寫的函數(shù)題代碼和學(xué)生填空代碼段,只需提取可編譯區(qū)域的文本記錄即可,而且信息量小,因此可采用一般socket通信的形式(不用文件上傳等形式將代碼段上傳至服務(wù)端。3.3 例子與圖解(1將2中得到的考試模板和題意說(shuō)明文件用于學(xué)生考試端程序題考試(如圖8;(2在函數(shù)編寫區(qū)域編寫代碼,將填空橫線

10、刪除并填寫代碼,然后直接點(diǎn)擊編譯運(yùn)行(圖9。(3根據(jù)錯(cuò)誤提示修改代碼,重新編譯運(yùn)行(圖10。(4點(diǎn)擊交卷后,學(xué)生編寫的函數(shù)體和填空代碼行上傳至服務(wù)器(圖11。4 服務(wù)端自動(dòng)判卷邏輯業(yè)務(wù)4.1 自動(dòng)判卷業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)基于模板生成工具、學(xué)生答題客戶端的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),自動(dòng)判卷邏輯業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)如下:(1一般情況下:只需把學(xué)生上傳的答題信息寫入相應(yīng)的判卷模板中,然后生成臨時(shí)判卷源文件,針對(duì)這個(gè)臨時(shí)文件編譯運(yùn)行即可得到判卷結(jié)果。(2異常情況:如果學(xué)生提交的程序沒(méi)來(lái)得及調(diào)試正常而存在死循環(huán),需要在A的基礎(chǔ)上進(jìn)行如下改進(jìn):通過(guò)倒計(jì)時(shí)線程啟動(dòng)判卷程序,倒計(jì)時(shí)線程結(jié)束后,若判卷程序還在運(yùn)行,則殺死,并將異常記錄寫入數(shù)據(jù)庫(kù)。邏

11、輯圖如下(圖12。4.2 評(píng)分過(guò)程在考試、判卷模板制作過(guò)程中,可以根據(jù)每個(gè)題目的實(shí)際情況設(shè)計(jì)判卷(得分變量,并針對(duì)每一個(gè)判卷變量考核知識(shí)點(diǎn)難度設(shè)置得分權(quán)重(學(xué)生不知道具體的得分變量和權(quán)重。然后,將學(xué)生上傳的代碼插入到判卷模板中,生成judgeMain.cpp,針對(duì)每個(gè)得分點(diǎn)都會(huì)調(diào)用compare函數(shù)比較學(xué)生答案和標(biāo)準(zhǔn)答案,得到一個(gè)布爾型返回值,然后根據(jù)這個(gè)返回值在記事本文件(grade.txt里寫入1(得分或0(不得分。該自動(dòng)判卷程序可滿足對(duì)一個(gè)程序題進(jìn)行細(xì)節(jié)得分點(diǎn)的判斷,而不是籠統(tǒng)的僅僅判斷最終答案,在一定程度上保證了給分的合理性。中國(guó)論文榜-中國(guó)權(quán)威論文發(fā)表平臺(tái)，我們?yōu)槟峁I(yè)的論文發(fā)表咨詢和論文發(fā)表輔導(dǎo)! 5 結(jié)語(yǔ) 通過(guò)上述方案設(shè)計(jì)的程序題考核與判卷模塊， 是東北大學(xué)數(shù)值分析考試系統(tǒng) （可通過(guò)程序題考核學(xué)生對(duì)數(shù)值算法的理解與應(yīng)用能力）的重要組成部分， 該 考試系統(tǒng)的測(cè)試結(jié)果和初期使用情況證明：對(duì)于程序題考核和自動(dòng)判卷，這樣的 設(shè)計(jì)方案是可行的、對(duì)判卷過(guò)程中的常處理是可行的，最終判卷結(jié)