《C語言程序設(shè)計》課程自動評分系統(tǒng)綜述

韋立梅 張淑榮

(廣東白云學院電氣與信息工程學院，廣東 廣州 510450)

《C語言程序設(shè)計》課程自動評分系統(tǒng)綜述

韋立梅 張淑榮

(廣東白云學院電氣與信息工程學院，廣東 廣州 510450)

C語言是國際上廣泛流行的計算機高級程序設(shè)計語言，也是我校計算機、電子、自動化、機電等相關(guān)專業(yè)的一門必修課。開發(fā)一個合理的C語言程序設(shè)計課程自動評分系統(tǒng)，可以節(jié)省教師大量的改卷時間，實現(xiàn)無紙化考試，從而可以將自動評分系統(tǒng)推廣到其它課程中。

C語言程序設(shè)計；自動評分系統(tǒng)

1 C語言簡介

C語言是1972年由美國貝爾研究所的D.M.Ritchie提出的。它既具有高級語言的特點，又具有匯編語言的特點。因此可用它開發(fā)系統(tǒng)程序，也可以用來編寫應用軟件。C語言具備很強的數(shù)據(jù)處理能力，是世界上應用最廣泛的計算機語言之一。C語言一共有37個關(guān)鍵字、9種控制語句、34種運算符、豐富的數(shù)據(jù)類型，能用來實現(xiàn)各種復雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的運算，尤其是指針類型數(shù)據(jù)，使用靈活，提高程序效率；用C語言較易實現(xiàn)程序的模塊化、結(jié)構(gòu)化設(shè)計，生成的目標代碼質(zhì)量高，程序執(zhí)行效率高；可移植性好，幾乎在所有的計算機系統(tǒng)中都可以使用C語言。

2 系統(tǒng)開發(fā)工具

自動評分系統(tǒng)的開發(fā)工具是采用Visual Basic語言與C語言相結(jié)合，其中主體程序與界面均由Visual Basic語言實現(xiàn),對編程題的評分算法（詞法分析、語法分析等）則采用C語言編寫。

3 關(guān)鍵技術(shù)簡介

3.1 Visual Basic數(shù)據(jù)庫編程技術(shù)

（1）Visual Basic的數(shù)據(jù)庫對象

Visual Basic訪問數(shù)據(jù)庫常用三種方法,它們分別是：數(shù)據(jù)訪問對象（DAO）、遠程數(shù)據(jù)對象（RDO）和ActiveX（ADO）。

DAO數(shù)據(jù)訪問對象。Visual Basic把DAO模型封裝在Data控件,分別設(shè)置相應的DatabaseName屬性和Recordsoucre屬性就可以將Data控件與數(shù)據(jù)庫中的記錄源連接起來,以后就可以使用Data控件來對數(shù)據(jù)庫進行操作。因此DAO最適用于單系統(tǒng)應用程序或在本地分布使用。RDO是Visual Basic訪問關(guān)系型ODBC數(shù)據(jù)源的最佳界面接口,這種方法也集成于Visual Basic中。Active Data Objects（ADO）作為另一種可供選擇的技術(shù)出現(xiàn),正在逐漸代替其他數(shù)據(jù)訪問接口。ADO“擴展”了DAO和RDO所使用的對象模型,這意味著它包含較少的對象、更多的屬性、方法(和參數(shù)),以及事件。ADO是獨立于開發(fā)工具和開發(fā)語言的簡單而且容易使用的數(shù)據(jù)接口,所有的數(shù)據(jù)源都可以通過ADO來訪問。

（2）數(shù)據(jù)綁定控件

連接好數(shù)據(jù)庫后，還需要用數(shù)據(jù)綁定控件將數(shù)據(jù)源對象顯示出來，然后才能對后臺中的數(shù)據(jù)信息進行編輯和查詢等數(shù)據(jù)處理操作。常用的數(shù)據(jù)綁定控件有文本框、組合框等標準控件及數(shù)據(jù)列表（DataList）、數(shù)據(jù)網(wǎng)格（DataGrid）等ActiveX控件。數(shù)據(jù)綁定控件有兩個標準的屬性：Datasource和DataField屬性。Datasource屬性用于設(shè)置數(shù)據(jù)源，DataField屬性用來設(shè)置數(shù)據(jù)庫字段的名稱。

3.2 Visual Basic中調(diào)用API函數(shù)

Application Programming Interface,簡稱API函數(shù)，是Windows操作系統(tǒng)提供的函數(shù)，可以實現(xiàn)對應用程序的控制。要調(diào)用API函數(shù),必須先在Visual Basic中用Declare語句聲明?？山柚赩isual Basic提供的應用程序“API文本查看器”,正確地聲明與使用API函數(shù)。

3.3 TCC行編輯命令的使用

除了使用集成開發(fā)環(huán)境之外,也可以用傳統(tǒng)的命令行界面來運行Turbo C程序，TCC命令可以以命令行的方式編譯C源文件,將它們連接成可執(zhí)行文件?？稍谄渌绦蛑袑CC作為外部程序調(diào)用,實現(xiàn)以命令行方式編譯連接C源程序。

除以上幾點外，系統(tǒng)還涉及到了編譯原理中的詞法分析及語法分析方法。

4 編程題自動評分流程

對于編程題進行自動評卷，較復雜，因此本文重點介紹該題型自動評分功能的實現(xiàn)方法。

由于本文針對的是非計算機專業(yè)的C語言課程，學生普遍剛剛接觸程序設(shè)計，造成惡意代碼的概率較低，再結(jié)合C語言程序結(jié)構(gòu)、語法特點，對編程題評分主要采用結(jié)果、靜態(tài)評分與動態(tài)評分相結(jié)合的方法，具體步驟如下：

（1）結(jié)果對比

檢查指定的結(jié)果文件是否存在，若存在則與標準答案文件進行對比，與標準答案文件內(nèi)容完全相同，則說明結(jié)果正確，得滿分，否則轉(zhuǎn)去靜態(tài)評閱，若無結(jié)果文件，執(zhí)行動態(tài)評分。

（2）基于可執(zhí)行文件的動態(tài)評分

對考生源程序進行編譯連接，若生成可執(zhí)行文件成功，則運行考生程序，用預先定義的測試數(shù)據(jù)集中的各組測試數(shù)據(jù)作為輸入值，進行測試，比較運行結(jié)果和期望結(jié)果，并通過比較結(jié)果評定學生程序的分數(shù)。若生成失敗，說明考生程序存在語法錯誤，轉(zhuǎn)入以下過程繼續(xù)處理：

1）對考生源程序進行詞法分析。掃描源程序，將其轉(zhuǎn)化為特定格式的TOKEN串，存入TOKEN文件；

2）根據(jù)詞法分析的結(jié)果,即TOKEN文件,進行語法分析，詳細指出程序中存在的語法錯誤，生成錯誤文件，在保證不對考生程序正確部分產(chǎn)生破壞的前提下，盡最大可能將考生程序修改正確，生成修改后的TOKEN文件；

3）調(diào)用轉(zhuǎn)換程序?qū)⑿薷暮蟮腡OKEN文件重新生成為C語言源程序，其與考生源程序的名字不同，稱其為新生成源程序；

4）調(diào)用TCC程序以命令行方式對新生成源程序進行編譯連接；

5）編譯連接成功，運行新源程序的執(zhí)行文件，并調(diào)用API函數(shù)控制程序運行，以防由于死鎖的發(fā)生導致系統(tǒng)崩潰；編譯失敗則退出動態(tài)評閱過程,改用靜態(tài)評閱；

6）對新生成源程序的運行結(jié)果進行檢測，若有結(jié)果，則轉(zhuǎn)去進行結(jié)果比較，若無結(jié)果則轉(zhuǎn)去進行靜態(tài)評閱。

（3）基于程序代碼的靜態(tài)評分

與動態(tài)評分相比，代碼靜態(tài)評分不需要運行學生的程序，因此不用考慮對系統(tǒng)安全性的影響，作為編程題評分的必要環(huán)節(jié)，代碼靜態(tài)檢查對于可執(zhí)行和不可執(zhí)行的程序都適用。代碼靜態(tài)檢查分為軟件質(zhì)量度量方法和源程序分析比較方法。軟件質(zhì)量度量方法主要是對程序的常量、變量和關(guān)鍵字等內(nèi)容進行分析后，根據(jù)匹配程度給出分數(shù)。源程序分析比較方法主要是通過將學生源程序和標準程序進行匹配，該方法依賴于標準答案的數(shù)據(jù)集，根據(jù)模板最為匹配的答案與學生源程序進行對比，根據(jù)匹配程度給出評分。源程序分析比較方法主要采用的是基于結(jié)構(gòu)度量的技術(shù)。從程序設(shè)計題題庫文件中讀取該試題的關(guān)鍵語句，對考生程序進行檢測，根據(jù)檢測出的考生程序中的關(guān)鍵語句的條數(shù)，判斷程序的邏輯合理性，給出相應分值。

5 結(jié)束語

目前，利用計算機對學校各門課程考試試題庫進行管理、組卷、測試、評分系統(tǒng)的開發(fā)與使用，已成為各個院校教學改革的重點內(nèi)容之一。限于篇幅，本文只重點介紹編程題目的自動評分方法的實現(xiàn)。

[1]赫伽寧．結(jié)合動態(tài)測試與靜態(tài)分析的編程題自動評分方法研究[D]．哈爾濱工業(yè)大學，2008．

[2]譚浩強．C語言程序設(shè)計[M]．北京：清華大學出版社，2004．

[3]王春霞．自動閱卷系統(tǒng)的開發(fā)[J]．鹽城工學院學報，2002（15）．

[4]郭琦．Visual Basic數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)[M]．北京:人民郵電出版社，2003．

Overview of the Automatic Scoring System of C Language Programming Design

Wei LiMeiZhang ShuRong
(College of Electrical and Information Engineering,Guangdong Baiyun University,Guangzhou 510450,Guangdong)

C programming language is the international popular advanced computer programming language.It is also a compulsory course for computer,electronics,automation,mechatronics and other related majors in our school.This paper develops a reasonable automatic scoring system for C language programming design,which can save a lot of time for teachers and realize the paperless examination,so that the automatic scoring system can be extended to other courses.

C language programming design;automatic scoring system

G434

A

1008-6609(2015)10-0072-02

韋立梅，女，遼寧凌源人，碩士，講師，研究方向：數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)開發(fā)、多媒體技術(shù)。