《C語言程序設計》課程自動評分系統綜述

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語言程序設計》課程自動評分系統綜述

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計語言，也是我校計算機、電子、自動化、機電等相關專業的一門必修課。開發一個合理的C語言程序設計課程自動評分系統，可以節省教師大量的改卷時間，實現無紙化考試，從而可以將自動評分系統推廣到其它課程中。

C語言程序設計；自動評分系統

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。因此可用它開發系統程序，也可以用來編寫應用軟件。C語言具備很強的數據處理能力，是世界上應用最廣泛的計算機語言之一。C語言一共有37個關鍵字、9種控制語句、34種運算符、豐富的數據類型，能用來實現各種復雜的數據結構的運算，尤其是指針類型數據，使用靈活，提高程序效率；用C語言較易實現程序的模塊化、結構化設計，生成的目標代碼質量高，程序執行效率高；可移植性好，幾乎在所有的計算機系統中都可以使用C語言。

2 系統開發工具

自動評分系統的開發工具是采用Visual Basic語言與C語言相結合，其中主體程序與界面均由Visual Basic語言實現,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 關鍵技術簡介

3.1 Visual Basic數據庫編程技術

（1）Visual Basic的數據庫對象

Visual Basic訪問數據庫常用三種方法,它們分別是：數據訪問對象（DAO）、遠程數據對象（RDO）和ActiveX（ADO）。

DAO數據訪問對象。Visual Basic把DAO模型封裝在Data控件,分別設置相應的DatabaseName屬性和Recordsoucre屬性就可以將Data控件與數據庫中的記錄源連接起來,以后就可以使用Data控件來對數據庫進行操作。因此DAO最適用于單系統應用程序或在本地分布使用。RDO是Visual Basic訪問關系型ODBC數據源的最佳界面接口,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出現,正在逐漸代替其他數據訪問接口。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),以及事件。ADO是獨立于開發工具和開發語言的簡單而且容易使用的數據接口,所有的數據源都可以通過ADO來訪問。

（2）數據綁定控件

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

3.2 Visual Basic中調用API函數

Application Programming Interface,簡稱API函數，是Windows操作系統提供的函數，可以實現對應用程序的控制。要調用API函數,必須先在Visual Basic中用Declare語句聲明。可借助于Visual 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。

3.3 TCC行編輯命令的使用

除了使用集成開發環境之外,也可以用傳統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,將它們連接成可執行文件。可在其它程序中將TCC作為外部程序調用,實現以命令行方式編譯連接C源程序。

除以上幾點外，系統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方法。

由于本文針對的是非計算機專業的C語言課程，學生普遍剛剛接觸程序設計，造成惡意代碼的概率較低，再結合C語言程序結構、語法特點，對編程題評分主要采用結果、靜態評分與動態評分相結合的方法，具體步驟如下：

（1）結果對比

檢查指定的結果文件是否存在，若存在則與標準答案文件進行對比，與標準答案文件內容完全相同，則說明結果正確，得滿分，否則轉去靜態評閱，若無結果文件，執行動態評分。

（2）基于可執行文件的動態評分

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

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

2）根據詞法分析的結果,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）調用轉換程序將修改后的TOKEN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，運行新源程序的執行文件，并調用API函數控制程序運行，以防由于死鎖的發生導致系統崩潰；編譯失敗則退出動態評閱過程,改用靜態評閱；

6）對新生成源程序的運行結果進行檢測，若有結果，則轉去進行結果比較，若無結果則轉去進行靜態評閱。

（3）基于程序代碼的靜態評分

與動態評分相比，代碼靜態評分不需要運行學生的程序，因此不用考慮對系統安全性的影響，作為編程題評分的必要環節，代碼靜態檢查對于可執行和不可執行的程序都適用。代碼靜態檢查分為軟件質量度量方法和源程序分析比較方法。軟件質量度量方法主要是對程序的常量、變量和關鍵字等內容進行分析后，根據匹配程度給出分數。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據集，根據模板最為匹配的答案與學生源程序進行對比，根據匹配程度給出評分。源程序分析比較方法主要采用的是基于結構度量的技術。從程序設計題題庫文件中讀取該試題的關鍵語句，對考生程序進行檢測，根據檢測出的考生程序中的關鍵語句的條數，判斷程序的邏輯合理性，給出相應分值。

5 結束語

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、評分系統的開發與使用，已成為各個院校教學改革的重點內容之一。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。

[1]赫伽寧．結合動態測試與靜態分析的編程題自動評分方法研究[D]．哈爾濱工業大學，2008．

[2]譚浩強．C語言程序設計[M]．北京：清華大學出版社，2004．

[3]王春霞．自動閱卷系統的開發[J]．鹽城工學院學報，2002（15）．

[4]郭琦．Visual Basic數據庫系統開發技術[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：數據庫應用系統開發、多媒體技術。