《C语言程序设计》课程自动评分系统综述

韦立梅 张淑荣

(广东白云学院电气与信息工程学院，广东 广州 510450)

《C语言程序设计》课程自动评分系统综述

韦立梅 张淑荣

(广东白云学院电气与信息工程学院，广东 广州 510450)

C语言是国际上广泛流行的计算机高级程序设计语言，也是我校计算机、电子、自动化、机电等相关专业的一门必修课。开发一个合理的C语言程序设计课程自动评分系统，可以节省教师大量的改卷时间，实现无纸化考试，从而可以将自动评分系统推广到其它课程中。

C语言程序设计；自动评分系统

1 C语言简介

C语言是1972年由美国贝尔研究所的D.M.Ritchie提出的。它既具有高级语言的特点，又具有汇编语言的特点。因此可用它开发系统程序，也可以用来编写应用软件。C语言具备很强的数据处理能力，是世界上应用最广泛的计算机语言之一。C语言一共有37个关键字、9种控制语句、34种运算符、丰富的数据类型，能用来实现各种复杂的数据结构的运算，尤其是指针类型数据，使用灵活，提高程序效率；用C语言较易实现程序的模块化、结构化设计，生成的目标代码质量高，程序执行效率高；可移植性好，几乎在所有的计算机系统中都可以使用C语言。

2 系统开发工具

自动评分系统的开发工具是采用Visual Basic语言与C语言相结合，其中主体程序与界面均由Visual Basic语言实现,对编程题的评分算法（词法分析、语法分析等）则采用C语言编写。

3 关键技术简介

3.1 Visual Basic数据库编程技术

（1）Visual Basic的数据库对象

Visual Basic访问数据库常用三种方法,它们分别是：数据访问对象（DAO）、远程数据对象（RDO）和ActiveX（ADO）。

DAO数据访问对象。Visual Basic把DAO模型封装在Data控件,分别设置相应的DatabaseName属性和Recordsoucre属性就可以将Data控件与数据库中的记录源连接起来,以后就可以使用Data控件来对数据库进行操作。因此DAO最适用于单系统应用程序或在本地分布使用。RDO是Visual Basic访问关系型ODBC数据源的最佳界面接口,这种方法也集成于Visual Basic中。Active Data Objects（ADO）作为另一种可供选择的技术出现,正在逐渐代替其他数据访问接口。ADO“扩展”了DAO和RDO所使用的对象模型,这意味着它包含较少的对象、更多的属性、方法(和参数),以及事件。ADO是独立于开发工具和开发语言的简单而且容易使用的数据接口,所有的数据源都可以通过ADO来访问。

（2）数据绑定控件

连接好数据库后，还需要用数据绑定控件将数据源对象显示出来，然后才能对后台中的数据信息进行编辑和查询等数据处理操作。常用的数据绑定控件有文本框、组合框等标准控件及数据列表（DataList）、数据网格（DataGrid）等ActiveX控件。数据绑定控件有两个标准的属性：Datasource和DataField属性。Datasource属性用于设置数据源，DataField属性用来设置数据库字段的名称。

3.2 Visual Basic中调用API函数

Application Programming Interface,简称API函数，是Windows操作系统提供的函数，可以实现对应用程序的控制。要调用API函数,必须先在Visual Basic中用Declare语句声明。可借助于Visual Basic提供的应用程序“API文本查看器”,正确地声明与使用API函数。

3.3 TCC行编辑命令的使用

除了使用集成开发环境之外,也可以用传统的命令行界面来运行Turbo C程序，TCC命令可以以命令行的方式编译C源文件,将它们连接成可执行文件。可在其它程序中将TCC作为外部程序调用,实现以命令行方式编译连接C源程序。

除以上几点外，系统还涉及到了编译原理中的词法分析及语法分析方法。

4 编程题自动评分流程

对于编程题进行自动评卷，较复杂，因此本文重点介绍该题型自动评分功能的实现方法。

由于本文针对的是非计算机专业的C语言课程，学生普遍刚刚接触程序设计，造成恶意代码的概率较低，再结合C语言程序结构、语法特点，对编程题评分主要采用结果、静态评分与动态评分相结合的方法，具体步骤如下：

（1）结果对比

检查指定的结果文件是否存在，若存在则与标准答案文件进行对比，与标准答案文件内容完全相同，则说明结果正确，得满分，否则转去静态评阅，若无结果文件，执行动态评分。

（2）基于可执行文件的动态评分

对考生源程序进行编译连接，若生成可执行文件成功，则运行考生程序，用预先定义的测试数据集中的各组测试数据作为输入值，进行测试，比较运行结果和期望结果，并通过比较结果评定学生程序的分数。若生成失败，说明考生程序存在语法错误，转入以下过程继续处理：

1）对考生源程序进行词法分析。扫描源程序，将其转化为特定格式的TOKEN串，存入TOKEN文件；

2）根据词法分析的结果,即TOKEN文件,进行语法分析，详细指出程序中存在的语法错误，生成错误文件，在保证不对考生程序正确部分产生破坏的前提下，尽最大可能将考生程序修改正确，生成修改后的TOKEN文件；

3）调用转换程序将修改后的TOKEN文件重新生成为C语言源程序，其与考生源程序的名字不同，称其为新生成源程序；

4）调用TCC程序以命令行方式对新生成源程序进行编译连接；

5）编译连接成功，运行新源程序的执行文件，并调用API函数控制程序运行，以防由于死锁的发生导致系统崩溃；编译失败则退出动态评阅过程,改用静态评阅；

6）对新生成源程序的运行结果进行检测，若有结果，则转去进行结果比较，若无结果则转去进行静态评阅。

（3）基于程序代码的静态评分

与动态评分相比，代码静态评分不需要运行学生的程序，因此不用考虑对系统安全性的影响，作为编程题评分的必要环节，代码静态检查对于可执行和不可执行的程序都适用。代码静态检查分为软件质量度量方法和源程序分析比较方法。软件质量度量方法主要是对程序的常量、变量和关键字等内容进行分析后，根据匹配程度给出分数。源程序分析比较方法主要是通过将学生源程序和标准程序进行匹配，该方法依赖于标准答案的数据集，根据模板最为匹配的答案与学生源程序进行对比，根据匹配程度给出评分。源程序分析比较方法主要采用的是基于结构度量的技术。从程序设计题题库文件中读取该试题的关键语句，对考生程序进行检测，根据检测出的考生程序中的关键语句的条数，判断程序的逻辑合理性，给出相应分值。

5 结束语

目前，利用计算机对学校各门课程考试试题库进行管理、组卷、测试、评分系统的开发与使用，已成为各个院校教学改革的重点内容之一。限于篇幅，本文只重点介绍编程题目的自动评分方法的实现。

[1]赫伽宁．结合动态测试与静态分析的编程题自动评分方法研究[D]．哈尔滨工业大学，2008．

[2]谭浩强．C语言程序设计[M]．北京：清华大学出版社，2004．

[3]王春霞．自动阅卷系统的开发[J]．盐城工学院学报，2002（15）．

[4]郭琦．Visual Basic数据库系统开发技术[M]．北京:人民邮电出版社，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

韦立梅，女，辽宁凌源人，硕士，讲师，研究方向：数据库应用系统开发、多媒体技术。