（计算机应用技术专业论文）基于局域网中autocad平台的视图评判研究与实践.pdf

论文题目：基于局域网中a u t o c a d 平台的视图评判研究与实践 专 业：计算机应用技术 硕士生：冯双林( 签名) 迢丞盘筮 指导教师：尉朝闻 ( 签名) 应笙丝蛰 摘要 我国c a i 经过前几年较大规模的研究与开发，己较好地实现了利用文字、声音、图 形、动画和视频图像等对知识进行全方位、多角度和多种形式的表示和再现。近年来， 工程制图c a i 有了很大的发展，而且国内高校在工程制图c a i 方面做了大量工作，并 开发出一批c a i 软件，但这些c a i 软件以演示型居多而在绘图题练习和习题自动评判 等方面还存在缺陷，因此开发视图自动评判系统显得十分必要。 本课题主要涉及到以下几个方面：l 、用户的登录和权限设置。其中用户有管理员， 教师用户和学生用户。不同的用户拥有不同的权限；2 、习题数据库的建立和试题的随 机生成。学生的试题由系统在习题数据库中随机的进行抽取。这样可以很好的预防学生 的作弊问题。3 、试题的预览。学生在做题之前可以对试题进行预览。4 、图形中图元 的数据提取和自动评判。图元主要涉及到直线、圆、圆弧、椭圆等。本系统对图元的关 键数据进行提取，然后和标准答案一一比较，从而给出学生的得分和错误情况分析。 本论文的制图环境是a u t o c a d 平台，这样既不用自主开发软件平台，而且学生可 以在熟悉的环境下更好的发挥自己的水平。学生选择习题后，系统将自动通过接口将习 题调入a u t o c a d 中并打开，然后学生就可以开始做题了。学生做完试题提交之后，系 统可以对试题进行自动评判，并给出评判结果。本系统对a u t o c a d 平台中拷贝现象进 行了分析，能够很好的预防学生抄图现象的发生。 关键词：工程制图；习题生成；a u t o c a d ；自动评判 研究类型：应用研究 s u b j e c t ：v i e wj u d g m e n tr e s e a r c ha n dp r a c t i c eb a s e do na u t o c a d s p e c i a l t y ：c o m p u t e ra p p l i c a t i o nt e c h n o l o g y n a m e ：f e n gs h u a n g l i n ( s i g n a t u r e ) 啤丝丝粤! 丝 i n s t r u c t o r ：w e ic h a o w e n ( s i g n a t u r e ) l 堑丝q ! ! 竺竺! ! 竺 a b s t r a c t o u rc o u n t r yc a ，p a s s e dt h r o u g hr e c e n ts e v e r a ly e a r sb i gs c a l e st h er e s e a r c ha n dt h e d e v e l o p m e n t ，h a sa c h i e v e dt h em u l t i p l ep e r s p e c t i v e sa n dm a n y k i n d so ff o r me x p r e s s i o n sa n d t h er e a p p e a r a n c et ot h ek n o w l e d g eu s i n gt h et e x t , t h es o u n d ，t h eg r a p h ，t h ea n i m a t i o na n dt h e v i d e oi m a g ea n ds oo nc a r r i e so no m n i - d i r e c t i o n a l i nr e c e n ty e a r s ，e n g i n e e r i n gd r a w i n gc a i ， a l t h o u g hh a dt h ev e r yb i gd e v e l o p m e n t ，m o r e o v e rt h ed o m e s t i cu n i v e r s i t yh a sd o n et h em u c h w o r k si nt h ee n g i n e e r i n gd r a w i n gc a ia s p e c t , a n dd e v e l o p so n eb a t c ho fc a is o f t w a r e b u t t h e s ec a is o f t w a r ea r ed e m o u s t r a t e dm a i n l ya n dh a v et h ef l a wi na u t o m a t i cj u d g m e n t t h e r e f o r ed e v e l o pt h ev i e wa u t o m a t i cj u d g m e n ts y s t e mi sv e r ye s s e n t i a l t h i st o p i cm a i n l yi n v o l v i n gt h ef o l l o w i n gs e v e r a la s p e c t s ：1s t , u s e r sl o g i na n d j u r i s d i c t i o n t h eu s e ri n c l u d et h em a n a g e r , t e a c h e ru s e ra n ds t u d e n tu s e lt h ed i f f e r e n tu s e r h a st h ed i f f e r e n tj u r i s d i c t i o n 2 n d ，e x e r c i s ed a t a b a s ee s t a b l i s h m e n ta n dt e s tq u e s t i o ns t o c h a s t i c p r o d u c t i o n s t u d e n t st e s tq u e s t i o ns t o c h a s t i cc a r r i e so nt h ee x t r a c t i o ni nt h ee x e r c i s ed a t a b a s e b yt h es y s t e m t h i sm a yp r e v e n ts t u d e n tt oc h e a tw e l l 3 r d ，t e s tq u e s t i o np r e v i e w t h es t u d e n t m a yc a r r yo nt h ep r e v i e wt ot h et e s tq u e s t i o nb e f o r ep r e s e n t i n gt h et o p i c 4 t h ，t h eg r a p h e l e m e n t sd a t ae x t r a c t i o na n da u t o m a t i cj u d g m e n t t h ee l e m e n t sm a i n l yi n c l u d et h es t r a i g h t l i n e ，t h ec i r c l e ，t h ec i r c u l a ra r c ，t h ee l l i p s ea n ds o o n t h i ss y s t e me x t r a c tt h ee s s e n t i a l e l e m e n t sd a t a , t h e nc o m p a r et ot h es t a n d a r da n s w e ro n eb yo n e ，a n dg i v e ss t u d e n t ss c o r ea n d t h ee r r o r ss i t u a t i o na n a l y s i s t h ep a p e r sc a r t o g r a p h i ci sc a r r i e si na u t o c a dp l a t f o r m ，t h i sn e e dn o tt od e v e l o pt h e s o f t w a r ep l a t f o r mi n d e p e n d e n t l y , m o r e o v e rt h es t u d e n tm a yd i s p l a yo w nl e v e lw e l l a f t e rt h e s t u d e n th a sc h o s e nt h ee x e r c i s e ，t h es y s t e mw i l lo p e nt h ee x e r c i s ea u t o m a t i ct h r o u g ht h e i n t e r f a c ei na u t o c a d p l a t f o r m ，t h e nt h es t u d e n tm a ys t a r tt od oe x e r c i s e t h es y s t e mc a ng i v e t h ej u d g m e n tr e s u l ta f t e rt h es t u d e n tc o m p l e t ea n dp u ti nt h ee x c i s e t h es y s t e ma n a l y s i st h e c o p y s i t u a t i o n i na u t o c a dp l a t f o r m ，i tc a np r e v e n tt h es t u d e n t “c o p y p h e n o m e n o n 0 c c u l t e r l c e k e yw o r d s ：t h ee n g i n e e r i n gd r a w i n g t h ee x e r c i s ep r o d u c t i o n a u t o c a d j u d g e sa u t o m a t i c a l l y t h e s i s ：a p p l i c a t i o nr e s e a r c h 西姿料技太学 学位论文独创性说明 本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作 及其取得研究成果。尽我所知，除了文中加以标注和致谢的地方外，论文中不 包含其他人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西安科 技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对 本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：) 弓双林日期：8 0 0 8 多肜 学位论文知识产权声明书 本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻读学位期 间论文工作的知识产权单位属于西安科技大学。学校有权保留并向国家有关部 门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以 将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩 印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时本人保证，毕业后结合学位 论文研究课题再撰写的文章一律注明作者单位为西安科技大学。 保密论文待解密后适用本声明。 学位论文作者签名：弓奴杯 指导教师签名：胪别玎 2 8 年只f 6b 1 绪论 1 1 前言 1 绪论 经过前几年较大规模的研究与开发，我国的c a i 应用己较好地实现了利用文字、声 音、图形、动画和视频图像等对知识进行全方位、多角度和多种形式的表示和再现。在 人机交互方式上更加多样化，在信息组织方式上采用了超文本技术，形成了超媒体系统， 更进一步地加强了c a i 系统的表现能力1 7 。现有的许多c a i 系统己被市场所接受，并逐 渐成为我国软件行业中一个不可忽视的领域，我国c a i 系统的研制和开发也进入了一个 相对平稳的阶段 5 1 。 工程制图是一门实践性很强的专业基础课，每一个章节都配有大量的习题，学生用 手工作图完成作业，教师则需投入大量的时间和精力来批改作业。随着计算机技术的日 益发展和普及，信息化产业的发展，为现代化教学提供了必要的条件，但是，工程制图 课的视图评判的技术还很欠缺。为了推动教育现代化建设的发展，在较短时间内达到良 好的教学效果，提高教学质量，开发制作工程制图c a i 并在工程制图教学练习中得到应 用已经成为众多学者研究的对象【2 6 】。可见c a i 己是越来越重要的手段，随着计算机及 其相关技术的不断发展，c a i 成为工程制图教学方法改革的关键。与传统的教学手段相 比，把c a i 运用到工程图学的教学中，更能丰富多彩地表现课程的内容，增加信息量， 开拓学生的视野，并能帮助学生尽快地建立空间形象的思维能力。 计算机辅助教学是计算机应用的一个重要方面。在教学过程中，学生完成一定量的 作业和教师批阅作业是一个不可或缺的环节，而利用计算机来自动评判学生作业既能节 约大量的教师劳动，又能准确及时地掌握学生对各知识点的掌握程度，同时还便于运用 各种科学分析手段来考察教学活动的优劣，从而进一步提高教学活动的质量。此外，由 于现有的许多工程制图己开始由手工制图全面转向计算机制图，因而对计算机图形的自 动评判提出了要求【l 】。因此计算机自动视图评判技术研究也已经迫在眉睫。计算机自动 评判技术的优越性主要体现在以下几个方面： ( 1 ) 信息反馈快捷，减少老师工作量 如果工程制图课后作业和考试综合测评工作能够由计算机来完成的话，那么学生不 但能够及时的得到反馈，而且教师也可以从批改作业的繁重工作当中解脱出来，从而可 以投入更多的时间研究教学策略和方法。 ( 2 ) 减少人为误判 计算机自动评判还能减少传统人工评判的主观性，极大的减少了人为因素或偶然因 素造成的误判、错判情况，并且还能够缩短评判周期，增加评判方式的灵活性。 西安科技大学硕士学位论文 ( 3 ) 图形的优势更加明显 图形中含有大量的图形对象的几何特征信息，如果用语言来描述的话则冗长且不直 观，因而图形具有语言所不可替代的优势，在教学过程中也不可避免的要使用图形来反 映和表现特定领域的知识，所以c a i 系统中图形的自动评判也是不可避免的技术问题。 总之，计算机图形自动评判的研究既是c a i 技术发展的要求，同时也是c a d 技术 发展必然要突破的技术难题之一，具有重要的理论意义和使用价值【7 】。 1 2 研究现状 近年来计算机多媒体技术和计算机辅助教学在工程制图的教学中得到了应用，例如 华南理工大学开发的工程图学画法几何多媒体c a i ，广东工业大学制作的工程制图多媒 体c a i 系列软件装配图等均取得了一定的效果。西北工业大学制图教研室的9 6 级研究 生陈子恒和李蓉在廖达雄老师开发的计算机绘图软件d x 以d 软件平台上做了一些开创 性的工作。并且在一些具体问题上给出了一定的算法。为了适应当前教学普遍采用的 a u t o c a d 绘图软件，能够在a u t o c a d 2 0 0 0 软件系统下进行计算机绘图作业批改 2 1 ，9 8 级研究生许占民采用a u t o c a d 2 0 0 0 的二次开发工具o b j e c t a r x 2 0 0 0 ，在v i s u a l c 抖6 o 环境中进行面向对象的开发，完成了数据库的转型和直接比较模块的设计，部分实现了 自动批改轴套类学生作业的功能，能够对作业评分，指出作业的错误，并有适当的评语。 2 0 0 0 年，华中理工大学何英培、常明提出利用图元关键数据比较法，对机械制图中常见 的图形进行比较1 6 1 。2 0 0 4 年西北工业大学陈志远提出了利用图形识别技术对机械零件图 进行判别的方法 7 1 。2 0 0 5 年华南理工大学梁德才提出了利用图形匹配技术，完成了对图 层中点、实线和虚线的判别【9 l 。大连理工大学开发的“工程制图智能电子习题集软件系 统 ，此系统包含了习题库、答案库、习题集三维模型库，并对图形的智能批改做了深 入的研究，提出了一个基于正向推理的图形匹配识别算法。但由于绘图环境的提供和智 能判断等问题难以解决，这些c a i 软件还存在着诸多缺陷，比如缺乏绘图题练习等。 自动评判技术c a s ( c o m p u t e r - a u t o m a t e ds c o r i n g ) 是用计算机程序来模拟人工评分 的标准及内部过程。c a s 系统产生于教育领域，目前已被广泛的应用于许多领域。李辉 阳等研究了有限领域中简述文字的自动判读问题，提出以基于关系的带权匹配技术实现 c a i 中简单论述正误的判定 2 4 1 。高思丹等对语句相似度的计算进行了研究，提出基于动 态规划的语句相似度计算方法实现对文字类主观题的自动批改。其主要思想是：对语句 进行句法结构分析，然后进行关键词匹配，最后利用动态规划算法对短语的相似度矩阵进 行计算，找出一条相似度值最大的路径，得到语句相似度值1 2 5 】。这两种方法在一定程度 上模拟了老师阅卷过程，对主观题计算机自动评判有一定的借鉴意义。在国内关于选择 题的自动评判系统已经成型，并且技术比较成熟，关于问答题，作文题等相关的评判系 统，也已经有成型的产品。典型的系统如已经投入使用的浙江省嘉兴市第五高级中学高 2 1 绪论 考模拟自动评分模板系统。如图1 1 所示： 燃糍要髯鬻臻i 兹夏懋缨嬲嗍繁嬲紫谬黔嬲卿嘲嬲嬲繁秽黪懋嬲嬲獭卿嬲嬲删嬲嬲黟零簿擘哩翳 t1 垒对分渣 4 一 曩粤123哇l567891 0 1 1 1 2 1 3 1 41 51 6 1 1 71 8 1 9 2 0 2 l 2 2 2 3 2 4 2 9 2 6 2 7 2 8 2 9 3 0 3 l 3 2 3 33 4 ，正确答案il r ： 您好! 欢迎傻甩客震曩自动评分与分析捷扳e 奉：自私o 浙江省嘉兴市i x r ；，a ? ：一蚤 骂：j 矗l 】砖， ；r 袍 奉：地爱i l i 一：历史1 2 2 蛆：l 蝌膏，z 4 , 3 5 1 均为簟珊蠢彝 第五高级中学 ：d 皂# 一奄r 冀二确等攀t ：祷，k ，方法：凄幸l 王摩i 话，i i t 蜘受，在下 拉砸摩苹真箝一碍确+ # 钟a i 啦一! 葛# 艺下 嚣轱，、，翩i ： 高三年鼓飙专一 学生藏救师9 尊存莽班1 i 中挂簪臻输凡笤赛，昕有绕汁璇籀q 露书均宦动生或 统计指标_ i 息 虚謇人投 j j 簦人数 塞簦厶爨 e 确人数 譬谩人数 平均分 越 图1 1 浙江省嘉兴市第五高级中学高考模拟自动评分模板系统 我国对c a s 的研究还处于起步阶段，现有的一些研究主要是针对计算机应用能力 的考核而设计的计算机自动上机考试系统，在其它领域的应用研究还很少见；有关工程 制图练习的自动评判系统是最近几年才开始被关注并研究的，现有研究主要是针对评分 而设计的，能为受试者提供反馈的系统还很少见到。 目前国内市场上成熟的c a s 软件的特点如下： ( 1 ) 以助教型居多，助学型较少 应以教师为中心转化为以学生为中心。并且由于工程制图课程学习的特殊性， 课后学生自己学习和进行大量的习题训练是教学环节中必不可少的一部分。但由于绘图 环境的提供和智能判断的实现这两大问题难以解决，从而也造成了助学型软件少的现 象。 ( 2 ) 以固定型居多，可重用型、自繁殖型少 开发出的课件或题库的内容是固定的，造成了c a i 课件的局限性比较大，如果需要 增加新的内容，必须由编程人员重新编程。对开发者来说增加了许多不必要的重复性劳 动，对使用人员来说也造成了诸多不便，不能按照个人的意图灵活使用。 ( 3 ) 部分系统要依托特定的绘图软件系统为平台 郑州轻工业学院的何培英与华中科技大学的常明联合开发的基于工程制图作业批 改系统，它针对的是华中科技大学c a d 中心研制开发的凯图工程绘图软件 c a d t o o l 2 0 0 0 。这套批改系统具有比较完整的功能，具有作业批改、作业评分、成绩统 计、批改后的作业保存等功能。但美中不足的是，它要求学生对c a d t o o l 2 0 0 0 软件要 有定的了解，而事实上国内大部分高校工程制图课使用的都是a u t o c a d ，很少有高 3 西安科技大学硕士学位论文 葺暑暑宣宣昌i 暑宣宣暑i 肓i ；i i i 暑葺宣i 暑宣暑宣暑暑宣宣暑宣暑宣i i i ；宣；i i i i 暑；暑宣i 宣i i 置- n- - | - 宣高 校开设c a d t o o l 2 0 0 0 这门课程。因此在考试当中未能够真正体现出学生的真实水平， 并且限制了软件的推广。 国外的现有计算机自动评分系统： ( 1 ) 项目短文评定系统p e g ( p r o j e c te s s a yg r a d e r ) 。p e g 对于c a s 的发展具有十分重 要的意义。p e g 的最重要的贡献在于p e g 的开发者所使用的策略，被其它c a s 系统的 开发者广泛借鉴，成为c a s 系统开发的经典范式。p e g 的另一个贡献是推进了关于计 算机评分效用( u t i l i t y ) 的讨论。其中一个关键问题是，一个基于计算机的评分系统能否“理 解回答的内容。 ( 2 ) 智能短文评价者l e a ( i n t e l l i g e n te s s a ya s s e s s o r ) 。i e a 是唯一关注内容和意义而非 表面特征的测评工具。l e a 的独特之处在于，它采用了语义分析技术( s e m a n t i ca n a l y s i s ) 来直接对写作能力进行测量。为了得到评分模型，l e a 首先对大量“背景“( b a c k g r o u n d ) 文本进行分析。i e a 是“学习 怎样像人类专家一样，评定某个主题的短文的好与不好， 而不是仅仅依赖于个别关键词和其它指标变量。 ( 3 ) 智能测评( i n t e l l i m e t r i e ) 。i n t e l l i m e t r i c 是由v a n t a g el e a r n i n g 公司提供的对短文和 论述型题目进行评分的c a s 系统。i n t e l l i m e t r i c 结合了各种智能模拟技术和统计方法， 分析了语义、造句以及文章水平的7 2 种特征，并将这些特征归类。对每一篇短文或者 其它评分对象，i n t e l l i m e t r i c 都能建构一套独特的评分办法( 如：评分模型) 。 ( 4 ) 电子评分者( e r a t e r ) 。与p e g 类似，e r a t e r 最初也只提供一个总体分数，现在通 过改进，也可以对语法、文章特征以及文中的错误提供反馈。e - r a t e r 的核心技术来自于 自然言语加工及信息获得( i n f o r m a t i o nr e t r i e v a l ，u 领域的研究。e r a t e r 使用这些技术 开发了3 个模块( m o d u l e s ) ，分别用来识别短文的3 个显著特征：句法的多样性、主题内 容及观点的组织、修辞结构。句法的多样性，是通过借鉴自然言语加工中的句法加工工 具来识别的。主题内容，则通过使用矢量空间模型( v e c t o rs p a c em o d e l i n g ，v s m ) 技术以 及词语内容分析来进行识别。对修辞结构，是先通过词汇造句线索将文章分为几个部分， 然后使用词汇内容分析来进行评价的。这样，通过使用结合统计分析技术和自然言语加 工技术得到的评分模型，e r a t e r 不仅能够在词语水平上判断短文的内容与已评定短文之 间的相似性，并且可以确定评价主题、短文的语义结构甚至作者的论调。 ( 5 ) 用于医师的病人处理技巧评定的c a s 系统( s y s t e mf o ra s s e s s i n gp h y s i c i a n s p a t i e n t m a n a g e m e n ts k i l l s ) 。该系统通过计算机模拟，对医师处理病患的技巧进行评定。在这种 评定中，计算机首先呈现给被试者一个模拟的患者处理情境，模拟情境有一个虚构的时 限，要求被试者在时限之内做出应答，说明他在此种情境下会做出何种判断和举措，如： 给病人做某种检查，使用某种药物，进行某种治疗等，并将之输入计算机。被试完成后 的回答是一个处方单的形式，包含了被试所列出的所有处理方式。 ( 6 ) 用于注册建筑师资格考试的c a s 系统( s y s t e mu s e di nt h ea r c h i t e c tr e g i s t r a t i o n 4 1 绪论 e x a m i n a t i o n ) 。此系统用于注册建筑师资格考试中绘图部分的评分。这些绘图模拟是由一 系列的小图样构成，每一个图样都包括一个基本设计图以及对相应要求的描述。要求被 试者在基本设计图上进行修改，来满足特定的要求。 ( 7 ) 用于牙科评价的c a s 系统( s y s t e mb e i n g d e v e l o p e df o rd e n t i s t r ya s s e s s m e n t s ) 。在建 立此评分模型系统时，不仅基于专家提出的评判规则，还结合了统计中的贝叶斯方法。 这样将评分过程的元素整合起来，不仅能确定候选人的水平、给候选人提供有意义的反 馈，还能给出用于训练计划的信息。 除了上面所介绍的，还有其它一些用于开放式题目评分的c a s 系统。比如：b r a u n ， b e n n e t ，f r y e 及s o l o w a y ( 1 9 9 0 ) 开发的c a s 系统。由以上的系统可以看出，国外研究者 在c a s 系统的开发中主要采用了两种思路：一种是基于由实践导出的统计关系，另外 一种是基于人工评分时所使用的规则、心理模型及原理。 总之，计算机自动评分系统要能够快速、客观的进行评分，并且要能够最大限度地 减少人为因素的不利影响，并能提供即时、丰富的反馈信息，这样对促进考试的规范化 和科学化都有着积极的意义。 1 3 本课题主要的研究内容 本课题主要涉及以下几个方面内容：。 ( 1 ) 用户的登录和权限设置。本系统有三种类型的用户：管理员、教师和学生。管理 员拥有添加教师用户并且为教师用户和学生用户分配权限，向习题库中添加习题等权 限。教师用户可以查看学生的作题情况，并且对学生作业进行自动评判，给出学生的相 关评判结果和得分情况。 ( 2 ) 习题数据库的建立和试题的随机生成。根据学习的进度安排和练习的需要，管理 员可以及时的更新题库，以达到教学同步的目的。学生的试题由系统在习题数据库中随 机的进行抽取。这样既很好的预防了学生作弊的发生而且也增强了学生的动手实践能 力。本系统的数据库平台是a c c e s s 。 ( 3 ) 试题的预览和考试。每个学生在学习的时候都有不同的强项，比如有的学生数学 成绩突出，有的学生英语成绩突出等等。在绘图考试或练习的时候也是一样，不同的习 题对于不同的学生来说难易程度是不同的，本系统实现了习题的预览功能，学生在做题 之前可以首先对试题进行预览，从而进行试题的选取。学生选定试题后，点击“开始答 题按钮 ，系统自动将试题读取到a u t o c a d 中打开，学生就可以开始做题。 ( 4 ) 图形中图元的数据提取和自动评判。图元主要涉及到直线、圆、圆弧、椭圆等。 本系统将学生的答案和标准答案都保存为数据标准通用d x f 数据格式，然后对图元的 关键几何数据和属性数据进行提取，自动评判的时候将其和标准答案数据进行一一比 较，从而给出学生的错误情况分析和最终的得分。 5 西安科技大学硕士学位论文 除此之外本系统还设计了时间提示功能，每场考试可以根据题量大小和难度设置考 试的时间，学生进入做题系统后计时开始，系统以倒计时的方式显示剩余时间，学生在 做题的过程当中可以随时查看剩余时间，考试结束的时候系统将自动以指定的数据格式 保存学生的图形到指定的路径下，并强制关闭学生的绘图平台a u t o c a d 系统。 1 4 本章小结。 虽然现有的工程制图c a i 某些系统中有学生参与的功能，并且有一定数量的习题给 学生做，但这些习题只是一些简单的选择题和补图题，对于学生素质的培养来说是远远 不够的。尽管c a d 技术在我们国家推广了这么多年，在大多数院校里，都开设有与c a d 相关的课程，但是到目前为此，工程制图的考试基本上都还是采取传统的方式进行 的，也就是采用笔试形式加上机操作进行，来测试学生掌握知识的情况，还没有人开发 过合适的有关工程图形考试的自动评判系统。因此，基于a u t o c a d 图形平台的工程图 形考试自动评判系统的研究与开发，为促进我国c a d 人才的培养，c a d 技术的推广， 使c a d 技术转化为生产力，具有较为重要的意义。因此，在c a i 的开发中，开发出新 的习题模式，能够增加学生的有效参与，培养学生做图能力，尤其是计算机绘图及空间 思维的能力，并实现网络化是今后工程制图c a i 发展的主要趋势哺j 。 6 2a u t o c a d 相关知识概述 2a u t o c a d 相关知识概述 2 1a u t o c a d 二次开发概述 a u t o c a d 是美国a u t o d e s k 公司的软件产品，具有开放的体系结构，在c a d 软件市场 占据着重要的位置，主要用于计算机绘图，它在国内以及全世界用户最多，占微机c a d 市场的5 0 以上。a u t o c a d 已成为当今世界使用最为广泛的c a d 系统。由于a u t o c a d 的影响巨大，因而高等院校凡是开设计算机绘图课程的话，基本上都是以a u t o c a d 为主。 a u t o c a d 第一版于19 8 2 年1 1 月由a u t o d e s k 公司推出，目前大家广泛使用的a u t o c a d 2 0 0 6 或2 0 0 7 ，最新版本是a u t o c a d 2 0 0 8 。它允许用户和开发者采用高级编程语言对其进行扩 充和修改，即二次开发，能最大限度地满足用户的特殊要求，其二次开发语言及工具也 在不断地涌现。随着以a u t o c a d 作为二次开发平台的软件越来越多，越来越多的人们开 始关注并且从事a u t o c a d 的二次开发的相关工作，本文对a u t o c a d 的二次开发语言做一 些介绍。 目前a u t o c a d - - 次开发语言主要有： ( 1 ) a u t o l i s p a u t o l i s p 的全名是l i s tp r o c e s s i n gl a n g u a g e ，它出现于1 9 8 5 年推出的a u t o c a d i 匕1 8 中，是一种嵌入在a u t o c a d 部的编程语言，是l i s p 原版的一个子集，它_ 直是 低版本a u t o c a d 的首选编程语言。它是一种表处理语言，是被解释执行的，任何一个语 句键入后就能马上执行，它对于交互式的程序开发非常方便。其缺点是继承了l i s p 语言 的编程规则而导致繁多的括号。 ( 2 ) v i s u a lj a v a 是由s u n 微系统公司所发展出来的程序语言，它本身是一种对象导向的程序语言。 j a v a 也号称是能跨平台使用的语言，这主要是因为j a v a 本身被编译之后，并不是直接 产生可执行的码，而是产生一种中间码叫作b y t e c o d e ，这种码必需在透过j a v a 的直译 器来解读它，才能够真正的被执行，所以只要平台上装有这种j a v a 的直译器，就能解读 b y t e c o d e 也就能执行j a v a 编译过的程序，故与j a v a 程序是在哪种平台上被编译的，就 完全没有关系了。对a u t o c a d 用户和开发者来说，j a v a 是一种新的编程语言，它为开 发优秀的产品提供了可靠的平台。 ( 3 ) a d s a d s 的全名是a u t o c a dd e v e l o p m e n ts y s t e m ，它是a u t o c a d 的c 语言开发系统， a d s 本质上是一组可以用c 语言编写a u t o c a d 应用程序的头文件和目标库，它直接利 用用户熟悉的各种流行的c 语言编译器，将应用程序编译成可执行的文件在a u t o c a d 7 西安科技大学硕士学位论文 环境下运行，这种可以在a u t o c a d 环境中直接运行的可执行文件叫做a d s 应用程序。 a d s 由于其速度快，又采用结构化的编程体系，因而很适合于高强度的数据处理，如二 次开发的机械设计c a d 、工程分析c a d 、建筑结构c a d 、土木工程c a d 、化学工程 c a d 、电气工程c a d 等。 ( 4 ) o b j e c t a r x o b j e c t a r x 是一种崭新的开发a u t o c a d 应用程序的工具，它以c + + 为编程语言， 采用先进的面向对象的编程原理，提供可与a u t o c a d 直接交互的开发环境，能使用户 方便快捷地开发出高效简洁的a u t o c a d 应用程序。o b j e c t a r x 并没有包含在a u t o c a d 中，可在a u t o d e s k 公司网站中去下载，其比较新的版本是o b j e c t a r xf o r a u t o c a d 2 0 0 5 ， 它能够对a u t o c a d 的所有事务进行完整的、先进的、面向对象的设计与开发，并且开 发的应用程序速度更快、集成度更高、稳定性更强。o b j e c t a r x 从本质上讲，是一种特 定的c + + 编程环境，它包括一组动态链接库( d l l ) ，这些库与a u t o c a d 在同一地址空间 运行并能直接利用a u t o c a d 核心数据结构和代码，库中包含一组通用工具，使得二次 开发者可以充分利用a u t o c a d 的开放结构，直接访问a u t o c a d 数据库结构、图形系统 以及c a d 几何造型核心，以便能在运行期间实时扩展a u t o c a d 的功能，创建能全面享 受a u t o c a d 固有命令的新命令。o b j e c t a r x 的核心是两组关键的a p i ，即 a c d b ( a u t o c a d 数据库) 和a c e d ( a u t o c a d 编译器) ，另外还有其它的一些重要库组件， 如a c r x ( a u t o c a d 实时扩展) 、a c g i ( a u t o c a d 图形接口) 、a c g e ( a u t o c a d 几何库) 、 a d s r x ( a u t o c a d 开发系统实时扩展) 。o b j e c t a r x 还可以按需要加载应用程序；使用 o b j e c t a r x 进行应用开发还可以在同一水平上与w i n d o w s 系统集成，并与其它w i n d o w s 应用程序实现交互操作。 ( 5 ) v i s u a l l i s p v i s u a l l i s p 已经被完整地集成到a u t o c a d 2 0 0 0 中，它为开发者提供了崭新的、增 强的集成开发环境，一改过去在a u t o c a d 中内嵌a t u o l i s p 运行引擎的机制，这样开发 者可以直接使用a u t o c a d 中的对象和反应器，进行更底层的开发。其特点为自身是 a u t o c a d 2 0 0 0 中默认的代码编辑工具；用它开发a u t o l i s p 程序的时间被大大地缩短， 原始代码能被保密，以防盗版和被更改；能帮助大家使用a c t i v e x 对象及其事件；使用 了流行的有色代码编辑器和完善的调试工具，使大家很容易创建和分析l i s p 程序的运 行情况。在v i s u a l l i s p 中新增了一些函数如：基于a u t o l i s p 的a c t i v e x c o m 自动化操 作接口，用于执行基于a u t oc a d 内部事件的l i s p 程序的对象反应器，新增了能够对 操作系统文件进行操作的函数。 ( 6 ) v b a v b a 即m i c r o s o f to f f i c e 中的v i s u a lb a s i cf o ra p p l i c a t i o n s ，它被集成到a u t o c a d 2 0 0 0 中。v b a 为开发者提供了一种新的选择，也为用户访问a u t o c a d 2 0 0 0 中丰富的技术框 8 2a u t o c a d 相关知识概述 架打开一条新的通道。v b a 和a u t o c a d2 0 0 0 中强大的a c t i v e x 自动化对象模型的结合， 代表了一种新型的定制a u t o c a d 的模式构架。通过v b a ，我们可以操作a u t o c a d ， 控制a c t i v e x 和其它一些应用程序，使之相互之间发生互易活动。利用a u t o c a d 内嵌 v b a 编程环境，对a u t o c a d 进行二次开发，可实现工程制图作业的智能评判。 2 2o b j e c t a r x 简介 o b j e e t a r x 是a u t o d e s k 公司针对a u t o c a d 平台上的二次开发而推出的一个开发软 件包，它提供了以c 抖为基础的面向对象的开发环境及应用程序接口，能真正快速的访 问a u t oc a d 图形数据库。o b j e c t a r x 目前最新的版本是o b j e c t a r x 2 0 0 5 ，它在原有 o b j e a a r x 基础上，特别增加了x m l 的支持。x m l 是可扩展标记语言，是应用软件与 i n t e r a c t 的接口。通过支持x m l ，为o b j e c t a r x 开发网络协作应用提供了有力的支持。 与以往的a u t o c a d 二次开发工具a u t o l i s p 和a d s 不同，o b j e c t a r x 应用程序是一个 d l l ( 动态链接库) ，共享a u t o c a d 的地址空间，对a u t o c a d 进行直接函数调用。所以， 使用a r x 编程的函数的执行速度得以大大提高。用户可以向o b j e c t a r x 编程环境添加 新类，并可以导出它们为其它程序所用。用户创建的o b j e c t a r x 实体实际上与a u t o c a d 内置的实体是没有区别的。用户可以在运行时间向己存在的a u t o c a d 类添加函数以扩 展o b j e c t a r x 协议。a r x 类库采用了标准的c + + 类库的封装形式，这大大提高了程序 员编程的可靠度和效率。 o b j e c t a r x 编程环境提供了一个面向对象的c + + 应用程序开发界面，使开发者能够 使用、定做和扩展a u t o c a d 。o b j e c t a r x 库包括各种各样的工具，可以使应用程序开 发者方便地利用a u t o c a d 的开放结构，可以方便应用程序对a u t o c a d 数据库结构、图 形系统和本地命令直接访问。另外，这些库被设计得可以与v i s u a l l i s p 及其它应用程序 开发界面协同工作，以便开发者可以根据自己的需要和经验来选择最适合的开发工具。 作为一个开发者，用户可以使用o b j e c t a r x 完成以下任务： ( 1 ) 访问a u t o c a d 数据库 ( 2 ) 与a u t o c a d 编辑器交互作用 ( 3 ) 使用m f c 创建用户界面 ( 4 ) 支持多文档界面 ( 5 ) g , j 建自定义的类 ( 6 ) 建立复杂的应用程序 ( 7 ) 与其它编程环境交互作 2 2 1 访问a u t o c a d 数据库 一个a u t o c a d 图形是保存在数据库中对象的集合。这些对象不但表示图形实体， 9 西安科技大学硕士学位论文 而且也表示了如符号表和字典等的内在结构。o b j e c t a r x 提供给用户应用程序访问这些 数据库结构的方法，另外，用户可以为指定的应用程序创建数据库。 2 2 2 与a u t o c a d 编辑器交互作用 o b j e c t a r x 提供了可以与a u t o c a d 编辑器交互作用的类和成员函数。用户可以注 册a u t o c a d 命令，这些命令将与内置命令一样。用户的应用程序可以接收和响应发生 在a u t o c a d 中的各种事件的通知。 2 2 3 使用m f c 创建用户界面 o b j e c t a r x 应用程序可以使用与a u t o c a d 共享的动态链接m f c 库来创建。用户可 以使用这些库来创建标准m i c r o s o f t 窗口图形用户界面( g u i ) 。 2 2 4 支持多文档界面( m d i ) 使用o b j e c t a r x ，用户可以创建支持a u t o c a d 多文档界面的应用程序，