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面向对象的计算机辅助命题系统设计与实现2002年第10期福建电脑29 面向对象的计算机辅助命题系统设计与实现 徐州师范大学计算机科学系祝义马小虎221009 【摘要】本文讲述了一个通用型计算机辅助命题系统的设计全过程,探讨了面向对象思想在考试系 统中应用的必要性和科学性 【关键词】辅助命题系统,面向对象数据库,面向对象程序设计 1引言 计算机辅助命题系统属于数据库的范畴,它是教育科学和计 算机科学紧密结合的产物.在国外虽有一些针对标准化考试建 立的试题库系统,例如着名的美国toefl,gre,gmat考试计 算机命题系统以及新加坡的化学标准化考试计算机系统,但是其 技术细节是高度保密的.近年来,我国高校不少学科建立了试题 库系统,这些系统多数属于管理型试题库系统,其命题效率不高, 成卷质量参差不齐,所以并不能很好地满足广大用户的需求.为 了提高此类计算机命题水平,减少一些不必要的重复劳动,适应 现代普通高校教育现代化的发展趋势,我们有必要设计出自己的 计算机辅助命题系统. 通过研究国内外的考试系统的现状,我们了解到过去一般采 用的是结构化设计思想,用的是关系数据库(rdb),结构化程序 设计从系统的功能人手,按照工程的标准和严格的规范将系统分 解为若干功能模块,系统是实现模块功能的函数和过程的集合. 由于用户的需求和软,硬件技术的不断发展变化,按照功能划分 设计的系统模块必然是易变的和不稳定的.这样开发出来的模 块可重用性不高.9o年代,面向对象程序设计(oop)成为软件 设计的趋势,面向对象的程序的最根本的目的就是使程序员更好 的理解和管理庞大而复杂的程序,它在结构化程序设计的基础上 完成进一步的抽象.这种在设计方法上更高层次的抽象正是为 了适应目前软件开发的特点,仍处于研究探索阶段. 2系统的设计与实现 计算机辅助命题系统的开发过程分为以下几个阶段: 2.1需求分析 面向对象的方法进行需求分析集中在以下几个概念上:对象 与类,对象与对象之间的动态交互.本系统是辅助教师命题的系 统.研究的对象是试题.因此我们将大量不同类型的试题进行分 析,找出它们的共同属性从而定义相应的类,如知识点,题型,难 度系数等. 2.2概念设计 经过研究.我们认为试题的一般属性主要有题号,题型,难度 系数,知识点,上下题等.因此,我们设计了一种置标语言来表示 任意一道试题,它里面每一项均对着应试题的一个类. 图1置标语言结构 实例分析 图2置标语言实例 这样设计置标语言可以通过链表来实现,链表中结点的定义 可以采取图1的定义形式,通过链表的动态存储分配可以完成系 统的各项功能.系统根据置标语言中的某一项为索引进行检索 (如知识点,题型等),教师在出卷时不必考虑该题在题库中的哪 个位置,只需将对应的项列出,而系统将根据教师提供的项将符 合条件的试题从题库中找出来,然后再决定是随机抽题还是手动 抽题,最后生成试卷. 系统总体逻辑框架如下: 计算机辅助命题系统分为四层结构:用户接口层,应用层,对 象管理层和数据管理层.具体框架如图3所示: l鳌录霁面l 用户工作界面 匝匾亟重口臣豳 j 对象管理 标谁数据访闻i蠹口 图3系统总体框图 1用户接口层:身份验证. 2应用层:计算机辅助命题系统子系统. 3对象管理层:监控任务的进行状态,执行流程的运作和对 象的增,删,改,权限等操作. 4数据管理层:执行sql操作和系统存储过程的调用. 数据库结构如下: 图4数据库结构 学科和课程设置好之后,录入模块提供该门课程的访问接 30福建电脑2002年第10期 口,用户通过这个接口向题厍中录入试题,为了使系统通用性增 强,采用动态建库的方法,即由用户设置学科,再设置该学科下的 课程,设置好后该门课程的试题库就建成并存储在系统里. 2.3算法设计 由于采取的是动态建库的方法,所以设置部分的信息必须及 时反馈到其它模块,例如录入模块要根据设置信息明确是要创建 新库还是提供已存在的数据库录入接口,成卷模块要明确在哪一 门课程下生成试卷等,我们采取触发的方式来解决这个问题,当 用户进入设置模块以外的其它模块时,系统就对设置模块的当前 信息进行处理,下面以成卷模块为例,具体算法如下: ifpagecontrolactivepagecreatemodule/触发成卷模块按设置模块的设置信息导入 到用户要求的课程 then conditionl:=table1fieldbyname(sno) condition7.:=table2fiddbyname(cno) querylclose; querylparansoaslnteger:=condition1 asinteger;/条件1是设置模块已设置 的学科号 ammeger;条件2是设置模块已设置 的课程号 qucrylparamsl1jaslmeger:conditio2; queryiopen;/queryl按条件1和条件2导人到用户要求的题库中进行在找,如粜 查找到便提供录入接口.否则就创建新库 系统根据数据库中的某一项为索引进行检索(如知识点,题 型等),教师在出卷时只需将埘应的项列出,而系统将根据教师提 供的项将符合条件的试题从题库中找出来,然后由教师决定是随 机抽题还是手动抽题,最后生成试卷. 3结论 本文系统介绍了一个基于面向对象的通用型计算机辅助命 题系统的设计与实现方法,探讨了面向对象思想在计算机辅助命 题系统中的应用策略.而向对象思想应用到计算机辅助命题系 统中有以下特色:(1)实现关系数据库(rdb)向面向对象的数据 库(oodb)过渡;(2)实现结构化程序设计向面向对象程序设计的 转变;目前,该系统基本已经完成,它能够让教师在出卷过程中做 到命题更加科学,更加合理,从而在很大程度上提高了教师命题 的效率和质量,它的推广和普及必将对我国教育全面走向现代化 产生积极的影响. 参考文献: 1wonkim,”面向对象数据库系统:诺言现实.前芾”,计算机科学,1994年第四期. 2王建民,”面向对象的数据库系统设计”,计算机世界,1994年第6期. 3徐庆云等,”一个面向对象的数据库系统的研究与实践”,软件,1995年第四期 4廖平胜等,(at试学>,华中师范大学出版社. (上接第27页) 我们还要根据梯形图程序去编制助记符程序. 表一: 序号指4-数据序号指4-数据序号指4-数据 0ldx0028aniy00416ldto 1ory0049outy17outy007 2anim1010ldx00618ldy004 3aniy00511outm1019ory005 4outy00412ldy00420anim10 5ldxo0413ory00521outtok90 6ory00514anito22end 7anim1015outy006 35编制助记符程序 助记符程序如表一所示.其工作原理如下:plc采用不断循 环扫描的工作方式检测各输入点.当按下按钮a1时,相当于梯 形图中的触点xo02闭合,输出继电器的线圈(y004)通电,输出 点y004与c0m3接通,接触器k1通电;同时,梯形图中所有的 常开触点y004都闭合,这使得输出点y006也与com3接通. ky通电,电动机星形降压正转;定时器t0开始计时,9秒钟后动 作,ky断电,k?通电,电动机改由三角形接法,全压正转.a2 和s1按钮按下接通时的工作原理,读者可自行分析. 4结束语 plc自动控制系统具有以下优点:1继电器接触器自动控 制系统的控制电路必须用导线将继电器,接触器线圈及其触点连 接起来(我们称为硬接线),而plc自动控制系统是用程序将软 器件连接起来(我们称为软接线),这省去了接线的很多麻烦.同 时调试方便;2具有无触点和无可动部分,消耗功率小,重量轻, 体积小和无噪声的特点;3自动化的程度高,可满足复杂控制的 要求,因为plc梯形图中的软触点对应的是plc内部一个存贮 单元,其状态(“l”态或”0”态)可由程序反复多次读取,即相当于 有无数个软触点可供使用;4可靠性高.plc由于采用了以下多 种抗干扰措施,从而获得了系统的高可靠性:输入/输出回路 的电源是相互独立的;输入/输出接口中都有光电耦合电路; 采用了循环扫描的工作方式.因为plc仅在采样输入点状态 时才会受现场脉冲的干扰,而采样输入点的时间