程序设计教学系统自主单元互连结构模型研究

摘要

近年来，ACM国际大学生程序设计竞赛(ACM/ICPC)已成为在中国大学生中很受欢迎的竞赛活动。越来越多的大学正在参加这项赛事。比赛本身成为一个不同大学间交流教学经验的好机会。许多大学正试图把ACM/ICPC的模式引入到他们的程序设计教学中，希望借竞赛的创新机制来推动程序设计教学的改革和发展。
　　 2009年我校成功举办了ACM国际大学生程序设计竞赛全国邀请赛，第34届国际大学生程序设计竞赛亚洲区预选赛（上海赛区）网上预赛，第34届国际大学生程序设计竞赛亚洲区预选赛（上海赛区）现场决赛。其中上海赛区的决赛中共有来自中国大陆、中国台湾、泰国和蒙古等地区的90所高校组成的134支参赛队伍参加。我校创造了两项ACM国际大学生程序设计竞赛的记录:一是首次在国内的竞赛环境中使用我校自主开发的程序设计评判系统。二是首次在现场决赛时同时进行网上同步赛。我校以及学院通过赛事的成功举办向国内外同行展示了良好的学术科研水平。
　　 程序设计评判系统圆满的完成了竞赛的任务，如果能将程序设计评判系统引入我校日常程序设计教学的过程中，那将为程序设计教学的改革和发展提供一个良好的系统平台。但是问题在于:程序设计评判系统最初的开发是按照程序设计竞赛的需求完成的。程序设计教学和程序设计竞赛虽然有相关性，但是程序设计教学也有其自身的应用和需求。同时由于开发程序设计评判系统的时间紧，任务重，周期短。课题组的成员就没有在系统的模型上投入太多的精力，也没有预见程序设计评判系统会被应用到程序设计教学中。由于这些原因，程序设计评判系统很难适应程序设计教学的应用和需求。
　　 本文结合国家自然科学基金项目:“网络知识互联结构自主发育模型研究”，针对上述问题，重点研究程序设计评判系统在程序设计教学中的结构模型，目标是其结构模型在理论上能够实现程序设计教学所面临的新的任务和需求。同时其结构模型也可以作为网络知识互联结构自主发育模型研究的实验性原型系统的前期准备工作。
　　 本文按如下步骤展开:
　　 首先，总结出程序设计教学的需求和程序设计竞赛的需求，再根据程序设计教学和程序设计竞赛的需求分析，整理出程序设计教学和程序设计竞赛的任务。研究程序设计教学的需求、任务和程序设计竞赛的需求、任务之间的区别和联系。
　　 其次，在现有程序设计评判系统的基础上，结合程序设计教学任务和程序设计竞赛任务的区别和联系，在程序设计评判系统模型的设计上引入互连体和自主单元的概念，研究出程序设计教学系统的模型。
　　 然后，将程序设计教学中各个任务用互连体和自主单元的互连来实现。程序设计教学系统的实例模型可以通过自主单元的实例互连而形成。
　　 最后，基于以上理论与方法，讨论程序设计教学系统自主单元互连结构模型是如何动态适应具体应用环境的。对未来的程序设计教学系统的发展作出一些展望，以期望程序设计教学系统平台能够更好地为计算机教学服务。

目录

声明

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摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 课题的研究内容

1．2．1 程序设计竞赛的任务概述

1．2．2 程序设计教学的任务概述

1．3 课题的背景

1．4 研究问题的解决方法

1．4．1 程序设计教学系统任务管理

1．4．2 自主单元和互连体的模型结构

1．5 论文的主要工作

1．6 论文的组织结构

1．7 本章小结

第2章 程序设计教学系统的任务分析

2．1 程序设计竞赛的需求分析

2．2 程序设计竞赛的任务分析

2．3 程序设计教学的需求分析

2．4 程序设计教学的任务分析

第3章 程序设计教学系统的模型

3．1 互联体模型结构

3．2 自主单元模型

3．3 互联体模型的动态过程

3．4 互联体和自主单元和规则地址的唯一性

第4章 程序设计教学系统模型的实例

4．1 排名模型实例

4．2 下载试卷和注册和登录模型实例

4．3 判题模型和提问模型实例

4．4 其他模型实例

第5章 程序设计教学系统的应用

5．1 单机系统

5．2 网上训练系统

5．3 局域网考试系统

5．4 网上预赛系统

5．5 现场比赛系统

5．6 同步赛比赛系统

第6章 结束语

6．1 研究工作总结

6．2 研究贡献及创新

6．3 未来工作展望

参考文献

附录1 程序设计教学考试考生须知

附录2 程序设计教学考试裁判员手册

附录3 2009年ACM/ICPC上海赛区现场赛网络结构逻辑图

攻读学位期间的研究成果目录

致谢