Автоматизированная система распределения мест и оценок качества олимпиадных заданий

специальная программа, которая будет полностью описана в следующей главе.

Глава 3. Автоматизированная система распределения мест и оценки уровня

качества олимпиадных заданий.

§1. Общее описание. Системные требования.

Программа OLYMPS разработана для ускорения процесса распределения мест

на олимпиадах разных уровней, а также для оценки уровня качества

олимпиадных заданий, предлагаемых на этих олимпиадах. Как уже отмечено выше

(см. Глава 1), данный программный продукт имеет определенную теоретическую

и математическую базу, которая кратко написана в Главе 2. Теперь, когда

основные теоретические понятия, которыми оперирует ситема, были введены,

приступим к описанию принципа ее работы. Первый вопрос, к которому мы

обратимся – что необходимо для работы с продуктом.

Для ответа на данный вопрос ниже приведены две таблицы. Первая

характеризует аппаратное обеспечение вычислительной машины, пригодной для

работы с программой, вторая – программное обеспечение, которое строго

необходимо для корректной работы.

Таблица 1. Аппаратное обеспечение.

| |Минимальное |Рекомендуемое |

|Процессор (CPU) |500MHz-1GHz |1,3GHz и выше |

|Оперативная память |64Mb-128Mb |256Mb |

|(RAM) | | |

|Видеокарта (SVGA) |Любая, поддерживающая |– |

| |16-32bpp и 800х600@75Hz| |

|Свободное место на ЖД |20Mb |50Mb |

Таблица 2. Программное обеспечение.

|Операционная система |Windows 98SE |

| |Windows 2000 (+SP3) |

|Дополнительное ПО |Borland Database Engine (BDE) v. |

| |5.01 |

Приведенные в Таблице 1 требования не являются строго обязательными.

Однако чем мощнее установлен процессор и больше оперативной памяти, тем

быстрее будет работать программа. Приведенная в Таблице 1 рекомендуемая

конфигурация будет работать относительно быстро со средним набором данных

(до 150 человек). Если количество участников исчисляется сотнями (200-500),

то возможно общее снижение производительности системы. Для решения проблемы

необходим мощный процессор с большим объемом внутренней кэш-памяти

(например, Intel Pentium 4) и 512Mb ОЗУ.

Наличие BDE является обязательным условием для работы программы.

Установить его можно, например, вместе с Borland Delphi 6, при помощи

которой была написана вся система.

Опишем комплект данного программного продукта. При установке данной

системы в папку, которую выберет пользователь, будут скопированы следующие

файлы: OLYMPS.EXE (это выполняемый файл программы), CONFIG.INI (это

конфигурационный файл программы). Кроме этого, в директории программы будет

создана папка BASES, в которой хранятся все созданные БД и файлы-описания к

ним. Эти файлы имеют имя как у БД и расширение .OLP.

§2. Описание главного окна программы.

Теперь, после того как изложены основные требования, рассмотрим

главное окно программы. Оно имеет вид, представленный на рис. 1.

[pic]

Рис. 1. Главное окно программы.

Как видно на рисунке, главное окно состоит из 6 частей.

Первая часть – это главное меню программы. Рассмотрим его

содержание. Первая опция меню – «Файл». При наведении указателя мыши на эту

опцию всплывает меню, представленное на рис. 2:

[pic]

Рис. 2. Меню «Файл».

Опция «Создать базу данных» ответственна за вызов диалогового окна создания

локальной базы данных (далее БД). Может быть создано любое количество БД.

Опция «Открыть базу данных» отвечает за вызов стандартного диалогового окна

открытия файла. При помощи этой опции осуществляется открытие существующей

локальной БД. Опция «Выход» отвечает за окончание работы с программой.

Вторая опция главного меню – «Конфигурирование». Опции этого пункта

меню представлены на рис. 3:

[pic]

Рис. 3. Меню «Конфигурирование».

Опция «Общие настройки» вызывает окно конфигурации программы. Опция «Вид

БД» сохраняет текущее расположение колонок БД в конфигурационный файл. Если

эти настройки сохранены, то далее отображение БД строится исходя из них.

Если настройки вида БД не сохранялись, то она отображается по умолчанию.

Следующий пункт главного меню – «Сервис». Опции этого пункта

представлены на рис. 4:

[pic]

Рис. 4. Меню «Сервис».

Опция «Распределение мест» отвечает за вызов окна, в котором

осуществляется, собственно говоря, сам процесс распределения мест. Опция

«Уровень качества» вызывает окно, в котором осуществляется оценка уровня

качества заданий.

И, наконец, последний пункт главного меню – «Помощь». Опции данного

пункта представлены на рис. 5:

[pic]

Рис. 5. Меню «Помощь».

Опция «О программе» вызывает стандартное окно ОС «О программе». Опция

«Справка» загружает этот документ.

На этом мы заканчиваем описание главного меню программы и переходим к

описанию остальных пяти частей главного окна.

Вторая часть окна – это, собственно говоря, то место, в котором

отображается сама текущая БД. На рис. 6 представлено главное окно с

открытой БД.

[pic]

Рис. 6. Главное окно с открытой БД.

Следующие три части окна очень похожи друг на друга. Это так

называемые панели инструментальных кнопок. Кнопки первой панели

«Редактирование» отвечают за физическое редактирование записей в БД. Кнопка

«Добавить участника» вызывает диалоговое окно добавления участника, а

кнопка «Удалить участника» – окно удаления. Кнопки второй панели «Сервисы»

по своим функциям аналогичны опциям главного меню «Сервис». Особенный

интерес представляет кнопки группы «Отчеты». Эти кнопки ответственны за

вызов окон построения печатной формы отчета и сохранения этого отчета в

файл соответственно.

Последняя, пятая часть главного окна – информационная панель. Она

располагается под главным меню. На этой панели отображается дополнительная

информация, а если точнее, то имя БД, количество (записей) и текущее

системное время.

После того, как мы рассмотрели главное окно программы, переходим к

описанию основных действий в ней.

§3. Основные действия в системе.

В данном параграфе описаны основные действия, которые позволяет

осуществлять программа.

Создание новой базы данных.

Разработанная система позволяет создавать сколь угодно много баз

данных. Сразу необходимо отметить, что все базы, которые могут быть созданы

при помощи данной программы, имеют одинаковую структуру, а отличаться могут

лишь данными, которые в них находятся. Возможность создания нескольких баз

введена не зря. Предполагается, что пользователь системы может вести

накопительную статистику работы, создавая новую базу для новой олимпиады.

Этим обеспечивается одно из главных правил разработки прикладного ПО –

удобство пользователя.

Создание базы данных в программе осуществляется при помощи пункта

главного меню «Файл» «Создать базу данных». При выборе этого пункта на

экране появляется диалоговое окно создания базы данных, представленное на

рис. 1:

[pic]

Рис. 1. Диалоговое окно «Создание базы данных».

В этом окне и осуществляется процесс подготовки к созданию базы. При этом

необходимо заполнить два поля – «Имя БД» и «Комментарий». В поле «Имя БД»

вводится произвольное имя базы, состоящее только из символов английского

алфавита и цифр, причем цифра не может быть первым символом в имени базы.

Такие жесткие требования к имени базы обусловлены тем, что введенный в поле

«Имя БД» текст является физическим именем файла, который после создания

будет располагаться в папке BASES. Поэтому рекомендуется не вкладывать

большого смысла в это имя, называть базу просто (например, DBOLYMP1). Для

более полного описания создаваемой базы предусмотрено поле «Комментарий». В

этом поле может быть введен абсолютно произвольный текст, отражающий смысл

базы. Текст может вводиться символами любого алфавита.

Непосредственно создание базы данных осуществляется нажатием кнопки

«Создать». При этом создается и открывается локальная БД, а также

записывается файл комментария (как отмечено выше, такой файл имеет

расширение .OLP и хранится в той же папке, что и базы), который в

дальнейшем используется для информирования пользователя. Создание БД

сопровождается появлением сообщения (см. рис. 2).

[pic]

Рис. 2. Сообщение об успешном создании БД.

Программа защищена от неправильного ввода, но все же для исключения

проблем рекомендуется до этого дело не доводить.

Кнопка «Отмена» предназначена для выхода из окна создания БД. При

этом никакие файлы не создаются.

Удаление базы данных.

Удалить ненужную локальную базу данных непосредственно из программы

нельзя. Если это все-таки необходимо, придется удалять эту БД вручную (как

это делается, можно посмотреть в любой книге по ОС Windows в разделе

«Удаление файлов»).

Открытие существующей базы данных.

Если файл нужной БД уже существует, то необходимо открыть его для

записи или чтения. Эта возможность реализована в пункте главного меню

«Файл» «Открыть базу данных». При выборе этого пункта на экране появляется

стандартное окно открытия файла, которое представлено на рис. 3:

[pic]

Рис. 3. Окно открытия базы данных.

В этом окне необходимо выбрать файл базы, который необходимо открыть, а

потом нажать кнопку «Открыть». Для выхода нужно нажать кнопку «Отмена».

Открытие базы данных сопровождается появлением сообщения (см. рис.

4).

[pic]

Рис. 4. Сообщение об успешном открытии БД.

Запись данных в базу.

Для реализации данного действия, необходимо, чтобы база сначала была

открыта (см. «Открытие существующей базы данных»). Если это условие

выполнено, то нужно воспользоваться кнопкой инструментальной панели

«Редактирование» «Добавить участника». При этом на экране появится

диалоговое окно, представленное на рис. 5:

[pic]

Рис. 5. Диалоговое окно добавления нового участника.

В этом окне необходимо заполнить все поля. Поле «ФИО участника» есть

фамилия, имя, отчество добавляемого участника. Поле «Школа (адрес, №)» –

адрес и номер школы, в которой обучается участник. Поля «Баллы за задания»

- это набранные участником баллы за 6 заданий соответственно. Для записи

данного участника в базу необходимо нажать кнопку «Выполнить». При этом

суммарный балл участника программа подсчитает автоматически. Кнопка

«Отмена» предназначена для выхода из диалогового окна.

Удаление записи из базы.

Для удаления какого-либо участника из БД воспользуйтесь кнопкой

инструментальной панели «Редактирование» «Удалить участника». При этом на

экране появится диалоговое окно, представленное на рис. 6:

[pic]

Рис. 6. Диалоговое окно удаления участника.

Для удаления участника из БД необходимо выбрать его ФИО в раскрывающемся

списке и нажать кнопку «Удалить». Нажмите кнопку «Отмена» для выхода из

окна без удаления. В этом процессе есть одно «но». Если база не имеет

записей (т.е. база пустая), то программа известит об этом сообщением, а

кнопка «Удалить» и раскрывающийся список станут неактивными.

На этом мы закончили описание основных действий в системе и

переходим к описанию основной программной части, которая является

практическим воплощением рассмотренной выше теории.

§4. Распределение мест и оценка качества заданий в автоматизированной

системе.

Перед тем, как непосредственно перейти к реализации теоретического

аспекта на практике, необходимо сконфигурировать программу под конкретные

задачи. Конфигурация системы осуществляется при помощи диалогового окна,

которое вызывается пунктом главного меню «Конфигурирование» «Общие

настройки». Это окно представлено ниже на рис. 1:

[pic]

Рис. 1. Окно конфигурации программы.

При помощи данного окна осуществляется общее конфигурирование всей

системы, поэтому рекомендуется основательно ознакомиться с каждым из

параметров.

Первый параметр – количество блоков задач. Этот параметр реализован

при помощи панели «Количество блоков». Можно выбрать три различных

варианта: 1 блок, 2 блока и 3 блока. Стоит иметь в виду, что если выбран

вариант с 1 блоком задач, то два из трех параметров качества заданий

лишаются смысла. Это приводит к очень неточному результату. Кроме этого,

нужно знать, что под блоком, в контексте программы, подразумевается

последовательный набор заданий. Это означает, что если выбирается вариант с

тремя блоками, то эти блоки представляют собой следующую комбинацию: первый

блок – задание №1,задание №2 и задание №3, второй блок – задание №4,

задание №5 и задание №6. Если же выбран вариант с двумя блоками, то каждый

блок – это: задание №1 и задание №2, задание №3 и задание №4, задание №5 и

задание №6. Эту особенность необходимо иметь в виду при вводе участников в

базу. По умолчанию установлен вариант с тремя блоками.

Второй параметр – максимальный балл за каждой задание. Этот параметр

реализован в панели «Задания». Здесь необходимо ввести бальную стоимость

каждой задачи. Подразумевается, что для всех заданий бальная стоимость

одинакова. Причина такого подхода описана выше. Очевидно, что эта бальная

стоимость не должна быть меньше, чем соответствующий балл у какого-либо

участника. За этим моментом необходимо проследить.

Третий параметр – порядок распределения. Этот параметр программно

реализует принцип дифференцированного подхода к распределению мест на

олимпиадах. Возможно три варианта этого порядка: для слабого коллектива

учащихся (1>2>3), для сильного коллектива (1>3>2) и для смешанного

коллектива (1>2>3, если ?13>2, если ?1?0). По умолчанию установлен

последний вариант.

После конфигурирования этих параметров необходимо нажать кнопку

«Записать» для записи конфигурации или кнопку «Отмена» для отказа от записи

и выхода из окна.

После записи конфигурации необходимо открыть необходимую базу данных

(если она еще не открыта). Для автоматического распределения участников по

местам необходимо воспользоваться кнопкой инструментальной панели «Сервисы»

«Распределение мест» или пунктом главного меню «Сервис» «Распределение

мест». При этом на экране появится диалоговое окно, отвечающее за процесс

распределения мест, которое изображено на рис. 2. В этом окне можно

получить полностью автоматизированное распределение участников по местам. В

верхней его части представлена текущая база данных, в которой рассчитаны

значения трех параметров ?1, ?2, ?3 (этим параметрам соответствуют поля

Параметр1, Параметр2 и Параметр3 соответственно). По умолчанию (то есть при

вызове этого окна) база сортируется таким образом, каким указано в

конфигурации. Однако при желании, можно отсортировать базу по-другому. Эта

возможность реализована при помощи группы переключателей «Сортировать по».

Предусмотрена возможность сортировки только по ?1, только по ?2, только по

?3. Также введена возможность автоматической сортировки базы. При этом

способе программа сама сортирует базу так, как считает правильным.

Расположенная под группой переключателей информационная панель

предоставляет пользователю информацию об установленной конфигурации

системы.

[pic]

Рис. 2. Окно распределения мест.

Левее этой панели расположена область построения диаграмм. При

первом открытии окна в этой области построений нет. Для того чтобы

построить распределение по какому-либо из параметров нужно воспользоваться

всплывающим меню, которое появляется при нажатии правой кнопки мыши на

области построения диаграммы. Это меню представлено на рис. 3:

[pic]

Рис. 3. Всплывающее меню построения распределений.

Первая опция строит распределение по ?1, вторая – по ?2, третья – по ?3,

четвертая – по суммарному баллу. Следующие три опции имеют дополнительные

функции: первая меняет цвет диаграммы, вторая меняет цвет фона диаграммы, а

третья печатает диаграмму на принтере.

Теперь рассмотрим, как осуществляется оценка качества заданий в

контексте данной автоматизированной системы. Этот процесс происходит при

нажатии либо кнопки инструментальной панели «Сервисы» «Оценка качества»,

либо пункта главного меню «Сервис» «Оценка качества». Локальная БД должна

быть открыта перед совершением этих действий.

Стоит сразу заметить одну важную особенность: никакой

дополнительной конфигурации программы для данной операции нет. Эта

особенность связана с тем, что оценка уровня качества заданий в программе

ведется на основе значений трех параметров, которые полностью описаны в §5

Главы 2. Все данные, которые необходимы для расчета этих параметров,

берутся из того протокола олимпиады, который вводит оператор.

Окно, отвечающее за процесс распределения мест, представлено ниже

на рис. 4. Как видно из рисунка, данное окно состоит из четырех частей.

Первая часть окна – диаграмма «Сбалансированность комплекта». Эта диаграмма

фактически представляет собой шкалу сложности задач. Круглые точки красного

цвета на шкале представляют собой положения на шкале сложности блоков задач

(на рис. 5 представлен комплект из 3 блоков). Зеленая линия, проходящая по

области диаграммы, представляет собой биссектрису главного координатного

угла шкалы сложности.

[pic]

Рис. 4. Окно «Оценка уровня качества заданий».

Как следует из теории, эта линия необходима для оценки сбалансированности

блоков задач или комплекта в целом. В системе можно построить данную

диаграмму для всех заданий олимпиады. Для этого сконфигурировать систему на

работу с одним блоком задач.

Вторая часть окна – это диаграмма распределения участников по

суммарному баллу. Эта диаграмма необходима для сравнения получившегося

экспериментального распределения с идеальным. Как известно, идеальное

распределение представляет собой «колокол».

Третья часть окна – это диаграмма надежности реализации сложности.

Она необходима для визуализации процесса расчета этого параметра.

Четвертая часть окна – это информационная панель, на которой

отображается текущая конфигурация системы, а также численные значения

каждого параметра (если эти значения есть).

Видно, что система не требует вмешательства пользователя при оценке

уровня качества заданий. Она только демонстрирует полученный результат.

Никаких дополнительных возможностей данное окно не предоставляет.

Выше представлено полное руководство по работе с разработанной

системой. Таким образом, на этом можно завершить. В следующей главе

вниманию читателей будет представлено описание результатов работы системы с

реальными наборами данных.

Глава 4. Результаты, полученные в ходе исследования.

§1. Результаты, полученные на основе олимпиад.

В комплекте с программой поставляется БД, которая представляет

собой протокол областной олимпиады по физике в 11 классах. Данная БД

размещается в файле DBOLYMP1.DB. Общее количество записей в этой БД равно

32. Ниже будут представлены результаты, для этого набора, которые были

получены при помощи разработанной системы. Непосредственно сами фамилии

участников можно посмотреть при помощи программы, а мы опишем только

результаты по двум операциям: распределение участников по местам и оценка

уровня качества заданий.

Распределение по местам.

Ниже, на рис. 1, представлено окно распределения мест для этой БД.

Конфигурация системы для этой БД следующая: количество блоков задач – 3,

максимальный балл за задачу – 6, установлен второй порядок сортировки. На

рисунке видно, что данный набор является потенциально слабым, так как

значения поля «Параметр1» (?1) почти все отрицательны. Поэтому, можно

сортировать по второму методу сортировки (сортировка для слабого

коллектива). Очевидно, что победителем олимпиады является Панкратов С. А.,

который набрал максимальный суммарный балл (18). При желании, можно

отсортировать участников по одному из трех параметров или автоматически.

[pic]

Рис. 1. Распределение по местам для данной БД.

Ниже места участникам присуждаются исходя из положения их результатов в

таблице. На следующем рисунке представлены распределения участников по 4

параметрам (?1, ?2, ?3, S).

[pic]

Рис. 2. Распределения по параметрам.

Из этого рисунка видно, что до идеального вида этим распределениям далеко.

Полученный вид распределений указывает на то, что задания, которые

предлагались в качестве базового блока, были слишком простыми (об этом

говорит и сам протокол), а задания, которые предлагались в качестве

квалификационного блока, оказались практически нерешаемыми. Можно сделать

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5