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基于Django的编程学习辅助系统的设计与实现.doc
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基于Django的编程学习辅助系统的设计与实现.doc
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1
摘要
计算机编程的学习不仅注重书本的阅读,更离不开个人的动手
实践。编写代码即动手实践,是将知识具体化的过程。而编程能力的
评定包括编写代码的速度、质量和总量等三个维度,其中总量是最直
观和具体的。
作者针对广东东软学院本科计算机相关专业的学生进行调研,发
现由于学生的代码零散地分布于课程作业、在线判题系统平台和个人
实践项目中,导致学生和老师都难以获取代码总量这个指标。为了解
决这个问题,作者设计和开发了基于 Django 的编程学习辅助在线系
统,取名积码。
积码系统以代码量统计分析为核心,将作业管理、索引在线判题
系统平台、学习交流和共享资源进行了整合。学生和授课老师可以通
过积码系统,记录学生在大学本科四年内完成的实践成果,获得代码
量统计报告,监控学生的学习情况,让拿取资源更加便利,以达到辅
助编程学习的效果。
关键词: Django,web 系统平台,代码量统计报告,监控学习情况,
编程学习辅助
2
Abstract
The study of computer programming not only pays attention to the
reading of books, but also cannot be separated from personal hands-on
practice. Hands-on practice is writing code, which is the process of
materializing knowledge. The evaluation of programming ability includes
three dimensions, such as the speed, quality, and total amount of code
written. The total amount is the most intuitive and specific.
The author conducted a survey of undergraduates majoring in
computer science at Guangdong Neusoft University, and found that
students 'and teachers' difficulty in obtaining the indicator of the total
code is due to the scattered distribution of student codes in coursework,
online problem determination system platforms, and personal practice
projects. In order to solve this problem, the author designed and
developed an online system based on Django for programming and
learning, named JiCode.
The JiCode system is based on the statistical analysis of code
amount, and integrates job management, indexing online problem
determination system platform, learning communication and shared
resources. Students and lecturers can use the JiCode system to record the
practical results of students completed within four years of college, obtain
code analysis reports, monitor student learning, and make it easier to
obtain resources to achieve the effect of assisted programming learning.
Key words: Django, Web System Platform, Code Amount Analysis
Report, Monitoring Learning Situation, Programming Learning
Assistance
3
目 录
1.绪论 ...................................................1
1.1 研究背景及意义 .......................................1
1.2 核心成果 .............................................1
1.3 论文结构 .............................................2
2.需求分析 ...............................................3
2.1 业务需求分析 .........................................3
2.2 用户及功能需求分析 ...................................4
2.2.1 通用模块 ......................................4
2.2.2 学生模块 ......................................5
2.2.3 教师模块 ......................................5
2.2.4 后台管理模块 ..................................6
2.2.5 系统总体用例 ..................................6
2.4 非功能需求分析 .......................................6
2.4.1 性能需求 ......................................7
2.4.2 质量属性 ......................................7
2.4.3 接口与约束 ....................................8
3.系统设计与实现 .........................................9
3.1 系统主框架 ..........................................9
3.2 软件总体概述 .......................................10
3.3 数据库设计 .........................................13
3.3.1 用户角色表 ...................................14
3.3.2 用户抽象类表 .................................14
3.3.3 教师表 .......................................15
3.3.4 学生表 .......................................15
3.3.5 批量用户生成文件表 ...........................15
3.3.6 课程表 .......................................15
4
3.3.7 文本编辑抽象类表 .............................16
3.3.8 作业表 .......................................16
3.3.9 作答表 .......................................17
3.3.10 评论表 ......................................17
3.3.11 组队表 ......................................17
3.3.12 代码表 ......................................18
3.3.13 邮箱验证 ....................................18
3.3.14 总体数据 ER 关系图 ...........................19
3.4 业务流程 ...........................................20
3.4.1 用户端主流程和基本业务 .......................20
3.4.2 特定用户业务流程 .............................24
3.5 项目目录结构 ........................................33
3.6 系统界面设计 ........................................36
3.6.1 用户端界面 ...................................36
3.6.2 后台管理端界面 ...............................39
3.7 具体实现 ............................................40
3.7.1 代码量分析 ...................................40
3.7.2 代码量可视化 .................................44
3.7.3 后台系统 .....................................49
3.7.4 作业提交管理 .................................50
4.系统部署 ..............................................56
4.1 阿里云部署 .........................................56
4.2 生产环境 ...........................................57
5.结论 ..................................................59
5.1 总结课题及成果 .....................................59
5.2 未来展望 ...........................................59
参考文献 ................................................60
附 录:积码系统依赖的工具包..............................61
致 谢 ..................................................62
广东东软学院本科生毕业设计(论文)
1
1.绪论
1.1 研究背景及意义
在信息时代,计算机编程是教育和学习的热点,对计算机专业人才的培养在
效率和质量方面要有所提高[1]。根据 2018 年我国教育部发布的计算机类专业教
学质量国家标准,计算机专业大学生在四年内总的实践代码量要超过两万行。
我作为软件工程本科专业的学生,经过四年学习计算机类相关知识,在学习
过程中与学生和老师进行了沟通和讨论后,发现授课老师很难全面地掌握同学们
的学习情况,学生自己也不是很准确地评判自身的编程水平。
针对编程水平判断进一步研究发现,要判断个人编程的水平能力,除了考查
对知识体系的掌握情况,还必须依据个人实际编写的代码,包括编写速度、程序
质量以及代码总量。其中速度和质量的判定需要特定的环境和条件来限定,同样
一段代码程序解决的问题可能不同,需要达到的目标也会随具体问题而改变。而
代码总量是最直观和具体的一个维度,也经常被用作编程能力的评判标准,根据
2018 年我国教育部发布的计算机类专业教学质量国家标准,计算机专业大学生
在四年内总的实践代码量要超过两万行。
但出现掌握学习情况这个现象的一个很大原因就是学生们编写的代码零散
地分布于课程作业、在线判题系统平台和个人实践项目当中。学生和老师们不便
于记录代码以及统计和分析代码总量。
为了解决这个问题,本课题构思和设计了一种系统,它能够记录、统计和动
态分析学生们的代码,并且与课程作业管理、在线判题系统的索引、学习交流和
资源共享等功能相结合,作为一个在线平台来辅助计算机编程的学习。通过这个
系统平台,学生可以将自己编写的代码随时随地上传,来记录和分析自己的编程
学习历程,授课老师则可以随时随地分发作业和资源,查看和统计学生们的代码
量,以了解其编程学习的进展情况。
计算机编程的学习,离不开积累代码量,就像一座大厦不能没有砖块的堆砌。
由此,我将此系统取名为积码。
1.2 核心成果
经过需求分析、系统框架分析、系统设计、编码实现、云端部署和验收测试,
系统最终被构建和完善。积码系统的基本组件包括 MySQL 数据库,由 Python
编程语言开发的 Django 重量级 web 框架,搭配 Bootstrap 和 jQuery 前端框架。
部署于阿里云轻量应用服务器,使用 Nginx,uWSGI 等 web 服务器进行搭建生
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南抖北快东卫
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