Дипломная работа: Разработка электронного практикума по информатике

Есть несколько методов для тестирования в данном случае: тестирование «базового пути», цикла и условий.

При тестировании «базового пути» строится потоковый граф, рассчитывается цикломатическая сложность и выделяются независимые маршруты, применяются тестовые наборы (варианты) для каждого пути.

За основу возьмем процедуру проверяющую ответы введенные в кроссоворде.

Ниже представлена часть программного кода.

1 begin

2 if (m1.Text='д') and (m2.Text='е') and (m3.Text='с') and (m4.Text='я') and (m5.Text='т') and (m6.Text='а') and (m7.Text='я')

3 then begin a1:=1; m1.Color:=Blue; m2.Color:=Blue; m3.Color:=Blue; m4.Color:=Blue; m5.Color:=Blue; m6.Color:=Blue; m7.Color:=Blue; end

4 else begin m1.clear; m2.clear; m4.clear; m6.clear; end;

5 if (m3.Text='м') and (m12.Text='о') and (m11.Text='щ') and (m9.Text='н') and (m10.Text='о') and (m3.Text='с') and (m8.Text='т') and (m14.Text='ь')

6 then begin a11:=1; a13.Color:=Blue; a12.Color:=Blue; a11.Color:=Blue; a10.Color:=Blue; a9.Color:=Blue; a8.Color:=Blue; a3.Color:=Blue; a14.Color:= Blue; end

7 else begin m13.clear; m12.clear; m11.clear; m14.clear; m9.clear; m10.clear; m8.clear; end;

8 if (m15.Text='т') and (m16.Text='е') and (m17.Text='к') and (m18.Text='с') and (m5.Text='т') and (m22.Text='о') and (m21.Text='в') and (m20.Text='а') and (m19.Text='я')

9 then begin a12:=1; m15.Color:=Blue; m16.Color:=Blue; m17.Color:=Blue; m18.Color:=Blue; m5.Color:=Blue; m22.Color:=Blue; m21.Color:=Blue; m20.Color:=Blue; m19.Color:=Blue; end

10 else begin m15.clear; m16.clear; m17.clear; m18.clear; m20.clear; m19.clear; m22.clear; m21.clear; end;

11 if (m26.Text='н') and (m23.Text='е') and (m25.Text='п') and (m27.Text='о') and (m28.Text='з') and (m29.Text='и') and (m30.Text='ц') and (m31.Text='и')and (m32.Text='о') and (m33.Text='н') and (m34.Text='н') and (m35.Text='а') and (m7.Text='я')

12 then begin a14:=1; m23.Color:=Blue; m25.Color:=Blue; m26.Color:=Blue; m28.Color:=Blue; m29.Color:=Blue; m30.Color:=Blue; m31.Color:=Blue; m32.Color:=Blue; m33.Color:=Blue; m34.Color:=Blue; m35.Color:=Blue;

m27.Color:=Blue; m7.Color:=Blue; end

13 else begin m23.clear; m25.clear; m26.clear; m28.clear; m29.clear; m30.clear; m31.clear;m32.clear;m33.clear;m34.clear; m35.clear;end;

14 if ((m3.Text='с') and (a1=1)) or

15 ((a11=1) and (m3.Text='с'))

16 then m3.Color:= Blue

17 else m3.clear;

18 if ((m5.Text='т') and (a1=1)) or

19 ((m5.Text='т') and (a12=1))

20 then m5.Color:= Blue

21 else m5.clear;

22 end

По описанному коду строим потоковый граф. Он отображен на рисунке 4.23.

Рассчитываем цикломатическую сложность, обеспечивающую количественную оценку логической сложности программного средства, которая вычисляется тремя способами:

1) цикломатическая сложность равна количеству регионов потокового графа: V(G)=R=9;

2) цикломатическая сложность: V(G)=E-N+2=29-22+2=9,

где E - количество дуг графа, N - количество узлов графа;

3) цикломатическая сложность: V(G)=р+1=8+1=9, где р - количество предикатных узлов потокового графа.

Теперь составим независимые маршруты:

Путь 1: 1-2-3-5-6-8-9-11-12-14-16-18-20-22;

Путь 2: 1-2-3-5-6-8-9-11-13-14-16-18-20-22;

Путь 3: 1-2-3-5-6-8-10-11-13-14-16-18-20-22;

Путь 4: 1-2-3-5-7-8-9-11-13-14-16-18-19-20-22;

Путь 5: 1-2-3-7-10-12-14-13-14-16-18-19-20-22;

Путь 6: 1-2-4-5-6-8-9-11-13-14-15-16-18-19-20-22;

Путь 7: 1-2-4-5-7-8-9-11-12-14-15-17-18-19-20-22;

Путь 8: 1-2-4-5-6-8-10-11-12-14-15-16-18-19-21-22;

Путь 9: 1-2-4-5-7-8-10-11-13-14-15-17-18-19-21-22;

Тестовые варианты:

ТВ 1 для пути 1:

Исходные данные: отгаданы слова под вопросами 1,2,3,5.

Ожидаемый результат: ячейки m1, m2,m3, m4, m5, m6, m7,m13,m12, m11, m10, m9, m8, m3, m14, m15, m16, m17, m18, m5, m22, m21, m20, m19, m23, m25, m26, m28, m29, m30, m31, m32, m33, m34, m35, m27 окрашены в цвет Blue;

ТВ 2 для пути 2:

Исходные данные: верны ответы 1, 2, 3, введено неправильное слово под вопросом 5.

Ожидаемый результат: ячейки m1, m2,m3, m4, m5, m6, m7, m15, m16, m17, m18, m5, m22, m21, m20, m19, m13,m12, m11, m10, m9, m8, m3, m14- окрашены, m23, m25, m26, m28, m29, m30, m31, m32, m33, m34, m35- очищены.

ТВ 3 для пути 3:

Исходные данные: отгаданы слова под вопросами 1,2, введены неправильные слова под вопросами 3,5.

Ожидаемый результат: ячейки m1, m2,m3, m4, m5, m6, m7,m13,m12, m11, m10, m9, m8, m3, m14 окрашены, m15, m16, m17, m18, m5, m22, m21, m20, m19, m23, m25, m26, m28, m29, m30, m31, m32, m33, m34, m35, m27- очищены.

ТВ 4 для пути 4:

Исходные данные: отгаданы слова под вопросами 1, 3, введены неправильные слова под вопросами 2, 5.

Ожидаемый результат: ячейки m1, m2,m3, m4, m5, m6, m7, m15, m16, m17, m18, m5, m22- окрашены, m13,m12, m11, m10, m9, m8, m3, m14, m23, m25, m26, m28, m29, m30, m31, m32, m33, m34, m35 - очищены.

ТВ 5 для пути 5:

Исходные данные: отгаданы слова под вопросами 1, 5, введены неправильные слова под вопросами 3, 2.

Ожидаемый результат: ячейки m1, m2,m3, m4, m5, m6, m7, m23, m25, m26, m28, m29, m30, m31, m32, m33, m34, m35- окрашены, m15, m16, m17, m18, m5, m22, m21, m20, m19, m13,m12, m11, m10, m9, m8, m3, m14- очищены.

ТВ 6 для пути 6:

Исходные данные: отгаданы слова под вопросами 3, 2, введены неправильные слова под вопросами 1, 5.

Ожидаемый результат: ячейки с m13,m12, m11, m10, m9, m8, m3, m14, m15, m16, m17, m18, m5, m22, m21, m20, m19- окрашены, m23, m25, m26, m28, m29, m30, m31, m32, m33, m34, m35, m1, m2,m3, m4, m5, m6, m7- очищены.

ТВ 7 для пути 7:

Исходные данные: отгаданы слова под вопросами 3, 5, введены неправильные слова под вопросами 2, 1.

Ожидаемый результат: ячейки m23, m25, m26, m28, m29, m30, m31, m32, m33, m34, m35, m15, m16, m17, m18, m5, m22, m21, m20, m19 - окрашены, m13,m12, m11, m10, m9, m8, m3, m14, m1, m2,m3, m4, m5, m6, m7 - очищены.

ТВ 8 для пути 8:

Исходные данные: отгаданы слова под вопросами 5, 2, введены неправильные слова под вопросами 3, 1.

Ожидаемый результат: ячейки m23, m25, m26, m28, m29, m30, m31, m32, m33, m34, m35, m13,m12, m11, m10, m9, m8, m3, m14- окрашены, m15, m16, m17, m18, m5, m22, m21, m20, m19, m1, m2,m3, m4, m5, m6, m7- очищены.

ТВ 9 для пути 9:

Исходные данные: введены неправильные слова под вопросами 1,2,3,5.

Ожидаемый результат: ячейки m1, m2,m3, m4, m5, m6, m7,m13,m12, m11, m10, m9, m8, m3, m14, m15, m16, m17, m18, m5, m22, m21, m20, m19, m23, m25, m26, m28, m29, m30, m31, m32, m33, m34, m35, m27- очищены.

Функциональное тестирование или тестирование «черного ящика» состоит в том, что известны функции программы и исследуется работа каждой функции на всей области определения [22].

Тесты чёрного ящика используются в интерфейсе ПО, при этом рассматриваются системные характеристики программ, без учета их внутренней логической структуры.

Такое тестирование применяют на поздних стадиях тестирования, и осуществляться может с помощью нескольких методов: метод эквивалентных разбиений, анализ граничных условий и анализ причинно-следственных связей.

В данном случае будет применяться метод эквивалентного разбиения. При использовании этого метода выделяются классы эквивалентности, и для каждого из классов разрабатывается один тестовый вариант. Разработка тестов методом эквивалентного разбиения осуществляется в два этапа:

1) выделение правильных и неправильных классов эквивалентности;

2) построение тестовых наборов для классов.

Классы эквивалентности представлены в таблице 4.1.

Таблица 4.1

Классы эквивалентности

Теперь для классов эквивалентности разработаем тестовые наборы. Тестовые наборы представлены в таблице 4.2.

Рисунок 4.23 Потоковый граф

Таблица 4.2

Тестовые наборы

Оценка надежности будет осуществляться с помощью модели Коркорэна[23].

В данной модели не используются параметры времени тестирования, а учитываются только результат N испытаний, в которых выявляются N_i ошибок i-го типа [24].

В данной модели используются вероятности отказов для разного типа ошибок. Вероятность появления ошибок i-го типа в программном средстве представлена в таблице 4.3

Таблица 4.3

Ошибки программ по категориям и вероятность их появления

По модели оценивается вероятность безотказного выполнения программы на момент оценки, которая находится по формуле:

(4.1)

где N₀ - число безотказных выполнений программы;

N - общее число прогонов;

k - известное число типов ошибок.

; (4.2)

где - вероятность выявления ошибки i-го типа при тестировании.

Тип выявленных ошибок, их количество и вероятность представлены в таблице 4.4.

Таблица 4.4

Найденные ошибки в программе

Определим вероятность безотказной работы:

R

Заключение

В выпускной квалификационной работе была спроектирован и разработан модуль рейтинга для электронного практикума по дисциплине информатика. Добавлен модуль для темы «программирование на языке Паскаль». Итоговый рейтинг доступен в клиентской части преподавателя. Для студента теперь доступны четыре темы для изучения и решения.

В работе были рассмотрены существующие средства для обучения и рейтинговые системы.

На стадии разработки принципов и структуры программного обеспечения описана общая структура системы, ее основные модули, применяемый метод для разработки рейтинговой системы.

При проектировании были использованы CASE-средства и представлен ряд диаграмм: вариантов использования, деятельности, отражающие основные этапы работы обучаемых в программном комплексе. Контекстная диаграмма, описывающая систему в целом и более детальные диаграммы IDEF0 различного уровня для более углубленного изучения и представления процессов в системе.

Был представлен алгоритм работы программы, разобрана ее структура, построена информационная модель данных, выделены информационные объекты, установлены функциональные зависимости между ними, представлено содержание компьютерного практикума.

Для программного комплекса были проанализированы и определены основные требования к практикуму в целом и к его функциональным возможностям в частности.

Для основных пользователей системы, студентов и преподавателя, функции которых различны, реализован собственный интерфейс. Для студентов подробно описаны возможности, которые предоставлены ему при использовании системы в работе: например, решать практические задания, тесты, изучать теоретический материал по выбранной теме. Преподаватели, в свою очередь имеют возможность редактировать задания. Для контроля успеваемости имеется журнал.

В электронном практикуме доступен рейтинг студентов как результат освоения студентами материалов по данному курсу.

Электронной практикум разработан в среде Delphi XE3, БД MySQL, клиент-серверной архитектуры.

Разработанный программный комплекс имеет все необходимые теоретические материалы для изучения и содержит несколько типов работ для проверки и контроля знаний студентов. В данном случае практикум автоматизирует процесс обучения и обработки результатов, позволяя получить достоверные результаты.

Список использованных источников

1. Башмаков, А.И. Разработка компьютерных учебников и обучающих систем / А.И. Башмаков, И.А. Башмаков. Москва: Филинъ, 2003. 616 с.

2. Захарова, И.Г. Информационные технологии в образовании: учеб. пособие для студ. высш. учебн. заведений/ И.Г. Захарова. Москва: Академия, 2010. 192 с.

3. Электронное учебное пособие по теме «Математическое моделирование систем и объектов». Режим доступа: http://de.ifmo.ru/--books/0051/index.html.

4. Электронный учебник по статистике. Режим доступа: http://statsoft.ru/home/textbook/default.htm.

5. Электронный учебник по информатике. Режим доступа: http://psbatishev.narod.ru/u000.htm.

6. Лабораторные комплексы SunSpire Art group. Режим доступа: https://www.sunspire.ru/.

7. Система STELLUS. Режим доступа: http://old.stel.ru/do/structure/stellus-td.php.

8. Система Learning Space 5. Режим доступа: http://dl.nw.ru/software/LearningSpace5/content.html.

9. Competentum.Magister ФИЗИКОН. Режим доступа: http://physicon.ru/docs/teacher_guide.pdf.

10. MyTestXPro 11.0. Режим доступа: http://mytest.klyaksa.net/htm/download/.

11. Система тестирования INDIGO. Режим доступа: https://indigotech.ru/.

12. OpenTest. Харьковский национальный университет INDIGO. Режим доступа: http://opentest.com.ua/.

13. БАРС (Балльно-рейтинговая система). Режим доступа: http://mpei.ru/Education/BARS/Pages/default.aspx.