基本信息
- 項目名稱：
- C程序在線測試平臺的研究與實現(xiàn)
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 為了培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的程序設(shè)計能力，以C程序為測試對象，設(shè)計并實現(xiàn)了一種程序在線測試方法。該方法基于開源GCC（GNU Compiler Collection）程序編譯器，通過更改進程管道將程序運行結(jié)果與測試用例進行比較驗證其正確性，對測試程序采用懸停操作提高服務(wù)器的CPU并發(fā)使用率?？蓤?zhí)行文件PE代碼節(jié)的MD5值提取技術(shù)解決了源碼相似性檢測的問題，并實現(xiàn)了文件操作程序的測試。
- 詳細介紹：
- C程序在線測試方法需實現(xiàn)客戶端和服務(wù)端兩方面內(nèi)容，主要思路是：服務(wù)端接收來自客戶端瀏覽器提交的程序代碼；服務(wù)端對所提交的代碼進行編譯，如無語法錯誤在服務(wù)端生成用于測試的可執(zhí)行程序文件，否則向客戶端返回語法錯誤信息；服務(wù)端對可執(zhí)行程序文件進行測試用例的輸入，并捕獲執(zhí)行程序文件的輸出，然后對執(zhí)行文件的輸出與答案預(yù)定輸出進行比對，向客戶端返回判斷結(jié)果；服務(wù)端在測試可執(zhí)行程序期間，同時要對測試程序的運行時間、硬件資源占用及源碼相似性給予檢測，必要時需給出處理方法，并將結(jié)果反饋給客戶端。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 設(shè)計、發(fā)明的目的：為了培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的程序設(shè)計能力，以C程序為測試對象，設(shè)計并實現(xiàn)了一個C程序在線測試平臺[1]。該平臺可提供不同類型試題的測試、隨機組卷及程序源碼相似性檢測等服務(wù)。 基本思路： 程序測試以開源GCC（GNU Compiler Collection）[3]作為程序編譯器，通過更改進程管道將程序運行結(jié)果與測試用例進行比較驗證其正確性，對測試程序采用懸停操作以提高服務(wù)器的CPU并發(fā)使用率。隨機組卷采用分段隨機組卷策略避免試題被重復(fù)抽取。程序源碼相似性檢測通過提取程序可執(zhí)行文件PE代碼節(jié)的MD5值判定源碼是否雷同。文件操作題測試是把對文件的操作映射成對計算機屏幕的操作，以便防止被測試程序?qū)ο到y(tǒng)的非法操作。 創(chuàng)新點: （1）可對同一試題的C程序源碼是否相似進行檢測。 （2）支持對C文件操作題的測試。 （3）采用分段隨機組卷策略，組卷效率高，效果好。
科學(xué)性、先進性
- 作品的科學(xué)性及先進性： 本作品引入正則表達式匹配、用例實模運行等策略對C程序進行測試，具有工作效率高，測試過程人性化的特點。前人對程序相似性研究主要集中在源碼的相似度檢測，常見方法為屬性計數(shù)法和結(jié)構(gòu)度量法[4-6]。前者對代碼的各種統(tǒng)計屬性進行處理，后者則對程序內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行分析，大多數(shù)程序相似性檢測系統(tǒng)將兩種方法結(jié)合在一起，如斯坦福大學(xué)的Moss[7。與上述方法相比，我們提出的定性檢測源碼相似性方法具有定位準確率高，可用性強的特點。主要思路是：提取可疑代碼exe文件PE（Protable Executable）結(jié)構(gòu)的.text代碼節(jié)的md5值，通過比較提取的md5值判斷它們對應(yīng)的源碼是否雷同，其依據(jù)是：源碼中定義的變量名及變量數(shù)目不同只會對PE結(jié)構(gòu)的.data數(shù)據(jù)節(jié)產(chǎn)生影響，一般不會影響到.text代碼節(jié)。此外，注釋在程序編譯過程中將被過濾掉，不會影響到.text代碼節(jié)內(nèi)容。所以，對.text代碼節(jié)進行md5值的提取與比較可容易地識別代碼是否雷同。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2010年 10月已在《電腦知識與技術(shù)》第 6 卷第28 期發(fā)表科技論文1篇，題目：一種C程序在線測試方法的研究與實現(xiàn)(見研究報告的附錄一) 2011年3月，作品在遼寧交通高等專科學(xué)校（道橋系）進行了初步應(yīng)用，反映良好。(見研究報告的附錄二)
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品 現(xiàn)場演示 圖片 錄像
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 技術(shù)特點和優(yōu)勢： 以C程序為測試對象，實現(xiàn)了程序編譯及運行、硬件資源占用監(jiān)測、運行時間獲取等在線測試功能，具有以下優(yōu)勢：（1）本作品提出的定性判斷程序相似性，易于實現(xiàn)，有利于定位作業(yè)及考試作弊。（2）實現(xiàn)了文件操作程序的測試。（3）采用了開放式、模塊化的設(shè)計思想，易將該方法擴展用于C++、Pascal等程序的測試。 適應(yīng)范圍： 運行在Internet環(huán)境，可實現(xiàn)對C語言選擇題、簡答題、改錯題、完形填空題和程序設(shè)計題等五種題型的測試、考試及自動閱卷。 推廣前景及市場分析和經(jīng)濟效益預(yù)測： 基于該測試平臺，遠程網(wǎng)上用戶無需在本地安裝程序編譯軟件便可實現(xiàn)C程序源碼的自動化測試，方便了編程語言的隨機學(xué)習(xí)。 有關(guān)部門和高校可基于該平臺構(gòu)建相關(guān)課程的作業(yè)管理及在線考試系統(tǒng)，組織大規(guī)?？荚?，進行作業(yè)及試卷的自動化評閱。 該平臺實現(xiàn)了自動化的程序測試，能進行自動組卷和無紙化考試，節(jié)省了大量的人力、物力資源，具有較好的現(xiàn)實應(yīng)用前景
同類課題研究水平概述
- 研究自動化或半自動化的軟件測試工具不但對軟件開發(fā)過程產(chǎn)生重大影響，而且對編程學(xué)習(xí)者而言也大有裨益。近些年來，已有研究人員開發(fā)出具有較高自動化的C程序測試平臺[1]，但該平臺不能提供在線測試服務(wù)。C程序在線測試比較著名的是國際大學(xué)生程序設(shè)計競賽網(wǎng)站提供的軟件評測系統(tǒng)[2]。這種遠程在線測試方式極大地方便了客戶，有利于培養(yǎng)程序設(shè)計能力。 目前，大多數(shù)C程序在線測試的程序編譯采用GNU提供的GCC編譯器[3]，GCC是一個交叉平臺的編譯器，目前支持幾乎所有主流CPU處理器平臺，它可以完成從C、C++、Objective C等源文件向運行在特定CPU硬件上的目標代碼的轉(zhuǎn)換。GCC功能非常強大，便攜性好，支持跨平臺。 在程序測試中，其源碼相似判斷較易受到多余的回車、空格等外在因素的干擾。前人對程序相似性研究主要集中在源碼的相似度檢測，常見的方法為屬性計數(shù)法和結(jié)構(gòu)度量法[4-6]。前者只對代碼的各種統(tǒng)計屬性進行處理，后者則對程序內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行分析，大多數(shù)程序相似性檢測系統(tǒng)將兩種方法結(jié)合在一起應(yīng)用，如斯坦福大學(xué)的Moss系統(tǒng)[7]、德國卡爾斯魯厄大學(xué)的JPlag[8]等。 但是，目前大多數(shù)程序在線測試工具只針對C程序設(shè)計題等少量題型，對源碼相似性檢測定位不夠簡潔有效，并且尚未見到對C文件操作題測試的公開報道。
