ЛИСП-реализация информационной системы анализа успеваемости студентов

Содержание

Введение

1 Постановка задачи

2 Математические и алгоритмические основы решения задачи

3 Функциональные модели и блок-схемы решения задачи

4 Программная реализация решения задачи

5 Пример выполнения программы

Заключение

Список использованных источников и литературы



Введение

В XXI веке в развитии человеческой цивилизации происходят глобальные изменения, ведущие к её новому этапу - постиндустриальному обществу, все шире использующему компьютеризированные орудия труда и информационные технологии.

Стремительное развитие индустрии, влечет за собой все больший и больший интерес начинающих программистов создавать то, что актуально в наше время. Поэтому, для выполнения курсовой работы мы выбрали анализ успеваемости студентов. Этот процесс достаточно трудоемкий и может занимать много времени. Мы в своей курсовой работе предлагаем упрощенный и автоматизированный вариант данного анализа.

Развитие современного общества предполагает широкое использование компьютерных и информационных технологий, на основе которых создаются разнообразные информационные системы. Обычно получаемая в них информация анализируется человеком, который будет играть определяющую роль. Такие информационные системы являются автоматизированными, так как в их функционировании принимает участие человек.

Информационные системы, используемые для решения частично структурированных задач, подразделяются на два вида:

1) создающие управленческие отчеты и ориентированные главным образом на обработку данных (поиск, сортировку, агрегирование, фильтрацию). Используя сведения, содержащиеся в этих отчетах, управляющий принимает решение;

2) разрабатывающие возможные альтернативы решения. Принятие решения при этом сводится к выбору одной из предложенных альтернатив.

Информационные системы обеспечивают сбор, хранение, обработку, поиск, выдачу информации, необходимой в процессе принятия решений задач из любой области. Они помогают анализировать проблемы и создавать новые продукты.

Организация работы учебных заведений характеризуется большими информационными потоками, в том числе и учетом успеваемости студентов.

Целью данной курсовой работы является ЛИСП-реализация информационной системы анализа успеваемости студентов.



1. Постановка задачи

Использование информационной системы, позволяющей осуществлять регулярный мониторинг усвоения знаний студентами, способствует оценке качества процесса подготовки высококвалифицированных специалистов, а также оперативной выработке и реализации корректирующих воздействий, включая профилактические меры.

Для создания информационной системы анализа успеваемости студентов требуется разработать программу решения следующей задачи:

входные данные:

- фамилия;

- дисциплина;

- оценки студента по дисциплине.

На основе этих данных вывести:

выходные данные:

- выбрать отличников;

- выбрать неуспевающих студентов.

Для списка отличников - все оценки 5, для списка неуспевающих студентов - хотя бы одна 2.

Пример 1.

Входные данные:

Фамилии студентов: Иванов, Петров, Сидоров.

Оценки студентов по дисциплине:

Иванов - (5 5 5 5),

Петров - (5 4 3 2) ,

Сидоров - (4 4 4 3).

Выходные данные:

Выбираем отличников: просматриваем все оценки студентов, так как у Иванова все оценки 5, следовательно - он отличник.

Выбираем неуспевающего студента: просматриваем оценки студентов, ищем студента, у которого есть хотя бы одна двойка. Петров является неуспевающим студентом.

Пример 2.

Входные данные:

Фамилии студентов: Антипов, Николенко, Игнатенко.

Оценки студентов по дисциплине:

Антипов - (2 2 3 4),

Николенко - (5 4 5 4) ,

Игнатенко - (5 5 5 5).

Выходные данные:

Выбираем отличников: просматриваем все оценки студентов, так как у Игнатенко все оценки 5, следовательно - он отличник.

Выбираем неуспевающего студента: просматриваем оценки студентов, ищем студента, у которого есть хотя бы одна двойка. Антипов является неуспевающим студентом.

Пример 3.

Входные данные:

Фамилии студентов: Фролов, Чижов, Смирнов, Любимов.

Оценки студентов по дисциплине:

Фролов - (2 5 3 4),

Чижов - (5 5 5 4) ,

Смирнов - (5 2 5 4).

Любимов - (4 4 5 4).

Выходные данные:

Выбираем отличников: просматриваем все оценки студентов. В данном случае отличников нет. Выбираем неуспевающего студента: просматриваем оценки студентов, ищем студента, у которого есть хотя бы одна двойка. Фролов и Смирнов являются неуспевающим студентом.



2. Математические и алгоритмические основы решения задачи

Проблема измерения знаний, умений и навыков всегда стояла остро в отношении компетентности, надежности и валидности инструментария его организации. Она расположена особняком по отношению к другим задачам обучения и представляет собой одно из направлений, изучению которого посвящены работы В. С. Аванесова. Основным аспектом их содержания является применение тестов для организации контроля в рамках теории и методики контроля, в соответствии с принципами его научной организации, использованием новейших достижений в этой области, связанных в основном с интенсивно разрабатываемыми сейчас моделями оценки качества заданий и уровня учебных достижений студента. Даются рекомендации по научной организации системы педагогического контроля в вузе с использованием современной тестовой технологии и компьютерной техники.

Процесс обучения немыслим без постоянно действующей обратной связи, информирующей преподавателя о состоянии знаний каждого студента, о трудностях, возникающих у обучаемого в процессе учения, об уровне усвоения им знаний. Такая обратная связь устанавливается различными способами контроля (устный опрос, проверка индивидуальных домашних заданий, контрольные работы и пр.). В помощь преподавателю внедрились и укрепились технические средства контроля, ускоряющие этот аспект его деятельности.

Проблема создания и освоения системы объективной проверки знаний студентов в образовании сегодня особенно актуальна. В связи с этим в настоящее время придается большое значение ее решению, так как активное использование таких систем помогает поддерживать нужный образовательный уровень студентов, предоставляет преподавателю возможность уделять больше внимания индивидуальной работе с обучаемыми. Следует также подчеркнуть, что контролирующая система вовсе не исключает преподавателя из процесса проверки знаний. Освобождая его от многих формальных и трудоемких процедур, система позволяет сосредоточить внимание на индивидуальных проблемах каждого студента. Таким образом, роль преподавателя возрастает с неизменным расширением его возможностей.

С помощью компьютера организуется непрерывная обратная связь в виде предварительного, текущего и рубежного контроля, что способствует улучшению управления процессом обучения и повышению качества знаний.

Применение информационных технологий в сопровождении процедуры оценки объема и качества знаний (использующих принципы тестового подхода, многобалльной шкалы оценки и статистических методов обработки и анализа) оправдано следующим.

Во-первых, наиболее распространенные на современном этапе формы оценки знаний (экзамен, зачет, коллоквиум и т. д.) не отвечают условиям воспроизводимости и сравнимости результатов, полученных на различных контингентах испытуемых, так как основываются на субъективном мнении одного или нескольких преподавателей. И хотя практика подтвердила необходимость таких форм контроля, все же при устном опросе (экзамене или зачете) на оценку уровня знаний студента могут отрицательно повлиять такие факторы, как снисхождение, антипатия, недооценка или переоценка ответа со стороны преподавателя и др. Следовательно, поставленная оценка не может рассматриваться в качестве объективной.

Во-вторых, имеют место существенные проблемы при проведении массовых испытательных мероприятий, связанные с большим объемом информации, которую требуется подготовить, обработать и проанализировать за относительно короткий промежуток времени.

В-третьих, серьезные затруднения вызывает задача выбора форм представления и уровня детализации итоговой информации, обеспечивающая эффективность ее анализа и принятия оптимальных решений на соответствующем уровне в зависимости от поставленных целей. Реально неосуществимой остается идея составления для каждого студента индивидуального, но типового задания.

В-четвертых, отсутствует подходящий инструмент для предварительного контроля студентом собственных знаний и оценки им своей готовности к экзамену. Часто именно из-за этого у студента возникает либо неуверенность в своих силах и боязнь экзамена, либо необоснованная переоценка уровня знаний и беспечное отношение к подготовке к аттестации.

Среди функций педагогического контроля выделяют: диагностическую, обучающую, организующую и воспитывающую. Останавливаясь на рассмотрении диагностической функции, выделим в качестве ее целей получение информации о степени подготовки студента, выявление уровня знаний, умений и навыков. В рамках данной функции в вузе осуществляются такие методы диагностики учебных достижений студентов, как опрос, самостоятельная и контрольная работы, типовые расчеты, коллоквиумы, рефераты, курсовые и дипломные работы, зачеты, экзамены и т. д.

Сведения о каждом студенте можно задать в виде списка, включающего следующие данные:

- фамилия (строка);

- 4 оценки за сессию (целые числа).

Записи сгруппированы в файл, который хранится на диске. Для получения списков выполняется последовательный поиск в файле и выборка записей по соответствующим критериям:

- для списка отличников - все оценки 5;

- для списка неуспевающих студентов - хотя бы одна 2.

3. Функциональные модели и блок-схемы решения задачи

Функциональные модели и блок-схемы решения задачи представлены на рисунках 1 - 4.

Условные обозначения:

LST - список студентов и их оценок;

GR - список оценок студента.

Рисунок 1 - Функциональная модель решения задачи для функции SUM_GRADE

Рисунок 2 - Функциональная модель решения задачи для функции GET_GRADE

Рисунок 3 - Блок-схема решения задачи для функции SET_BEST_STUD



Рисунок 4 - Блок-схема решения задачи для функции SET_BAD_STUD

4. Программная реализация решения задачи

;INPUT-STREAM ПОТОК ВВОДА

(SETQ INPUT-STREAM (OPEN " D:\\STUDENTS.TXT" :DIRECTION :INPUT))

;СЧИТЫВАЕМ СПИСОК СТУДЕНТОВ

(SETQ STUDENTS (READ INPUT-STREAM))

;ЗАКРЫВАЕМ ФАЙЛ

(CLOSE INPUT-STREAM)

;ФУНКЦИЯ СУММИРУЕТ ВСЕ ОЦЕНКИ СТУДЕНТА

(DEFUN SUM_GRADE (LST)

(COND

((NULL LST) 0)

((ATOM LST) LST)

(T (+ (SUM_GRADE (CAR LST)) (SUM_GRADE (CDR LST))))))

;ФУНКЦИЯ ВОЗВРАЩАЕТ ИЗ СПИСКА СТУДЕНТА И ЕГО ОЦЕНОК, ТОЛЬКО ОЦЕНКИ

(DEFUN GET_GRADE (LST)

(CADR LST))

;ПОЛУЧАЕМ СУММУ ОЦЕНОК

(SETQ GRADE (MAPCAR 'SUM_GRADE (MAPCAR 'GET_GRADE STUDENTS)))

;ПОИСК ОТЛИЧНИКА

;ЕСЛИ СУММА ОЦЕНОК = 20 - ПЕЧАТАЕМ OTLICHNIK

(DEFUN SET_BEST_STUD (STUD GR)

(IF (= GR 20)

(APPEND STUD 'OTLICHNIK)

STUD))

;ПОИСК НЕУСПЕВАЮЩЕГО СТУДЕНТА

;ЕСЛИ ЕСТЬ ХОТЬ ОДНА 2 - ПЕЧАТАЕМ NEUSPEVAUWII

(DEFUN SET_BAD_STUD (LST)

(COND

((NULL LST) NIL)

((= (CAR LST) 2) 'NEUSPEVAUWII)

(T (SET_BAD_STUD (CDR LST)))))

;УСТАНАВЛИВАЕМ СТАТУС ОТЛИЧНИКА

(SETQ STUDENTS (MAPCAR 'SET_BEST_STUD STUDENTS GRADE))

;ПОЛУЧАЕМ ОЦЕНКИ

(SETQ STATUS (MAPCAR 'SET_BAD_STUD (MAPCAR 'GET_GRADE STUDENTS)))

;УСТАНАВЛИВАЕМ СТАТУС НЕУСПЕВАЮЩЕГО

(SETQ STUDENTS (MAPCAR 'CONS STUDENTS STATUS ))

;OUTPUT-STREAM ПОТОК ВЫВОДА

(SETQ OUTPUT-STREAM (OPEN " D:\\STUD_INFO.TXT" :DIRECTION :OUTPUT))

;ПЕЧАТАЕМ ПРОАНАЛИЗИРОВАННЫЙ СПИСОК В ФАЙЛ

(PRINT STUDENTS OUTPUT-STREAM)

;ЗАКРЫВАЕМ ФАЙЛ

(CLOSE OUTPUT-STREAM)

5. Пример выполнения программы

Пример 1.

Рисунок 5 - Входные данные

Рисунок 6 - Выходные данные

Пример 2.

Рисунок 7 - Входные данные



Рисунок 8 - Выходные данные



Заключение

В данной курсовой работе разработана информационная система анализа успеваемости студентов. Эта тема является актуальной в настоящее время, так как многие учебные заведения проводят анализ успеваемости учащихся для отслеживания уровня подготовки и выявления возможных недостатков в образовательном процессе. Система анализа успеваемости студентов обеспечивает расчет среднего бала успеваемости студента по дисциплине, выборку преуспевающего и отстающего студента.

Таким образом, данная программа по анализу успеваемости студентов делает наиболее простой работу пользователя в данной области и сокращает время на выполнение соответствующих операций.

В результате выполнения курсовой работы составлена функциональная модель для решения поставленной задачи. Проведён анализ полученных результатов, и сделаны необходимые выводы.

Созданная функциональная модель и ее Лисп-реализация могут служить органической частью решения более сложных задач.



Список использованных источников и литературы

1. Бронштейн, И.Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов [Текст] / И.Н. Бронштейн, К.А. Семендяев. - М.: Наука, 2007. - 708 с.

2. Выгодский, М.Я. Справочник по элементарной математике. [Текст] / М.Я. Выгодский - М.: АСТ: Астрель, 2006. С. 509.

3. Гудман, С. Введение в разработку и анализ алгоритмов. [Текст] / С. Гудман, С. Хидетниеми. - М.: Мир, 2000. С. 216.

4. Кремер, Н.Ш. Высшая математика для экономистов: учебник для студентов вузов. [Текст] / Н.Ш.Кремер, 3-е издание - М.:ЮНИТИ-ДАНА, 2006. C. 412.

5. Макарова, Н.Ф. Информатика. [Электронный ресурс] / Н.Ф. Макарова. - М.: Финансы и статистика, 1997. С. 462.

6. Симанков, В.С. Основы функционального программирования [Текст] / В.С. Симанков, Т.Т. Зангиев, И.В. Зайцев. - Краснодар: КубГТУ,2002. - 160с.

7. Степанов, П.А. Функциональное программирование на языке Lisp. [Электронный ресурс] / П.А.Степанов, А.В. Бржезовский. - М.: ГУАП, 2003. С. 79.

8. Хювенен Э. Мир Лиспа [Текст] / Э. Хювенен, Й. Сеппянен. - М.: Мир, 1990. - 460 с.