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当今是各种信息化技术飞速发展的时代,信息技术越来越广泛的应用于各个领域。现代教育对教学辅助软件的要求也在不断的提高,于是提出了在教学软件设计中引入“自主学习”设计理念,使教学软件更加的全面,不仅辅助教师教学,还帮助学生自主学习。
一直以来,《形式语言与自动机》课程都是计算机科学领域的重要学科,但是该课程相关的教学软件发展非常缓慢。目前,国际上仅有少数较为完备的教学辅助软件,用于辅助教学和课后学习。但是,在算法课程等领域常见的在线判题系统或在线题库,还没能够在本课程中实现。究其原因,主要有三个方面:其一,形式语言与自动机的习题解答涉及各类自动机模型,缺乏统一的文本描述方式;其二,课程习题中涉及的模型通常较为复杂,构造模型相对困难;其三,许多模型没有确定的评测方案。
本文通过调研分析,定义自动机模型通用描述规范,为各类语言设计可行的评判策略,解决课程在线评测的技术难题,并最终实现课程的在线判题系统“形式语言与自动机在线/离线判题系统”,为课程提供了良好的练习平台。
形式语言与自动机在线/离线判题系统吸纳了传统在线判题系统的思想,以网页作为前端平台,自动检测提交模型的正确性,实时反馈判题结果。判题系统的实时反馈机制,使得用户能够在完成习题后迅速的得到反馈,及时的检验知识的不足,获得更好的练习效果。此外,本判题系统在原有的架构外,设计用于构造自动模型的客户端平台,使用户能够通过可视化界面构造自动机模型,或直接读取其他客户端平台生成的自动机文件,方便用户提交解答。
本文在系统的设计开发过程中,提出了多项创新:首次提出统一的自动机模型文本描述规范,首次抽象出基于C++的自动机通用显示层,首次为各类语言提出切实可行的判题策略。系统实现了自动机软件与在线判题系统的整合,为学生提供了丰富的习题库,减轻了教师批改作业的困难,在课程相关教学软件中走在了前列,具有开拓视野和引领教学软件发展的重大意义。