Бесспорно, одним из эффективных средств реализации контролирующей функции в обучении является компьютерное тестирование. В этом заключается актуальность исследования.

В настоящее время широкое распространение получили системы компьютерного тестирования, которые представляют собой комплекс аппаратных и программных средств, поддерживающих технологию «клиент-сервер». Проблема настоящего исследования заключается в том, что системы компьютерного тестирования относятся к классу сложных систем для разработки в связи с многозначностью структурных отношений между их компонентами, зависимостью от аппаратной платформы и необходимостью обеспечения надежной защиты информационных ресурсов.

Объектом
исследования являются системы компьютерного тестирования, используемые для контроля знаний, умений, практического опыта, уровня сформированности профессиональных компетенций обучающегося.В ходе исследования использовались такие общенаучные методы, как научная абстракция, методы анализа, синтеза, моделирования, группировки, прогнозирования.

В качестве инструментального средства использовался язык программирования C#, поскольку у него имеется ряд преимуществ по сравнению с другими языками программирования.

С# призван практически реализовать компонентно-ориентированный подход к программированию, который способствует меньшей машинно-архитектурной зависимости результирующего программного кода, большей гибкости, переносимости и легкости повторного использования программ. Принципиально важным отличием от предшественников является изначальная ориентация на безопасность кода (что особенно заметно в сравнении с языками С и С++). Язык программирования С# является «родным» для создания приложений в среде Microsoft.NET, поскольку наиболее тесно и эффективно интегрирован с ней. Объединение лучших идей современных языков программирования (Java, C++, VisualBasic и др.) делает язык С++ не просто суммой их достоинства, а языком программирования нового поколения.

Окно загрузки программы содержит меню «Главная», «Настройки» и четыре кнопки перехода (Рисунок 1):

Рисунок 1- «Окно загрузки»

Окно сервера предоставляет возможность начать тестирование, выбрать вопрос, получить справочную информацию (Рисунок 2):

Рисунок 2 – «Главное окно клиента»

После входа в систему тестирования необходимо ввести требуемые параметры (Рисунок 3):

Рисунок 3 – «Окно входа в систему тестирования»

Панель администратора отображает статистику результатов (Рисунок 4):

Рисунок 4 – «Окно статистики результатов»

Новизна исследовательской работы заключается в том, что для контроля уровня сформированности профессиональных компетенций, знаний, умений, практического опыта обучающегося использовалось принципиально новое инструментальное средство.

Разработанная программа может способствовать снижению трудоемкости работы преподавателя, автоматизации его деятельности при контроле и систематизации знаний и умений, оценке уровня сформированности общих и профессиональных компетенций по учебной дисциплине (МДК, ПМ).В итоге был использован алгоритм создания программ тестирования, разработанный в процессе исследования поставленной проблемы. Разработаны способы предоставления информации пользователю, и удобный интерфейс.

Для взаимодействия с этим языком используются специальные IDE, или интегрированная среда разработки (англ. Integrated Development Environment) – система программных средств, используемая программистами для разработки программного обеспечения. Сегодня их существует огромное множество, у всех есть свои особенности и недостатки. Целью статьи является сравнение некоторых из них по выбранным критериям и выбор лучших.

Для сравнения были выбраны следующие интегрированные среды разработки:

1. Visual Studio 2015 от Microsoft.
2. Dev C++ от Bloodshed Software.
3. C++ Builder от Embarcadero Technologies.
4. Eclipse C/C++ Development Tools от Eclipse Foundation.
5. CodeLite от Eran Ifrah.
6. NetBeans от NetBeans Community.

Все средства были установлены и протестированы.

Visual Studio 2015

Интегрированная среда разработки обладает большим числом инструментов и функций: может создавать как приложения в консоли, так и программы с графическим интерфейсом, и даже с помощью технологии Windows Forms. Хотя и работает с полным функционалом сразу после установки, но при отказе одного из компонентов перестаёт работать весь продукт. Удобный интерфейс и лёгкость в понимании работы продукта. Единственная сложность это создание графического интерфейса программы, которая требует дополнительной настройки. Программное обеспечение обладает всем набором функций, необходимым программисту, при желании можно установить дополнительные компоненты. Постоянно обновляется и поддерживается разработчиком, но не обладает свойством портативности и требует установки. К тому же полная версия требует покупки, но и бесплатной версии хватает для нужд начинающего и среднего уровня программистов. Также, бесплатная версия запрещает коммерческое написанных в ней программ. Работает только под OC Windows.

Dev C++

Интегрированная среда разработки обладает следующими возможностями: поддержка GNU Compiler Collection, втроеннная отладка, менеджер проекта, подсветка кода, просмотрщик классов, автозавершение кода, список функций, поддержка профилей, быстрое создание Windows-приложений, консольных программ, статичных библиотек и библиотеки динамической компоновки, поддержка шаблонов, позволяющих создавать свои типы проектов, создание makefile’а, редактирование и компиляция файлов ресурсов, менеджер инструментов, поддержка печати, средства поиска/замены, поддержка системы одновременных версий. Не требует установки дополнительного программного обеспечения, компилятор встроен. Хорошая среда разработки с большим функционалом и маленьким размером, может быть хорошим выбором как для новичка, так и для профессиональных программистов. Работает только под Windows.

C++ Builder

Интегрированная среда разработки обладает огромным числом функций: собственный компилятор, поддержка баз данных, поддержка технологии Windows Forms, объекты модулей данных, открытые инструменты интерфейса программирования приложений и т.д. Подойдёт программистам любого уровня, но лучше для новичков, так как, в отличие от Visual Studio, создание приложений с графическим интерфейсом здесь сделать намного легче. Постоянно обновляется и поддерживается разработчиком. Требует установки и покупки, но существует пробная 30-дневная версия.

Eclipse C/C++ Development Tools

Обладает следующими функциями: плагины, рефакторинг, автоподстановка любых идентификаторов, встроенная поддержка Doxygen, возможность отладки через GNU Debugger, подсветка синтаксиса, сворачивание кода, ссылочная навигация по коду (гипертекстовые ссылки), создание и управление проектами для различных инструментальных средств, стандартная make сборка, визуальные средcтва отладки. Дополнительно требует установку компилятора, без которого интегрированная среда разработки работать не будет. Компилятора в комплекте нет. Также требует наличие Java. Отличное программное обеспечегте для любого уровня умений программиста. Понятный интерфейс и возможность расширения функций с помощью плагинов делает его очень лёгким для освоения и очень эффективным. Сложностью является только установка компилятора. Периодические обновления и полная поддержка пользователей. Выпускается только в виде портативной версии. Бесплатен и работает под различными операционными системами: Windows/Linux/Mac OS X.

Code:: Blocks

Доступны следующие функции: подсветка кода, сворачивание кода C++ и расширяемый язык разметки, автозавершение кода, просмотрщик классов, быстрая система сборки, поддержка параллельных сборок, импорт проектов Microsoft Visual Studio, импорт проектов Dev-C++, поддержка дебагеров GNU Debugger и Microsoft Constant Data Base. Хотя и обладает понятным интерфейсом и хорошим инструментарием, но новые версии выходят очень редко (раз в год), причём ошибки в коде не подсвечиваются и их надо искать вручную. Полностью бесплатен и обладает портативной версией. Продукт разрабатывается под Windows, Mac OS X и Linux.

NetBeans

Обладает теми же возможностями и инструментами, что доступны и в Eclipse C/C++ Development Tools. Как и рассмотренная уже Eclipse C/C++ Development Tools, среда разработки NetBeans написана на языке Java (соответственно так же требует установленной виртуальной машины Java). Но, в отличие, от Eclipse требует установки. Бесплатен и доступен для систем FreeBSD/Linux/Mac OS X/OpenSolaris/Solaris/Windows.

Анализ источников [1-4] позволил определить следующие критерии:

1. Функциональность – возможности программного обеспечения для реализации требуемых задач, инструментарий и разнообразность встроенных функций.
2. Надежность – способность программного обеспечения работать без ошибок и отказа компонентов на протяжении всего срока экплуатации или времени, требуемого для решения поставленных задач.
3. Удобство использования – простота интерфейса программного обеспечения и лёгкость в освоении работы с ним.
4. Эффективность – способность программного обеспечения выполнять поставленные задачи сохраняя общую производительность, не перегружая систему в которой оно установлено.
5. Удобство сопровождения – поддержка программного обеспечения разработчиком, включающая в себя создание новых версий продукта и поддержку пользователей.
6. Портативность – способность программного обеспечения работать в различных операционных системах, а также возможность его переноса в другую систему без потери в функционале.
7. 7.    Доступность – лёгкость в получении программного обеспечения (доступность источника для скачивания, цена продукта).

На их основе был произведён анализ всех интегрированных средств разработки, по каждому критерию они были оценены по пятибальной шкале в сводной таблице.

Таблица 1 – Анализ эффективности интегрированной среды разработки

Исходя из этого рейтинг интегрированных средств разработки будет выглядеть так:

1. Visual Studio – 30.
2. Dev C++ – 30.
3. C++ Builder – 29.
4. Eclipse C/C++ Development Tools – 30.
5. Code::Blocks – 30.
6. NetBeans – 30.

Таким образом, хотя каждая среда разработки обладает своими плюсами и минусами в каждом из критериев, их общий рейтинг находится на одном уровне и лишь C++ Builder, из-за трудностей доступа к программе, ставит его ниже остальных.

Рисунок 1. – Алгоритм умножения матриц

Условно программу можно разделить на 3 модуля: модуль ввода, модуль вычисления и модуль вывода. В целом они будут образовывать небольшое консольное приложение для умножения одной матрицы на другую. Для написания этой программы подойдет практически любой язык, но был выбран C#, т.к. в первую очередь он является одним из актуальных для написания клиентских приложений под платформу Windows. Помимо этого, он обладает такими плюсами как простой синтаксис и скорость работы.

На рисунке 2 представлен код модуля ввода матриц.

Рисунок 2. – Код модуля ввода матриц

Этот фрагмент кода отвечает за ввод матриц в программу. Сначала происходит ввод размерности матрицы, а затем поочередный ввод элементов матрицы, данные заносятся в массив. Так же происходит и со второй матрицей. На этом этапе не учитывается тот факт, что количество строк в первой матрице должно быть равно количеству столбцов второй. После ввода матриц вызывается процедура вывода первой и второй матрицы на экран, затем вызов процедуры умножения и вывод полученной матрицы.

На рисунке 3, представлен код модуля вычисления.

Рисунок 3. – Код модуля вычисления

Процедура умножения начинается с проверки равно ли количество строк первой матрицы количеству столбцов второй. Если данные удовлетворяют условию код выполняется дальше, а если нет, то выводится ошибка. Для новой матрицы создается новый массив, в который заносятся результаты вычислений.

На рисунке 4 представлен код модуля вывода матриц. При вызове процедуры указывается индекс массива, который необходимо вывести, это позволяет сократить код, посредством вызова этой функции с необходимым параметром, а не указывая в коде на какой-то определенный массив.

Рисунок 4. – Модуль вывода матриц

         На рисунке 5 показана выполненная программа. Выводятся обе матрицы, а также новая матрица, полученная в результате умножения.

Рисунок 5. – Результат выполнения программы