选题说明——编译课程平台

编译课程是计算机学院、软件学院的核心专业课，每年有着400+的学生用户量。现有的编译课程平台使用judge平台开发，在UI布局、实验指导书、评测反馈、评测功能、讨论区设计等方面存在问题。

我们希望设计一个集成学生端和管理端的编译课程平台。

Need 需求

学生用户

学生用户在该产品中占比最高，是课程的主要参与者，主要活动为进行课下学习、讨论交流、完成作业和期中期末考试等。具体需求分析如下：

接收通知

• 学生用户应当可以接收老师或助教发布的通知，涉及作业题面修改、课程进度公告、考试等，类似下图。
  

查看指导书

• 学生用户需要查看实验教程，教程需要有检索功能便于定位，类似下图。
  
• 学生用户可能需要一个GPT辅助阅读指导书，进行对话式辅助学习、快速答疑等。
  

查看和提交作业

• 学生用户需要查看每次作业的要求和截至时间。
  

• 学生用户可以选择完成不同难度的实验，分别对应三种目标代码。学生用户需要选择自己提交的目标代码版本（llvm、mips或者pcode）

查看评测反馈

• 学生用户需要查看提交作业的得分情况和具体的反馈信息，类似下图。
  

• 对开放测试的的评测结果，学生用户需要对比自己答案和正确答案，类似下图。
  

性能排序（针对最后一次作业）

编译课程在实验的最后阶段有需要性能排序的竞速作业。

学生用户的需求为：

• 查看最近一次提交的作业性能在总榜单中的情况，分析优化空间。如下图。
  

• 查看最近历次提交在各个测试点中的性能变化情况，分析优化效果。如下图。（由于需要看对比，学生需要确定自己当前提交的名称）
  

讨论区

• 学生用户可以在讨论区发帖、查看已有帖子、将帖子按tag分组筛选等，类似下图。
  

管理员

本部分主要阐述助教/教师用户（下文统称为管理员）的需求，由于学生用户和管理员共用一套前端，管理员用户应当能看到学生看到的内容，并额外拥有删改权限。

发布通知

• 管理员需要发布通知，涉及作业题面修改、课程进度公告、考试等。

用户管理

• 管理员需要批量导入学生信息
• 需要课程管理功能，区分不同年份的课程，以便平台持续使用

教程管理

• 管理员需要新增、修改、删除、查看教程

作业/考试管理

作业与考试需求一致不做区分，统称为作业。管理员需求如下：

• 增删改作业，包括增删改题面、测验题目、评测点、起始截止时间
• 应对特殊情况，对特定的学生用户修改起始截止时间
• 修改评测分数，文档类作业评测结果默认100，其他评测结果按公式计算，管理员有权修改评测得分。
• 对于竞速作业，管理员应当有权设置排序规则

统计数据

• 管理员需要查看学生用户的作业进度，作业情况，成绩分布
• 支持画图等统计方法直观展示，并支持导出

评测管理（成绩管理）

• 管理员用户需要查看学生用户的提交记录，若出现评测问题可以及时溯源，类似下图。
  

讨论区

• 管理员需要对讨论区的内容进行审核与管理
• 管理员需要将指定帖子加精或加助教认证
• 管理员需要置顶某些重要帖子

评测功能

• 平台需要对学生用户的提交进行评测并给予反馈
• 需要较高的评测效率，需要较强的承压能力

Approach 方法

通知

一个可以分类筛选不同通知的版块，学生有查看权限，管理员有查看和修改权限

指导书

具有章节索引和目录，以及搜索功能。使用markdown编写，前端渲染。

右侧可以添加训练好的编译bot，使用ChatGPT API，提供交流对话的方式学习，同时对教程中不清晰之处进行简要快速的答疑。

作业

一个显眼的选择框来确认提交语言为mips/llvm/pcode，避免学生用户错交。提交界面UI清晰。

页面设置导航栏，可以在介绍、测验、评测间切换查看，类似下图。

作业反馈

评测首先应当反映评测分数构成、评分方法与原则、晚交扣分机制、提交的文档也应当将分数进行反馈。

提供开放测试点的编译命令，测试结果，标准答案，学生答案的下载。减少前端评测结果比对显示量，防止浏览器卡死

竞速作业

提供两个视图：

• 第一个是所有用户最新提交排名，用于和其他人进行逐case对比（不给出具体testfile的rank， 只提供排序）
  

• 第二个显示该用户近5次提交testfile记录，全部的提供下载为csv文件（由于需要看对比，学生需要设置自己每次提交的名称）
  

讨论区

学生端管理端看到的一样，权限不同。

支持讨论区加精、发帖次数统计、看到往届讨论区、置顶讨论区（参考oo），支持讨论区分类、搜索功能

成绩分析

普通用户可以查看自己历次成绩并统计绘图。

管理员用户可以统计所有/指定学生成绩，并导出为csv等常见表格格式。管理员用户还应当可以查看题目通过率、测试点通过率等。

评测及管理

我们希望通过Go实现高并发，并使用docker容器保证安全性，最终实现一个分布式可扩容的评测机。

Benefit 好处

管理员用户

• 管理：对各部分的管理（通知、讨论区、作业题目等）更合直觉、更容易统计使用不同开发语言、使用mips/llvm/pcode的人数比例
• 统计：学生成绩、测试通过率可以绘图直观统计
• 迭代：提供了迭代学生届数的功能，保存了多届学生的讨论区及成绩数据

学生用户

• 通知：通知形式更加直观且便于分类查看
• 指导书：比起pdf指导书，网页版提供了更好的检索定位功能；提供了GPT对话交流，指导书阅读更方便。
• 讨论区：使用md编辑器，比富文本编辑器更加方便
• 作业：deadline更明显、模块划分更清晰、可以直接从作业进入对应的讨论区更方便讨论，更容易选择自己的使用语言及中间代码
• 评测：评测速度更快
• 评测结果反馈：评测结果展示更加合理清晰

Competitors 竞争

唯一竞品就是编译judge平台，在上述需求场景下都有较大问题，会被我们的平台爆杀。以下以对比的形式给出judge平台和本平台在学生用户需求场景下的实现对比。

接收通知

• judge
  无通知功能，依靠微信课程群通知

• 本平台
  消息可以按tag筛选、折叠、分页
  

查看指导书

• judge
  指导书只能以pdf方式下载，下载位置很刁钻。同时pdf不易定位检索。
  

• 本平台
  指导书提供pdf下载与网页浏览两种方式，网页浏览可以检索定位，同时有GPT辅助学习、快速答疑。
  
  

查看和提交作业

• judge
  题面和评测信息混杂，题干要求不集中，阅读体验差
  

• 本平台
  作业题面、测验、评测分栏展示，功能解耦
  

查看评测反馈

• judge
  评测界面反馈较长、不直观，体验较差
  

• 本平台
  清晰看到评测得分、时间、各个评测点的正确性，点开还能进一步和正确结果进行比较。
  
  

性能排序

• judge
  besttestfile无意义
  

• 本平台
  删除judge无意义的besttestfilex、新增了个人历次提交的性能变化视图
  

讨论区

• judge
  没有检索分类分页功能、没有加精认证等功能。UI布局不好看。发帖只能使用富文本编辑器。
  其优点在于可以查看到往年的讨论帖。
  
  
  
• 本平台
  可以从每次作业或者左侧sidebar进入讨论区，讨论区提供不同tag供筛选，助教可以加精认证。
  
  

评测功能

• judge
  现有的judge平台存在以下问题：
  - 服务器资源，由于北航有不少课程都选择judge平台，所以在进行大量评测的时候可能会导致平台崩溃，例如我们大一数据结构考试的时候遇到大规模查重，导致课程平台崩溃，2019级学生进行期中考试的时候有过一次提交需要等大量时间的情况
  - llvm版本不对。大部分同学在完成llvm生成时使用的都是llvm10以上的版本，而评测机的版本似乎是llvm6.0，导致有很多本地能过但是交上去评测不过的问题
  - 评测文件名的问题。现有的评测机批量上传测试点的时候只能从1开始，且中间不能有隔断的测试点
  - java和cpp的识别有问题，当cpp工程多压缩了一层文件夹之后会被识别错误
• 本平台
  我们在解决以上问题的基础上，通过Go实现高并发进行提速，并使用docker容器保证安全性，最终实现一个分布式可扩容的评测机。

Delivery

可以通过部分20级学生体验功能进行对比、编译课程老师体验功能、开放部分21级学生提前感受课程平台等。预期规模可以达到100-200人。