课程成绩分析系统设计

1、应用软件课程设计课程成绩分析系统设计数学0801班*、实验目的给定某课程成绩和相应学号，存为txt文件，通过文件载入，实现以下功能：程序利用自定义函数输出该门课程的最高分以及获得者学号、人数；最低分以及获得者 学号、人数；该门课程的平均分与方差。程序1-2：利用matlab自带命令输出该门课程的最高分以及获得者学号、人数；最低分以及获 得者学号、人数；该门课程的平均分与方差。程序2：利用自定义函数将成绩由高到低排序，显示排序结果、相应学号以及名次。排序结果 保存到a. mat文件中。程序3：将学牛成绩均匀分成10个分数段，计算每个分数段上的学生人数，绘制学生成绩频数 分布直方图并在图形窗口中显

2、示。二、算法说明程序1t：求最高分的自定义函数伪代码(程序框图见附录11,求最低分的函数算法与之一致)：1、if length(x)length(y)%判断 x、y 长度是否相同 dispc给定学号和成绩人数不匹配！)else2> zdf=inf; zgf=-inf;%考虑到成绩可能不是百分制，便分别把正无穷、负无穷赋值给max、 min。l=lcngth(x) ;zgfn=0;zdfn=0;d=0;v=0;xx=(1);yy=(l);%zgfx=;zdfx=;3、i二1,2, ，1%第一次循环求出最高分4、if y(i)>zgf;%判断成绩与前面最高分的大小。5、zgf=y(i)

3、;%若高于最高分，将该成绩赋值为最高分。6、结束判断，结束循环。7、i二1,2,，1%第二次循坏，找岀所有成绩为最高分的学生学号。8、if y(j)=zgf;%判断成绩是否等于最高分。9、zgfn=zgfn+l;%若相等，则人数增加1。 zgfx(zgfn)=x(j);%并且将学号计入统计矩阵。10、结束循环，结束判断。求平均分与方差的自编程序框图图示(程序框图见附录12)：1、1=1,2,-,1;2、d二d+y(i);求和。3、结束循环。4、u=d/l;%求岀平均数。5、j二 1, 2, , 1 ；6、v二v+(u-y (j)2;求偏差平方和。7、结束循环。8、v=v/(l-l) ;%偏差平

4、方和除以白由度的到方差。9、结束循坏。以上程序整合到一个函数文件yunxing. m (详见附录1)中，通过运行脚木文件pdriver. m (详见附录2)运行。程序1_2：利用matlab内部函数求最高分的伪代码(最低分与之一致)：1、zgf, izgf=max(y) ;%取幽最高分以及相应位置2、disp('最高分：1, num2str(zgf) ； dispc 相应学号为：j);disp(num2str(x(izgf) %显示该成绩获得者学号3、y(izgf) =-lnf;%令最高分为负无穷，确保该同学的成绩离开判断程序。4、不确定次数的循环当max(y) =zgf时，执行循环。

5、5、zgf, izgf二max (y);6、disp(num2str(x(izgf)%显示获得最高分同学的学号。7、y(izgf) =-inf;%令最高分为负无穷，确保该同学的成绩离开新的循环。8、n=n+l;%对最高分个数计数。9、结束循环10、disp('共有',num2str(n),'人')%显示获得者人数(2)利用matlab内部函数求平均分与方差的伪代码：1、a=mean (y);2、disp('')%显示分隔符3、disp('平均成绩为：*, num2str(a)4、s二std(y);5、s2二sj;%标准差平方得方差6、di

6、sp('方差为：j, num2str(s2)以上程序整合到一个脚本文件pquick. m中(参见附录3)。程序2：1、np0;l二length(x);2、i二1,2,13、zgf, izgf二max(y) ;%提取最高分及位置。4、判断最高分是否与前一个最高分一致，若一致，则名次同前；若不一致，则名次增加1。5、yy (i)=zgf;%定义新的成绩向量yy用以存放排号顺序的成绩。6、xx(i)=x(izgf);%定义新的学号向量xx用以存放排号顺序的成绩。7、y(izgf) =-inf;%定义该最高成绩为负无穷，退出查找最大值循坏。8、结束循环以上程序参见paixu. m(附录4),通

7、过脚本文件pxdriver. m (附录5)驱动运行。程序3：1、load xy. txt;y=xy (:, 2) ;clear xy; s=zcros (10, 1) ;%载入分数,将每个分数段上的学生数量 定义为s向量的每一个分量。2、x二5:10:95;%每10分为一个分数段，取个位数为5的分数代替一个分数段上的成绩。3、i二 1,2,，length(y);4、判断第i个同学的成绩分属哪一个分数段，并将相应分数段上的人数加1。5、结束循坏。6、bar (x, s, 0. 7), xlabel ('分数段'),ylabel ('人数'),titlec学生成绩

8、直方图)画出直方图。 colormap(1 0.7 0.1)%改变直方图颜色，使之看上去更加美观。以上程序参见脚本文件zftorgin.m (附录6)。三、测试结果利用表1的数据，将学号和成绩存入xy. txt中。学号成绩学号成绩20080501279420080501497120080501289020080501504520080501296720080501514520080501308020080501527720080501316520080501537920080501328120080501546720080501336020080501559020080501356020080

9、501568920080501366020080501577220080501377120080501587020080501389020080501599420080501398120080501609420080501407620080501618620080501418220080501629420080501426020080501638520080501437320080501647320080501447920080501656020080501456020080501666020080501466120080501679020080501477320080501686220080

10、5014869200805016945表1运行附录中的程序1,得到结果如下（程序1-1与程序1-2的输岀结果完全一致人最高分：94 相应学号为： 2008050127 2008050159 2008050160 2008050162 人数：4 最低分：45 相应学号为： 2008050150 2008050151 2008050169 人数:3 平均分：73. 3333 方差：190. 4715名汝:学号成绩1200805012794120080501599412008050160941200805016294520080501289052008050138905200805015590520

11、080501679092008050156891020080501618611200805016385122008050141821320080501328113200805013981152008050130801620080501447916200805015379182008050152771920080501407620200805014373202008050147732020080501647323200805015772242008050137712420080501497126200805015870272008050148692820080501296728200805015

12、46730200805013165312008050168623220080501466133200805013360332008050135603320080501366033200805014260332008050145603320080501656033200805016660402008050150454020080501514540200805016945u!学生成绩直方图图1、分析与探讨1、对于程序2的排序问题，目前流行的算法z是比较法，即进行1次循环（1代表学生人数）， 每次循环均找出该次循环下的最高分，将该分数与相应学号赋值给新的矩阵元素。加之本文前述 的排名算法，编写比较法

13、排序算法下的脚本文件paixul.m （见附录10）,运行结果与程序2完全 相同。2、频数分布直方图中完全可以将频数为0的前几个分数段去掉，使输出结果更清晰。为实现次目标,本文尝试对其进行改进，改进后的程序参见附录7,得到两种模式的直方图对比如图3：学生成绩直方图分数段学生成绩直方图分数段显然，修正后的程序更加合理。3、在本文中，程序1、2均考虑了当成绩为非百分制时的情况。考虑到模型的适用性，应将非百分 制的情况考虑在内。改进后的程序参见附录8。该程序将最高分与最低分之间的分数差均匀分为 10份，得到直方图如图3：学生成绩直方图4550556065707680859095分数段图34、木文三个

14、程序需要分别运行，对相应的脚木文件进行修改、整合即可运行一个脚木文件给出所有 结果。附录9便是这项改进的脚本文件。为验证该程序的正确性，给定新的学号与成绩（200分 制）如表2：学号成绩学号成绩学号成绩2009020056180200902007013420090200841562009020057192200902007115620090200851262009020058156200902007214220090200861802009020059124200902007312420090200871682009020060136200902007498200902008817020090

15、200611882009020075140200902008916420090200621282009020076942009020090188200902006310820090200771702009020091160200902006410820090200781442009020092136200902006512020090200791302009020093124200902006618820090200801462009020094100200902006716420090200811642009020095188200902006814020090200829020090200

16、969420090200691282009020083174200902009760表2将表中学号、成绩存入xy. txt文件中，运行上述程序，得到以下结果（直方图见图4）：名次学号成绩120090200571922200902006118822009020066188220090200901882200902009518862009020056180620090200861808200902008317492009020077170920090200881701120090200871681220090200671641220090200811641220090200891641520090

17、200911601620090200581561620090200711561620090200841561920090200801462020090200781442120090200721422220090200681402220090200751402420090200601362420090200921362620090200701342720090200791302820090200621282820090200691283020090200851263120090200591243120090200731243120090200931243420090200651203520090

18、200631083520090200641083720090200941003820090200749839200902007694392009020096944120090200829042200902009760最高分：192相应学号为：2009020057人数：1最低分：60相应学号为：2009020097 人数：1平均分：142. 381 方差：1022. 8757学生成绩直方图图4附录：1、yunxing. m (给定x、y值，输岀y的最大值、最小值以及对应x的值以及个数，输出y的均值 与方差。由脚本文件pdriver. m驱动。)function zgf, zgfn, zgfx,

19、zdf, zdfn, zdfx, u, v二yunxing(x, y)if length (x) 'length (y)%判断 x、y 长度是否相同 dispc给定学号和成绩人数不匹配！')elsezdf=inf; zgf=-inf;%考虑到成绩可能不是百分制，便分别把正无穷、负无穷赋值给max、min。 l=length(x) ;zgfn=0;zdfn=0;d=0; v=0;xx= (1) ;yy二；zgfx二;zdfx二;%第一次循环求出最高分for i=l:1;if y(i)>zgf; zgf二y(i);endend%考虑到取得最高分的学牛可能不唯一，所以有第二次循

20、环，用以找出所有成绩为最高分的学牛 学号。for j=l:1;if y(j)=zgf;zgfn=zgfn+l; zgfx(zgfn) =x(j);endend%以下为对最低分的计算，原理与上述基本相同。for i二1:1; if y(i)<zdf;zdf=y (i);endendfor j二1:1;if y(j)=zdf;zdfn=zdfn+l;zdfx (zdfn)=x (j);endend%求平均分的程序。for i=l:1; d二d+y(i);endu=d/l;%求方差的程序。for j二1:1;v 二 v+(u-y (j)厂2;end v=v/(l-l);end2、pdriver

21、. m (读取学牛学号和成绩，驱动yunxing. m文件求出最高分、最低分以及对应学生学号 和人数，输出平均分与方差。)clcjclear;load xy. txt;x=xy(:, 1) ;y二xy(:, 2) ;clear xyzgf, zgfn, zgfx, zdf, zdfn, zdfx, u, v二yunxing(x, y) ;%使用 自编函数 yunxing. mdisp('最高分：j, num2str(zgf), dispc 相应学号为：)disp(num2str(zgfx，)disp(，人数：,num2str (zgfn);disp(，')disp('最

22、低分:*, num2str (zdf) ), dispc 相应学号为：)disp(num2str(zdfx，)disp('人数：'，num2str (zdfn);disp(，')disp('平均分：',num2str (u);disp('方差：',num2str (v);3、pquick.m (读取学生学号和成绩，利用matlab自带函数求出最高分、最低分以及对应学生学号 和人数，输出平均分与方差。)clear;clc;load xy. txt;x=xy(:, 1);y=xy(:, 2);clear xyzgf, izgf二max(y)

23、;%取出最高分以及相应位置disp('最高分:?, num2str(zgf)disp(，相应学号为：');disp(num2str (x (izgf) y(izgf) =-lnf;%令最高分为负无穷，确保该同学的成绩离开新的判断程序。n二1;%最高分至少有一个人。while max(y)=zgf;%不确定次数的循环。zgf, izgf二max (y);disp (num2str (x (izgf) %显示获得最高分同学的学号。y(izgf) =-inf;%令最高分为负无穷，确保该同学的成绩离开新的判断程序。 n二n+1;%对最高分个数计数。enddisp( 共有',nu

24、m2str(n),'人')%求最低分以及相应学号，与上述一致。clear;load xy. txt;x=xy (:, 1) ;y=xy (:, 2) ; cl ear xyzdf, izdf=min(y);disp(，')disp(，最高分：',num2str (zdf)disp(，相应学号为：');disp(num2str(x(izdf)y(izdf)=inf;n=l;while min(y)=zdf;zdf, izdf二min(y);disp(num2str(x(izdf)y(izdf)=inf;n=n+l;enddisp('共有',

25、num2str (n),'人')%求平均成绩与方差。clearload xy. txt;x=xy(:, 1) ;y二xy(:, 2) ;clcar xy a二mean (y);disp(，')disp('平均成绩为：',num2str(a) s=std(y);s2二 s2disp('方差为：',num2str(s2)4、paixu. m (由 pxdriver. m 驱动运行) function me, xx, yy=paixu(x, y);if length(x)length(y)%判断 x、y 长度是否相同 dispc给定学号和成绩人

26、数不匹配！)elsen二0;l=length (x);zgf, izgf=max(y) ;%提取最高分以及位置。yy(l)=zgf;%定义新的成绩向量yy用以存放排号顺序的成绩。 xx(l)=x(izgf) ;%定义新的学号向量xx用以存放排号顺序的成绩。 y(izgf) =-inf;%定义该最高成绩为负无穷，退出查找最大值循环 me (1)=1;for i=2:1;zgf, izgf=max(y) ;%提取最高分以及位置。 if zgf=yy(i-l)me (i)二me (il);elseme (i)=i;endyy(i)=zgf;%定义新的成绩向量yy用以存放排号顺序的成绩。 xx(i)二

27、x(izgf) ;%定义新的学号向量xx用以存放排号顺序的成绩。 y(izgf)=-inf;%定义该最高成绩为负无穷，退出查找最大值循环 endend5、pxdriver. m (驱动paixu. m运行，对成绩进行降序排序) clc;clear;load xy. txt;x=xy(:, 1);y=xy(:, 2);clear xyme, xx, yy=paixu(x, y);%以下三行将名次、学号、成绩向量连接到xy矩阵中。%xy (:, 1)=1: length (x);xy (:, 1) =mc;xy (:, 2)=xx;xy(:, 3)=yy;dispc名次 学号 成绩')创建

28、表格标题头。a=xy;fprintf(l,' %12. of %12. of %4. 0fn，, xy')%disp(num2str(xy)%显示名次、学号。成绩。 save a. mat a%将变量a存入a. mat文件屮。6、zftorgin. m (将百分制成绩均匀分成10个分数段，并画出频数分布直方图) clc;clear; load xy.txt; y二xy(:, 2);clear xy;s二zeros(10, 1);x=5:10:95;%每10分为一个分数段，取个位数为5的分数代替一个分数段上的成绩。 yy=fix(y. /10);for i=l:length(y)

29、;%判断成绩分属哪一个分数段，并将相应分数段上的人数加lo switch yy(i)case 0s(l)=s(l)+l;case 1s(2)=s (2)+1;case 2 s(3)=s(3)+l;case 3s (4) =s (4)+1;case 4s二s+1;case 5s(6)=s(6)+l;case 6s(7)二 s(7)+l;case 7s 二s (8)+1;case 8s (9) =s (9)+1;otherwise s (10) =s (10)+1;endendfigure bar(x, s, 0. 7), xlabel ('分数段'),ylabel ('人

30、数'),title(，学生成绩直方图')画岀直方图。 colormap(1 0.7 0.1)%改变直方图颜色,使之看上去更加美观。7、zft. m (程序3的改进，对比删除频数为0分数段前后的频数分布直方图) clc;clear; load xy.txt;y二xy(:, 2);clear xy;s二zeros (1, 10); l=length(y);x=5:10:95;yy=fix(y. /10);for i二1:1;switch yy(i)case 0s二s+1;case 1s (2) =s (2)+1;s二s+1;case 3s (4)=s (4)+1;case 4s(5

31、)二 s(5)+l;case 5s (6)=s (6) +1;case 6s(7) =s (7)+1;case 7s (8)二 s (8)+1;case 8s(9)=s (9)+1;otherwise s (10)=s (10) +1;endend%增加判断程序，从第一个人数非零的分数段开始取值。for j二1:10;if s(j)>0t二 j；breakendendss二s(j: 10) ;%将频数为0的分量从频数向量中剔除。xx二10*j-5:10:95;figuresubplot (1,2, 1),bar(x, s, 0. 7), xlabel c 分数段'),ylabel

32、 c 人数'),titlec 学生成绩直方图) colormap(1 0.7 0.1) subplot (1, 2, 2),bar (xx, ss, 0. 7), xlabel c 分数段'),ylabel ('人数'),titlec 学生成绩直方图) colormap(0.2 0.5 1)8、zftl.m(适用性更加广泛的模型，将最高分与最低分之间的分数差均匀分为10份绘制直方图) clc;clear; load xy.txt;y=xy(:, 2);clear xys二zeros (1, 10);l=length(y);zdf=min(y) ;zgf=max(

33、y) ;%取出最高分和最低分。d=(zgf-zdf)/10;%将最高分与最低分等分10份。x=zdf+(d/2) :d:zgf-(d/2) ;%毎个分数段取中间数作为该分数段的横坐标。 yy=fix(y-zdf). /d);%判断成绩所属分数段。for i=l:1;switch yy(i)case 0s =s(l)+l;s(2)=s(2)+l;case 2s(3)=s(3)+l;case 3s 二s (4) +1;case 4s (5)=s (5) +1;case 5s(6) =s (6)+1;case 6s(7)二 s(7)+l;case 7s(8)=s(8)+l;case 8s (9)二

34、s (9) +1;otherwise s(10)=s(10)+l;endend%绘制直方图。figurebar (x, s, 0. 7), xlabel ('分数段'),ylabel ('人数'),title ('学生成绩直方图') colormap(l 0. 2 0.4)9、super, m (给出所有结果，需要引用paixu. m和yunxing. m两个函数文件。) clc;clcar;load xy. txt, x=xy(:, 1) ;y=xy(:, 2) ; clear xyme, xx, yy>paixu(x, y);%以下三行

35、将名次、学号、成绩向量连接到xy矩阵中。%xy (:, 1)=1: length(x);xy(:, l)=mc;xy(:, 2)=xx;xy (:, 3)二yy;dispc名次 学号成绩')创建表格标题头。a=xy;disp(num2str(xy)%显示名次、学号。成绩。 save a. mat a%将变量a存入a. mat文件中。disp(，')zgf, zgfn, zgfx, zdf, zdfn, zdfx, u, v=yunxing(x, y) ；%使用自编函数 yunxing. m disp(，最高分:?, num2str(zgf), disp(，相应学号为：') disp(num2st:r(zgfx')disp('人数:*, num2str(zgfn); disp(，')disp('最低分：',num2str (zdf) ), disp(，相应学号为：') disp(num2str(zdfx，)disp(，人数：',num2str (zdfn); disp(，')disp('平均分：',n