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基于WEB的分布式在线判题系统的设计与实现的开题报告
一、选题背景及意义
随着计算机科学技术的不断发展以及网络技术的广泛应用，计算机程序设计能力已经成为人才培养的重要目标之一。而编程能力的提高需要程序员大量的实践操作和代码练习。在线编程题是基于这一背景逐渐兴起的，它不仅为程序员提供了一个实践的机会，也为教育机构、招聘机构等提供了有效的评估和筛选工具。
目前国内外各大高校和IT企业都有自己的在线编程题系统。但是由于这些系统的设计和实现都有所不同，无法实现在线编程题系统之间的互操作性和资源共享性。因此，建立一个开放、分享、协作的分布式在线编程题系统已成为一个热门的研究方向。
本课题旨在设计和实现一个基于WEB的分布式在线判题系统，以解决在线编程题系统之间互操作性和资源共享性问题，为广大程序员提供更好的编程练习环境。
二、研究内容及难点
本课题将涉及以下内容：
1.分布式系统架构设计：设计一个分布式系统架构，保证系统的性能、可靠性和可扩展性。
2.在线编程题设计：设计一系列编程题，并考虑题目数量、难度系数、分类等因素。
3.编译和运行环境的搭建与管理：同时支持多种编程语言的编译和执行，需要搭建相应的环境并对其进行管理。
4.判题器的设计和实现：设计和实现一个高效、准确的判题器，可根据不同的编程环境进行适配。
5.系统安全性的保障：为系统提供多层次的安全保障，保证系统的稳定运行和数据安全。
研究难点：
1.如何设计一个高效、可靠的分布式系统架构？
2.如何设计并管理多种编程语言的编译和运行环境？
3.如何实现高效、准确的编程题判题器？
三、预期成果
1.设计和实现一个基于WEB的分布式在线判题系统，包括前端页面、编程题库、编译和运行环境、判题器等多个模块。
2.实现对多种编程语言的支持，包括C/C++/Java/Python等。
3.建立公共编程题库，可供开放式课程、技能竞赛、创新创业等多种场景使用。
4.保障系统的安全性，包括系统访问权限管理、代码安全监控等。
5.实现在线编程题系统之间的数据和资源共享，提高开放性和协作性。
四、研究方法及可行性分析
1.可行性分析
本课题所需技术已经得到广泛应用和验证，包括分布式系统、WEB开发、编译原理、算法与数据结构、数据库等；并且有多个开源在线判题系统开源可供学习和参考。因此，从技术角度来讲，该课题具备可行性。
2.研究方法
本课题主要采用前后端分离的开发模式，前端采用Vue.js框架，后端采用SpringBoot框架，数据库采用MySQL。同时，该课题还需要对分布式系统架构、编译原理、数据结构和算法等进行研究和实践。
五、预计进度及计划
本课题的预计完成时间为12个月，具体计划如下：
第1-2个月：调研和学习相关技术和开源项目，制定项目计划和需求分析。
第3-4个月：开发编程题库和编程题评测系统。
第5-6个月：搭建编译和运行环境，并进行多语言支持。
第7-8个月：开发分布式系统架构，实现多结点负载均衡和容错处理。
第9-10个月：实现系统安全保障，建立访问权限和代码安全监控。
第11-12个月：进行系统测试和性能优化，撰写毕业论文和项目总结。
六、参考文献
1.陈新宇.计算机程序设计解释器技术的研究与实现[D].上海:上海大学,2017.
2.王晓辉.基于Java语言的程序设计教学研究[D].北京:北京理工大学,2016.
3.WeiWang,QiangMa,andJingdongLi.BuildingaLarge-ScaleDistributedSystemforQuestion-AnsweringServices[C]//NAACL-HLTWorkshoponLarge-ScaleDistributedSystemsforInformationRetrieval.2013:36-41.