图形化的成绩分析系统设计与实现

李如桃 许乐清

摘 要：圖形化的成绩分析系统，试图采用PHP语言及JpGraph类库实现学生课业成绩在WEB页面中的图形化展示。将数据经过汇总分析，进行横向、纵向比对，以图表的表式简洁、直观、清晰地展现出来，为教学实施提供指导依据。研究PHP语言在行业数据发布与展示系统中的应用，JpGraph类库数据填图的技术实现。

关键词：PHP；JpGraph；图形；数据

引言

教师在教学实施中累积了大量的数据，反映了学生在每一阶段的学习状态，可作为形成性考核成绩的一部分。目前这些数据表现大都是离散的、滞后的，如何通过系统的分析，将数据以可视化的图表展现出来，简洁易懂、一目了然，为后续的教学实施提供参考。这是本论文研究的重点。

为了实现对教学过程数据的快速查询、汇总及图形化显示，设计开发了图形化的成绩分析系统。采用浏览器/ 服务器（B/S）模式，Apache+ PHP+MySQL框架。图形显示模块的实现，是利用基于PHP 语言的JpGraph类库进行数据填图，实现代码简单，大大缩短了软件代码开发过程。文章围绕JpGraph图像生成技术展开。

1 系统的设计方案

图形化的成绩分析系统的设计理念是将学生形成性考核中，每阶段的作业情况，与课程对应的岗位能力需求就行匹配，展示差距，明确后阶段学习的重点方向。考虑到各岗位对具体能力的不同需求，成绩不再是一个笼统的分数，而是根据能力细分为若干个指标。

如图1所示，柱状图表示学生需要达到的岗位最低要求，折线为学生现有水平，可以清晰地反映出，其中两项能力，同学们己经达到岗位要求，另外四项岗位能力，需要在后续课程中加强训练。

图1

图形化的展示模块是本系统开发的重点，主要设计以下几个类型图表：

（1）汇总数据分析图，反映学生平均水平与各岗位能力需求的对比。将所有考评成绩按考核指标求平均，与各岗位需求数值比较作图，对应不同的岗位，系统生成不同的图形。

（2）学情动态图，反映学生个体、整体的学业情况，各学习阶段成绩纵向比较。如：给定学生姓名和岗位能力，以图形显示其在这项指标上的进步情况。

（3）岗位匹配图，综合学生多次考核数据，与各岗位需求对比，以确定学生是否能胜任对应工作岗位。

2 JpGraph库介绍

JpGraph类库是基于PHP 语言编写的面向对象的图形类库，其绘图组件能根据用户的需求生成多种类型的图表，包括折线图、柱状图和饼状图等。图片可以在网页上直接显示，也可保存为多种格式的图片。首先从数据库中取得统计数据，定义标题、图表类型等，然后通过PHP 中的JpGraph类库， 便可在统计数据的基础上完成各类统计图。

JpGraph可在http：//jpgraph.net网站下载，目前常用的版本是jpgraph-3.5.0b1.tar.gz。下载完JpGraph类库后解压缩至PHP存放类库的地方，为其文件夹命名为jpgraph，这样使用JpGraph时可以通过以下语句调用该库。

<？php

require_once（'jpgraph/jpgraph.php'）；

？>

JpGraph是基于GD 库设计的，系统中一定要支持GD库。需要编辑php.ini配置文件，将“extension=php_gd2.dll”一行前面的分号去掉，确保启用GD扩展。

3 图形处理实现

在WEB 页面上创建和使用JpGraph图片的主要步骤为：

（1）创建脚本，获得数据。

（2）生成图片，指定图片如何构建、图形大小、颜色、字体以及要在图片上展示的其他内容。

（3）在Web页面上以img标签显示图像。

3.1 获取数据

为与一般办公软件兼容，成绩数据初始文件为excel电子表格，以csv格式保存，可通过本系统导入到mySQL数据库中，主要代码为：

<？php

mysql_query（"LOAD DATA INFILE 'import.csv' INTO TABLE `score1` character set gbk FIELDS TERMINATED BY '，' ENCLOSED BY '＼"' ESCAPED BY '＼"' LINES TERMINATED BY '＼r＼n' IGNORE 1 LINES；"） or die （'Error： '.mysql_error （））；

？>

上段代码中，character set gbk参数是关键，用于将csv编码格式与mySQL中表格编码格式相匹配，确保中英文字符的正确导入。

3.2 生成图片

以图1所示岗位达标图为例，以下为主要代码。生成的图片反映了学生平均水平与指定岗位之间的对比，图表由柱状图与折线图二部分组成，填图部分代码如下所示。

<？php

require_once （'..＼jpgraph＼src＼jpgraph.php'）；

require_once （'..＼jpgraph＼src＼jpgraph_bar.php'）；

require_once （'..＼jpgraph＼src＼jpgraph_line.php'）；

//生成图表

$graph = new Graph（450，220，'auto'）；

$graph->SetScale（"textlin"）；

$graph->yaxis->SetTickPositions（array（0，2，4，6，8，10，12，14，16，18，20）， array（1，3，5，7，9，11，13，15，17，19））；

$graph->SetBox（false）；

$graph->ygrid->SetFill（false）；

$graph->xaxis->SetTickLabels（array（'layout'，'integrity'，'details'，'color'，'norm'，'innovation'））；

$graph->yaxis->HideLine（false）；

$graph->yaxis->HideTicks（false，false）；

//创建柱状图

$b1plot = new BarPlot（$datay）；

$graph->Add（$b1plot）；

$b1plot->SetColor（"white"）；

$b1plot->SetFillGradient（"#4B0082"，"white"，GRAD_LEFT_REFLECTION）；

$b1plot->SetWidth（22）；

//创建折线图

$p1 = new LinePlot（$standardline）；

$graph->Add（$p1）；

$p1->SetColor（"#55bbdd"）；

$p1->mark->SetType（MARK_FILLEDCIRCLE，''，1.0）；

$p1->mark->SetColor（'#55bbdd'）；

$p1->mark->SetFillColor（'#55bbdd'）；

$p1->SetCenter（）；

// 显示图片，生成图片文件。

$myfile = "picture-01.png"；

if （file_exists（$myfile）） {

$result=unlink （$myfile）；

}

$graph->Stroke（'picture-01.png'）；

？>

3.3 在Web页上显示图表

嵌入SQL语句，从数据库中读入成绩数据，并传递给填图文件，生成的图片在页面中显示。

<？php

require（'connect.php'）；

//获取柱状图的数据，datay

$str_sql="select avg（layout），avg（integrity），avg（details），avg（color），avg（norm），avg（innovation） from score1"；

$result=$conn->query（$str_sql）；

$datay=$result->fetch_row（）；

//獲取折线图的数据，standardline

$str_sql="select layout，integrity，details，color，norm，innovation from standard where worknamelike '%一类岗位%'"；

$result=$conn->query（$str_sql）；

$standardline=$result->fetch_row（）；

//调用图表生成模块

require（"picture.php" ）；

？>

4 结束语

本系统针对课业成绩数据的分析汇总，设计各类直观的图表格式。通过研究JpGraph在WAMP架构网站下的绘图模板及绘图函数调用，方便快捷地实现了折线图、柱状图、饼状图、雷达图等数据图形的自动生成。协助教师直观得了解学生的学习状态，把控教学进度；帮助学生了解各项知识技能的掌握情况，明确学习目标。系统具用一定的实用价值。

参考文献

[1]徐章韬.图表：构建知识网络的一种可视化工具[J].中国数学教育，2013.

[2]赵利平.使用PHP技术构造Web服务器日志分析软件[D].天津大学，2007.

[3]魏丹丹.论基于B/S结构的DAQ数据库信息查询与图形显示系统的研究与实现[D].郑州大学，2010.

[4]张金区.面向统计数据的三位一体可视化关联分析[J].计算机工程，2012.