日立製作所大　高　政　浩情報処理教育センター矢鳴虎夫

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FORTRANプログラム採点ツール

（昭和60年5月31日原稿受付）

情報処理教育七ンター中山泰雄

日立製作所大高政浩

情報処理教育センター矢鳴虎夫

AGrading tool for FORTRAN Programming Style

by Yasuo NAKAYAMA

Masahiro OTAKA Torao YANARU

Ab5tr阻et

h・・mp・・e・p・・9・am ht・・acy」・i・・e・y imp。・t・nt h。w t・・町i・・a・・ad・bl・p・・9・am． R，、d、bility i，

m田tly related with programming style．

We have developed a toDl to mea5ure programming style， which is bascd on the theory wHlten in the bo⑪k The elements of programming 5tylピby B、 W． Kernighan．

Alarge amount of program groups such as IMSL Subrouline Packagピ， popular programming text s

excises， and studenゼs program are illvestigated by the tool， when the items of evaluation are set as fo］．

1。wing， e．9．，

ωindentation in DO bop，②number50f eommem he．

1ti・…d岨t・dth・tth・d・Ψd・P・dp・・g・・m・v・1・・ti。・t。。い・…f・h・m・・・…g・・d・・…fp・。9・

ramming and programming education．

の適用結果について述べる。

1。まえがき

2．評価方法プログラミング入門教育では，演習の比重が大きい。．

演習レポートの適切な評価と，迅速な学生へのフィード 2．1 評価項目

バックは教育上不可欠である。しかしながら多人数教育一応の目安として次の12項目を選んだ。

では出題者にとりかなりの負担となる。このためレポー〔11プログラムの長さ

トのプログラムの一部を計算機により自動的に採点出来プログラムの行数，即ちカードイメージならばカードるならば．採点者の負担は軽減される。プログラムの良の枚数と同じものである。

さの評価では，先ずプログラム内容の理解が容易である ②注釈行の割合

ことが第一であろう。この面での教育を重視するならば，プログラムの長さに対するコメント行の割合である。

プログラムスタイルをいくつかのパラメータで計測するコメント行は，プログラムを説みやすくするうえで．重ことにより，或る程度の評価力呵能となる。この目的で要な要素である。これは多い方が良いが，あまり多過ぎカーニハン「プログラム書法」の提案を基盤として，るとプログラムが読みづらくなる場合がある。

FORTRANプログラムのスタイル面の計測ツールを開｛3｝空行の罰合

発した。各計測項目パラメータの統計結果，及びツールプログラムの長さに対する空行の割合である。空行と

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108 中山泰雄・大高政浩・矢鳴虎夫

は．第1カラム以外がプランクであるコメント行である。㈹ラベルのシーケンス

空行はプログラムを処理単位ごとに区切るときに．視覚文番号が小さい順序になっているかどうかのチェック的に非常に分かり易くする。を行う。］モジュール中で文番号がシーケンスになって

（伽0文に対す碑下げいオuまLシーケンスになっていなけオuエoとする・全

プログラム中でDO文が出現したとき，その次の行モジュールについて調べ・次の計算で求める。

を1カラム以上5カラム以下の字下げを行っている船シーケンスになっているモジュール数でを示す．モジュール数

字下げをしている行の数

DO文の数文番号がシーケンスになっていれば，必要な文番号を探 DO文の範囲が嚇であれば内容の理解度は大きい為す場合，鰍な馴をとらずデパ・グの効率が良い・

この堀の重要度縮いこと1娘椥られて・・る． FORMAT文は大き嫌にする例が多いが・この場合は固サブルーチン，ファンクシ・ンの割合まとめてプ・グラムの最後に置くと郎・

全モジュール数に対するサブルーチン，ファンクショ 112）1行の平均長

ンの割合を示す。ここでモジュール数とは，END文のプログラムの1行の文の長さの平均を示す。これは従数に等しいものとする．例えば・イン・レーチンと3つの来のカードイメージで考えたとき・カードの何カラム目サプルーチンから構成されるプログラムは．モジュールまで文字があるか，ということである。

数・となる・長いプ゜グ弘では出来るだ肘ブノレーチ

@3．評価囎の酬

ン化することが肝要であることを示す。

噛込融の敷 3一酬の対象

コンパイラーが内部間数と判断した間数の数である。各の翻について評価するため目よ魂切な騨値が但しここでは肥LC・MのF・RTRAN Wを対象とし必要となる・そのため・幾つカのサンプル1こより紺をている．こ旭組込閲数があるとき1よ，出軽だけ利用求めた・サンプルとして次のグルづを支橡とした・

すべきことを示す。 8．IMSLサプルーチン

最も良く知られた科学技術計算用のソフトウエア

｛7｝変数の長さ

使用されている類名の長さ押均したものである．である・この中か服初の1°°フ・イルを用した・

変数名喘い叱その鰍が分力・暢い．ここでは． b・演習問題の模範解答

6文字乃至8文字【、近い程よいとしてある。国内でF・RTRANの教縛として比酬多く使

〔、｝難名の数用されて・・る・浦昭二「F°RT貼N入11『・の模

使肌た獺名の種類の数であるに般1・麟名が多範瀦である・76フ・イルカ｛士橡である・

い程，処理内容が分か牌すいと・・える．・・比較例題

カーニハン「プログラム書法」中の例題である。

｛9）自OTO文の数

無条件GOTO文の数である。 GOTO文が交錯する d・演習レポート1

と，プ。グラムは耕1・継づらくなる．F・RmAN 昭和59鞭鍼る学手斗のプ゜グラミ酷醐

ではG。T。文を全く使肌ないことは撫理であるが．習レポートであるが・学期の最初の頃の簡単な出昧るだけ使用齢いを剛すこと力哩ましい。こ醜題の内容であり・37フ・イルが対象である・

目は減点冒櫛を行う。 f・演習レボート2

耐。グラムの鞠長さ同じく・9鞭の3学科欄象で酬85フ・イル・学

，引で説明したモジュールの長さの平均値である．つま期の中程での出題である・

りプログラムの全行の長さをモジュール数で割った値で 3．2統計結果

ある．TSS入力の場合1モジュー・・がせ・・ぜい2．3 これらの5つのグ・・一プごと統計処理を行った・勅画面胴であることがデパ。グ上で臨まし・・といえる．たもの服大値，最小値・鞠値撹び酬酷である・

表一1にその結果を示す。

(3)

これから各評価項目について検討すると， eは0．04個である。一般に使用回数は少ないがプログ

（1）プログラムのながさはaがかなり大きい。この項目でラムが長くなると大きくなる。

は．ばらつきが大きいが内容上当然であろう。｛7）変数の平均畏は，L2から2，5でありいずれも短すぎる。

（2）コメント行の割合はaの場合、20％〜80％であり，平 DO文での制御変数が1文字の場合が多いのが原因の均で50％程度である。その他は平均で10％程度である。 1つであろう。

コメント行は50％程度必要とみなせる。（8｝変数の種類は，aが30個程度である坑他は10個程度

㈲空行の割合は．b． cでは2％程度dは0．1％と極端にである。これはプログラムが長い程，大きくなる。

低い。a． eは8−−11％である。〔9）GOTO文の数では，旦， cは55個， b， dは1個、

（4）DO文での字下げでは． a， eは80％以上． bは eは2．5個である。プログラムが大きくなると多くな 60％が字下げを行っているがc，dは0である。る傾向となる。

（5｝サプルーチン等の割合では，aは全てサブルーチンで OOプログラムの平均長は． aが190行， b， dでは20行，

あるからユ00％である。c． eはメインプログラムだ cが40行， eは60行程度である。 aは少し長すぎるとけであるから0となる。bは16％． dは50％と対象いえよう。

で値は異なる。｛11）ラベルのシーケンスでは，aは殆ど100％でありb，

（6｝組込閲数の数はa，c， dが2個程度， bは0．5個， c， dは50％， eは4％である。 eのグループでは

表一1 評価項目の統計結巣

1息｝

〔d〕

HA巨 H川 HEAN S・o・ HA買 H川 HE畑 S．D

1 482・00 4」0・00 187・88 113・三1 1 83．00 37．00 40■86 8．56

2 0』2 0・22 0・53 0・14 2 0．08 0』2 0』6 0』1 3 027 0・03 0・11 0・06 3 0．03 0』0 0』0 0』1 4 1・00 0・00 M〜 0・ヨ3 4 0．00 0』0 0』0 0』0 5 1・00 1・00 1』0 0』0 5 0．67 0．50 0．51 0』

6 12』0 0』0 ¶・76 2』8 6 3．00 2』0 2』ヨ 0．17 7 昌27 †・75 〜・82 0・51 7 1．93 口6 1．5凸 0コ0 8 86』0 7・o° 2且・oo 18・2？葛 21．oo 12．。0 1輪．有2 2』5 9 42』0 0』0 5・56 7・19 9 1、00 1』0 1』0 0．00

10 482■00 40・00 1邑7●88 」目ヨ・21 10 28．00 18・50 19．77 2．03

11 1』0 0』0 0・四〇・rO 11 1』0 0．50 0．52 0』9

12 51．24 3L15 38．36 3．

1三 20．88 1？・71 18．70 0・6ア

｛bl （司

Hj」寓 HIN HEAN S白D・ HAX HIH HEAN S．D．

† 122．00 6．00 三5』4 20．56 1 U5』〇三7』0 59．92 17．09

2 0．21 0』3 0．07 0．0 2 0．31 0．00 0．11 0』8 3 0．15 0．00 0．16 0．03 3 0．臼 0．00 0．08 0．06 4 1』0 0．00 0．61 0．49 陥 1．00 0．00 0．85 0．27 5 1』0 0．00 0．16 0．36 5 0．00 0．00 0．00 0．00 6 凸．00 0』0 0．49 0．86 6 2．00 0．OO O』4 0．25

7 5白75 1・00 2．50 1．16 7 3● 6 1・1｛i 〜．10 0・52

8 2 ．00 Z』0 8．36 4．41 8 21．00 6』0 12．78 ；．01 9 10．0 0』0 0・？2 1・言1 9 28．00 0．00 2．51 5．16

10 105．00 8』0 25．臼 15．〒4 10 135』0 27．00 59．92 1？．09

11 1』0 0』0 0． 4 0．49 11 1』0 0．00 0．04 0．19 12 30．15 14．06 ZO．92 2．72 12 52．10 20．35 22．78 2．25

｛e｝

HM H川 HEAN S．o．

¶ 砧．00 38．OO 4ヨ．00 7』7

2 0．17 0．05 0．11 0』8

3 0．03 0．02 0．02 0．00

4 0．00 0．00 0』n o．00

5 0』0 0．00 0．00 0．00

6 2』0 2．00 2』0 0．00

7 2． 4 1．56 2』0 0．65

B 9．00 9．OO 9．00 0．00

9 6．00 5．00 550 0．71

10 偲．00 38．00 45』0 7．07

11 1．00 0．00 0．50 0．71

12 29．92 25．60 η．76 コ．05

(4)

110 中山泰雄・大高政浩・矢鳴虎夫

FORMAT文をまとめてプログラムの最後に書くよう 1｜「・「一川 11…… II l：llll；1

こアパけロロロヨロエロエロアヤセコニニじコじコバ

に指導するとよい。 1・一・・・・・…一二言：1器1

ぺじロコむいぱヒロほヨロホづけコいロよロふリハロカロにりじロロ個1行の平均畏さはaで40カラム，cが30カラム、 b， 1＿H 〔．、一、自…、II、，．，、．，、、．＿1、．，、、…ll：11；ll エちこいニニ

d，・は20カラム醗である・コ・ントカ「丁寧である i ……：：ll：㍑㍑lll iiiiiiii

ヒらにロいほビロロロロれけニレロじロにブロはじと畏くなる。尚TSS端末からの平均入力調査でもこ； 1、1川、．1．1、一．，。．．、．、＿、＿，．．，、、 ll：跳ヒてロりいほらパけけエれまロけリオロいぼじぴロロぼの値は40カラム程度であった。 l l m巳 Ll1二叫亀II咀 uc い訓㎏【LH【t lll治l l ［5臼■ 1 1・，85U 膓」一呵 ♪ ・° ｛哨岨餉・tコ・【：匂1。7臼

じ」白」口〜10

にルロノむべロゆしトパリヒネしロいロモいロリのもコユロほほコじロはねロ

4．評価採点 i 烈；ぽ瓢1・1：跳ぽ∵iiiiiii

こ一1．‥7「 °− 「− 「ト・・一・一凸凸一㊥←一一7・… ・… ‥・一・一・・一一一・一一・一一一一、≒ nC｝む

にロロはバリ

4．1怖騨・：：1：：：∵1…∵Lf 』° ll；一・一・・− iiiiiiii

びロエえばチゆいいエコロロいコロユ前章で示した統計結果等を考慮し，採点条件の重み，く，、、1、，、．眠，、il1llll拙言ll，1㍑1織1；ll；：ll！・llll賠1 しロよロリユのいロペエユヤユハコロばよしゃロソピロいロフトロ

許容債限界値等のパラメータを漣した。それらの値」：1：1 鰐ii：。＿＿＿．．。＿1、 iiiiiiii

ヨじロゆじにロロはロを表2に示す。， °問゜已 L 輌；三：謂1：i漂：：lll；：1漂㍑：；；：1ゴ；；言識言㌫ 1跳i認ホかロエロドピほユエロロロパエトロナリユロロばれエロセコむフゆえゆ

4．2採点例一＿．1，．〔…一・…一・− iiiiiiii

ロロロいヨパコかパロじいロ

表2の基準により学生の採点を行うが，ここである学、即別勒1 ，、1、M、＿，、、，掴1、＿＿，、llllllll

にロユしロけぽべじロまほタロけユりしロいコはトコロ

生のスタイル上良好とはいえないレポートブ・グラムと i i：｛il懸il：1；1蕊：：1：iiiiiiii

にロロエコパエトオロリロロぽトコリマドパロロコロぼ

IMSLの1サプルーチンを対象としての採点を示す。プ 1 h・。・L・、， ll：il；ll

こロトよいロロりオいヨノおロコゆハは

・グ弘を比較すると．レポートではコメントカ・僅か2 1＿＿，一一1：！・一… iii罵

ニしセむロヨコヨよれうニリトほ

行であり．IMSLではプログラムの頭部に内容の説明；；；∴自．、．、［1：llllI

スエエコエロヘロロかよユ

があり注な処理単位ごとにそれぞれコメントがつけて 1。：：．患・；㌦一一 iiiiiiii

コユにいロコロエかロロり

ある。DO文についてみると，前者は全く字下げがな 1ll由 1；：lllll く・後者ではきちんと字下げが行われている。又ラベル図＿1 1MSLサゴルーチンソース

のシーケンスもレポートでは不十分である。変数名の長プログラムの例さもレポートでは1．54，IMSLでは3．64と大きく差が

生じている。

図・−1がIMSLサプルーチンの1例，図一2がレの間である。空行の割合もaが4・1点， bが0・9，そのポートの例である。図一3が1MSLの採点結果，図一4 他は0．4前後である・

はレポートの採点結果である。 DO文での字下げではa， eが18点bが12点， c， d 4．3評伍の統計では0である。組込関数では．c， dでは2点aは1．6 5つのグループについて，この採点基準を適用した1 点bは0．5点，eは0点であり．いずれも組込閲数を余例を図一5，6に示す。IMSLでは大半が80点前後でり使用していない。変数名の長さでは， aが9．1点． b あるがテキストの解答例では，かなり低い値である。が7．0点，c， eが5．5点前後， dが2．8点である。ラペ

これは，最初の非常に短い解答も全てデータとしたのがルのシーケンスではaは満点（5．mであるがb， c，

大きな理由である。各項目の得点でみると，コメント行 dでは2．2点前後である。eは0．2点でほとんど得点がなの割合では，aが平均12点であり，その他は0から0．4 い。総合得点ではaは71点， bは31点， cは28点． d は17点eは48点である。この差の要因は項目2．4．7．10．

表・−2 評価基準である・したがって充分にコメントをつけlDO文で

卵重み下四許醐上限の字下ぽ変数名を意味のあ鑓さとする・知グラム

1・蝋川．、・。・ 5・．。o ・弧oo 500．ロ0 5・・．卯の1つのモジュールを短くする等、で高得点となる。即

コロパロこロリロのうハロコロロロオロロコらロロコらロロぐヨロ

i：1；i！：ll：：コ謡： 1：器呂濫継1 1：器ちプログラムのスタイル上での改良が行える事となる。

ちエアロロサコロニロロロきロロロちロオロロ

；1瓢織；：l i；：器！：ll ll闘 1紹l ll：器尚全体の総平均は，40点，最低点は4．3点であった。

8 則岡VA ．．．．口0 5』0 ｝0』0 うO・OO 叩帥

9 O〒0卓．．，． ●m．叩印．OO 70』0 500．00 500』0

1コ VL【●F問．． 1，．口 20．OO 50．OO ，回0．00 ？OO OO キ1 i晶〒匡巽0，．． 5』O O． O O．，0 1．ロロ 1．00 η 川」…向亡Lr．．う．OC 1 ．00 15．00 口・ロロ 50・00

(5)

CEX口 HEASURE PO川丁5

c；；灘1離illl二幽……ミ1灘；講lil iil

10 L（1）＝O

DO ll l．1，N TOIAL POエ1↓T・ 15．72

CALL GR

A＝FLOAT（川 ∫10000．0 図一4 図一2のプログラムの採点

SUI仁SUI軒A 結果

J＝10毒A41 L（J）＝L（J）†1

11 cor」丁INUE

．DOO

⁻ ^{5＿ロoo エ}

0 1 H二SUト1／FLOAτ（H） 5．000− 10．000 工 0 1 L！RITE（6，601） H lo．000− @15．ODD I O I

601F・R・・1＾τ（1H，・HEIKIH・・，FIZ．6）；；二；8；：；；：lll｝1｛

URITE（6，620） 25・000− 30．OOO 1 凸

¹

62・F。Rl帽（1・い・BUI1・ATSU B田・PUI） i；1；ll：i；：；8；1；｝

1r∫RITE（6，602） L c．ooo − 45．ooo 1 1 1．

60Z FonHA丁｛111 ，10工5）〔L5．000 − 50．000 1 3 1■●・

GOTO1 ；呈：呂器：三呂：呂81｛；i：：：：：：°

EHD 60・Oロo − 65・000 1

8 1．■且；亘1亀■

SUBROUTINE 6R 65・ooo − 70唱000 1 1D I●・■■宜重・享・■

CO刊卜10r↓田〆Nr1 ；1：呂呂8：；言：呂器li｝｛：：：：：：：：：：：：：1：：：：：：：：．、．

ト1＝2主n1 日O．OOO − 85・O〔］0 1 8 1■田章・．・■■

nlJ＝140D【H，10皐倉4）日5・OOO − 00・OOO I 8 1・．■・工島●■

N1＝国r｛；！：1｝91 ：1：；：呂呂8 ： 8 ｛

RETURH 酬D

図一5 1MSLの評価点のヒストグ図一2 良くないプログラムの倒ラム

・OOO

⁻5．000

¹

^{1 工富}

5・000

⁻

10・001ユ 1 6 ^{エ章皐宝富書富} 10・000

⁻

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¹

^{6 工京卑章障墳章}

15．000

⁻

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¹

^{6 工富富富富宰富}

HEASURE POIN「「S 20．000 ● 25 OOO I g I牢牢培牢享■富富宝 25・000

⁻

30●000 ^1 7 ^{1意寧牢富牢竃卑} 1 HAI■LSENT 68・000000 ．45 30・000 − ］55■000 1 11 1享■富■宮富富富富富牢 2 RATE…CH門T ・602941 14・78 ヨ5・000 ■ 40．000 1 14 1章享竃章竃オ竃車丘＊意意古古ヨ RATEBLHK ●161765 5」00 40・000 − 45■000 1 7 1意オ牢富章＊牢

」L RA1』EIND 1．00｛〕000 20＿00

45．000 − 50・000

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5 RATESU日 1．00000［］ 5・00 50■000 ■ 55■000 1 4 1‡車卑享 6 ｝JU卜1FUN（： ■000000 、〔〕0 55・000 − 60・000 1 4 工富章牢オ 7 AuLENVAR 3．63｛18B8 13．19 60．000 − 65・000 1 0 工 8 NUト1UARS コ6．000000 5．00 65・000 − 70白000 1 1 1享 9 N（三〇TO ●0000〔〕0 ・00 70・000 − 75−000 1 0 1 10 AuLENPRO 68．000000 「5・00 75・000 − 80■000 1 0 1 1「 RATESEQ 1・000000 5・00 80・000 ■ 85・000 ^{1 0 工} 12 AVLEHCLH 39．77gl」04 5白00 85．Ol］0 − 90●000 1 0 1 90．000 − 95・000 1 0 1 TOTAし POIHT ＝ 88．42 95・000 −100・000 1 0 1

図一3 1書一1のプログラムの採点図＿6 教科書解答の評価点ヒスト

結果グラム

(6)

lI2 中山泰雄・大高政浩・矢鳴虎夫

5．使用法 6．結び

このツールは，システムに登録されると，簡単に使用採点ツールとしては，今後FORTRAN 77を対象とし出来る。教官の採点では必要な場合，クラス全体の統計た拡張も考えているが，それとともに，採点結果からス結果も出力可能である。学生自身が利用する場合では，タイルの改良点を指導するメッセージを示す診断ッール次の方法によリソースリストと採点結果が出力される。とする予定である。又プログラムの複雑性（例えば

！FSAITEN file名ret Ha』eadの計算値）等も併せて表示する総合評価シスここでme名はデバッグの終ロたエラーの無いFOR・テムへの発展も検討中である。終に学生の演習レポート TRANソースプログラムのファイル名である。教官のを提供していただいた本学電子工学科上松助教授に感謝採点時には問題の内容に応じて各項目の重みを変えるべします。

日立製作所大 高 政 浩情報処理教育センター矢鳴虎夫