An Analysis on the Applicability of Meta-Heuristic Searching Techniques for Automated Test Data Generation in Automatic Programming Assessment

Abstract

حظي تقييم البرمجة التلقائي (APA) بالكثير من الاهتمام بين الباحثين بشكل أساسي لدعم الدرجات الآلية ووضع علامات على المهامالمكلف بادائها الطلاب أو التدريبات بشكل منهجي. يتم تعريف APA بشكل شائع كطريقة يمكن أن تعزز الدقة والكفاءة والاتساق وكذلك تقديمملاحظات فورية لحلول للطلاب. في تحقيق APA ، تعد عملية إنشاء بيانات الاختبار مهمة للغاية وذلك لإجراء اختبار ديناميكي لمهمةالطلاب. في مجال اختبار البرمجيات ، أوضحت العديد من الأبحاث التي تركز على توليد بيانات الاختبار نجاح اعتماد تقنيات البحث الفوقية(MHST) من أجل تعزيز إجراءات استنباط بيانات الاختبار المناسبة للاختبار الفعال. ومع ذلك، فإن الأبحاث التي أجريت على APA حتىالآن لم تستغل بعد التقنيات المفيدة لتشمل تغطية اختبار جودة برنامج أفضل. لذلك ، أجرت هذه الدراسة تقييماً مقارنا لتحديد أي تقنية بحثفوقي قابلة للتطبيق لدعم كفاءة توليد بيانات الاختبار الآلي (ATDG) في تنفيذ اختبار وظيفي ديناميكي. في تقييم البرمجة التلقائي يتم تضمينالعديد من تقنيات البحث الفوقية الحديثة في التقييم المقارن الذي يجمع بين كل من خوارزميات البحث المحلية والعالمية من عام 2000 حتىعام 2018 .تشير نتيجة هذه الدراسة إلى أن تهجين Cuckoo Search مع Tabu Search و lévy flight كواحدة من طرق البحث الفوقية الواعدةليتم تطبيقها ، حيث أنه يتفوق على الطرق الفوقية الأخرى فيما يتعلق بعدد التكرارات ونطاق المدخلات.Automatic Programming Assessment (APA) has been gaining lots of attention among researchers mainly to support automated grading and marking of students’ programming assignments or exercises systematically. APA is commonly identified as a method that can enhance accuracy, efficiency and consistency as well as providing instant feedback on students’ programming solutions. In achieving APA, test data generation process is very important so as to perform a dynamic testing on students’ assignment. In software testing field, many researches that focus on test data generation have demonstrated the successful of adoption of Meta-Heuristic Search Techniques (MHST) so as to enhance the procedure of deriving adequate test data for efficient testing. Nonetheless, thus far the researches on APA have not yet usefully exploited the techniques accordingly to include a better quality program testing coverage. Therefore, this study has conducted a comparative evaluation to identify any applicable MHST to support efficient Automated Test Data Generation (ATDG) in executing a dynamic-functional testing in APA. Several recent MHST are included in the comparative evaluation combining both the local and global search algorithms ranging from the year of 2000 until 2018. Result of this study suggests that the hybridization of Cuckoo Search with Tabu Search and lévy flight as one of promising MHST to be applied, as it’s outperforms other MHST with regards to number of iterations and range of inputs