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Python
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Python
# -*- mode: python -*-
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# -*- coding: utf-8 -*-
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# Gestion scolarite IUT
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# Copyright (c) 1999 - 2022 Emmanuel Viennet. All rights reserved.
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# This program is free software; you can redistribute it and/or modify
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# it under the terms of the GNU General Public License as published by
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# the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
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# (at your option) any later version.
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# This program is distributed in the hope that it will be useful,
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# but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
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# MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
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# GNU General Public License for more details.
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# You should have received a copy of the GNU General Public License
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# along with this program; if not, write to the Free Software
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# Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA
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# Emmanuel Viennet emmanuel.viennet@viennet.net
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"""Fonctions de calcul des moyennes d'UE (classiques ou BUT)
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"""
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import numpy as np
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import pandas as pd
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from app import db
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from app import models
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from app.models import UniteEns, Module, ModuleImpl, ModuleUECoef
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from app.comp import moy_mod
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from app.models.formsemestre import FormSemestre
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from app.scodoc import sco_codes_parcours
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|
from app.scodoc.sco_utils import ModuleType
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def df_load_module_coefs(formation_id: int, semestre_idx: int = None) -> pd.DataFrame:
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"""Charge les coefs APC des modules de la formation pour le semestre indiqué.
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|
En APC, ces coefs lient les modules à chaque UE.
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Résultat: (module_coefs_df, ues, modules)
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DataFrame rows = UEs, columns = modules, value = coef.
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Considère toutes les UE (sauf sport) et modules du semestre.
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Les coefs non définis (pas en base) sont mis à zéro.
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|
Si semestre_idx None, prend toutes les UE de la formation.
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"""
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ues = (
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|
UniteEns.query.filter_by(formation_id=formation_id)
|
|
.filter(UniteEns.type != sco_codes_parcours.UE_SPORT)
|
|
.order_by(UniteEns.semestre_idx, UniteEns.numero, UniteEns.acronyme)
|
|
)
|
|
modules = (
|
|
Module.query.filter_by(formation_id=formation_id)
|
|
.filter(
|
|
(Module.module_type == ModuleType.RESSOURCE)
|
|
| (Module.module_type == ModuleType.SAE)
|
|
| (
|
|
(Module.ue_id == UniteEns.id)
|
|
& (UniteEns.type == sco_codes_parcours.UE_SPORT)
|
|
)
|
|
)
|
|
.order_by(
|
|
Module.semestre_id, Module.module_type.desc(), Module.numero, Module.code
|
|
)
|
|
)
|
|
if semestre_idx is not None:
|
|
ues = ues.filter_by(semestre_idx=semestre_idx)
|
|
modules = modules.filter_by(semestre_id=semestre_idx)
|
|
ues = ues.all()
|
|
modules = modules.all()
|
|
ue_ids = [ue.id for ue in ues]
|
|
module_ids = [module.id for module in modules]
|
|
module_coefs_df = pd.DataFrame(columns=module_ids, index=ue_ids, dtype=float)
|
|
query = (
|
|
db.session.query(ModuleUECoef)
|
|
.filter(UniteEns.formation_id == formation_id)
|
|
.filter(ModuleUECoef.ue_id == UniteEns.id)
|
|
)
|
|
if semestre_idx is not None:
|
|
query = query.filter(UniteEns.semestre_idx == semestre_idx)
|
|
|
|
for mod_coef in query:
|
|
if mod_coef.module_id in module_coefs_df:
|
|
module_coefs_df[mod_coef.module_id][mod_coef.ue_id] = mod_coef.coef
|
|
# silently ignore coefs associated to other modules (ie when module_type is changed)
|
|
|
|
module_coefs_df.fillna(value=0, inplace=True)
|
|
|
|
return module_coefs_df, ues, modules
|
|
|
|
|
|
def df_load_modimpl_coefs(
|
|
formsemestre: models.FormSemestre, ues=None, modimpls=None
|
|
) -> pd.DataFrame:
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|
"""Charge les coefs APC des modules du formsemestre indiqué.
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|
|
Comme df_load_module_coefs mais prend seulement les UE
|
|
et modules du formsemestre.
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|
Si ues et modimpls sont None, prend tous ceux du formsemestre.
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|
Résultat: (module_coefs_df, ues, modules)
|
|
DataFrame rows = UEs (avec bonus), columns = modimpl, value = coef.
|
|
"""
|
|
if ues is None:
|
|
ues = formsemestre.query_ues().all()
|
|
ue_ids = [x.id for x in ues]
|
|
if modimpls is None:
|
|
modimpls = formsemestre.modimpls_sorted
|
|
modimpl_ids = [x.id for x in modimpls]
|
|
mod2impl = {m.module.id: m.id for m in modimpls}
|
|
modimpl_coefs_df = pd.DataFrame(columns=modimpl_ids, index=ue_ids, dtype=float)
|
|
mod_coefs = (
|
|
db.session.query(ModuleUECoef)
|
|
.filter(ModuleUECoef.module_id == ModuleImpl.module_id)
|
|
.filter(ModuleImpl.formsemestre_id == formsemestre.id)
|
|
)
|
|
|
|
for mod_coef in mod_coefs:
|
|
modimpl_coefs_df[mod2impl[mod_coef.module_id]][mod_coef.ue_id] = mod_coef.coef
|
|
modimpl_coefs_df.fillna(value=0, inplace=True)
|
|
return modimpl_coefs_df, ues, modimpls
|
|
|
|
|
|
def notes_sem_assemble_cube(modimpls_notes: list[pd.DataFrame]) -> np.ndarray:
|
|
"""Réuni les notes moyennes des modules du semestre en un "cube"
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|
|
|
modimpls_notes : liste des moyennes de module
|
|
(DataFrames rendus par compute_module_moy, (etud x UE))
|
|
Resultat: ndarray (etud x module x UE)
|
|
"""
|
|
assert len(modimpls_notes)
|
|
modimpls_notes_arr = [df.values for df in modimpls_notes]
|
|
modimpls_notes = np.stack(modimpls_notes_arr)
|
|
# passe de (mod x etud x ue) à (etud x mod x ue)
|
|
return modimpls_notes.swapaxes(0, 1)
|
|
|
|
|
|
def notes_sem_load_cube(formsemestre: FormSemestre) -> tuple:
|
|
"""Construit le "cube" (tenseur) des notes du semestre.
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|
Charge toutes les notes (sql), calcule les moyennes des modules
|
|
et assemble le cube.
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|
etuds: tous les inscrits au semestre (avec dem. et def.)
|
|
modimpls: _tous_ les modimpls de ce semestre (y compris bonus sport)
|
|
UEs: toutes les UE du semestre (même si pas d'inscrits) SAUF le sport.
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|
|
|
Attention: la liste des modimpls inclut les modules des UE sport, mais
|
|
elles ne sont pas dans la troisième dimension car elles n'ont pas de
|
|
"moyenne d'UE".
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|
Résultat:
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|
sem_cube : ndarray (etuds x modimpls x UEs)
|
|
modimpls_evals_poids dict { modimpl.id : evals_poids }
|
|
modimpls_results dict { modimpl.id : ModuleImplResultsAPC }
|
|
"""
|
|
modimpls_results = {}
|
|
modimpls_evals_poids = {}
|
|
modimpls_notes = []
|
|
for modimpl in formsemestre.modimpls_sorted:
|
|
mod_results = moy_mod.ModuleImplResultsAPC(modimpl)
|
|
evals_poids, _ = moy_mod.load_evaluations_poids(modimpl.id)
|
|
etuds_moy_module = mod_results.compute_module_moy(evals_poids)
|
|
modimpls_results[modimpl.id] = mod_results
|
|
modimpls_notes.append(etuds_moy_module)
|
|
if len(modimpls_notes):
|
|
cube = notes_sem_assemble_cube(modimpls_notes)
|
|
else:
|
|
nb_etuds = formsemestre.etuds.count()
|
|
cube = np.zeros((nb_etuds, 0, 0), dtype=float)
|
|
return (
|
|
cube,
|
|
modimpls_evals_poids,
|
|
modimpls_results,
|
|
)
|
|
|
|
|
|
def compute_ue_moys_apc(
|
|
sem_cube: np.array,
|
|
etuds: list,
|
|
modimpls: list,
|
|
ues: list,
|
|
modimpl_inscr_df: pd.DataFrame,
|
|
modimpl_coefs_df: pd.DataFrame,
|
|
) -> pd.DataFrame:
|
|
"""Calcul de la moyenne d'UE en mode APC (BUT).
|
|
La moyenne d'UE est un nombre (note/20), ou NI ou NA ou ERR
|
|
NI non inscrit à (au moins un) module de cette UE
|
|
NA pas de notes disponibles
|
|
ERR erreur dans une formule utilisateur. [XXX pas encore gérées ici]
|
|
|
|
sem_cube: notes moyennes aux modules
|
|
ndarray (etuds x modimpls x UEs)
|
|
(floats avec des NaN)
|
|
etuds : liste des étudiants (dim. 0 du cube)
|
|
modimpls : liste des modules à considérer (dim. 1 du cube)
|
|
ues : liste des UE (dim. 2 du cube)
|
|
modimpl_inscr_df: matrice d'inscription du semestre (etud x modimpl)
|
|
modimpl_coefs_df: matrice coefficients (UE x modimpl), sans UEs bonus sport
|
|
|
|
Résultat: DataFrame columns UE (sans sport), rows etudid
|
|
"""
|
|
nb_etuds, nb_modules, nb_ues_no_bonus = sem_cube.shape
|
|
nb_ues_tot = len(ues)
|
|
assert len(modimpls) == nb_modules
|
|
if nb_modules == 0 or nb_etuds == 0:
|
|
return pd.DataFrame(
|
|
index=modimpl_inscr_df.index, columns=modimpl_coefs_df.index
|
|
)
|
|
assert len(etuds) == nb_etuds
|
|
assert modimpl_inscr_df.shape[0] == nb_etuds
|
|
assert modimpl_inscr_df.shape[1] == nb_modules
|
|
assert modimpl_coefs_df.shape[0] == nb_ues_no_bonus
|
|
assert modimpl_coefs_df.shape[1] == nb_modules
|
|
modimpl_inscr = modimpl_inscr_df.values
|
|
modimpl_coefs = modimpl_coefs_df.values
|
|
|
|
# Duplique les inscriptions sur les UEs non bonus:
|
|
modimpl_inscr_stacked = np.stack([modimpl_inscr] * nb_ues_no_bonus, axis=2)
|
|
# Enlève les NaN du numérateur:
|
|
# si on veut prendre en compte les modules avec notes neutralisées ?
|
|
sem_cube_no_nan = np.nan_to_num(sem_cube, nan=0.0)
|
|
|
|
# Ne prend pas en compte les notes des étudiants non inscrits au module:
|
|
# Annule les notes:
|
|
sem_cube_inscrits = np.where(modimpl_inscr_stacked, sem_cube_no_nan, 0.0)
|
|
# Annule les coefs des modules où l'étudiant n'est pas inscrit:
|
|
modimpl_coefs_etuds = np.where(
|
|
modimpl_inscr_stacked, np.stack([modimpl_coefs.T] * nb_etuds), 0.0
|
|
)
|
|
# Annule les coefs des modules NaN
|
|
modimpl_coefs_etuds_no_nan = np.where(np.isnan(sem_cube), 0.0, modimpl_coefs_etuds)
|
|
#
|
|
# Version vectorisée
|
|
#
|
|
etud_moy_ue = np.sum(
|
|
modimpl_coefs_etuds_no_nan * sem_cube_inscrits, axis=1
|
|
) / np.sum(modimpl_coefs_etuds_no_nan, axis=1)
|
|
return pd.DataFrame(
|
|
etud_moy_ue,
|
|
index=modimpl_inscr_df.index, # les etudids
|
|
columns=modimpl_coefs_df.index, # les UE sans les UE bonus sport
|
|
)
|
|
|
|
|
|
def compute_ue_moys_classic(
|
|
formsemestre: FormSemestre,
|
|
sem_matrix: np.array,
|
|
ues: list,
|
|
modimpl_inscr_df: pd.DataFrame,
|
|
modimpl_coefs: np.array,
|
|
modimpl_mask: np.array,
|
|
) -> tuple[pd.Series, pd.DataFrame, pd.DataFrame]:
|
|
"""Calcul de la moyenne d'UE en mode classique.
|
|
La moyenne d'UE est un nombre (note/20), ou NI ou NA ou ERR
|
|
NI non inscrit à (au moins un) module de cette UE
|
|
NA pas de notes disponibles
|
|
ERR erreur dans une formule utilisateur. [XXX pas encore gérées ici]
|
|
|
|
L'éventuel bonus sport n'est PAS appliqué ici.
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|
|
Le masque modimpl_mask est un tableau de booléens (un par modimpl) qui
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|
permet de sélectionner un sous-ensemble de modules (SAEs, tout sauf sport, ...).
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|
|
sem_matrix: notes moyennes aux modules (tous les étuds x tous les modimpls)
|
|
ndarray (etuds x modimpls)
|
|
(floats avec des NaN)
|
|
etuds : listes des étudiants (dim. 0 de la matrice)
|
|
ues : liste des UE du semestre
|
|
modimpl_inscr_df: matrice d'inscription du semestre (etud x modimpl)
|
|
modimpl_coefs: vecteur des coefficients de modules
|
|
modimpl_mask: masque des modimpls à prendre en compte
|
|
|
|
Résultat:
|
|
- moyennes générales: pd.Series, index etudid
|
|
- moyennes d'UE: DataFrame columns UE, rows etudid
|
|
- coefficients d'UE: DataFrame, columns UE, rows etudid
|
|
les coefficients effectifs de chaque UE pour chaque étudiant
|
|
(sommes de coefs de modules pris en compte)
|
|
"""
|
|
# Restreint aux modules sélectionnés:
|
|
sem_matrix = sem_matrix[:, modimpl_mask]
|
|
modimpl_inscr = modimpl_inscr_df.values[:, modimpl_mask]
|
|
modimpl_coefs = modimpl_coefs[modimpl_mask]
|
|
|
|
nb_etuds, nb_modules = sem_matrix.shape
|
|
assert len(modimpl_coefs) == nb_modules
|
|
nb_ues = len(ues)
|
|
|
|
# Enlève les NaN du numérateur:
|
|
sem_matrix_no_nan = np.nan_to_num(sem_matrix, nan=0.0)
|
|
# Ne prend pas en compte les notes des étudiants non inscrits au module:
|
|
# Annule les notes:
|
|
sem_matrix_inscrits = np.where(modimpl_inscr, sem_matrix_no_nan, 0.0)
|
|
# Annule les coefs des modules où l'étudiant n'est pas inscrit:
|
|
modimpl_coefs_etuds = np.where(
|
|
modimpl_inscr, np.stack([modimpl_coefs.T] * nb_etuds), 0.0
|
|
)
|
|
# Annule les coefs des modules NaN (nb_etuds x nb_mods)
|
|
modimpl_coefs_etuds_no_nan = np.where(
|
|
np.isnan(sem_matrix), 0.0, modimpl_coefs_etuds
|
|
)
|
|
# Calcul des moyennes générales:
|
|
with np.errstate(invalid="ignore"): # ignore les 0/0 (-> NaN)
|
|
etud_moy_gen = np.sum(
|
|
modimpl_coefs_etuds_no_nan * sem_matrix_inscrits, axis=1
|
|
) / np.sum(modimpl_coefs_etuds_no_nan, axis=1)
|
|
etud_moy_gen_s = pd.Series(etud_moy_gen, index=modimpl_inscr_df.index)
|
|
# Calcul des moyennes d'UE
|
|
ue_modules = np.array(
|
|
[[m.module.ue == ue for m in formsemestre.modimpls_sorted] for ue in ues]
|
|
)[..., np.newaxis][:, modimpl_mask, :]
|
|
modimpl_coefs_etuds_no_nan_stacked = np.stack(
|
|
[modimpl_coefs_etuds_no_nan.T] * nb_ues
|
|
)
|
|
# nb_ue x nb_etuds x nb_mods : coefs prenant en compte NaN et inscriptions
|
|
coefs = (modimpl_coefs_etuds_no_nan_stacked * ue_modules).swapaxes(1, 2)
|
|
with np.errstate(invalid="ignore"): # ignore les 0/0 (-> NaN)
|
|
etud_moy_ue = (
|
|
np.sum(coefs * sem_matrix_inscrits, axis=2) / np.sum(coefs, axis=2)
|
|
).T
|
|
etud_moy_ue_df = pd.DataFrame(
|
|
etud_moy_ue, index=modimpl_inscr_df.index, columns=[ue.id for ue in ues]
|
|
)
|
|
etud_coef_ue_df = pd.DataFrame(
|
|
coefs.sum(axis=2).T,
|
|
index=modimpl_inscr_df.index, # etudids
|
|
columns=[ue.id for ue in ues],
|
|
)
|
|
return etud_moy_gen_s, etud_moy_ue_df, etud_coef_ue_df
|