# -*- mode: python -*- # -*- coding: utf-8 -*- ############################################################################## # # Gestion scolarite IUT # # Copyright (c) 1999 - 2021 Emmanuel Viennet. All rights reserved. # # This program is free software; you can redistribute it and/or modify # it under the terms of the GNU General Public License as published by # the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or # (at your option) any later version. # # This program is distributed in the hope that it will be useful, # but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of # MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the # GNU General Public License for more details. # # You should have received a copy of the GNU General Public License # along with this program; if not, write to the Free Software # Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA # # Emmanuel Viennet emmanuel.viennet@viennet.net # ############################################################################## """Fonctions de calcul des moyennes de modules (modules, ressources ou SAÉ) Pour les formations classiques et le BUT Rappel: pour éviter les confusions, on appelera *poids* les coefficients d'une évaluation dans un module, et *coefficients* ceux utilisés pour le calcul de la moyenne générale d'une UE. """ from dataclasses import dataclass import numpy as np import pandas as pd from app import db from app.models import ModuleImpl, Evaluation, EvaluationUEPoids from app.scodoc import sco_utils as scu @dataclass class EvaluationEtat: """Classe pour stocker quelques infos sur les résultats d'une évaluation""" evaluation_id: int nb_attente: int is_complete: bool class ModuleImplResults: """Classe commune à toutes les formations (standard et APC). Les notes des étudiants d'un moduleimpl. Les poids des évals sont à part car on en a besoin sans les notes pour les tableaux de bord. Les attributs sont tous des objets simples cachables dans Redis; les caches sont gérés par ResultatsSemestre. """ def __init__(self, moduleimpl: ModuleImpl): self.moduleimpl_id = moduleimpl.id self.module_id = moduleimpl.module.id self.etudids = None "liste des étudiants inscrits au SEMESTRE" self.nb_inscrits_module = None "nombre d'inscrits (non DEM) au module" self.evaluations_completes = [] "séquence de booléens, indiquant les évals à prendre en compte." self.evaluations_etat = {} "{ evaluation_id: EvaluationEtat }" # self.evals_notes = None """DataFrame, colonnes: EVALS, Lignes: etudid valeur: notes brutes, float ou NOTES_ATTENTE, NOTES_NEUTRALISE, NOTES_ABSENCE. Les NaN désignent les notes manquantes (non saisies). """ self.etuds_moy_module = None """DataFrame, colonnes UE, lignes etud = la note de l'étudiant dans chaque UE pour ce module. ou NaN si les évaluations (dans lesquelles l'étudiant a des notes) ne donnent pas de coef vers cette UE. """ self.load_notes() def load_notes(self): # ré-écriture de df_load_modimpl_notes """Charge toutes les notes de toutes les évaluations du module. Dataframe evals_notes colonnes: le nom de la colonne est l'evaluation_id (int) index (lignes): etudid (int) L'ensemble des étudiants est celui des inscrits au SEMESTRE. Les notes sont "brutes" (séries de floats) et peuvent prendre les valeurs: note : float (valeur enregistrée brute, NON normalisée sur 20) pas de note: NaN (rien en bd, ou étudiant non inscrit au module) absent: NOTES_ABSENCE (NULL en bd) excusé: NOTES_NEUTRALISE (voir sco_utils) attente: NOTES_ATTENTE Évaluation "complete" (prise en compte dans les calculs) si: - soit tous les étudiants inscrits au module ont des notes - soit elle a été déclarée "à prise ne compte immédiate" (publish_incomplete) Évaluation "attente" (prise en compte dans les calculs, mais il y manque des notes) ssi il y a des étudiants inscrits au semestre et au module qui ont des notes ATT. """ moduleimpl = ModuleImpl.query.get(self.moduleimpl_id) self.etudids = self._etudids() # --- Calcul nombre d'inscrits pour déterminer les évaluations "completes": # on prend les inscrits au module ET au semestre (donc sans démissionnaires) inscrits_module = {ins.etud.id for ins in moduleimpl.inscriptions}.intersection( self.etudids ) self.nb_inscrits_module = len(inscrits_module) # dataFrame vide, index = tous les inscrits au SEMESTRE evals_notes = pd.DataFrame(index=self.etudids, dtype=float) self.evaluations_completes = [] for evaluation in moduleimpl.evaluations: eval_df = self._load_evaluation_notes(evaluation) # is_complete ssi tous les inscrits (non dem) au semestre ont une note # ou évaluaton déclarée "à prise en compte immédiate" is_complete = ( len(set(eval_df.index).intersection(self.etudids)) == self.nb_inscrits_module ) or evaluation.publish_incomplete # immédiate self.evaluations_completes.append(is_complete) # NULL en base => ABS (= -999) eval_df.fillna(scu.NOTES_ABSENCE, inplace=True) # Ce merge ne garde que les étudiants inscrits au module # et met à NULL les notes non présentes # (notes non saisies ou etuds non inscrits au module): evals_notes = evals_notes.merge( eval_df, how="left", left_index=True, right_index=True ) # Notes en attente: (on prend dans evals_notes pour ne pas avoir les dem.) nb_att = sum(evals_notes[str(evaluation.id)] == scu.NOTES_ATTENTE) self.evaluations_etat[evaluation.id] = EvaluationEtat( evaluation_id=evaluation.id, nb_attente=nb_att, is_complete=is_complete ) # Force columns names to integers (evaluation ids) evals_notes.columns = pd.Int64Index( [int(x) for x in evals_notes.columns], dtype="int" ) self.evals_notes = evals_notes def _load_evaluation_notes(self, evaluation: Evaluation) -> pd.DataFrame: """Charge les notes de l'évaluation Resultat: dataframe, index: etudid ayant une note, valeur: note brute. """ eval_df = pd.read_sql_query( """SELECT n.etudid, n.value AS "%(evaluation_id)s" FROM notes_notes n, notes_moduleimpl_inscription i WHERE evaluation_id=%(evaluation_id)s AND n.etudid = i.etudid AND i.moduleimpl_id = %(moduleimpl_id)s """, db.engine, params={ "evaluation_id": evaluation.id, "moduleimpl_id": evaluation.moduleimpl.id, }, index_col="etudid", ) eval_df[str(evaluation.id)] = pd.to_numeric(eval_df[str(evaluation.id)]) return eval_df def _etudids(self): """L'index du dataframe est la liste des étudiants inscrits au semestre, sans les démissionnaires. """ return [ e.etudid for e in ModuleImpl.query.get(self.moduleimpl_id).formsemestre.get_inscrits( include_dem=False ) ] def get_evaluations_coefs(self, moduleimpl: ModuleImpl) -> np.array: """Coefficients des évaluations, met à zéro ceux des évals incomplètes. Résultat: 2d-array of floats, shape (nb_evals, 1) """ return ( np.array( [e.coefficient for e in moduleimpl.evaluations], dtype=float, ) * self.evaluations_completes ).reshape(-1, 1) def get_eval_notes_sur_20(self, moduleimpl: ModuleImpl) -> np.array: """Les notes des évaluations, remplace les ATT, EXC, ABS, NaN par zéro et mets les notes sur 20. Résultat: 2d array of floats, shape nb_etuds x nb_evaluations """ return np.where( self.evals_notes.values > scu.NOTES_ABSENCE, self.evals_notes.values, 0.0 ) / [e.note_max / 20.0 for e in moduleimpl.evaluations] class ModuleImplResultsAPC(ModuleImplResults): "Calcul des moyennes de modules à la mode BUT" def compute_module_moy( self, evals_poids_df: pd.DataFrame, ) -> pd.DataFrame: """Calcule les moyennes des étudiants dans ce module Argument: evals_poids: DataFrame, colonnes: UEs, Lignes: EVALs Résultat: DataFrame, colonnes UE, lignes etud = la note de l'étudiant dans chaque UE pour ce module. ou NaN si les évaluations (dans lesquelles l'étudiant a des notes) ne donnent pas de coef vers cette UE. """ moduleimpl = ModuleImpl.query.get(self.moduleimpl_id) nb_etuds, nb_evals = self.evals_notes.shape nb_ues = evals_poids_df.shape[1] assert evals_poids_df.shape[0] == nb_evals # compat notes/poids if nb_etuds == 0: return pd.DataFrame(index=[], columns=evals_poids_df.columns) evals_coefs = self.get_evaluations_coefs(moduleimpl) evals_poids = evals_poids_df.values * evals_coefs # -> evals_poids shape : (nb_evals, nb_ues) assert evals_poids.shape == (nb_evals, nb_ues) evals_notes_20 = self.get_eval_notes_sur_20(moduleimpl) # Les poids des évals pour chaque étudiant: là où il a des notes # non neutralisées # (ABS n'est pas neutralisée, mais ATTENTE et NEUTRALISE oui) # Note: les NaN sont remplacés par des 0 dans evals_notes # et dans dans evals_poids_etuds # (rappel: la comparaison est toujours false face à un NaN) # shape: (nb_etuds, nb_evals, nb_ues) poids_stacked = np.stack([evals_poids] * nb_etuds) evals_poids_etuds = np.where( np.stack([self.evals_notes.values] * nb_ues, axis=2) > scu.NOTES_NEUTRALISE, poids_stacked, 0, ) # Calcule la moyenne pondérée sur les notes disponibles: evals_notes_stacked = np.stack([evals_notes_20] * nb_ues, axis=2) with np.errstate(invalid="ignore"): # ignore les 0/0 (-> NaN) etuds_moy_module = np.sum( evals_poids_etuds * evals_notes_stacked, axis=1 ) / np.sum(evals_poids_etuds, axis=1) self.etuds_moy_module = pd.DataFrame( etuds_moy_module, index=self.evals_notes.index, columns=evals_poids_df.columns, ) return self.etuds_moy_module def load_evaluations_poids( moduleimpl_id: int, default_poids=1.0 ) -> tuple[pd.DataFrame, list]: """Charge poids des évaluations d'un module et retourne un dataframe rows = evaluations, columns = UE, value = poids (float). Les valeurs manquantes (évaluations sans coef vers des UE) sont remplies par default_poids. Résultat: (evals_poids, liste de UE du semestre) """ modimpl = ModuleImpl.query.get(moduleimpl_id) evaluations = Evaluation.query.filter_by(moduleimpl_id=moduleimpl_id).all() ues = modimpl.formsemestre.query_ues(with_sport=False).all() ue_ids = [ue.id for ue in ues] evaluation_ids = [evaluation.id for evaluation in evaluations] evals_poids = pd.DataFrame(columns=ue_ids, index=evaluation_ids, dtype=float) for ue_poids in EvaluationUEPoids.query.join( EvaluationUEPoids.evaluation ).filter_by(moduleimpl_id=moduleimpl_id): evals_poids[ue_poids.ue_id][ue_poids.evaluation_id] = ue_poids.poids if default_poids is not None: evals_poids.fillna(value=default_poids, inplace=True) return evals_poids, ues def moduleimpl_is_conforme( moduleimpl, evals_poids: pd.DataFrame, modules_coefficients: pd.DataFrame ) -> bool: """Vérifie que les évaluations de ce moduleimpl sont bien conformes au PN. Un module est dit *conforme* si et seulement si la somme des poids de ses évaluations vers une UE de coefficient non nul est non nulle. Argument: evals_poids: DataFrame, colonnes: UEs, Lignes: EVALs """ nb_evals, nb_ues = evals_poids.shape if nb_evals == 0: return True # modules vides conformes if nb_ues == 0: return False # situation absurde (pas d'UE) if len(modules_coefficients) != nb_ues: raise ValueError("moduleimpl_is_conforme: nb ue incoherent") module_evals_poids = evals_poids.transpose().sum(axis=1).to_numpy() != 0 check = all( (modules_coefficients[moduleimpl.module_id].to_numpy() != 0) == module_evals_poids ) return check class ModuleImplResultsClassic(ModuleImplResults): "Calcul des moyennes de modules des formations classiques" def compute_module_moy(self) -> pd.Series: """Calcule les moyennes des étudiants dans ce module Résultat: Series, lignes etud = la note (moyenne) de l'étudiant pour ce module. ou NaN si les évaluations (dans lesquelles l'étudiant a des notes) ne donnent pas de coef. """ modimpl = ModuleImpl.query.get(self.moduleimpl_id) nb_etuds, nb_evals = self.evals_notes.shape if nb_etuds == 0: return pd.Series() evals_coefs = self.get_evaluations_coefs(modimpl).reshape(-1) assert evals_coefs.shape == (nb_evals,) evals_notes_20 = self.get_eval_notes_sur_20(modimpl) # Les coefs des évals pour chaque étudiant: là où il a des notes # non neutralisées # (ABS n'est pas neutralisée, mais ATTENTE et NEUTRALISE oui) # Note: les NaN sont remplacés par des 0 dans evals_notes # et dans dans evals_poids_etuds # (rappel: la comparaison est toujours False face à un NaN) # shape: (nb_etuds, nb_evals) coefs_stacked = np.stack([evals_coefs] * nb_etuds) evals_coefs_etuds = np.where( self.evals_notes.values > scu.NOTES_NEUTRALISE, coefs_stacked, 0 ) # Calcule la moyenne pondérée sur les notes disponibles: with np.errstate(invalid="ignore"): # ignore les 0/0 (-> NaN) etuds_moy_module = np.sum( evals_coefs_etuds * evals_notes_20, axis=1 ) / np.sum(evals_coefs_etuds, axis=1) self.etuds_moy_module = pd.Series( etuds_moy_module, index=self.evals_notes.index, ) return self.etuds_moy_module