（系统工程专业论文）网上考试系统的设计与实现.pdf

摘 要 网上考试系统相对于传统的考试系统具有便捷、保密、公平等优势，在现代教 育领域中得到了广泛的应用。但是现有的网上考试系统存在组卷形式单一、通用性 较差及智能化水平不高等不足。本项目结合目前网上考试系统的现状，立足于解决 多方式组卷策略、增强通用性及提高系统智能化水平为目的，采用面向对象分析与 设计的思想，使用 uml 标准建模语言对考试系统建模，研究和开发了适宜于本项目 特点的基于 c/s 模式和 b/s 模式相结合的网上考试系统。 本项目主要工作有： 1、对该网上考试系统进行需求分析，确定该考试系统的应用对象，进行概要的 功能设计，系统建模。 2、对该网上考试系统进行概要分析，设计出该考试系统的工作流程图、顺序图、 协作图，构建了网上考试系统的框架模型。特别是要对该系统的数据库进行设计。 3、完成了对该系统中考试前端子模块、考试监控子模块及考务管理三个子模块 的设计，介绍了本系统各部分的设计思想和实现方案，并详细讨论了考务管理子模 块中的组卷规则模块设计与实现。 本文详细阐述了该系统的总体结构，功能特点，设计方案，特别是对考务管理 系统中的组卷规则进行了详细讨论， 该设计方案经部分试验证实， 具有运用可行性。 关键词 网上考试系统 b/s c/s 组卷 abstract a network examination system has wide applications in the field of modern education because of its convenience, security and equity, but there are deficiencies such as simple ways of group test paper, poor and lower intelligence. in order to add to the ways of group test paper and improve its generality, the network examination system adopts the object-oriented design. it uses uml language to model. it is realized by the ways of b/s and c/s. main works: 1. carry on requirement analysis of network examination system, and define the objects to be researched. then carry on the function design and system modeling. 2. design the process diagram, sequence diagram, and collaboration diagram about the network examination system, especially the database of the system. 3. complete the design of front-end system, the design of monitoring system, examination management as well as the detailed design of the ways of group test paper. the network examination system has been confirmed by most trials. key words: a network examination system, b/s, c/s, ways of group test paper 37 承承 诺诺 书书 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指 导下独立完成的，学位论文的知识产权属于山西大 学。如果今后以其他单位名义发表与在读期间学位论 文相关的内容，将承担法律责任。除文中已经注明引 用的文献资料外，本学位论文不包括任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的成果。 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指 导下独立完成的，学位论文的知识产权属于山西大 学。如果今后以其他单位名义发表与在读期间学位论 文相关的内容，将承担法律责任。除文中已经注明引 用的文献资料外，本学位论文不包括任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的成果。 学位论文作者（签章） ： 200 年 月 日 第一章 绪论 1 第一章第一章 绪绪 论论 随着计算机技术和网络技术在教育领域中的不断应用，网络教育、远程教学等 名词已不在陌生，这种以先进的高科技为手段的新型教育模式，促进了现代教育的 发展，促进了教育教学改革，提高了教育水平。不管是对于网络教育模式还是传统 的教育模式，考试环节都是其中的一个重要环节。特别是对于网络教育来讲，要实 现真正的网络教育，就要实现教学系统、答疑系统、考试系统等诸多系统的网络化。 对于考试环节来说，如果是采用传统的考试模式，要进行一次考试所包括的主要过 程有：人工出题、学生考试、工作人员监考、人工阅卷、成绩登记和试卷评价分析。 随着考试类型和要求的不断提高，传统的考试方式显然不能适应现代考试的需要， 而且会招生很大的人力和财力资源的浪费。网上考试系统以其高度的保密性、快捷 性、方便性在现代各级各类考试领域中发挥着越来越重要的作用。 1.1 网上考试系统的特点和优势 网上考试系统是指采用现代信息技术替代人类手工进行出卷、发卷、身份验证、 监考、收卷、阅卷、统分和试卷分析等过程 1。 相对于传统考试而言，网上考试系统的优势在于： 良好的保密性 根据近几年教育系统所组织的考试情况来看，由于传统的考试系统在试题的组 织、试卷的传递或者考试过程中由于监督力度不够，出现的一些漏洞，给一些投机 人士创造了机会，出现考试结果不公平的现象。网上考试系统采用先进的题库管理、 现场在线抽题考试、自动阅卷等技术，能够避免考生之间互相偷看的的现象，避免 人为的由于出卷、考试、阅卷等环节的疏漏引起的问题，具有良好的保密性。 客观公正性 网上考试系统具有多种组卷形式和自动阅卷功能，其中在组卷过程中，有人工 组卷和自动组卷两种，同时开发的比较好的网上考试系统还有对组出的卷子的权重 分析环节，能够分析该试卷的知识点覆盖面是否合适，能够全面的考察学生掌握的 程度，自动阅卷避免了因教师阅卷引起的主观性，按照匹配答案，客观分析答案， 给出合理成绩。具有良好的客观公正性。 便于组织大规模的异地实时在线考试 现代的网上考试系统有计算机技术和网络技术的共同支撑，能够完成大规模不 网上考试系统的设计与实现 2 同区域同一时间和非同一时间的各级各类考试，逐渐在各类考试领域中发挥着重要 的作用。 除以上几点外，网上考试系统还有许多其他方面的优势和特点，在可以节省大 量的人力、物力、财力的基础上，具有统计分析等智能化方面的功能。 1.2 国内外研究现状 国外运用网上考试比国内早，开始于上个世纪 90 年代，如计算机考试、gre 考 试、注册会计师考试等都已经实现了计算机化。美国的 prometric 有限公司是全球 最大的计算机化认证考试服务公司，是计算机化评估和认证的全球领袖，开创了计 算机化考试技术和管理标准，在世界的六大洲 141 个国家建立了认证考试网络，用 25 种不同语言提供 2400 多种考试，提供六十多家世界知名 it 公司的认证考试，如 “microsoft、oracle、sun、ibm 等。prometric 提供的远程考试方案是一个可以任 意时间、任意地点举办的，在代理环境下的安全在线考试，它提供了单项、填空、 简答等多种可选择的题型 2。只要能访问 internet，就可以马上建立一个在线考试， 并且让学生立刻开始考试。 国内计算机考试起步较晚，但基于 internet 的远程考试系统成为发展的主流。 特别是在教育领域中，比如成人教育系统中本科层次网络教育形式的公共课的全国 统一考试等。 网络考试系统的实现技术有多种，主要有 c/s 模式和 b/s 模式 4。基于 client/server（客户端/服务器）结构的考试系统，是利用计算机局域网络，作为客户 端的计算机通过安装必要的软件与服务器端进行通信。这种模式只适用于一定范围 的网络内部 3。基于 b/s（brower/server）模式的考试系统采用 web 技术实现。 web 技术不是传统的“客户机/服务器”的两层结构，采用了三层体系结构：用户界 面层/事务层/数据库层。在用户机上不需要安装任何应用程序，应用程序可以安装在 事务层所在的计算机上，试题存放在数据库服务器上（事务层和数据库可以是同一 台机器） 5。另外还有一种应用比较广泛的模式是 c/s 和 b/s 相结合的模式，这这两 者的好处是实现互补，一些在 b/s 模式不能实现的功能，c/s 能实现。 1.3 课题的研究背景及意义 在 2000 年时,我国教育系统开始实行“校校通”工程6，各级各类学校便相继建 第一章 绪论 3 设了校园网硬件系统，但由于软件应用滞后于硬件的发展，大多数学校的校园网应 用只达到了 intetnet 上网代理、学校对外宣传的网站，以及利用 ftp 等提供简单 的文件共享与多媒体服务这样三个层次，其实校园网的真正用处在于校内数据管理 与数据共享，实现高效实时的无纸化办公，处理教务、学生管理、后勤财务等各方 面的信息与数据，而这需要针对应用需求进行大量的软件开发工作。网络考试系统 作为学校信息化管理平台建设的一个有益探讨，具有较好的可扩充性，今后可以与 教务、图书、学生管理、财务、人事等各项学校应用相结合，以逐步解决在校园网 上软件应用滞后的问题。 在教育系统中，随着考试专业的不断更新，考试课程的不断增多，以及考试形 式的日益多样化，迅速、快捷、准确地处理大量考生的考试工作，与渐感匾乏的师 资力量和管理人员之间的矛盾逐渐扩大。现代教育急需包含试题制作以及试卷发布、 提交、阅卷、统计和成绩发放的自动化考试系统是现代教育中急需的部分，传统的 考试形式和考试组织方式不能满足此要求，而计算机网络考试系统所具有的优点正 好能解决上述问题。 现在已经在使用的网上考试系统大多数是针对某项专门考试应用而开发，缺乏 通用性，特别是针对不同阶段的教育（小学教育、中学教育、高等教育）等。另外 一个缺点是，智能化水平不高。比如组卷方式单一、无权重分析功能等。针对现有 成品的不足，我的论文主要是对网上考试系统基本实现的基础上，考务管理系统进 行详细设计，提高系统智能化水平。 1.4 论文的主要内容及组织结构 1、对该网上考试系统进行需求分析，确定该考试系统的应用对象，进行概要的 功能设计，系统建模。 2、对该网上考试系统进行概要分析，设计出该考试系统的工作流程图、顺序图、 协作图，构建了网上考试系统的框架模型。特别是要对该系统的数据库进行设计。 3、完成了对该系统中考试前端子模块、考试监控子模块及考务管理三个子模块 的设计，介绍了本系统各部分的设计思想和实现方案，并详细讨论了考务管理子模 块中的组卷规则模块设计与实现。 通过部分试验，证实该系统的可行性。 本文详细阐述了该系统的总体结构，功能特点，设计方案，组织结构如下：第二 网上考试系统的设计与实现 4 章对网上考试系统的需求分析。第三章对网上考试系统进行概要设计。第四章是网 上考试系统的详细设计，介绍了本人所负责的考务管理子系统中组卷规则系统的设 计与实现。第五章结束语。 第二章 网上考试系统的需求分析 5 第二章第二章 网上考试系统的需求分析网上考试系统的需求分析 2.1 考试系统的应用对象 本项目最终的结果就是在网上建立一个平台，根据学习者在完成前面的学习后 进行知识考核而设计的。本系统的使用应用对象包括三类： 学习者(考生)：在学习支持系统的环境下，完成相互式学习、考试、成绩查询等 环节。 教师：在学习系统下完成相关教学工作（教学周历、课件、习题、论坛）等之 后，在考试系统下完成试题管理、批阅、成绩等工作。 管理者：在学习支持系统下实施继续教育的管理过程。在考试子系统中，负责 考务管理和考试监控工作等。 下图为本考试系统涉及到的应用对象相互关系图: 管理者 教师 学习者（考生） 门户 网站 考试 系统 图 2-1 系统应用对象相互关系图 figure 2-1 applications target the relationship between the map 2.2 系统整体功能 本系统应具有在线考试、手动（按知识点自动）组卷、试卷权重分析、时间控 制、管理考场、自动阅卷、试题库管理、学生管理、科目管理、教师管理、分数管 理等功能 7。下面是对整体功能中的一部分进行说明： 网上考试系统的设计与实现 6 比如，在题库管理部分，教师可根据实际情况增加、删除和修改题目，本系统 区别于其他系统的而是，对于课程中所涉及到的知识点，对应的考察这个知识点的 题型可以是选择题、填空题或简答题等形式。这样在组卷的时候就增加了组卷的灵 活性。当然对于这部分属于教师角色所能操作的部分。 在学生在线考试部分，学生必须输入合法的账号和密码后，方可答题。答题过 程中具备时间控制功能，时间到达后，系统自动保存提交答案。 在自动阅卷部分，当学生提交完试卷后，将会立刻获得客观题分数， 学生在做完后能立即获得客观题分数，系统将自动把考生答卷、分数信息保存 到数据库服务器中，以便教师进行在线阅卷、分数统计和成绩分析等。 本系统主要是结合目前已经使用的网上考试系统的组卷单一性、通用性差及智 能化水平不高的实际情况，研究开发的改进型考试系统。其主要功能可划分为三大 模块： 综上所述,本系统的功能可划分为三大块,即考生考试系统89，实时监控，考务 管理。如下图所示: 远程考试系统 考 生 考 试 实 时 监 控 考 务 管 理 图2-2 系统整体架构图 figure 2-2 overall system architecture plans 考生考试：考生完成考生登录、在线考试、提交答案等。 监控管理：管理考场、时间控制、生成试卷、完成和考生的通信等。 考务管理：试题组卷、题库维护、答案处理及成绩统计分析等。 第二章 网上考试系统的需求分析 7 2.3 系统建模 对系统进行建模是做任何项目开发的第一步，是进行需求分析的重要部分。对 于该项目的 uml 模型，其主要内容有： 1、根据项目实际需求，做出用例图。 2、根据项目实际需求，做出顺序图、协作图，形成类图。 3、描述系统的设计细节。 4、编程 1011。 2.4 网上考试系统类图 下图是反映系统静态模型的基本类图，实际系统将还有涉及到其它的一些类， 这里做了简化。 图 2-3 系统对象类图 figure 2-3 system object class map 2.5 网上考试系统用例图 过根据分析，该项目有以下几个主要用例： 用例：监控管理 角色：管理者 网上考试系统的设计与实现 8 类型：主要的 描述：管理者进行某场考试的处理 用例：考务管理 角色：管理者 类型：主要的 描述：管理者进行试题、学生信息、批阅试卷等的管理 用例：进行考试 角色：学习者 类型：主要的 描述：学生进行某场考试 在经过研究和分析后，以下是该项目的用例图： 图 2-4 学生考试系统用例图 figure 2-4 students with plans to test system 第二章 网上考试系统的需求分析 9 图 2-5 监控系统用例图 figure 2-5 monitoring system use case map 图 2-6 考务管理系统用例图 figure 2-6 test case management system with plans 根据上述用例图，有学习者和管理者两个角色和三个用例，分别是学生考试、 服务器监控和考试考务管理。需要说明的是，对于本用例图分析中，只表示出每个 用例中部分内容，还不完整，实际系统中，还可以扩充和完善。 2.6 系统开发技术与平台说明 监控前端和考生考试前端开发使用的是 microsoft 的 visual basic，考务管理使 用的是 jsp。考务管理系统中的数据访问计数采用的是 jdbc (java data base 网上考试系统的设计与实现 10 connectivity)技术12，监控系统和考生考试系统中的数据访问技术采用的是 ado (active data objects)技术。 该项目数据库开发采用的是 microsoft 的 sql server2000 1314。 第三章 网上考试系统的概要分析 11 第三章第三章 网上考试系统概要设计网上考试系统概要设计 3.1 系统总体结构 本项目根据所完成的我们在遵循上述原则的基础上，根据系统处理业务的不同， 将该考试系统分为考生前端、考试监控端、考务管理三个子系统。系统总体结构图 如下： 图 3-1 系统总体架构 figure 3-1 overall system architecture 本项目是以解决目前教育系统中的网上考试存在的问题为研究背景的，所以从 此背景出发，针对学生考试端、监控端及考务管理端都有各自的特点，所以采用的 是 b/s 和 c/s 相结合的实现方式，考生考试平台和教师监控平台采用 c/s 模式，需 要安装客户端，考务管理采用 b/s 模式，不需要安装客户端，通过 ie 浏览器登录网 站，完成组卷、试题管理、成绩统计分析等工作，考生也可通过该系统进行成绩查 询，此系统开发使用 jsp 语言。 如上图所示，各子系统通过数据库服务器实现数据的共享。在系统的 3 个子系 统中，重点是考务管理子系统，本文将在第四章中详细阐述其设计。 网上考试系统的设计与实现 12 3.2 网上考试系统工作流程设计 本项目的工作流程阐述如下: 1 题库支持:题库中存储着试题及其相关的属性和信息，包括试题所涉及到的知 识点、难度等级等。教师可以通过系统对题库进行建立题目、更新题目、修改题目 和删除题目等维护工作。 2 组卷规则：组卷分手工组卷和和按照知识点自动组卷两种方式，教师在组卷 时，要选择题型、试题的数目、分值、所涉及的知识点等。同时，要对抽出试题进 行权重分析，分析其知识点的覆盖面及难易度比例，对试卷进行重组，达到优化。 3 安排考试:安排考试前， 考生要通过报名获得考号和考场信息， 要获得准考证。 考务管理者需要将已经经过组卷设置后的试卷规则存放到固定的文件夹下，为学生 提取试卷做好准备。考务管理者还需要设定考试名称、时间、科目、等信息。 4 组织考试：主要完成三项任务，身份验证、时间控制、答案提取。其中在答 案提取部分，要将主观题和客观题分开，主观题存储的服务器中，客观题在答案提 交后自动给出。 5 自动或人工阅卷：对于客观题，系统可以进行自动阅卷，教师可以查阅自动 阅卷结果；对于主观题，教师需要进行人工阅卷，系统提供正确答案及学生答案， 以及评分细则，教师再进行给分。 6 考试成绩发布:成绩发布后，学生即可通过浏览器进行查阅。 7 系统对考试成绩进行各种数据统计，比如平均分统计、不及格人数统计和各 分数段比例等。151617 里 整体工作流程如下所示: 第三章 网上考试系统的概要分析 13 题库录入 定义组卷规则 考官代码及密钥生成 考试报名 考官开考场 学生考试 开始 提交试卷 分数统计 题型 考官关考场 实时阅卷放入答案表 客观题 主观题 结束 图3-2考试系统流程 figure 3-2 test system flow chart 3.3 网上考试系统顺序图 在远程考试系统中，建立了三个主要功能的顺序图，分别为学生考试顺序图、 管理者监控顺序图，教师在线阅卷顺序图。见图 3-3，3-4，3-5。 3.4 网上考试系统协作图 做出该项目的协作图是进行概要分析的很重要的一步，图 3-6 和图 3-7 分别是 网上考试系统的考生考试协作图和在线阅卷协作图。 网上考试系统的设计与实现 14 图 3-3 考生考试顺序图 figure 3-3candidates examination order plans 图 3-4 监控顺序图 figure 3-4 monitoring order plans 第三章 网上考试系统的概要分析 15 图 3-5 在线阅卷顺序图 figure 3-5 markers order online map 图 3-6 考生考试协作图 figure 3-6 examination candidates collaboration plans 网上考试系统的设计与实现 16 图 3-7 在线阅卷协作图 figure 3-7 markers online collaboration plans 3.5 数据库设计 根据以上分析，主要的数据结构如下： 考生信息：考号、姓名、性别、出生日期、联系方式、单位、地址、民族、身 份证号、学历、报名日期、所学专业、考试日期等。 监控信息：考试时间、监考老师、考试科目等。 组卷规则信息：考试科目、题型、难度、试题数目等。 考题信息：试题编号、题型、分数、答案、所属科目、难度、所涉及知识点等。 试题答案信息:考生姓名、序号、分数、科目等。 3.5.1 数据库概念结构设计 根据上面的数据结构可得出的实体依次有：考生实体、监控实体、组卷规则实 体、考题实体和试题答案实体，需要说明的是，对于每一种实体所包含的内容，没 有全部列出来，需要实验室具体表现。 第三章 网上考试系统的概要分析 17 考生实体考号 姓名 性别 出生日期 单位 民族 学历 职称 地址 报名日期 图 3-8 考生实体 e-r 图 figure 3-8candidates entities e-r plans 监控实体 考试时间 监考老师 科目 级别 图 3- 9 监控实体 e - r图 figure 3-9 monitoring entity e-r plans 组卷规则实体 科目 题型 难度 分数 图 3-10 组卷规则实体 e-r 图 figure 3-10test paper rules entities e-r plans 网上考试系统的设计与实现 18 考题实体 题型 分数 科目 录入时间 序号 图 3-11 考题实体 e-r 图 figure 3-11 questions entities e-r plans 试卷答案实体 考生姓名 分数 科目 题号 题型 答案 图 3-12 试题答案实体 e-r 图 figure 3-12 answer questions entities e-r plans 3.5.2 数据库逻辑结构设计 根据以上分析，本项目的数据库逻辑结构如下： 第三章 网上考试系统的概要分析 19 表 3-1 考生信息表 table 3-1 candidates information sheet 列名 类型 是否为空 姓名 char 1 性别 char 1 考号 char 0 联系方式 char 1 报名日期 datetime 1 单位 char 1 通讯地址 char 1 科目 char 1 考试日期 datetime 1 民族 char 1 身份证号 char 1 学历 char 1 职称 char 1 所学专业 char 1 （注：表中”0”表示不能为空，表中”1”表示能为空。 ） 表 3-2 试题规则表 table 3-2 test rules table 列名 类型 是否为空 总分 numeric 1 及格分数 numeric 1 科目 char 0 考试日期 timestamp 0 考试时间 int 1 题型 varchar 0 难度 char 0 网上考试系统的设计与实现 20 表 3-3 试题答案表 table 3-3 answer questions table 列名 类型 是否为空 姓名 char 1 试题答案 char 1 试题分数 numeric 1 考号 char 0 科目 char 0 类型 char 0 实得分数 numeric 1 题号 int 1 表 3-4 试题表 table 3-4 test table 列名 类型 是否为空 答案 char 1 分数 numeric 1 科目 char 0 录入时间 timestamp 1 难度 char 1 试题 text 1 序号 int 0 试题编号 int 0 题型 varchar 0 所涉及知识点 char 0 表 3-5监控表 table 3-5 monitoring table 列名 类型 是否为空 考试时间 datetime 0 考试日期 datetime 0 监考老师 char 0 科目 char 0 考试状态 char 0 第四章 网上考试系统的详细设计 21 第四章第四章 网上考试系统详细设计网上考试系统详细设计 4.1 考试前端子系统和考试监控子系统设计 4.1.1 考生前端子系统 考生在拿到准考证后按照规定的时间和考场要求，进入考场，通过考号和姓名进 入考试系统，系统对其考生进行验证是否合法，并统计考场考生状态（参加考试人 数等） 。考生进入考试状态后，监控系统接下来的工作是将试题发给考生，并开放时 间。 试卷是以 xml 文件的方式传输到考生使用的计算机， 传送试题时，有关试题 的相关信息和答案一起传送。这里需要说明的是，答案在生成时采用了加密技术， 即使考生能看到该 xml 文件也不可能获取该试题的答案，提高了安全性。 本系统具有时间控制功能，当时间到时，系统自动保存交卷，登陆时不占用考试 时间，考生在答题的过程中，剩余时间提示。试卷提交被保存到数据库中。考生也 可选择提前交卷。试卷提交成功会有提示出现。 在本部分设计中有自动阅卷功能，是针对客观题的阅卷，主观题必须在考试结束 后，由人工阅卷完成。自动阅卷设计思想：把考生做过的试题的答案按客观题、主 观题放到不同的数组中，然后对所有考题进行判断，查看该题目是否做过，同时对 答案进行解密并与学生答案进行比较，一样则把该题目的分数存入客观分数中，依 次步骤完成客观题的阅卷。主观题则需要传回数据库中以待教师进行批阅。 考生登 陆流程见 4-1： 4.1.2 考试监控子系统 考试监控子系统的整个工作过程贯穿整个考试课程， 从考试之前的准备开始到考 生交卷结束，具体功能如下： 自动倒计时:到时间自动提交考生试卷。 权限设置:考场不同， 系统会赋予监考教师不同的监考权限， 监考权限有两种， 一种是只具有监控本考场的权限，另一种是“超级管理员”可以对所有考场进行查 看。这种权限是由考务管理系统给的，由考官代码及考官密钥构成。前一种权限主 要完成试卷生成、保存试卷、重新生成试卷（针对特殊情况） 。 网上考试系统的设计与实现 22 图 4-1 考生登录流程 figure 4-1 candidates login process 监控中心：是整个监控子系统的核心，具有对整个考试过程的监控和管理功 能，主要有： 开放考场：考生在获得试卷后,试题显示的同时，前端会开始计时，这个计时的 命令是监控中心给的，如果试题不出现，计时不会开始。 考试延时：在考试过程中由于一些特殊情况，考试时间会增加，但不是所有的 考生都会增加，针对这种情况设计了考试延时，延时分两个，一个是在考务管理系 第四章 网上考试系统的详细设计 23 统中组卷时设置好的最大延时，一个是由监考端设置的考场延时，第二个时间不能 大于第一个时间，可以选择不同的考生进行延时。 延时控制窗口如下: 图 4-2 延时控制界面 figure 4-2 delay control interface 状态设置: 这部分主要是针对考试过程中有可能出现的特殊情况（考生状态） 考生状态分 4 种： 1、未考：已报名 2、考试：考生正在前端进行答卷。 3、中止考试：因故考试被中止（违纪，掉线等） 。 4、已交卷：答题结束。 考生的状态可以是转换的，比如考试过程中出现“掉线” ，考生状态由“考试” 变成“中止考试” ，监考员进行故障排除后，考生状态变成“考试” 。如果是因为作 弊中止考试，监考人员会将该生状态设置为“中止考试”而不会被恢复，直至考试 结束。 网上考试系统的设计与实现 24 图 4-3 设置考生状态界面 figure 4-3interface settings state candidates 发送消息: 该部分能够完成有选择性的向考生发送即时消息，操作界面如下： 图 4-4 信息发送 figure 4-4 send information 终止考试: 考生由于出现作弊等情况，不能继续再考试，状态显示为“中止考 试” ，监控人员可以进行强行收卷。 关闭考场: 在全部考生交卷之后，监控端关闭考场，监考人员检查数据，进行 善后工作。 查看考生:可以查看应该属于本考场的考生情况，考生姓名、性别、考号、状态、 第四章 网上考试系统的详细设计 25 考生机 ip 等信息。 生成考生试卷:该部分的操作界面如下，有两种方式,一是对所有考生的试卷生 成，二是针对考试中有可能出现的特殊情况进行重新生成。 图 4-5 生成试题 figure 4-5 generate questions 这个任务是在开考前由监控老师预先生成，生成的试卷以文件的形式保存到监 控端的指定文件夹下，考场已开放且考生登陆考试系统时，建立 socket 连接把试卷 文件下载到考生机器上进行考试。这里需要说明的是，与其他的网上考试系统不同， 这里的监控人员所生成的试卷准确的来讲是第二次生成，第一次生成（组卷规则设 定）是在考务管理系统中的组卷规则中完成的。 试卷汇集:把该考场学生的成绩导出去。 锁定控制台：在主考官因部分原因不得离开现场情况下，将控制台锁定，只 有正确的密钥才能打开控制，页面如下图: 图 4-6 控制台开启 figure 4-6console open 网上考试系统的设计与实现 26 综上,监控系统流程图如下: 教师登陆 生成试卷 加入监控中心 开放考场 关闭考场 移除考试 开始 结束 图 4-7 监控流程图 figure 4-7monitor flow chart 4.2 考务管理子系统详细设计 4.2.1 考务管理系统整体结构 该考务管理子系统充分考虑了远程教育的特点，采用了 websphere portal server 作为 web 及应用服务器，设计上采用了 mvc(model-view-controller)模式。 本系统的模块设计图如下： 考务管理 组 卷 规 则 试 题 维 护 考 试 报 名 考 生 查 询 密 钥 管 理 试 题 批 阅 分 数 查 询 教 师 查 分 字 典 维 护 准 考 证 生 成 图 4-8 考务管理模块图 figure 4-8 examination management module map 由上图可见，考务管理子系统由十个模块构成，分别是组卷规则、试题维护、 第四章 网上考试系统的详细设计 27 考试报名、考生查询、密钥管理、试题批阅、分数查询、教师查分、字典维护、准 考证打印 1819。 由于本系统包括的模块较多，对于各模块的开发流程在此不一一介绍，我只挑 选其中几个具有特色及代表性的模块加以说明。 4.2.2 考务管理系统中组卷规则系统的设计 考试组卷是考务系统的核心，完成组卷的角色可以是主考部门或教师。这一部 分与监控端的试卷生成部分紧密相连，是完成试卷生成的第一步，即规则设定，设 定主要分两部分，一部分是有关考试科目、考试时间、合格分数、考试全称、考试 题型等内容的设定，叫做考场规则设定。另一部分是组卷具体规则的设定：手动组 卷、按知识点自动组卷设定等。在这一部分中，手动组卷和按知识点自动组卷解决 了目前网上考试系统形式单一的现象，结合实际系统开发的一种组卷模式，其中增 加了权重分析的功能，是该系统的一个特色，它可以分析抽出的试卷所涉及的知识 点覆盖率和难易度比例，通过调整，使试卷达到优化 2021。下面主要是对两种组卷 策略的详细设计： 手工组卷（以选择题型为例）模块流程设计 教师手工选取试题，输入各题型分值，将其作为一张试卷保存到试卷表中。以 选择题为例，其工作过程如下：显示选择题库所有试题编号、内容、答案、所涉及 知识点（标注此知识点是否为重点） 、难易度等。点击“选择”自动分配试 卷题号下一题选取完毕后点击“抽取” ，将试卷保存到试卷表中结束。 其工作流程如下： 网上考试系统的设计与实现 28 图 4-9 手工组卷流程图 按知识点自动组卷模块流程设计 教师输入知识点，根据知识点查询涉及到该知识点的各种题型的数目，然后输 入试题分值（总分值、选择题分值、判断题分值、填空题分值等）和要抽取的试题 数目（选择题数目、判断题数目、填空题数目） ，点击“抽取” ，就可以得到该知识 点的各类题目，可继续输入知识点，查询并抽取试题。抽取完后，点击“保存试卷” 便生成了一张试卷，保存在试题表中。 开始 显示选择题库信 输入题型分值 试题选择完毕 此试题被选中 结束 自动分配题号 到下一题 抽取 y yn 第四章 网上考试系统的详细设计 29 图 4-10 按知识点自动组卷模块流程图 教师输入知识点，查询到该知识点涉及到的试题数目，再输入要抽取的试题数 目和分值，便可以调用随即函数抽取试题了，以选择题为例，该随机函数算法如下： 先定义一个结构： public struct xzdraw public int xznum;/自编号 public string xzid;/实际试题号 public bool isused;/是否被抽中 代码如下： xzdraw xzdrawed=new xzdraw xzdv.count+; 开始 输入试题名称和分值 试题选择完毕 y yn n 输入知识点 查询试题数目 输入要抽取的试题数目和分值 抽取试题 结束 网上考试系统的设计与实现 30 /xzdv.count 为涉及到该知识点的试题的数目 /初始化 for(i=1;i=xzdv.count;i+) xzdrawedi.xznum=i;/自编号，从 1 开始到 xzdv.count xzdrawedi.xzid=xzdvi-1“xzid”.tostring(); /xzdvi-1“xzid”表示涉及到该知识点的选择题的编号 xzdrawedi.isused=false;/默认值设置为未被抽中 random rand =new random();/定义随机函数 rand for (i=1;i=xzintnum;i+)/xzintnum 未教师所要抽取的选择题数 t=rand.next(1,xzdv.count);/生成一个从 1 到 xzdv.count 范围内的随机 数 /若发现以该随机数为下标的结构数组中的 isused 属性为真（表示该试题已经 被抽中） ，则重新生成随机函数 while(xzdrawedt.isused) t=rand.next(1,xzdv.count); /将以该随机数为下标的结构数组中的 isused 属性值置为真 for(j=1;j=xzdv.count;j+) if(xzdrawedj.xznum=t) xzdrawedj.isused=true; 当一个试题被抽取后（xzdrawedi.isused=true）,便将试题库中对应这个试 题记录的是否抽中字段的值置为“t” 。当所有试题都抽取完毕，保存试卷时，只需 将试题库中是否抽中字段的值为“t”试题的编号加入试题编号集中。 试卷权重分析设计 由于在手工组卷和按知识点自动组卷过程中，都包括“所涉及知识点”和“难 易度”两项，在完成组卷后，系统会对组成的试卷进行难易度和所涉及知识点进行 分析，根据分析结果，重新调整试卷题目，达到试卷最优化 222324。 4.2.3 考务管理系统中其它模块功能设计 第四章 网上考试系统的详细设计 31 试题维护：主要是由教师来完成对试题的建立、更新、修改、删除和查询功 能，题型有单选题、多选题、判断题、主观题等，具有附带附件的功能。下面是该 部分中，对于重点部分的设计： 试题录入：跟以往的考试系统的录入不同，录入信息也是分两部分，一部分是 试题所属的科目信息、年级等。另外一部分是试题本身，主要有：试题所属知识点、 试题题目、试题答案、试题分值、试题编号、试题难度，特别要说明的是同一个知 识点可以有不同的考试题型，可以是选择题、判断题。对于主观题答案部分：该系 统做到的程度是：录入答案要点，并分配分值，教师阅卷时根据答案要点阅卷。 试题查询：本部分提供多种查询方式，可以通过查询知识点了解涉及此知识点 的所有试题，如有需要可以修改，但必须要保存修改，这种权限只有试题的录入者 才可拥有；可以通过查询某一题型试题了解试题所分布的知识点；可以直接录入试 题编号查看试题。 考生报名：需要参加考试的考试必须在报名后才能参加考试，考生信息的录 入要详细，姓名、身份证号和联系方式是必须录入的，如果主要针对的是学校学生 的考试，那么学号、班级也是必须录入的，点击下一步，系统根据以上信息显示考 试科目，考生选择考试科目保存。接下来，系统完成的是检测该考生否为合法考生 和报考科目是否正确，合格后自动分配考号和考场，考并提醒考生“需记录此考号 和考场”如不合格，会有提示出现，比如： “报考科目有误”等。 考生查询 ：在考号和考场分配后，教师可以查看属于该考场的所有考生详 细资料并可以删除考生，在该部分中，考务管理者可以批量打印出每个考场的考生 名单及考生的主要信息。 考官密钥管理：在选定了考试科目和考场后，根据要生成密钥的对数来生成 考官代码和密钥，生成几对代码和密钥是为了安全起见设置的。实现上我们利用的 java 包中的 random 类来实现随机数生成的。 此功能中还可以以准考证方式显示打印 考官代码和密钥。考务中心控制主考官密钥的发放与使用，主考官应负责地使用密 钥，每场考试密钥均不同。 主观题批阅：考试的题型分主观题和客观题两种，客观题在学生答完试卷之 后，就可以知道，主观题部分需要具有一定权限的阅卷教师给定分数，同时，对于 一门科目的主观题阅卷，要给能够阅卷的教师权限，也要分配一个阅卷组长，组长 在有阅卷权限的同时，还可以对阅卷过程进行管理汇总，并进行分析总结，对阅卷 不合理的地方可以修正。阅卷老师在阅卷时，会出现相应题目的答案要点及评分细 网上考试系统的设计与实现 32 则，界面中不会显示考生的任何个人信息，真正达到了密封考生信息的效果。 教师查询考生成绩 ：在该模块中，完成的功能主要有两项：一是统计，二 是分析。统计参加考试的考生该科考试的成绩，包括主观题、客观题的具体分数以 及应参加考试人数、实际人数、未参加考试学生情况等。分析功能主要体现在分析 参加考试考生的平均成绩、各分数段比例等，并以图形的方式直观显示。 考生分数查询 ：此部分与其他的网上考试系统基本功能一样，用于提供考 生成绩，考生需登陆需要有考号和姓名登陆。 字典表维护：主要是进行一些约定，比如：及格约定为 1，不及格约定为 0 等。做这些约定的主要作用是为了便于数据的存储和管理，约定的内容可以是考生 的状态、试题的难度、分数等内容。管理者可以对字典进行实时维护和更新。 准考证打印 ：打印分两种形式，一种是考生通过登录打印个人的准考证，一 种是考务管理者批量打印。准考证中详细有考场信息、考生信息及考试时间地点和 考试注意事项。 33 第五章第五章 结束语结束语 本文通过对现有网上考试系统的使用现状进行分析，考虑到存在组卷形式单一、 通用性较差及智能化水平不高的不足，设计了针对以上不去的网上考试系统。本系 统采用了 b/s 模式和 c/s 模式相结合的方式来实现。 首先对该网上考试系统进行需求分析，确定该考试系统的应用对象，进行概要的 功能设计，系统建模。其次对该网上考试系统进行概要分析，设计出该考试系统的 工作流程图、顺序图、协作图，构建了网上考试系统的框架模型。特别是要对该系 统的数据库进行设计。完成了对该系统中考试前端子模块、考试监控子模块及考务 管理三个子模块的设计，介绍了本系统各部分的设计思想和实现方案，并详细讨论 了考务管理子模块中的组卷规则模块设计与实现。 但是本系统还存在许多问题和不足，比如：在组卷规则中关于权重分析的设计 还细化等。进一步的工作是，继续完善该系统的功能设计，立足于提高该系统的智 能化水平为目的，通过试验来验证该系统的可行性。 网上考试系统的设计与实现 34 参考文献参考文献 1.朱明.基于web的网上考试系统设计与实现j.光盘技术，2008，(10)：53-54 2.刘韶丽.基于智能组卷策略的网上考试系统的设计与实现d.东南大学,硕士学 位论文,20