（计算机应用技术专业论文）基于bs模式的在线考试系统.pdf

中文摘要 随着计算机技术的发展和互联网时代的到来，人们已经进入了信息时代。在 数字化的网络环境下，学生希望得到个性化的满足，根据自己的情况进行学习， 同时也希望能够得到科学的评价。老师希望有效改进现有的考试模式，提高考试 的效率。针对这种情况，结合学院实际需求，设计实现了基于b s 模式的在线考 试系统。 本文对系统开发的过程进行了全面的阐述，针对教师及学生的需求进行了具 体分析，给出了系统的框架结构和数据库结构，并且对系统前台功能模块和后台 功能模块进行了详细的分析。本系统采用b s 结构模式，利用n e t 框架技术及 数据库技术，实现了用户信息管理、考试项目管理、试题模型设置、试题库管理、 在线考试、实际操作题的样例核对以及评分标准、计算机自动阅卷、成绩核算及 查询等功能。 通过该系统任课教师可方便地将试题、评分标准添加到数据库，学生可以在 课上或者家里进行自主测试，教师和学生在使用过程中反馈良好。系统的使用提 高了课程教学实训环节的质量、增强了实训环节的实用性、改进了学生考核手段、 取消了课程考核对时间和地点的限制性要求。同时，强调了学生自主学习的教学 理念。 关键词：在线考试系统n e t 框架技术安全性 a b s t i 认c t a l o n gw i t ht h ed e v e l o p m e n to ft h ec o m p u t e ra n dc o m i n go ft h ei n t e r n e tt i m e s ， p e o p l eh a da k e a d yt u r n e d i n t oi n f o r m a t i o nt i m e s u n d e rt h ed i g i t a ln e t w o r k s u r r o u n d i n g s ，s t u d e n t sh o p e dt os t u d yb a s e do no n e sc a s e ，i no r d e r t os a t i s f y i n d i v i d u a t i o n a tt h es a m et i m e ，s t u d e n t sa l s oh o p e dt o g e t s c i e n t i f i c a p p r a i s e t e a c h e r sh o p e dt om e n dt h ee x i s t i n ge x a m i n a t i o nm o d e ，i no r d e rt oa d v a n c e e f f i c i e n c y o fe x a m i n a t i o n i na l l u s i o nt ot h i s t h i n ga n dt o l i n kt h ep r a c t i c a l r e q u i r e m e n to fc o n e g e ，o n - l i n ee x a m i n a t i o ns y s t e mb a s e do nb r o w s e r s e r v e rm o d e l b ed e s i g n e da n dc o m et r u e t h i st e x tp u tu pa l l - a r o u n de x p a t i a t i o nt ot h ep r o c e s so fs y s t e me x p l o i t a t i o n i n a l l u s i o nt ot h er e q u i r e m e n tf o rt h et e a c h e r sa n ds t u d e n t s ，id e s i g nt h ea r c h i t e c t u r ea n d d a t a b a s es t r u c t u r eo ft h ew h o l es y s t e m ；p r o v i d ec o n c r e t ea n a l y s i sf o rf o r e g r o u n da n d b a c k g r o u n df u n c t i o nm o d u l eo ft h eo n - l i n ee x a m i n a t i o ns y s t e m t 醯s y s t e mu s e d b r o w s e r s e r v e rm o d e l , n e tf r a m e w o r ka n dt e c h n i q u eo fd a t a b a s et oi m p l e m e n t m a n yf u n c t i o nm o d u l e s ，s u c ha su s e ri n f o r m a t i o nm a n a g e m e n t ，e x a m i n a t i o ni t e m s m a n a g e m e n t ，e x a m i n a t i o nq u e s t i o n sm o d e ls e t - u p ，i t e mp o o lm a n a g e m e n t ，o n - l i n e e x a m i n a t i o n , s a m p l e 。o fa c t u a lo p e r a t i o nq u e s t i o n sv e r i f i c a t i o na n ds t a n d a r d so f g r a d i n g ，a u t o m a t i cm a r k i n ge x a m i n a t i o np a p e r s ，s c o r ea c c o u n t i n g ，i n t e r r o g a t i o n i n f o r m a t i o ne t c u s i n gt h i ss y s t e m , t e a c h e r sc a ne x p e d i e n t l ya d dt e s tq u e s t i o n sa n ds t a n d a r d so f g r a d i n gt od a t a b a s e ；s t u d e n t sa l s oc a l lm a k es e l f - d e t e r m i n a t i o nt e s t i n gi ns u b j e c t so ra t h o m e t e a c h e r sa n ds t u d e n t s f e e d b a c ki sg o o di nt h ec o u r s eo fu s i n g n eu s eo f s y s t e mh a si m p r o v e dt h eq u a l i t yo f 扛a i n i n gc o u r s e s ；e n h a n c e dt h ep r a c t i c a l i t yo f w a i n i n gc o u r s e s ；m e n de x a m i n a t i o nm e a n s ；c a n c e l e dt h el i m i t a t i v er e q u e s tf o rt i m e a n dp l a c e a tt h es a m et i m e ，t h eu s eo fs y s t e mh a sa k e a d ye m p h a s i z e dt e a c h i n gi d e a o fs t u d e n t s s e l f - d e t e r m i n a t i o ns t u d y k e yw o r d s ：o n 1 i n ee x a m i n a t i o ns y s t e m ；n e tf r a m e w o r k , s e c u r i t y 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导9 币指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得丕盗塞茎或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 一虢走j 堍一期：刁年彦月岁日 学位论文版权使用授权书 本学位沦文作者完全了解墨鲞盘堂 有关保留、使用学位论文的规定。 特授权盘壹叁茎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部l - 】或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位沦文作者签名： 专铱 恕拶恩 导师签名：名& 文闰0 签字 1 ；飒：劣叼年孚月刁r 签- - t - rg q ： 2 岬年 彩月 7 同 天津大学硕士学位论文第一章绪论 第一章绪论 众所周知，以计算机为基础的信息技术正在强烈地改变着世界，这使得人们 所能接触的信息量剧增，传统的学院式、灌输式的教育模式己成了现代化教育的 瓶颈，影响了现代化创新人才的培养。随着计算机网络及网络应用软件的日益普 及，建立一个新型的、安全可靠的在线考试系统已成为可能。 1 1 在线考试系统的发展趋势 随着网络技术的飞速发展，给教育的发展平添了无穷的活力，也对传统教育 形成巨大的冲击，各国政府纷纷采取措施推进教育信息化。在国外，远程教育己 经开展多年，以美国为例，它投入大量人力和财力发展远程教育并制定了著名的 i n t e r n e t 计划，该计划称要把教育广泛架构在i n t e r n e t 上。英国在这方而采取的 行动也令人瞩目，从1 9 8 9 年开始，英国在全国范围内的所有高等院校中实施一项 称之为“计算机用于教学创新 1 ( c o m p u t e r si nt e a c h i n gi n i t i a t i v e ，简 称c t i ) 的庞大项目，其目标是要通过计算机、多媒体与远程通讯技术相结合， 实现对高等院校所有学科从教学模式、教学内容到考试组织形式的彻底变革。日 本很多大学、高中和企业，也利用卫星通讯或综合业务数字网( i s d n ) 将授课现 场和考试现场搬到网上，实现同时异地的远程教育。 在我国，清华大学是我国第一批进行网络教育的试点高校之一，从1 9 9 7 年以 来做了大量有关网络教育发展及相关政策研究，清华网络学堂是清华大学进行网 络教学的教学平台和考试管理平台。北京邮电大学和原北京电信联合建立了远程 教学网，分别发挥各自的智力优势和网络优势，在网上开展成人学历教育。经国 家教育部批准，在广东、辽宁、北京和天津招收计算机工程和通讯工程专业的1 0 0 0 名网上学员，另招1 5 0 名研究生。学员通过课程考试和毕业答辩后，可获得北京 邮电大学授予的、国家承认的本科高等教育毕业证书或硕士学位证书。最新统计 结构表明，目前我国远程教育网络的学生已达上百万人。 目前，计算机硬件技术的发展己经达到了相当高的水平。但是，远程教育软 件的开发还处于起步阶段，随着远程教育的不断深入发展，标准化考试的目益普 及，各级各类考试中，就要求有更好、更完善的软件系统应用到远程教育中去， 这就给软件设计人员提出了更高的设计要求。 在线考试系统的软件开发是现阶段研究开发的一个热点。目前许多国际著 名的i t 公司所举办的各种认证考试、全国计算机等级考试、劳动部职业资格认 天津大学硕士学位论文第一章绪论 证考试等普遍采用这种方式。它是建立在国际互联网上的应用系统，客户端的 配置可以极为简单，使考试不受地域的局限。一个完备的在线考试系统可以使 用户在网上学习过后及时检验自己的学习效果，以发现自己的不足，使得学习 效率得到很大提高。在线考试系统中题目的生成、试卷的提交、成绩的批阅等 都可以在网络上自动完成。只要形成一套成熟的题库就可以实现考试的自动化。 这样一来，教师所要做的只是精心设计题日、维护题库，而不是组织考试，从 而大大减轻了教师的负担，这表明其经济性是相当可观的。为了适应新形势的 发展，结合本单位工作实际，本人进行了这一系统的初步设计工作，也可以说 是做一个初步的探索，希望它能够在各类考试中发挥高效、便捷的作用，把老 师从繁重的工作中解脱出来。 1 2 论文工作背景 天津青年职业学院是一所高等职业学院，校园网建设已完成。学院计算机 类相关专业有4 个，目前这些专业的课程考试普遍采用的方法是笔试，有一些 专业课程采用的是上机考试，但此类上机考试也只是局限于学生上机操作完成 作品，教师通过服务器收取学生作品这种形式。其中考试的题目也只是以w o r d 文档的形式由教师安装到服务器中供学生读取。教师对学生的管理、对试题的 管理困难，增加了教师的负担。除此以外，一些基础性的需要采用笔试进行考 核的课程，教师的工作大部分都投入到组织考试、阅卷、核分这些环节。 近两年，学院非常重视专业建设与课程建设，在学院中积极开展精品课程 建设并且鼓励教师开展各种形式的考试方法、考试形式的改革。为配合此项工 作的开展，学院成立了精品课研究开发项目小组，本人在小组中担任课程考试 改革工作，为了将课程的各环节在i n t e r n e t 上实现资源共享，因此决定开发一 套适合本学院考试需要的在线考试系统。该系统于2 0 0 6 年9 月作为院级科研项 目被正式立项。 1 3 设计目标 本系统是将传统的考试模式与先进的网络应用相结合开发设计的，通过设 计制作使系统具有实时性，已注册的用户无论身在何地，通过i n t e r n e t 浏览器， 都可登陆在线考试系统。为使系统具有严肃性和公正性，系统提供的自动交卷 功能使考试到时间时，系统将自动交卷，并且考生可随时查看考试成绩。系统 还可实现自动交卷、阅卷，保证成绩真实准确。 天津大学硕士学位论文 第一章绪论 该系统既可作为学生自主学习的考核平台，又可作为课程期末考试的工具。 所以该系统区别于现有考试系统的特点就是它更注重学生的“自主学习、自主 考试”，学生既可以选择针对单个软件的考核，也可以选择包含多个软件的综 合考核。并且针对课程的性质，除了设置单项选择、多项选择的客观题以外， 还设置了实际操作题，在系统中提供了实际操作题的参考样例，方便学生自学。 本系统计划采用现在比较先进的b s 结构，服务器端对数据库进行管理 引， 客户端通过浏览器登录在线考试系统，进行选择性考试，考试结束后考试结果 自动提交服务器数据库，服务器自动对考试结果进行自动评分。与传统的基于 c s 结构的在线考试系统相比，它更加稳定，更适宜于互联网上的考试。同时， 网上考试是基于试题库操作的，所以能实现自动评分，大大缩短了考试周期， 减低了对客户端的要求。 1 4 开发技术 在线考试系统的开发技术主要集中分为两大类：基于c s 结构的应用程序开 发和基于b s 结构的动态网页技术 3 1 ，传统的c s 体系结构虽然采用的是开放模 式，但这只是系统开发一级的开放性，在特定的应用中无论是客户端还是服务器 端都还需要特定的软件。b s 结构则不同，它的前端是以t c p i p 协议为基础的， 企业内的翮服务器可以接受安装有w e b 浏览程序的i n t e r n e t 终端的访闯，作为最 终用户，只要通过w e b 浏览器，各种处理任务都可以调用系统资源来完成，这样 大大简化了客户端，减轻了系统维护与升级的成本和工作量，降低了用户的总体 拥有成本。 ， 1 4 1c s 模式结构的基本原理 c s 模式结构是传统开发模式，一般以服务器和客户端的两层结构实现， 也有加入中间件的三层或多层结构，但随着计算机技术的发展和网络的发展， 它已经无法满足现在的远程网络教学的要求，逐渐在被取代。 典型的客户服务器体系结构包括一个客户端( 或称为前端应用端) ，它的作 用主要是处理来自服务器端的数据，并以相应的业务逻辑结果呈现在用户面前。 客户机处于应用的前端，与用户直接打交道，主要完成请求服务和对请求结果的 加工处理；服务器处于应用的后端，为多个客户提供高效的执行服务功能。 大部分网络协议、服务的实现都由客户端和服务器端来协作完成。这种模式 本质上涉及两个不同的程序，通常这两个程序在不同机器上运行。在这些机器之 间都有网络连接。服务器端程序提供服务并对来自客户程序的请求作出响应。而 天津大学硕士学位论文 第一章绪论 客户端程序则是在使用者和服务器端程序之问建立某种沟通的渠道，或是作为使 用服务器端提供的某种网络服务的工具。 1 4 2b s 模式结构的基本原理 b s 结构的基本原理是将一个应用分解为w e b 浏览器和w e b 服务器，浏览器是 服务器的客户端程序；两者之间通过h t t p 协议进行通信。用户通过已建立的一个 指向统一资源定位器u r l ( u n i v e r s a lr e s o r c el o c a t o r ) 的超级链接，用浏览器 来访问w e b 服务器上的网页 4 | 。w e b 服务器端则有一个监听客户连接请求的服务进 程，接收并分析处理服务请求，返回处理结果。浏览器通过发送u r l 来请求服务 器网页；服务器则使用u r l 信息来定位和显示网页。 1 4 3 两种模式的比较 c s 结构适用于局域网环境，可连接用户数有限，当用户数量增多时，性能 会明显下降。并且客户端都要安装应用程序，从而系统扩展维护复杂代码可重用 性差。b s 结构适用于广域网环境支持更多的客户，可根据访问量动态配置w e b 服务器、应用服务器，以保证系统性能，并且客户端只需标准的浏览器，系统扩 展维护简单，代码可重用性好。b s 结构的最大优势是它可以在任何时间、任何 地点、以任何接入方式实现跨平台的网络实时操作。不限定用户使用人数，开发 和使用成本都非常低。客户端采用国际标准化的浏览器( 如i e ) ，因此基本上不需 要进行用户培训。客户端免维护、免安装、免开发，节省了开发时间，降低了成 本。给应用系统的安装、调试、日常维护和升级都带来极大的便利。 综上所述，针对于课程性质及考试规模，在本文介绍的在线考试系统就采用 b s 结构。 天津大学硕士学位论文第二章系统实现关键技术分析 第二章系统实现关键技术分析 本系统采用微软的n e tf r a m e w o r k 技术架构，该技术在开发浏览器n 务 器模式的应用程序中具有其独特的优势，是当前开发网络应用系统的一大主流 技术。 2 1 n e t 框架 n e tf r a m e w o r k 是微软推出的的新一代的计算平台，其作用是建立一个可 以快速构建网站、建立网络应用程序的计算平台 5 l 。 2 1 1 n e t 框架组成 n e t 框架由公共语言运行时( c l r ) 6 】、共享对象类库和a s p n e t 三部分 组成。 图2 - 1 n e t 框架组成 7 公共语言运行时( c o m m o nl a n g u a g er u n t i m e ，c l r ) c l r 是架构在操作系统服务之上的、所有n e t 程序语言公用的运行时期组 件，负责应用程序的实际执行，满足所有应用程序的需求。要执行任一程序语 言开发出的程序，就必须安装该程序语言的运行时期组件，因为它包含了该语 言程序的核心功能，如函数和对象等。 共享对象类库 天津大学硕士学位论文第二章系统实现关键技术分析 n e tf r a m e w o r k 集成了不同程序语言的对象库并予以统一，成为所有程序 共享的对象库，包括w e b 类( a s p n e t ) 、数据类( a d o n e t ) 、x m l 类、绘图类、 系统类、w i n d o w s 窗体类等。它既是n e t 应用软件开发的基础类库，也是n e t 平台本身的实现基础。n e t 类库的组织是以命名空间为基础的，最顶层的名字 空间是s y s t e m 。 a s p n e t a s p n e t 是共享对象类库中的一员，a s p n e t 提供了一个w e b 应用程序模型。 该模型提供了一些w e b 窗体：控件及基础架构，让程序设计者可轻松地建立w e b 应 用程序。a s p n e t 提供了一些对应h t 甩元素的h t m l 控件以及功能更强的w e b 控 件；这些控件在服务器端执行，然后在客户端的浏览器以h t m l 的方式显示。 2 1 2 n e t 框架的特色 n e t 框架的主要特色 8 如下： 透过因特网的标准做整合：以x m l ( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ，延 伸标注语言) 及s o a p ( s i m p l eo b j e c ta c c e s s p r o t o c o l ，简单对象存 取协议) 等标准通讯协议，将各种由不同环境所组成的应用程序及组 件整合在一起工作。 松散的整合组件：大多数具有延展能力的系统，现阶段是以“异步信 息”为架构而建立的，要建立这种多层的架构非常复杂，而且工具很 少。n e tf r a m e w o r k 不需要很严谨的定义每个组件的结构即可很轻松 的整合，提高程序的扩展性。 支持多种程序语言：n e tf r a m e w o r k 将各种开发语言整合起来，可以 让开发人员使用不同的程序语言来开发解决方案，让程序设计人员可 以选择他们专长的程序语言，节省了程序员重新学习新语言的过程， 将更多的精力用于开发。 提高程序设计人员工作效率：n e tf r a m e w o r k 使得开发人员尽可能减 少写程序会发生的问题，让程序设计人员专心于系统开发工作。所 以n e tf r a m e w o r k 具有有效节省时间的特色。 完善的数据安全：要设计一个安全性较好的互联网应用程序，在设计 时就必须考虑所有组件的安全问题，而不能仅做一部分。n e t f r a m e w o r k 在设计安全模型时即考虑到这点，将所有的数据与程序代码 作了比较完善的安全防护。 可用操作系统的服务：w i n d o w s 提供了比其它作业平台更丰富的服务 及资源，n e tf r a m e w o r k 将这些操作系统所提供的功能包装起来，以 天津大学硕士学位论文第二章系统实现关键技术分析 更简单的方式提供给程序设计者使用。 2 2a s p n e t a s p n e t 是微软推出的基于通用语言上的程序构架，使用它可以在服务器 端创建强大的网络程序，它是新一代开发企业网络程序的平台，为开发人员提 供了一个崭新的网络编程模型，其技术优势如下： 简易性：a s p n e t 应用了公共语言运行库中的托管服务简化了程序的开 发。 自定义性和扩展性 9 ：用户可以使用自己编写的自定义组件或扩展替 换a s p n e t 运行库的任何子组件。 增强的性能：a s p ，n e t 是在服务器上运行的编译好的公共语言运行库代 码。a s p n e t 可利用早期绑定、实时编译、本机优化和盒外缓存服务， 这样在编写代码行之前就已经显著提高了性能。 安全性：a s p n e t 应用了w i n d o w s 系统内置的身份验证机制，这样可以 保证应用程序的安全性。 强大工具支持：a s p n e t 框架应用了v i s u a ls t u d i o n e t 集成开发环境 中的工具箱和设计器。 强大平台：a s p n e t 应用基于公共语言运行痒，n e t 框架类库、消息 处理和数据访问解决方案都可与w e b 无缝访问。a s p n e t 编程语言，可 以选择最适合应用程序的语言，或跨多种语言分割应用程序。另外， 公共语言运行库的交互性保证在迁移到a s p n e t 时保留基于c o m 的开 发中的现有投资。 可管理性：a s p n e t 采用基于文本的分层配置系统，简化了将设置应用 于服务器环境和w e b 应用程序。a s p n e t 框架应用程序的部署时只需将 必要的文件复制到服务器，即可将a s p n e t 框架应用程序部署到服务 器。不需要重新启动服务器。 可缩放性和可用性 1 0 】：a s p n e t 增加了专门用于在聚集环境和多处理 器环境中提高性能的功能。另外，进程受到a s p ，n e t 运行库的密切监 视和管理，以便当进程行为泄露、死锁时，可就地创建新进程。 2 3a d o n e t 技术 2 3 ，1a d o n e t 介绍 天津大学硕士学位论文第二章系统实现关键技术分析 a d o n e t 作为n e t 框架中的一部分提供了一个解决许多和数据访问技术有关 问题的通用解决方案。a d o n e t 为用户提供了一种全新的数据库访问机制，它使 得数据库编程变得相当容易。a d o n e t 技术的基础是d i l 技术 1 1 ，它是由一系列 的数据库相关类和接口组成的，所以通过a d o n e t 不但能访问关系型数据库中的 数据，而且还能访问层次化的x m l 数据。 a d o n e t 体系结构 1 2 】的主要优势在于它可以使开发人员在无需考虑数据位 置的情况下操作数据。a d o n e t 为用户提供了两种数据访问的模式。一种为连接 模式( c o n n e c t e d ) ，它利用a d o 技术进行数据连接编程，是一种传统的数据库访 问模式；另一种为非连接模式( d i s c o n n e c t e d ) ，它是a d o n e t 中才具有的，它 提供了更大的可升级性和灵活性。 在非连接模式下的数据访问，应用程序从数据源中获得所需的数据，然后断 开与原数据源的连接，并将获得的数据以x m l 的形式存放。当应用程序处理完数 据后，它再取得与原数据源的连接并完成数据的更新工作。a d o n e t 中非连接模 式的核心就是d a t a s e t 类，数据集对象以x m l 的形式存放数据，数据集对象可以从 一个数据库中获得，也可以从一个旺数据流中获取，所以用户不需要考虑数据 源的位置。在a d o n e t 体系结构中数据提供者对象也是一个非常重要的部分，通 过它可以访问数据库，产生数据集对象，同时它还支持连接模式下的数据库访问。 a d o n e t 的体系结构如下图所示。 图2 - 2a d o n e t 框架组成 a d o n e t 的数据提供者为用户提供了多种接口，通过这些接口，应用程序可 以访问数据库、执行相关的命令操作并获取结果，结果可以直接应用于应用程序， 也可以用x m l 数据形式存放在数据集中。这些常用的接口包括数据库连接接口、 数据库命令接口、数据读取器接口和数据适配器接口，通过这些接口应用程序可 天津大学硕士学位论文第二章系统实现关键技术分析 以用不同的实现方法访问特定类型的数据库。 2 3 2a d o n e i 与数据库的交互技术 当用户需要浏览器同服务器交互的时候，有时少不了数据库。因为只有数据 库才可能大量、快速地处理信息。使用a d o 不仅意味着用户可以读取a c c e s s 和s q l s e r v e r 的数据库，同时也意味着用户可以读取其他o d b c ( o p e nd a t a b a s e c o n n e c t ，开放式数据库互联) 兼容的数据库。 a d o 是一种操作m i c r o s o f t 所支持的数据库的方法，有些类似于以前在v b 中听 说过的d a o ( d a t aa c c e s s0 b j e c t ) 和r d o ( r e m o t ed a t ao b j e c t ) 。在a s p 中， a d o 可以看作是一个服务器组件( s e r v e rc o 肝0 n e n t ) ，更简单点说，是一系列 的对象，应用这些功能强大的对象，即可轻松完成数据库。具体操作步骤可以归 纳为以下几步： 1 、创建数据源名( d s n ) 2 、创建数据库连接( c o n n e c t i o n ) 3 、创建数据库对象 + 4 、操作数据库 5 、关闭数据库对象和连接 2 4s o ls e r v e r 2 0 0 0 s q ls e r v e r2 0 0 0 是m i c r o s o f t 公司推出的高性能关系数据库管理系统， 本系统采用s q ls e r v e r2 0 0 0 作为后台数据库，其特点如下： s q ls e r v e r2 0 0 0 是大型数据库管理系统，它支持数据库、表、5 视图、 存储过程等数据库组件，支持关系数据库的结构化查询语言 13 j 。 提供了丰富的图形化管理工具，简化系统管理与操作。 支持大型w e b 站点和企业数据处理系统的数据存储要求，具有w e b 出 版工具，支持x m l 、h t t p 、具有数据挖掘和分析的功能 1 4 。 可伸缩性和可应用性强。s q ls e r v e r2 0 0 0 既可以运行于不同层次的硬 件平台，也可以运行于不同层次的软件平台。 具有丰富的编程接口，便于开发，支持o d b c 、a d o 、a d o n e t 。 支持企业级数据库，支持大量用户同时访问，支持用户同时处理多处 数据源，支持分布式查询。 天津大学硕士学位论文第三章需求分析与总体设计 3 1 需求分析 第三章需求分析与总体设计 需求分析的基本任务是准确地回答“系统必须作什么? 这个问题，它的 任务仅仅是确定系统必须完成哪些工作，也就是对目标系统提出完整、准确、 清晰、具体的要求。要实现一个软件系统，首先应该进行需求分析，这样才能 令设计出的软件满足用户的各项功能。下面就对在线考试系统的设计进行需求 分析。 3 1 1 系统需要解决的主要问题 首先，因为考试是面向特定的某些对象的，所以考试者进入系统应该进行 身份验证。根据对该课程任课教师的调查，了解到在实际授课过程中不是单纯 只讲解f l a s h 这个应用软件，还要配合讲解其他的应用软件，以达到培养学生 综合应用能力的目的。在以往的考试中，教师出题的范围包括讲解过的所有软 件。此次要开发的在线考试系统是为了配合精品课的网上教学，任课教师希望 学生通过该系统可以“自主学习、自主考试” 1 5 ，随时都能检验学习的效果。 所以考试者进入考试系统后，应该能根据自己的需要选择考试项目( 既有单项 软件知识的考核，又有所有软件知识的综合考核) ，所以该系统还应具有考试 项目选择的功能。 该系统除了可以让学生“自主学习、自主考试 ，还可以作为课程期末考 核的工具。这种在线考试的模式与一般的单机考试是不同的，鉴于考试环境一 般为机房，考试者之间的距离很近，为了在线考试做到规范，对于每个应试者 来说，试卷的题型和题量都应是相同的，但试题并不相同。在线考试基于网络 环境，试卷应该从服务器的数据库随机抽取试题后动态生成的。 另外，系统还应该对考试时间进行控制，时间到了会要求考试者交卷。该 课程为应用软件的教学，题型除了客观题以外，大部分是实际操作题。对于客 观题，考试者选择答案提交后，应该由计算机自动判卷，褥到成绩后显示出来； 对于实际操作题，考试者将作品提交后，系统应该提供作品完成后的样例和评 分标准，以方便对这部分试题的人工阅卷并且方便学生进行自主学习。评分人 员根据评分标准给出该题所得成绩，并填入系统成绩栏的相应得分栏目中，试 卷所有的试题评阅完毕后，系统自动统计考试者的总成绩及各部分的得分情况。 天津大学硕士学位论文第三章需求分析与总体设计 考试完毕后，可以返回登录界面或继续考试。此外，应该能够方便、快捷 的对在线考试系统管理。 3 1 2 系统应该具备的基本功能 通过对任课教师的调研以及对现有考试系统的分析，将用户需求进行归纳 后，该考试系统应实现如下主要功能c 1 6 ：用户信息管理、考试项目管理、试题 模型设置、试题库管理、试卷生成、在线考试、实际操作题的样例核对以及评 分标准、计算机自动阅卷、成绩核算及查询，各功能分析如下： 1 、用户信息的管理 管理员可以增删用户。 2 、考试项目选择 根据考试者的需要选择考试项目，系统中的考试项目既有单项软件知识 的考核，又有所有软件知识的综合考核。可以从多个方面、多个角度检验 考试者对知识的掌握情况。 3 、试题模型设置 设置每个项目试题的每种题型的数量和分值。 4 、试题库管理 对单选、多选两种题型以及实际操作题型试题库的管理，使试题的增删、 编辑更为简便。 5 、试卷生成 可以指定试卷的各题型的数量，从试题库中随机抽取试题生成一份原始 试卷。 6 、在线考试 系统严格控制整个考试过程，实行时间的监控与权限的控制，考生需要 在限定的考试时间内交卷。 7 、实际操作题的样例核对以及评分标准 本系统针对实际操作题，要求系统应该提供作品完成后的样例以及评分 标准，以方便对这部分试题的人工阅卷并且方便学生进行自主学习。 8 、计算机自动阅卷 本系统针对客观题，要求计算机能自动阅卷，然后马上显示出考生分数。 9 、成绩核算 试卷所有的试题评阅完毕后，系统自动统计考试者的总成绩及各部分的 得分情况。 1 0 、成绩查询 天津大学硕士学位论文 第三章需求分析与总体设计 考生考完以后，管理员应该能对所有纪录进行查询，并应该可以删除指 定纪录。 除了实现上述功能以外，在线考试系统还应该具有友好、简洁的界面，安 全性要高，稳定性要强，能够满足多人以上同时进行在线考试。 3 2 总体设计 3 2 1 项目规划 根据需求分析阶段对系统要解决的主要问题以及系统应该具备的基本功能 的分析和归纳，考虑到该系统的实现形式得出该系统可由前台学生登录考试、 学生注册、找回密码和后台管理4 部分组成 1 7 】。 1 、前台学生登录考试 前台页面窗口主要包括登录前台和后台的主页、选择考试项目、准备考试、 试卷生成、开始考试、查询考试成绩、查询作品样例和退出系统。 2 、学生注册 学生注册页面只是单一的学生资料注册窗口。 3 、找回密码 密码找回页面也只是单一的密码找回窗口。 4 、后台管理 后台管理窗口用于系统管理员资料查询、添加、修改、删除，注册学生资料 查询、删除，项目信息查询、添加、修改、删除，考试者成绩核算、查询、删除， 考试题目查询、修改、删除、添加，试题模型的添加、查询、删除、修改，试题 答案和作品样例的添加、查询、删除、修改及完成退出系统管理。 3 2 2 系统功能结构图 在线考试系统的完整功能结构如图3 - 1 所示。 天津大学硕士学位论文 第三章需求分析与总体设计 3 2 3 技术架构 图3 一l 在线考试系统完整功能结构图 经过对开发b s 应用系统的几个实现平台的优缺点对比，同时考虑了学院 的具体情况和软硬件条件后，我们选用微软的n e tf r a m e w o r k 作为系统的实现 平台。架构于n e t 平台，使得系统具有良好的性能和可扩展性，同时系统使用 a d o n e t 、x m l 等先进成熟的技术，从而保障系统的可维护性和技术先进性。总 体分为三层：用户表示层、中间层和数据库层，其中，中间层又分w e b 层和通 用数据访问层 1 8 】，如图3 - 2 所示。 天津大学硕士学位论文第三章需求分析与总体设计 中间层 w e b 层 通用数据访问层 厂、厂、 日一 h t t p w e b 数据访问模块 c o n t a i n e r ( s q l i e l p e r c ( a s p x ， s ) h t m l ) l 图3 - 2 技术架构图 用户表示层：主要指浏览器，采用h t t p 协议与w e b 层交互。 中间w e b 层：用来响应用户的请求，使用a s p n e t 技术实现，对数据 库的访问由通用数据访问层处理。 中间通用数据访问层：用来为w e b 层提供统一的数据访问接口，简化 w e b 层的代码编写。 数据库层：采用大型关系型数据库管理系统完成数据的存储和处理。 3 2 4 系统平台与开发工具 1 系统平台 技术平台：微软n e t 框架。 一 w e b 服务器：i n t e r n e ti n f o r m a t i o ns e r v e r6 0 。 数据库：微软s o ls e r v e r2 0 0 0 中文企业版。 服务器操作系统： w i n d o w s2 0 0 0s e r v e r 或w i n d o w s2 0 0 3s e r v e r 客户机操作系统：w i n d o w sx p 、w i n d o w s2 0 0 0 。 天津大学硕士学位论文 、第三章需求分析与总体设计 图3 - 3 系统运行架构 1 9 2 开发工具 开发语言：a s p n e t 技术框架，c # 语言编写。 开发工具：微软v i s u a ls t u d i o n e t2 0 0 3 。 3 3 系统硬件平台 3 3 1 服务器 主要功能：处理考试系统的w e b 请求，集中存储和管理数据库的数据。 主要特点：要求较高的2 0 处理能力、c p u 处理能力和内存容量。 方案：采用性能较高的专业服务器。 配置要求：c p u2 个以上；内存4 g b 以上；硬盘空问1 2 0 g 以上。 3 3 2 客户机 主要功能：通过i e 浏览器访问考试系统，完成各项操作。 天津大学硕士学位论文第三章需求分析与总体设计 主要特点：任务简单，只需一般的处理能力。 方案：采用普通p c 机。 配置要求：i n t e lp e n t i u mm 以上；内存2 5 6 m b 以上；硬盘空间4 g b 以上。 3 4 系统软件平台 3 4 1 服务器软件 操作系统：w i n d o w s2 0 0 0s e r v e r 或w i n d o w s2 0 0 3s e r v e r 核心组件：n e tf r a m e w o r k w e b 服务器：i n t e r n e ti n f o r m a ti o ns e r v e r 6 0 数据库服务器：s q ls e r v e r2 0 0 0 中文企业版 3 4 2 客户机软件 操作系统：w i n d o w s ) 【p 或w i n d o w s2 0 0 0p r o f e s s i o n a l 浏览器：i e 5 0 或6 0 ( 推荐使用) 3 5 数据库设计 3 5 1 数据库构建规则 在开发程序之前，对数据库、数据表、数据表中字段及视图的命名规则进 行了定义 2 0 1 在本系统中数据库名以“d b 开头，然后接“一，最后接程序应用方 向的匹配名称，构建出见名知义的数据库名称。如表3 一l 所示。 表3 1 数据库命名规则 d b e x a m i n a t i 。n 在线考试数据库名 e x a m i n a t i o n 考试 id b 表示数据库“d a t a b a s e ” 数据表名是以“t b 开头，然后接“一”，最后接整个系统中完成各项 需求的匹配名称。如表3 2 所示。 天津大学硕士学位论文第三章需求分析与总体设计 表3 - 2 数据表命名规则 t b _ a d m i n i s t r a t 。r管理员表名 a d m i n i s t r a t o r系统管理员 t b 表示表“t a b l e ” 数据库中字段是以中文原意的英文命名的，下面以t ba d m i n i s t r a t o r 表中字段为例来介绍。如表3 - 3 所示。 表3 - 3 字段命名规则 n a m e 管理员名称 j o i nt i m e 加入的时间 p w d管理员密码 视图是按照数据库中各表间的关系命名的，采用与库名和表名一样的 命名规则。如表3 - 4 所示。 表3 - 4 视图命名规则 n 锄e 管理员名称 j o i nt i m e 加入的时间 ip w d 管理员密码 在本系统中，遇到页面返回问题耐应用下列语句完成： r e s p o n s e w d t e ( “ a l e r t ( 验证码错误) ；h i s t o r y g o ( - 1 ) ”) ： 3 5 2 数据库中表的设计 本系统数据库采用s q ls e r v e r2 0 0 0 数据库，系统数据库名称为 d b e x a m i n a t i o n 。数据库d b _ e x a m i n a t i o n 中包括6 张表，分别为：管理员信息 表、考试项目信息表、考试问题信息表、注册学生信息表、学生成绩信息表、 题型信息表。下面分别对这6 张表加以说明。 1 、管理员信息表 管理员信息表( t b _ a d m i n i s t r a t o r ) 用于保存管理员登录在线考试的用户 名和密码，表的结构如图3 - 4 所示。 图3 - 4 管理员信息表 表中列名的说明如下： i d 代表系统管理员的帐号 n a m e 表示管理员名称 天津大学硕士学位论文 第三章需求分析与总体设计 p w d 为管理员密码 j o i n t i m e 表示加入时间 2 、考试项目信息表 考试项目信息表( t b _ p r o j