考试管理系统设计与分析.doc

考试管理系统 Anhui University of Architecture计算机软件基础大作业 题目 考试管理系统分析与设计 学院名称 机 电 学 院 专 业 08 自 动 化 班 级 （1）班 姓 名 江徐/林海鹏 学 号 08210030131 一、可行性分析及设计原则：1.可行性分析随着计算机价格的日益降低和性能不断增强,各大学院校都在不断地扩大计算机的使用规模, 这就奠定了开发和使用考试管理系统的硬件基础。伴随着计算机性能的不断提高, 市面上极普通的计算机运行WINDOWS 环境下开发的软件已经不存在任何问题, 这就为开发界面友好、可操作性强的考试管理系统提供了软件基础。加之WINDOWS 的强大网络功能和价格低廉的网络硬件设备, 使开发考试管理系统成为可能。2.系统设计原则：本系统是基于局域网的考试系统，为了使学生考试既达到传统考试的目地，又利用网络的优势解决传统考试不能实现的目标，为此，系统设计必须满足以下的要求：（1）易用性 系统的安装、配置、维护应该简单方便，具有良好的用户接口，且能够方便地进行移植。对于考生来说，只要掌握基本的计算机操作，便可完成整个考试过程，即使是没有操作过计算机的人，只需要进行简单的操作培训就可以达到熟练，使之能顺利地完成考试。用户操作起来简单方便，易学易用。（2）可靠性 可靠性是指系统使用的软、硬件可靠性程度，使系统在运行中不发生或极少发生故障。在偶然事故及操作失误时，系统应具有较强自恢复能力，而不应造成系统自锁或信息丢失。停电、意外死机、网络故障等问题出现时，能让学生继续完成考试而不是重新进行考试，即要求系统运行过程中，及时记录考生已经完成的考试。（3）安全性 为保证考试的正常进行，就要保证数据在传输、使用和存储方面的安全性，还要在非正常情况下保证数据的丢失减少到最低限度，在考生遇到特殊情况下中断考试时，可以恢复考试。安全性包括两方面的内容，一是系统的安全性，主要预防信息的泄漏、篡改、信任问题或假冒身份和恶意的攻击；二是数据的安全性，如考试前试卷的保密，考后答案的不可否认性。另外，系统加入权限管理功能，任何本系统的使用者在进入系统前都必须登录其用户名和密码，以确认使用者的操作权限。（4）容错性 一方面系统本身有安全性能的要求，题目不允许随意泄漏和被更改，学生的答案和成绩在存入数据库以后也不允许泄漏和被更改；另一方面，当用户进行了不当操作时，能进行相应的错误处理，给予提示或警示，不能影响系统的正常运行。二、需求分析：本系统的目的是着眼于利用计算机及其网络资源为考试管理部门建立一个适用于多学科的可重复使用的试题库, 并通过计算机网络为考生提供一个适合于各学科的考试平台。解决以往教学验收工作中给考务管理部门带来的诸如出考试题、印考试卷、监考、阅卷、核分、统计成绩、发放成绩等繁重的工作压力, 同时也能够给同学们营造一个良好的考试环境。该系统中包括四个即相对独立又相互依存的三个子系统, 它们是: 命题子系统、阅卷子系统、考试子系统和查询子系统, 四个子系统的功能及相互关系如下图所示：考试管理系统分析与设计 考试子系统阅卷子系统命题子系统科目、年级、班级、学期、学号的组合考生输入考号登录建立和管理试题库，确定考试科目、题型、题量和考试时间等信息成绩上传与打印试卷批阅模块考生信息录入模块确定考生考试科目；随机生成考试卷根据考号抽取试题实现题型切换、并且备阅卷进入答题状态以班级为单位编辑考生姓名、学号、准考证号等确定考试科目、题型、内容客观题+主观题 判断答题时间是否超时、按照片判断考生身份答题过程监控核定考试成绩、保存考生试卷交卷或时间到输入考号继续答题或退出考试回到考生登录状态查询子系统输入学号、密码、权限选择、验证码四个子系统的功能分述如下：1.命题子系统由科目设置模块、题型管理模块、试题编辑模块、试题设置模块四部分组成, 主要功能是开发考试科目、考试题型、考试内容、考试题量以及试题难度系数等, 分别叙述如下:第一步:科目设置模块实现多科目题库的统一管理为了实现考试管理系统的通用性, 我们把考试管理系统的题库管理子系统设计成为适应于多学科的公共试题库管理子系统, 以便把多门课程的考务工作纳入到同一考务管理系统之中。第二步:题型管理模块确定适用某门课程的考试题型: 开发多种考试题型, 以适应不同课程考试的需要, 不仅要有类似于填空题、判断题、单项选择题、多项选择题等客观题的考核方式, 而且还能实现主观题的考核能力, 并针对不同的考试科目确定不通的考试题型。第三步:试题编辑模块实现输入试题、确定难度系数以及对试题的校对工作: 实现对各种题型的试题的编辑、答案的编辑、得分分值的编辑、难度系数的设置, 以及对上述内容的修改和校对等功能。第四步:试题设置模块确定考试题型、题量和考试时间: 在对某门课程进行考核之前, 可确定本次考核所需的题型, 每种题型的题量和难度分布, 设置本次考试需要的时间等。对每门课程所建立的试题库是动态的, 可以定期进行维护。同时题库中有足够的题量可供随机生成试卷使用, 以期达到考生之间试题难度相同, 但试题内容不同。2考试子系统考试子系统是通用考试管理系统的核心部分, 是整个考试管理系统的灵魂。命题子系统是考试工作的的准备阶段, 而阅卷子系统是考试工作的总结阶段, 考试子系统则是考试工作的具体实施阶段, 它起到承上启下的作用, 是整个系统的中心目的所在。下面叙述标准化考试系统的工作过程:第一步: 登录和抽题。考生系统登录界面，输入自己准考证号和密码，输入后由系统进行格式验证。如果不是数字或位数不对则由考生重新填写，如果格式正确由系统从考生信息表中查找此学生信息。如果找不到则提示重新填写；如果正确则显示考生信息由考生确认；如果确认不正确则重新输入；如果正确则进入抽取试题题型。第二步: 答题状态中的一些设定 1) 进入答题状态后, 始终显示该考生的姓名(和照片), 以供监考人员核对, 并给考生提示考试剩余时间。 2) 当开始考试的时候，系统会将数据库中存放的试题按试题类型显示出来，包括题干和选项，并通过“上一题”、“下一题”实现依次显示。3) 答题过程中应随时记录考生的答题进度和答题结果, 防止因意外情况造成机器死机影响考生的考试成绩。 4) 考生交卷或者考试时间到, 系统应自动记录考试成绩, 保存考生考卷。3.阅卷子系统阅卷子系统由学生情况登录模块、试卷批阅模块、考试成绩发送模块三部分组成。主要功能是通过计算机网络登录考生自然情况、批改考生试卷、向相关部门传送考试成绩。第一步：登录考生自然情况: 通过计算机网络从学籍管理部门索取考生自然情况( 也可以用手工录入的方式) , 包括考生所在的班级、姓名、学号、性别、以及照片等。其中, 照片是一个非常重要的信息, 可直接确定参考考生与本人是否相符。第二步：试卷批阅: 正式考试时,试卷虽然可以出现任何类型的试题,但主要分为两大类：客观题和主观题。客观题（选择题、判断题、填空题）由计算机批改（即自动评分）,主观题（操作题和程序题）由相关的老师进行批阅。其设计思路如下:1) 由计算机自动批改客观题,统计并保存各题分数;2) 阅卷老师批阅主观题，统计并保存各题分数;3) 教师改卷时,同时显示试题、考生答案和参考答案(因为每个考生的试题不同) ;4) 全部批改完后,可以打印出成绩单。第三步：成绩上传和打印: 通过计算机网络对考生成绩分组( 通常以班为单位) , 以班级为单位统计及格人数、不及格人数、总分、平均分并形成报表, 等待打印和发送，将考试成绩发送到教务部门、学生管理部门、相关教研室, 作为以后的教学管理工作需要的数据; 通过计算机打印考试成绩报表, 形成文字材料。4.查询子系统：考生查看自己以往的考试成绩系统会将考生以前的所有的考试成绩都显示出来， 包括考试科目、考试日期、成绩、是否通过等信息。查询设计是一套学生基本情况(学生的姓名、性别、学号、来自何地、所在院系班级)公开, 成绩可公开或不公开(由管理员控制)的系统, 主要包括以下几方面:(1)、查询途径模块: 学校办公室查询、校园网查询和通过Internet查询。查询方式多样化。对老师来说，可以按个人查询、班级查询、课程查询、学期查询、学年查询，可以查询期末考试成绩，也可以查询报考程序。对学生来说，只可以查询自己成绩，包括各学期期末成绩和补考成绩、统考成绩、免修成绩、历年在校总成绩。(2)、自动统计排序模块: 自动统计查询到的内容的人数及男女生人数、通过率、最高分、最低分等。查询时可按姓名、性别、学号、籍贯、所在院系、班级自动分类排序;(3)、查询界面模块: 学生可选择每页显示记录数及很方便选择想要查询的页码;(4)、显示查询到的详细内容模块: 查询到指定记录时可显示学生基本资料及各个学期各门课程成绩、学期总分及在校期间总分等。三、算法：1.随机抽题算法：要求：设相关题库中有n道题，要从中抽取m ( m= round1，则roundk增1，再与round2比较，若roundk= round2，则roundk再增1，这样就可以很简单地实现了无重复而且各个试题被抽取的概率相同的随机抽题算法。具体的程序如下:int *intArray，intRandArray;int i,j,k,temp;time_t t;intArray = malloc(m*sizeof(int);srand(unsigned) time(&t);/*依次产生m个随机数*/for(i=0; im; i+)temp= rand()%n; /*查找temp原先的“真实”编号*/for(j=0; j= intArrayj) temp+; else /*temp应插在k位置处, 这样数组intArray就实现了排序，同时得到了temp原先的编号*/ k=j-1;break; for(j=i-1;jk;j-) intArrayj+1= intArrayj; intRandArrayk=intArrayk=temp; /*以下根据题号产生题库部分省略*/free(intArray);2.客观题机器阅卷算法客观题包括：选择题、判断题、填空题。1.选择题或判断题阅卷算法。选择题或判断题评分方法是评分系统把参考答案与各考生的答案逐一进行比较，迅速给出得分，并给出相应成绩。第一步：建立学生数组student、对应的学生答案数组student_key、参考答案数组standard_key、选择题或判断题总分数组sum和分值mark（考虑每题分值一样）。第二步:把每个学生的每题答案与参考答案逐一进行比较；若相符，则此学生的此题得分，若不相符，则此学生的此题不得分；然后进行下一题比较，如此循环，再进行下一学生的答案比较。具体程序如下：int sumn,mark,i,j;char standard_keym;struct studentn char keym;for(i=0;in;i+)sumi=0;for(i=0;in;i+) for(j=0;jm;j+) /*进行第i个学生成绩的批改*/ if(studenti.keyj= =standard_keyj);/*进行第j道题的批改*/ sumi+=mark;else continue;2.填空题阅卷算法。填空题评分方法是把参考答案与各考生的答案进行比较.但答案题型分为两类：对答案位置要求固定的题目和对答案位置不要求固定的题目。第一步：预先建立相关的信息数组，包括答案关键词数组、关键词应出现的位置信息数组、关键词对应的得分比例数组、关键词对应的评分状态数组、关键词对应的匹配模式数组，最后在评分时再逐个建立学生答案数组，这样做的好处是把评分的过程变为简单的顺序比较，无需进行简单遍历；第二步：对参考答案位置要求固定的学生答案进行处理。即题目要求答案出现的次序不能颠倒，只要考生的答案不在正确的位置上即认为错，同时在比较答案后把评分状态标记为已评，则该位置上的学生答案不可再参与下面的位置不定的答案匹配，以防有的学生不懂而全部填上一个答案来碰运气；第三步：对参考答案出现的位置不要求固定的学生答案进行处理，对未标记为“已评”的学生答案进行判断，只要这个答案与未标记为“已评”的任一标准答案相吻合，即可认为这个学生的答案可得分，同时对该位置上的评分状态标记为“已评”，不再参加后面的评分；第四步：计算该题成绩，清理评分标记，准备对下一考生进行评分，循环结束后即完成了该题的评分过程，立即用该题的得分比例乘上该题的分值，即可得到考生在这一道填空题的实际得分并保存到数据库中。第五步：对评分状态标记数组初始化为未评、得分比例还原为0，其余的答案关键词数组、位置信息数组、得分比例数组、匹配模式数组等均保留，然后循环读取下一考生的答案并转到第二步，一次性完成学生填空题的评卷。四、结束语：考试管理系统是目前市场需求较多的考试应用系统。考试管理系统适合学校的多种课程的上机考试。能提供基于网络教室、校园网及Internet的上机考试、测验等。这样可以大大降低考试的管理成本，同时还可以提高考试之后阅卷的效率，成为老师的得力助手。另一方面，考生对于上机考试也能够轻松的接受。对于考生来讲，这种形象而灵活的考试方式能够提高他们对考试和学习的兴趣。不再总是面对平淡无奇的纸张了。而对于学校来讲更是节省了很多打印和复印的成本，真是一举多得。考试管理系统的实现是一项比较复杂，而且工作量很大的工作，尤其它所涉及到的实际问题和技术细节相当多，许多技术都是在开发过程当中根据需要才去学习的，整个完成过程历经坎坷。由于实际编程经验不丰富，开始的系统设计不合理，对开发技术掌握的水平不足，并限于精力和时间等因素的影响，系统需要改进的地方还很多，主要问题如下:1.随机生成试卷有待进一步解决。目前试卷的生成比较简单，在实际使用中，可根据不同的情况结合试卷的难易程度等信息，采用复杂有效的随机算法生成试卷。2.增加考试题型:由于本系统最初是针对标准化考试所设计的，所以只有对选择题、判断题、填空题的考查，但是伴随系统的推广使用，就不能满足各类考试的需要了。现在，准备增加所有常见的考试题型，包括:排序题、操作题、语音题。而对主观性太强的题型，比如问答题，我们仍然不予考虑，因为就现有的计算机体系结构来看，用计算机来判断一个主观性问题的正确程度是相当困难的。3.系统性能有待改进与提高