在线考试系统UML分析报告.docx

在线考试系统分析报告课程名称 专业综合设计 学 院 管理学院 专业班级 电商 学 号姓 名指导老师 闵惜琳 2014年12月目录第一章前期工作11.1业务概况11.2存在问题11.3业务目标11.4可行性分析2第二章业务建模32.1业务分析32.2业务用例32.3业务用例场景42.4业务用例规约7第三章需求分析103.1分析问题103.2系统目标103.3系统范围和边界113.4参与者113.5系统用例123.6系统用例场景13第四章系统分析164.1软件架构和框架164.2分析对象174.3分析模型21参考文献23第一章前期工作1.1业务概况在线考试系统是专门用于学生注册、登录、参加在线考试，以及管理员进行试题录入、修改、删除、成绩查询等功能。在线考试系统主要用户为考生以及管理员。考生进行有效的身份验证登录后，选择考试科目，并要求在规定的时间内进行答题，当达到规定的时间后，系统将自动予以提示。一旦考生做完交卷后便能立即看到自己的考试成绩，并且其分数将被记入库中以供审核和查阅。教师可以提供在线阅卷，成绩查询、试卷管理、试题管理的功能。为了满足考生和教务人员的需求，在线考试系统应包括在线考试、成绩查询、考题管理、用户管理等功能。1.2存在问题一、适合多门课程、多种考试形式的比较全面的网上测评系统还比较少见现有测评系统一般主要是针对单科的测试，不能适用于其他课程，并且考试形式比较单一，所以说多门课程，多种考试形式的比较全面的网上测评系统还比较少见。二、教学与考试不能完美结合现有测评系统主要起到的考试作用，根本无法和教育教学工作相挂钩。考试目的性、专业性过强导致应用面太窄，这严重阻碍了它在现实教学中的发展，因此还不能说它是教学与考试的完美结合。三、已有试题库系统的维护和更新不方便试题库系统随着课程内容的发展变化，必须不断的更新。但现有的试题库系统往往其试题数据库的开放性不够，用户对已有试题的维护不方便。而且，对要录入的试题的内容有一些限制，如图表、图片、公式、图像、乃至多媒体信息等数据，都不能很好的处理。四、现已见诸文献的试卷自动生成算法大都存在一些问题这些算法大都基于经验的积累，虽然便于沟通，但却有很强的随意性，有损于它的公正性和客观性。五、缺乏普遍有效的试卷分析功能现有的系统多数具有考试、教师评阅等功能，但是普遍缺乏试卷分析功能，尤其是对主观题基本无能为力，并且不能对题库中的题作相应的动态调整。1.3业务目标对于该在线考试系统，本论文拟实现以下四个主要功能：（1）管理员操作，主要实现管理员登录、对学生信息的操作以及对教师信息的操作，管理员可以更改教师权限，不同权限的教师可以进行不同的操作，被赋予出题权限的教师可以进行题库的管理，被赋予管理学生权限的教师则可以后对学生的信息进行更新和维护。（2）学生在线考试，流程包括学生登录、答题和提交试卷三部分：学生登录系统后开始答题，答题结束后将答案提交到服务器保存在数据库，保证考试的稳定性；提交试卷分为两种，考试时间内学生通过点击提交试卷进行自主交卷，考试结束时系统自动强制交卷。（3）成绩查询，分为教师查询和学生查询两类：教师根据查询条件查询（包括按专业查询和按姓名查询），并可对查询结果进行排序处理；学生查询只能查询自己成绩，但同时可以显示成绩排名。（4）题库管理，只有分配权限的出题教师才能使用此功能，包括添加试卷、发布考试信息：试题类型包括单选题、多选题和判断题；发布考试信息包括考试科目、考试时间、分数等。1.4可行性分析对本在线考试系统进行可行性分析是在设计之初首先要解决的问题之一，可行性分析就是在对系统进行全面调研的基础之上，通过全面分析影响系统开发的各个方面因素，并最终得出系统是否具有开发与设计的价值，预定的设计任务及目标能否如期实现。在本在线考试系统的可行性分析过程中，重点未然技术可行性，经济可行性及操作可行性来展开。（1）技术可行性在技术可行性分析中，主要分析的问题在于现有的硬件与软件水平能否支持预定的设计目标。具体到本在线考试系统的技术可行性问题，硬件方面采用主流的服务器，其配置可以基本满足系统的要求。在软件方面，本系统的运行依赖于一定的操作系统，并且离不开数据库管理系统及相关软件的支持。本系统的安全运行也离不开先进的技术支持，包括 ASP 技术、SQL 数据查询技术、ADO 技术等。（2）经济可行性经济可行性分析的目的在于估计开发本系统的成本即因开发本系统而产生的额外费用，并将其与开发本在线考试系统而带来的经营性收益做对比。（3）操作可行性操作可行性是指系统对于使用系统的用户是否具有可操作性、可适用性。可操作性分析是系统的可行性分析中的重要环节，若一个在线考试系统不具备操作可行性就没有对其进行研究的价值和意义。目前，凡是适合进行在线考试的政府及企业内部基本实现了网络的全覆盖，且又配置有相应的计算机因而本在线考试系统具有可操作性。第二章业务建模UML业务建模方法是指对业务系统从静态和动态两个方面进行抽象，并利用UML标记语言记录下来。根据业务系统的特点，UML业务建模方法主要包括业务角色、业务实体、业务活动和业务流程等建模元素以及业务实体关系图、业务流程活动图和业务流程状态图等图形表示。2.1业务分析当前系统的主要参与者有管理员，考生，教师，所以系统的业务现状主要有三个方面：学生登录系统参加考试；教师登录系统添加、编辑考试题目出卷；管理员负责系统的使用权限以及数据维护。（1） 学生登录系统考试考生凭借考试号以及密码登录在线考试系统，核对完考生信息，选择考试科目后准备进入考试，开始考试后系统会开始计时，考生在这期间完成考试并正确提交考卷，系统随后会进行阅卷并显示成绩。（2） 教师编辑试题以及组成试卷教师登录系统后选择对应的科目，往试题库里添加试题，具体内容包括考试试题的题干、正确答案、所属知识点以及难度系数等。教师还可以跟随大纲生成考卷，生成考卷有两种方式。第一种是人工组卷，这种方式允许教师按照试卷所属的科目、需要的试题类型以及知识点和试题难度，从各种考试题信息库中用手动方式选取所需试题，最后组成考卷保存。第二种是自动组卷，教师只需输入试卷名称、选择试卷所属科目、试卷难易程度、知识点范围、各试题类型所对应的数目，组卷系统会按照用户指定的要求，从试题库中抽出试题自动生成试卷。（3） 管理员管理系统管理员主要负责管理系统的账号、用户的权限、系统数据的备份等，包括添加、编辑或删除学生用户和教师用户。2.2业务用例通过实际调研，以上分析，可得出实际参与业务过程的业务主角有：考生、教师、管理员。同时，也可得出两个主要的业务用例：考生考试用例、教师出卷用例；其中，教师出卷用例可扩展出录入考题用例、，因此便可建立业务用例视图，如图所示：2.3业务用例场景业务用例场景用来描述该业务用例在该业务的实际过程中是如何做的，即说明该业务用例的执行过程，说明业务主角是如何使用业务用例完成业务目标的。绘制业务用例场景可以使用活动图、顺序图、协作图等交互图来描述。根据本项目的实际情况，更侧重于描述参与业务的各个参与者在业务当中所执行的活动，明确各参与者的职责；所以使用活动图来绘制业务用例场景，描述业务的实际具体流程，具体如下：（1） 业务参与者登入系统活动图在线考试系统的参与者包括考生，教师，以及管理员，由于不同参与者的使用权限不同，所以在使用系统进行业务活动的开始都需要先验证身份，以下是登录系统的活动图：（2）在线考试活动图考生考试相关活动可以用在线考试活动图描述，过程如下：考试系统显示可供考生选择的系统考试科目页面；系统进行抽题组卷并在客户端显示试卷试题内容；答题完毕学生可提前试卷，系统到时自动提交试卷；系统自动判分，计算和统计考生成绩，具体活动图如下所示：（3）教师添加试题活动图教师登录系统对题库进行试题添加、修改、查询和删除等基本功能管理可以用题库管理活动图描述，过程如下：教师输入信息并登录系统后，系统显示试题添加页面；教师将需添加试题输入系统提交；输入符合要求则创建新试题存入试题库。不符合要求则显示输入有误，退出重新添加。具体活动图如下所示：2.4业务用例规约通过以上对业务用例的描述已经可以得知每个业务的实际执行过程，以及参与者的实际职责，下面再通过业务用例规约对每个业务用例进行描述说明与规范，具体如表所示：（1）考生在线考试用例规约用例名称学生在线考试用例用例标识符XSZXKS用例描述学生登录在线考试系统进行考试参与者学生前置条件无后置条件登录成功基本流程1. 输入账号密码选择身份登录2. 选择考试科目以及时段3. 准备考试4. 开始答题5. 提交试卷6. 查看成绩7. 结束考试（2） 教师增加试题业务规约用例名称教师增加试题用例用例标识符JSZJST用例描述教师增加考试试题参与者教师前置条件无后置条件登录成功基本流程1. 输入账号密码选择身份登录2. 选择科目题库集3. 选择添加试题按钮4. 按照要求输入试题内容，难度系数，知识点，正确答案等5. 提交试题6. 保存试题7. 退出（3） 管理员设置访问权限业务规约用例名称管理员设置访问权限用例用例标识符GLYSZQX用例描述管理员设置访问者的权限参与者管理员前置条件无后置条件登录成功基本流程1. 输入账号密码选择身份登录2. 选择管理用户3. 设置教师的访问权限4. 设置学生的访问权限5. 保存设置6. 退出第三章需求分析3.1分析问题1、考试过程中的网络拥塞。考试卷面内容需通过网络向服务器请求，并在网络上返回响应结果，考生答案需要向服务器提交，每一位考生可以提交答案的时刻和次数是不确定的，网络带宽是有限的，考生数量多时大量的请求和提交在同一时间段发生会造成网络的拥塞，也给服务器造成了负荷。2、在线考试安全问题。考试过程中的网络拥塞严重时能够引起服务器的奔溃，造成考试过程不稳定。考试需要身份验证，如果某些原因引起合法考生无法通过身份验证，考试时间是由程序控制的，那么这位考生的考试会受到影响。考试内容存储在服务器的磁盘上，当下电脑入侵技术成熟，考试内容不能很好被保护就可能造成在线考试卷面内容的泄露。3、消耗较多的资源。在线考试要求考试在电脑前完成作答，且每人一台电脑，在考试结束前电脑一直在运行；又由于考试人数和考试场数的原因，这将需要大量的电力资源来保障考试的顺利进行和完成。在线考试相对于传统考试有其不足之处，但是相对于在线考试更多的优点来说，这些不足显得微不足道。以上所述在线考试系统的弊端也可以通过采取一些方法得到适当的避免。3.2系统目标1、系统具有智能化。系统能利用计算机组织完成相关的考试组织整个流程，实现完全自动化，真正做到无纸化操作，符合节约型社会要求。系统利用计算机完成大部分人工操作，包括试题的管理；根据算法在现有的题库中选择试题自动生成试卷；管理考试过程状况；自动提交试卷；自动评阅客观题并给出成绩；考试成绩统计分析等。本系统中，学生能够在计算机上答题，计算机可以快速批改试卷，完成自动批改和分析试卷。2、良好的开放性。从考试形式上看，可以是模拟考试和正式考试，从考试性质上看，可以是过程性测试和总结性测试。对考生而言，在规定的考试时间段内，考试时间和地点的选择是一个相对自主的过程。通过控制考试时间，可以随时向考生开放。3、系统的准确性。考试作为教学评测的重要环节，其结果往往关系到学生的切身利益，必须确保系统本身的正确性，避免试卷结构性错误，试卷批改、考试计时、成绩统计等方面的错误。4、系统安全性。在系统中应保证不同的用户能互不干扰地进行操作，而后台数据库仍能正常工作。因系统所具有的开放性，不排除产生学生为了取得好成绩而采取极端手段去非法获取试题、更改成绩等情况。因而系统应加强安全性设计，利用多种技术与措施保护题库安全性，监考过程的记录与控制，避免非法入侵行为的发生。5、系统的强壮性。按照现有的学生规模，有些课程参考的学生众多，在系统登录和最后交卷时可能因人员过多而引起系统崩溃，在设计时应考虑系统鲁棒性的设计，加强系统的承受能力，保证在异常情况下，系统能通过自我纠正维持正常运行。3.3系统范围和边界系统边界将系统从所处的环境中分离出来，构造系统时首先需要清楚系统用户、系统组成模块、系统功能等，即是确定系统边界。通过分析得出网络考试系统功能如下：1、考生功能：包括登录、考试、查询成绩等；2、教师功能：包括增加试题，修改试题，安排考试生成试卷及成绩分析统计等。3、管理员功能：包括管理用户信息、数据信息等。3.4参与者网上考试管理系统的用户主要包括系统管理员、教师、学生三种用户。其中每个用户在系统的功能要求是不同的。此系统的最高权限由统管理员拥有，管理员对系统的其他用户进行管理、实现所有信息的浏览、修改、删除等权限。教师在网上考试管理系统中的作用是对题库进行修改、添加、删除等操作，并可实现对考生成绩的查看等功能权限。考生是网上考试管理系统的参与者，考生只有登陆自己的账户，参加考试、成绩查询的权限，除此之外不能对系统中的任何功能进行操作。3.5系统用例用例描述的是一个系统做什么的信息，并不说明怎么做，怎么做是设计模型的事。用例图中很多细节信息都没有明确地表示出来，只是勾勒了一个大致的系统功能轮廓，对软件开发活动而言不够充分的，所以需要用例描述部分。以下对本系统中的几个主要用例进行描述，并给出精化后的用例模型。（1）考生考试细化用例设计对于考试模块来说主要实现的是考试科目选择、答卷、交卷以及保存考卷和成绩等几个功能，在软件实现前我们通过用例图描述各个功能子模块的案例实现流程。如下图所示：（2）教师试卷管理细化用例设计在试卷管理模块方面，通过案例细化，对教师试卷管理中描述出了添加试题，查看试题，修改试题和成绩添加等各个功能的实现流程。如下图所示：（3）系统管理员用户管理用例设计而在系统管理及用户管理方面，通过对各个功能的案例细化，将权限设置、人员管理、账号删除添加等方面的实现流程详细的描述了出来。如下图所示：3.6系统用例场景在线考试系统用例图是为了让用户对系统有一个总体认识，由系统的用例和参与者一起描述系统功能方面的视图，主要描述系统能完成什么样的功能。通过对用例视图的分析，用户和设计人员能够以可视化的方式探讨系统的所有功能，并达成一致意见。按照系统的功能设计要求，在线考试系统的使用者包括：系统管理员、教师和学生。所有的使用者在使用系统时要输入用户名和密码，系统对相应的身份信息进行比对正确后，根据其权限导入不同的功能模块。1)学生用户学生使用者在输入用户名、密码，系统查验身份无误后，可以选择参加考试、查询考试结果和修改登录密码等功能。用户通过在界面上选择按钮，进入指定的选项。进入考试模块，第一步选择考核的项目，进入答题界面，进行答题，系统自动倒计时。当预定的时间将要到达时会发出考试即将结束警告，时间到达时，会强行结束答题过程。学生交卷完成或者时间到系统强制交卷之后，系统会自动评阅试卷，生成试卷分数，并将分数反馈给学生，同时存入学生试卷信息库中，以方便学生查阅考试分数。该场景可以用时序图来表示：2)教师用户教师是在线考试系统的主要管理者，主要功能包括：考试科目管理、考试科目知识点管理、考试题库管理、教师自主选择试题组卷、计算机智能选择试题组卷。3)管理员用户系统管理员具有绝对的管理权限，对系统的所有功能模块和用户的信息进行检测和调整，负责整个系统的管理与维护工作，主要包括对各类信息进行管理。他能管理全部用户的操作能力，还包括修改密码，备份数据库等。例如，可以把某个教师的权限改为管理员，分管一部分管理员的职责。第四章系统分析4.1软件架构和框架在现代的软件体系架构中，最常见的结构是分层式，也是最重要的一种结构。按从上到下进行结构划分，可以分为：表示层，业务逻辑层，数据访问层等三层结构。这种分层结构的设计思想，目的是让每个一层次都由相关的类或组件构成，这些组件能够共同协作完成特定功能。在相邻的两个层次之间具有自上而下的依赖关系，上一个层次的组件直接依赖于其下层组件，下层组件对其上层组件并不存在依赖关系。数据访问层对业务逻辑层提供支持，业务逻辑层则对表示层提供支持。使用三层结构的目的主要是使整个软件体系结构更加清楚，有利于明确分工，便于软件的后期维护和升级。在分层结构中，由于每一层次具有对独立的功能，因此当某些层次的功能需求发生变化时，只要在设计中保持层间接口不变，那么其它各层都不会受到影响。本系统采用的是基于 B/S 的三层体系架构，工作界面是通过 IE 或者其它 WEB浏览器进行操作，服务器端完成大部分的事务逻辑，而在用户操作的浏览器端只需不多的设计实现。表示层位于工作站上，功能层位于 Web 服务器和应用程序服务器上，数据访问层位于数据库服务器上。用户进行操作时，首先通过浏览器向服务器发出请求，然后等待服务器对浏览器发出的请求进行处理，待处理完毕后将用户所需信息返回到浏览器。这种结构有利于系统的负载平衡和系统的维护，同时也保证了信息安全。客户机只需配置 Web 浏览器即可，服务器担负所有的繁重的工作，这些工作包括对数据库的访问操作以及应用程序的执行，都是在服务器上完成的。这种瘦客户机模式，使完成所有操作的功能都是由 Web Server 服务器来完成，例如查询数据、增加更新数据、数据结果的返回以及动态网页生成等。结果就是简化了用户端电脑要求，降低了用户的使用成本。（1）表示层(也叫用户接口层)：提供一组标准的界面来发布、编辑和接受数据，并保持用户界面的一致性和完整性。负责显示由业务逻辑层动态传送的数据信息，主要通过 IE 等浏览器进行在线考试及网上的各种管理。学生在线考试界面、教师出题、组卷界面和管理员的数据管理界面都在此层实现。（2）业务逻辑层：集中了系统的业务逻辑处理，为用户界面层提供功能支持，同时它依赖于数据访问层所提供的功能来访问数据库。还要根据系统设计，对业务规则和过程进行封装，使得每个单独的对象都有清楚的目的和作用。学生信息管理、试卷管理等多个模块在此层实现对数据访问层的数据快速访问。（3）数据访问层：主要用来实现与数据库的交互，为功能层提供服务，使功能层不必关心底层数据库采用哪一种数据库。它根据业务逻辑层的要求，对数据库完成查询、插入、删除和修改的操作。学生信息、教师信息、试题信息、试卷信息等数据都保存在这一层。4.2分析对象按照面向对象的分析思路，需要将上述需求分析得出的系统用例或功能抽象成一个个的对象，通过对象之间的交互来描述具体需求的实现。因此，我们从分析系统的对象开始，进入系统分析阶段。顺序图用于更准确地、以技术语言表达用例。按照参与者与系统的交互关系来描述用例就可以做到这一点。顺序图捕获特定的场景，一个用例一般由一个或多个场景组成。顺序图强调的是交互发生的时间顺序。为了创建顺序图，对于用例的文本描述的每一步都被置于上方。两条垂直的线表示参与者和系统的生命线。参与者用参与者棍形图标志表示，而系统则简单地用矩形表示。顺序图简单地显示了参与者之间的动态交互关系，但没有显示它们之间的结构关系。如果一个用例有多个流程，就需要使用多个顺序图以捕获用例的多个方面。1、学生个人信息查询学生请求查看自己的个人信息，系统根据学生登录时的信息，在学生信息表中找到符合条件的信息反馈给学生。查看学生个人信息顺序图如图所示：2、学生成绩查询学生请求查看考试成绩，系统根据学生的基本信息，在学生成绩表中找到符合条件的信息反馈给学生。查看学生成绩顺序图如图所示：3、学生修改密码学生请求修改自己的