信息与计算科学毕业论文计算机等级考试系统的设计和实现

苏 文理学院 学士学位论文 计算机等级考试系统的设计和实现 学科专业：信息与计算科学 研究方向：数据库技术 提交论文日期： 2013 年 5 月 22 日 论文答辩日期： 2013 年 6 月 10 日 学位授予单位：重庆文理学院 信息与计算科学专业毕业论文 I 目 录 中文摘要 . I 英文摘要 . 引言 . 1 题的背景和提出 . 1 究的目的和意义 . 1 内外 研究现状 . 1 内研究现状 . 1 外研究现状 . 2 键问题 . 2 发环境及人员分工情况 . 2 发环境 . 2 员分工情况 . 3 2 系统需求分析 . 5 行性分析 . 5 济可行性 . 5 术可行性 . 5 机可行性 . 5 理可行性 . 5 途可行性 . 5 全可行性 . 6 试系统功能分析 . 6 试策略 . 6 统的 数据流图 . 7 户界面分析 . 7 统安全性分析 . 7 3 系统设计 . 8 计思想 . 8 块的划分与功能 . 8 4 据库的建立 . 10 建数据库解决方案 . 10 计考试系统数据库 . 10 数据表的建立 . 10 据表的关系 . 14 据库的安全性 . 15 5 系统的实现 . 17 算机等级考试系统应用程序框架 . 17 务端管理程序框架 . 17 户端考试程序框架 . 17 立 数据库的接口 . 18 用 文件 . 18 立数据库的连接 . 18 建数据源 . 19 务端主程序的建立 . 19 一功能模块与主程序界面 . 19 统锁定功能 . 21 现考试和题库管理 . 23 现考试管理模块 . 23 现题库的管理 . 24 成考卷 . 26 试系统客户端的建立 . 26 证考生准考证号码 . 26 动考试过程 . 27 目显示 . 28 录考生的题目答案和题目状态 . 29 交试卷 . 29 现实时计时功能 . 29 案汇总显示 . 30 卷的评阅与成绩计算 . 30 6 结语 . 32 致谢 . 33 参考文献 . 34 致谢 . 33 参考文献 . 34 2013 级信息与计算科学专业毕业论文 I 计算机等级考试系统的设计和实现 考试管理 信息与计算科学专业一班 指导教师 李祥 摘要： 本文以开发一个计算 机等级考试系统为背景，介绍了考试方式的历史、现状以及使用 计前台控制程序和用 细介绍了在计算机等级考试系统中，实现机式考试的功能模块的设计，包括本地服务系统中的考试管理和本地考试系统中的激活考试、随机生成试卷、答题系统、自动计时、自动阅卷、考试分析等。该系统通过权限控制，面向普通学生和考试管理员。通过改变传统的考试模式，利用在线式考试系统，可以节约考试成本，提高考试工作的效率。 关键词： 等级考试； f 1 of of .0 of a 003, of is to a it of in so is to by It to by on in 013 级信息与计算科学专业毕业论文 1 引言 题的背景和提出 在当今的信息社会中，学校与社会上的各种考试仍大都采用传统的纸质考试方式。在此方式下，组织一次考试至少要经过五个步骤，即人工出卷、考生考试、人工阅卷、成绩评估和试卷分析。显然，随着考试类型的不断增加及考试要求的不断提高，教师的工作量将会越来越大，并且其工作将是一件十分繁琐和非常容易出错的事情，可以说传统的考试方式已经不能适应现代考试的需要。 目前，计算机和网络应用在各行各业广泛应用，特别在高校，所以大多数学生也已经具备了利用网络进行交流和学习的能力。可是在教学这个环节上，对于 传统的教学模式仍然过分依赖，而对于网络的开发和应用程度还远远不够。注意到这一点，本人决定开发一个基于网络的计算机等级考试系统，希望充分利用现有的计算机和网络资源。 究的目的和意义 鉴于社会的客观需求，计算机等级考试系统将针对传统考试的弊端，更省时更省力更准确地测试考生计算机水平，并方便之后的阅卷，查分和试卷分析工作。考生通过登陆界面进行有效的身份验证登录，包括考号的输入。考生按要求在规定的时间内进行答题。当到达规定的时间后，系统将自动予以提交，且其答案和分数将被记入库中以供审核和查阅，并作为成绩评 估和试卷分析的历史数据。另外，还可完全由计算机自动抽取试题库中的各类试题组成各种试卷，其内容会随着库中试题的改变而改变，不妨把它称之为实时的互动的试卷。 用计算机进行标准化考试，极大地减轻了出题者 、应试者和试卷评阅者的劳动，也减轻了由于人为因素造成的错误。同时，计算机标准化考试，也使得考试更加公平、公正。 内外研究现状 内研究现状 现阶段，学校与社会上的各种考试大都采用传统的纸质考试方式。在此方式下，组织一次考试至少要经过五个步骤，即出卷、考生考试、阅卷、成绩评估和试卷分析。显然，随着 考试类型的不断增加及考试要求的不断提高，教师的工作量将会越来越大，并且其工作将是一件十分繁琐和非常容易出错的事情，可以说传统的考试方式已经不能适应现代考试的需要。随着计算机应用的迅猛发展，网络应用不断扩大，如远程教育和虚拟大学的出现等等，人们迫切要求利用这些技术来进行在线考试，以减轻教师的工作负担及提高工作效率，从而提高考试的质量，使考试更趋于公证、客观、激发学生的学习计算机等级考试系统的设计和实现 2 兴趣。 理论方面，近几年来有较大发展，尤其在在线等级考试系统的建设理论方面有较大进展，技术也日渐成熟，目前国内有很多公司团体研究开发了基于 考试系统，基本上是传统教学中的考试向网络方向的迁移。虽然现在有一些基于 考试系统，但是计算机等级考试系统的研究却比较少。 外研究现状 当今许多国家都十分注重计算机教育事业的发展，特别是在线考试系统的研究。在发达国家，在线考试系统已经趋于成熟，不仅学校运用计算机考试系统来测试评估学生的计算机水平，还有许多国际著名的计算机公司所举办的各种认证考试绝大部分采用这种方式。例如， 著名的 际考试中心和 拟大学 )是实行计算机化考试的考试中心。目前流行的 微软认证专家 )系列考试、 列考试、 列考试，以及熟悉的 ，都是通过上面提到的两个国际考试中心实行的 “机考 ”。 键问题 (1)人机界面的设计和考试的管理 (2)对数据库数据的操作控制 (3)前台 用程序与后台 据库的关联 发环境及人员分工情况 发环境 (1)选择 为前台开发工具 够成为当今 最流行的软件开发工具之一，是与其卓越的性能是 分不开的，它汇集了 司的技术精华，不仅全面使用了面向对象的技术，而且在编译技术也作了优化。与其它开发工具相比， 有明显的优势： 使用 为基础，开发难度低，开发工作量小。 发环境十分友好，强大的可视化开发方式能够帮助用户轻松地开发出多种类型的应用程序。 使用微软发行的编程软件能够提供与 作系统的最大兼容性。 微软公司开发的编程环境 仅能够提供强大的图形支持，而且能够是应用程序与硬件相对独立。 实现应用程序提供了强大的扩展功能的支持。 为用户提供了许多有用的调试和分析工具，能够帮助用户寻找错误和提高应用程序效率。 拥有解释方式和编译方式两种运行方式，使得应用程序的调试更加方便、轻松。 2013 级信息与计算科学专业毕业论文 3 鉴于以上优点，选择了 为 “计算机等级考试系统 ”项目的开发工具。 (2)选择了 立后台数据库 最新版本的 了保持原有的 据库的功 能特性之外，在数据库的应用上进行了一定程度的扩张，支持更加灵活和智能的操作，并支持 档数据源进行处理。 然是小型捉摸数据库管理系统，但是它提供的数据库功能却非常强大，不仅包括了一般数据库管理系统中的 构化查询语言 )语言查询，而且支持数据的完整性和约束（包括：主键约束和实体完整性、外键约束和参照完整性、 束、 ）。 虽然 并不是十全十美。但是对于小型企业和小型数据库而言，这些功能已经足够了。如果要追 求那些复杂的数据库管理机制，还是应该使用大型、基于数据仓库技术的企业级数据库管理系统（如， ）。 现在 经成为了功能强大、操作简单的关系数据库管理软件，而且由于它集成在 件中，更容易获得，只要安装 可以在安装过程中选择安装 。 员分工情况 计算机等级考试系统的功能模块主要为本地服务系统、本地考试系统、远程查询系统三部分，每个主要功能模块下又具体分为若干个小模块，系统整体 功能结构如图 本人负责的考试系统主要是对本地服务系统中的考试管理和本地考试系统中激活考试、答题系统、自动计时、自动阅卷几个模块的设计。 另一同学负责的考务系统主要是对本地服务系统中的考生管理、本地考试系统中的输出成绩单和远程查询系统的设计。 计算机等级考试系统的设计和实现 4 图 1 系统整体功能结构图 考试系统 本地考试系统 激活考试 答题系统 自动计时 自动阅卷 输出成绩单 本地服务系统 考生管理 注册考生 禁用考生 删除考生 修改考生信息 考试管理 增加科目 删除科目 禁用科目 远程查询系统 有效的考试项目 考生信息 考试成绩 考试状态 (正在考试的人数等 )数 ) 准考生号（管理员） 某一天的考试进程 修改科目信息 增加题目 删除科目 修改题目 禁用题目 数据查询 某一天的考试进程 考生成绩 准考证号 2013 级信息与计算科学专业毕业论文 5 2 系统需求分析 行性分析 可行性分析也称为可行性研究，是在系统调查的基础上，针对新系统的开发是否具备必要性和可能性 ，对新系统的开发从技术、经济、社会的方面进行分析和研究，以避免投资失误，保证新系统的开发成功。可行性研究的目的就是用最小的代价在尽可能短的时间内确定问题是否能够解决。该系统的可行性分析包括以下几个方面的内容。 济可行性 经济可行性主要是对项目的经济效益进行评价。考试系统的设计作为一个毕业设计，无需开发经费，对于学院在经济上是可以接受的，并且本系统实施后可以显著提高考试效率，有助于学院完全实现网络化管理。所以本系统在经济上是可行的。 术可行性 技术可行性分析主要分析技术条件能否顺利完 成开发工作，硬、软件能否满足开发者的需要等。考试系统的设计采用了当前较流行的 行开发，而数据库服务器选用微软公司的 据库，它 是功能强大、操作简单的关系数据库管理软件， 它的灵活性、安全性和易用性为数据库编程提供了良好的条件。因此，系统的软件开发平台已成熟可行。硬件方面，科技飞速发展的今天，硬件更新的速度越来越快，容量越来越大，可靠性越来越高，价格越来越低，其硬件平台完全能满足此系统的需要。 机可行性 目前，大学的校园网路覆盖了教学区和学生区的主要建 筑物，从而满足学院内各系，各职能部门，各直属单位上网需求。学校良好的网络设施为开发使用计算机等级考试系统提供了坚实的基础。 理可行性 管理可行性主要是教务处管理人员大力支持，系领导认同，现有的管理制度和方法科学，规章制度齐全，原始数据正确等。规章制度和管理方法为系统的建设提供了制度保障。 途可行性 用途可行性主要是此考试系统的应用范围较广，并不局限于计算机等级考试，其它同类型考试也可使用该系统。同时，在考试系统中，大量的工作是输入数据和选择答案，所以考试系统主要是通过键盘和鼠标 进行人机交互，并不需要附加的交互方式。所以在用途上是可行的。 综上所述，此系统开发目标已明确，在技术和经济等方面都可行，并且投入少，见效快，因此考试系统的开发是完全可行的。 计算机等级考试系统的设计和实现 6 全可行性 安全可行性主要是该系统对操作人员进行了权限设置。通过设置权限密码的形式， 使拥有权限的人员才能对系统进行相关操作。 数据库的安全设置较简单，能实现密码功能的设计。所以该系统在安全性上是可行的。 试系统功能分析 试策略 考试系统主要是用 现本地考试系统和本地服务系统中考试管理的设计。 一个完整的计算机考试，要经过注册考生、注册考试、考试、取得成绩单等步骤。 考试流程如图 示 。 开始 考生拥有准考证号号？号？ 已注册考试 在指定时间开始考试？ 开始考试 输出成绩单 考试结束 注册考 生信息 注册考试 考试过期 N N N Y Y Y N 2013 级信息与计算科学专业毕业论文 7 图 2 考试流程图 首先，考生要使用考试系统进行考试，就必须要进行考生注册。确认考生身份，考生会获得一个在整个考试系统中唯一的考试证号。 接下来，考生要参加某一科目的考试时，必须提前注册。否则，考生不能参加考试。 在规定的 考试日期中，考生在考试系统上作答。系统会自动记录考生的考试时间，死机并不会影响到考生的考试。 当考生完成考试后，系统会自动对考生的试卷进行评阅，并且参照题库中的标准答案，为考生打分。 最后，考试系统会向考生出示考试成绩单。 从考试流程图 可以看出，参加考试必须要在考试系统中拥有准考证号码，提前注册考试，而且在规定的时间内完成考试。 统的数据流图 数据流图，即 (主要描述考生从激活考试到结束考试的数据流向，如图 示。 图 3 数据流图 户界面分析 标准的 用程序应该包括：标题栏、菜单栏、工具栏、状态栏、工作区域等部分。在考试系统中，由于操作很简单，而且使用菜单和工具并不一定能提高操作的效率，所有在考试系统应用程序中，使用了最简单的基于对话框的窗口，并且使用简单的按钮完成功能的切换，界面虽然简单，但是它涵盖了考试系统的全部功能，操作非常方便。 统安全性分析 由于本系统采用 行数据 库的制作，在安全性方面不如 在访问时也可对访问权限进行设置，而且设置方便。同时由于本系统将采用 行管理员密码的设计，所以说安全性方面还是有保障的。 考生 登陆 抽题 错误 数据库 答题 题目 考号 答案 阅卷 数据库 答案 输出成绩 数据库库 计算机等级考试系统的设计和实现 8 3 系统设计 计思想 考试 系统 的设计是以软机周期模型为基础来建立的。众所周知，既然是工业产品，都有其 生命周期 ，即要经过分析要求、设计、制造、测试、运行 (此时需要不断的维护 )等几个阶段。本系统的设计严格遵守软件周期模型，经历了可行性研究与计划阶段、需求分析阶段、设计阶段、编程阶段、测试阶段、运行 阶段。 块的划分与功能 经过对计算机等级考试步骤的分析，计算机等级考试系统的模块将进行以下划分。 考试系统的模块可以大体分为 2 个部分：本地服务端管理程序、本地客户端考试程序，其中每一部分都可以细分为多个模块，如图 示。 图 4 系统功能结构图 (1)考试管理 考试管理这个模块中包括了增加、删除、修改考试科目、修改考试科目的状态，增考试系统 本地考试系统 激活考试 答题系统 自动计时 自动阅卷 本地服务系统 考试管理 增加科目 删除科目 禁用科目 修改科目信息 增加题目 删除科目 修改题目 禁用题目 2013 级信息与计算科学专业毕业论文 9 加、删除、修改考试题目，修改考试题目的状态等几种功能。 增加、删除、修 改考试科目：用于维护考试系统中的考试科目信息，包括科目的名称、题目数量、考试时间、通过分数等。 修改考试科目的状态：用于设置科目有效或无效的状态，当科目处于无效状态时，考生将不能注册这个科目的考试。 增加、删除、修改考试题目：用于维护考试系统题库的信息。修改考试题目状态信息可以设置题目是否可以被选入考生的考卷。 (2)激活考试 激活考生实际上是将考生考试的状态设置为 “正在考试 ”，并在开始考试前，向考生提示考试的相关信息。 当考试被激活后，该考试的注册信息将不能被修改，更不能删除。 (3)答题系统 答题系 统将引导考生完成整个试卷，并记录考生的答案和题目的状态（是否完成、是否被标记）。 在一般的标准化考试中，常见的题目包括：单项选择题、多项选择题、不定项选择题和填空题等。 为了简便起见，该系统设计中将题目设置为：单项选择题、多项选择题和填空题三个类型。 标记题目状态和传统考生中的 “打标记 ”一样。如果考生对于某题目不确定，或者暂时不想回答这道题目，就可以为题目 “作标记 ”。做过标记的题目会在答案汇总页面上突出显示出来。 (4)自动计时 自动计时将在考试开始后自动启动，用于在整个考试过程中提示考生考试时间，并在考试 时间结束后自动中止考生的考试。 在考试中途出现死机的情况时不会影响考生的考试。考试的所有答案都会被实时地记录进时间库，同时，考生剩余的考试时间也会被记录进去。 当考试的剩余时间小于 15 分钟时，屏幕上的计时钟会变为红色，以提示考生剩余的考试时间不多了。 (5)自动阅卷 自动阅卷功能将把考生的试卷与题库中的标准答案进行对比，并记录考生的考试成绩。 计算机等级考试系统的设计和实现 10 4 据库的建立 建数据库解决方案 数据库是依照某种数据模型组织起来并存放在存储器中的数据集合。这些数据为了多个应用程序服务，独立于具体的应 用程序，数据库由数据库管理系统 (一管理，数据的插入、修改和检索均要通过数据库管理系统进行。 数据库管理系统是一种系统软件，它的这样功能是维护数据库并有效地访问数据库中的数据，对数据库的维护包括保持数据的完整性、一致性和安全性等几项内容。 数据管理员负责创建、监控和维护整个数据库，是数据可以被任何有权使用数据库的人访问。 计考试系统数据库 本考试系统使用一个 据库文件，文件名称为 :考试 使用 要建立数据库连接。在考试数据库系统中，所包含的数据应该包括考生的基本信息、所以考试科目的基本信息、全部题目的信息、考试注册考试的信息和考试状态、考试成绩以及考生的试卷。 这样根据数据库存储的内容，建立多个数据库表。 据表的建立 (1)考生信息表 (考生信息表用于存放考生的基本注册信息。它唯一确定了一名考生的身份，因此应该包括考生的准考证号码、姓名、性别、身份证号码等证明考生身份的信息。按照考试系统项目的需求分析。 在考生信息表中，包括了可以确定考试身份的全部信 息（包括准考证号码、姓名、性别、身份证号码、联系电话、电子邮件），以及考生的当前状态（是否允许考生注册考试）。 另外，还需要建立一个字段（ 这个字段用于记录考生已经注册，但是还没有完成考试的考试数目。设置这个字段是为了维护表的完整性。 比如，如果考生已经注册了一个科目的考试，但是还没有进行考试。假如这时删除了用户就会在考生考试的过程中和成绩单输出的工程中出现无法找到考生姓名的错误。设置这个字段，就可以避免这个问题，当此字段的值不为 0，说明考生还有没有完成的考试，这时删除考生的操作就不好进行。 在考 生信息表中，同一个准考证号码只能对应一个考生，也就是，准考证号码时唯一的，把它标记为主键。考生信息结构图如图 示。 2013 级信息与计算科学专业毕业论文 11 图 5 考生信息结构图 (2)考试科目表 (考试科目表记录了考试系统中可以进行的所以科目信息。一个考试科目应该包括考试的名称、时间、题目的数量等信息，为了增加考试系统的兼容性，还设计了总分数和通过分数两个字段。初次之外，在考试科目表中，可以使用一个 7 位长的考试科目号用于唯一确定一个科目的考试，所以把考试科目号码作为主键。在考试科 目表中的 删除表中的数据时，只有此字段为 0 时才能进行。 另外，在这个表结构中，虽然从下表看都是数字型，但是实际上是长整型，单精度，整型。考试科目表结构图如图 示。 图 6 考试科目表结构图 (3)考生注册信息表 (按照考试系统的分析，一个考生在参加考试前必须进行注册。注册的作用是生成考生的试卷并确定考试的日期。 考试注册信息表中，包括考生的准考证号码、注册日期、考试日期、考试科目号、考卷编号等信息 。这里把考生准考证号码作为主键。 特别地，为了避免同一个考试试卷号码在多个考试终端上参加考试，还增加了考试状态字段，该字段描述了考生当前的考试状态。当考生成功地注册了一个考试后，此值会自动设置 0；而当考生完成考试时（不论是否通过考试），此值会置 1；此值为 2 时说明考生进行这个科目的考试；如果考试没有在考试日期指定的时间内考试，此值为 4； 在考试注册信息表中，由于在进行注册信息查询时，很少会根据试卷编号（试卷编号唯一确定时）查询，所以它没有设置主键。这个表无主键。 使用试卷编号可以确定考试的注册信息，它的生成规 则是： 计算机等级考试系统的设计和实现 12 考证号码 _科目编号 _考试日期 上面的斜体字的部分将在程序运行时，以实际的编号代替。考试注册信息表结构如图 示。 图 7 考试注册信息表结构图 (4)系统信息表 (系统信息表用于存放一些维持系统正常运行的所必须的数据，比如管理员密码、当前考试的人数等，系统信息表结构如图 示。 图 8 系统信息表结构图 系统信息表只有在管理操作时才会访问，所以的数据的查找速度没有要求 。在设计这个表时，没有设置主键。 (5)题库表 (题库表，顾名思义是存放全部考试题目的地方。在题库表中，应该包括考试的题目编号、题目、标准答案、类型等信息，题库表结构如图 示。 图 9 题库结构图 表中的 是为了维护数据库完整性而设置的。在生成考生试卷时，如果该考生使用了这道题目，这个字段的值就会加 1。也就是说，它存放了这道题目的人数，只有当此值为 0 时，才能删除这道考试题目。 另外，题库 表通过 段唯一确定考试题目，所以这个字段将作为题库表的主键。考试题目编号的前 7 位表示这个题目归属哪个考试题目，剩下的 10 位记录题目的标号，通过这 17 字符长度的字段就可以判断这道题目是哪个科目的哪道题目。 2013 级信息与计算科学专业毕业论文 13 (6)考卷表 (考卷表是在考生完成考试注册后，记录考生的考卷题目的表。在这个表中，通过试卷编号可以确定一个考试注册项目，题目的 用于记录考生应该回答的问题，考生的答案用于考生的答案，考卷表结构如图 示。 图 10 考卷表结构图 这个表没有 一个字段可以唯一确定一条记录，所以也不需要设置主键。 为了方便考生作答，在考试界面中增加了 “标记 ”按钮，考生可以对某一道题目进行标记（仅仅是为了醒目），系统也会自动判断考生的答案是否完整。这两个记录标记就使用 示。 创建过程是：首先