无纸化网络考试系统

1 1 系统需求分析 1 1 系统调查 对现行考试业务进行详细调查是了解系统需求和进行系统分析和设计的重要基础工作 因此要对我们计算机系的考试工作进行全面 细致而充分的调查研究 首先与分管教务处主 任交流意见 了解他们对现有考试流程的看法 有无新的信息需求 原系统有无多余的功能 然后 与教师和部分学生 特别是从辅导员那里了解他们对原有信息系统的看法 在此基础 上 深入到具体业务职能管理部门即教导处进行详细的调查 了解他们对现行考试方式的看 法 在操作上有无需要改进的地方 通过调查得知 原先人工操作在考试活动中占绝大部分 具体的考试经过是 教务处下 发或转发学校的考试通知 联系有关老师出卷 安排 检查考场及所需设备 组织监考人员 培训和考前宣传 公布考场地点及考试时间 发放准考证等前期准备工作 然后是印刷试卷 考试 阅卷 填分 公布学生成绩 总结 备案 打印通知书等 在考试的部分环节已用到 了计算机 如打印试卷 打印有关材料 学生成绩处理与公布等 为适应当前网络技术新形 势的发展 把考试与网络技术与数据库技术结合起来 实现考试信息的发布 自动生成试卷 考试成绩自动生成及查询等功能 保证考试的正规性及标准化 所以要求建立一个基于网络 的无纸化考试系统 1 用户需求 要设计一个性能良好的管理系统 明确用户的应用环境对系统的要求是首要的和基本的 本系统从以下四个方面对用户需求进行了分析 用户的信息需求 考生能查询有关考试新闻或考试通知 考试成绩 系统管理员能查 询题库信息 系别班级信息 系主要领导都能查询所有信息 用户的处理要求 管理员能对题库和考试科目执行增加 删除和修改操作 由管理员 设置考试信息 经过考试主管领导的审核后就可考试 在考试时 系统自动生成试卷 管理员可设置考试信息 经过考试主管理领导审核后批准向考生发布考试新闻 系统 控制考试时间 防刷新 考试成绩自动生成 多功能查询等 对系统的适应性 通用性要求 要求系统不仅能够进行计算机系考试 而且其他系或 专业稍作设置或改动也能使用本系统进行无纸化网络考试 对系统的安全性要求 要求进入系统必须进行口令校验 2 1 系统业务流程图 业务流程图的符号说明如图 2 2 所示 1 2 3 4 5 系统中人员 实体或单据 实物或信息流 处理 数据存储 图 2 2 业务流程图图例 详细调查之后 结合现行考试模式 为开发本系统而绘制出的无纸化网络考试的管理业 务流程图如图 2 3 所示 图 2 3 无纸化网络考试系统业务流程图 2 系统逻辑方案 系统分析的主要成果是系统的逻辑模型 本系统的逻辑模型主要是以系统的数据流图和 数据字典为主要描述工具 即在无纸化网络考试系统管理方式和业务流程进行认真分析和研 究的基础上 排除现有组织机构和业务分工所造成的信息障碍 2 1 数据流图 简称为 DFD 数据流图是组织中信息运动的抽象 是在调研的基础上 从系统的科学性 管理的合理 性 实际运动的可行性角度出发 将信息处理功能和彼此之间的联系自顶向下 逐层分解 从逻辑上精确地描述系统应具有的数据加工功能 数据输入 数据输出 数据存储及数据来 源和去向 外部实体 等项目 首先 分析无纸化网络考试管理系统的总 系领导 课程考试计 划 考试通知 学生 试卷 教师 教务 处 运行本系统 录入 试卷 并发布新闻 提请审核 教师出题 系领导 系领导审核 参加考试 考试结果 领导审核 3 体情况 划分系统边界 识别系统的数据来源和去处 确定外部实体 得出系统的顶层数据 流程图 然后划分出几个主要的信息管理功能 并明确各功能之间的联系 绘制出数据流程图 数据流程图的符号说明如图 2 4 所示 无纸化网络考试管理系统的顶层数据流程图如图 2 5 所示 无纸化网络考试系统的数据流程图如图 2 6 所示 外部实体 处理 数据流 数据存储 图 2 4 数据流程图的符号 图 2 5 无纸化网络考试系统的顶层数据流程图 上图中把系统功能分为提交考试新闻 考试科目管理 录入并生成试卷 参加考试 查 询分数 浏览考试新闻六个功能 下面 2 6 至 2 9 给出了相应的第二层数据流图 1 0 1 起草新 闻 选择领 导审核 考试计划或考试通知 系统管理员 1 0 2 按考试 计划安排老 师出卷审核通过 审核未通过 学生 批准 不批准 考试通知 系统管理员 1 0 提交考 试新闻 系领导 批准新闻 2 0 科目管理 生成试卷 并提交审核 试卷 批准 不批准 批准 考试 3 0 考 试 参加考试 分数 任课教师 出卷 分数查询 浏览新闻 4 图 2 6 提交考试新闻数据流程图 第二层 图 2 7 考试科目管理流程图 第二层 图 2 8 录入及生成试卷流程图 第二层 考试结束 运行考试系统 系领导 审核 取消考 试 系统管理员 2 0 1 查询 科目 多余或无用的科目 2 0 2 删除 科目 考试时涉及到而没 有的科目 2 0 3 添加 科目 系统管理员 2 1 1 选择 相应的科 目及题型 2 1 2 浏览 题目 2 1 3 编 辑或删 除题目 2 1 4 增 加题目 2 1 5 保 存到题 库 2 1 6 选择科目 设置 卷面总分题型分布 分值分布 及考试时 间 选择考生并并生 成试卷 学生 浏览考试新闻 3 0 1 在规定时 间内到指定的 考场参加考试 3 0 2 选择科目 开启计时器 3 0 3 开始考试 3 0 4 考试结束 查询分数 5 图 2 9 学生参加考试及查询成绩流程图 第二层 2 2 数据字典 简称为 DD 绘制 DFD 只是对数据处理和彼此之间的联系进行了说明 为进一步明确数据的详细内 容和数据加工过程 应将数据流图中的全部数据流及其组成部分的数据元素 数据存储 数 据加工 通过数据字典描述清楚 以便于此后系统设计的进行 这就需要开发人员编写详细 的数据字典 来描述系统开发过程的细节 下面列出本系统中的数据项 数据流 数据存储 加工处理和数据结构的数据字典 数 据字典可采用图表格式或较紧凑的记录格式描述 本文采用的是图表格式 数据项的 DD 表列举如下 表 2 1 考号的数据字典 数 据 项 系统名 无纸化网络考试系统 编号 I001 名称 考号 别名 准考证号 数据项值 类型 字符型 长度 6 个字节 取值范围 简述 每个学生都具有唯一的编号 它是某个学生的唯一标识符 每个学生都有唯一的 考号 如 通常用前两位数字表示入学的年份 中间两位表示班级 最后两位表示该 学生在该班的序号 如果该班学生数超过 100 人时 可用 0119A0 表示第 100 个学生 编写日期修改记录 审核日期 表 2 2 考生姓名 数 据 项 系统名 无纸化网络考试系统 编号 I002 名称 考生姓名 别名 数据项值 类型 字符型 长度 8 个字节 取值范围 简述 每个学生都具有唯一姓名标识 不同的学生可以有相同的姓名 修改记录 编写日期 6 审核日期 表 2 3 密码 数 据 项 系统名 无纸化网络考试系统 编号 I003 名称 密码 别名 数据项值 类型 字符型 长度 8 个字节 取值范围 简述 每个学生及每位管理员和领导都要设置一个进入系统的密码 编写日期修改记录 审核日期 注 因限于篇幅 其余数据项的 DD 表在此略过 3 系统总体结构设计 3 1 软件系统总体结构设计 软件系统总体结构设计的主要任务就是将整个系统合理的划分成各个功能模块 正确 处理模块之间与模块内部的联系及它们之间的调用关系和数据联系 定义各模块的内部结构 等 本系统的软件总体结构按分解 协调的原则 信息隐蔽抽象的原则 自顶向下的原则 一致性原则 面向用户的原则进行设计 3 2 数据存储的总体设计 按用途分类可把本系统文件分成以下几种 1 主文件 系统中的主文件是最重要的共享文件 主要存放具有固定值属性的数据 它需要长期保存 并不断更新 如用户信息文件 包括学生和管理员及系领导 科目信息文件 题库信息文件 考试信息文件 考试新闻信息表 考试成绩文件 2 处理文件 处理文件包含下一次更新文件所需要的全部记录 本系统中的处理文 件如新闻登录日志文件 待审核项目信息文件 3 3 系统功能模块设计 通过对系统的数据流图进行分析 进一步进行功能分解 直到分解成含义明确 功能单一的功能模块 从而得到系统的功能模块结构图 如图 3 1 所示 7 图 3 1 系统功能模块结构图 4 数据库详细设计 4 1 数据库设计 数据库的设计是指对一个给定的应用环境 构造数据库模式 建立数据库及其应用系统 满足各种用户需求 作为信息资源开发 管理和服务的一种有效的手段 数据库技术的应用 已越来越广泛 从小型的单项事务处理系统到大型的信息系统大都用先进的数据库技术来保 持系统数据的安全性 完整性和共享性 对一个实际的系统来说 数据库表的设计在遵循数 据库理论的同时 必须能用开发工具来实现用户在各方面提出的功能要求 4 1 14 1 1 E R 图设计 在系统的数据库设计中 先要对系统分析得到的数据字典中的数据存储进行分析 分 析各数据存储之间的关系 然后才能得出系统的关系模式 可以采用 E R 图的方法来进行数 据结构分析 E R 设计方法是一种通过 E R 图来描述现实世界信息结构的 DB 设计方法 E R 图由实体 属性 联系三部分组成 各分 E R 图说明如下 1 用户 E R 图见图 3 2 运行无纸化网络考试系统 系 统 管 理 领 导 登 录 考 生 登 录 考 试 审 核 新 闻 审 核 科 目 管 理 题 库 管 理 考 试 界 面 成 绩 查 询 生 成 试 卷 信 息 发 布 用户 考号姓名密码性别专业所在系或学院是否是管理员 8 图 3 2 用户 E R 图 2 科目 E R 图见图 3 3 图 3 3 科目 E R 图 3 考生 E R 图见图 3 4 图 3 4 考生 E R 图 4 题库 E R 图见图 3 5 图 3 5 题库 E R 图 考试管理中所涉及到的主要实体集及其属性如下 用户 用户 ID 姓名 密码 系别 班级 性别 职务 专业 是否管理员 科目 自动编号 科目名称 考生 自动编号 考试编号 考生考号 是否参加考试 题库 题号 所属科目 题型 问题 选项 1 选项 2 选项 3 选项 4 选项 5 选项 6 正确答案 是否已选中标志 考试信息 编号 科目 试卷总分 单选题数目 多选题数目 判断题数据 单选题分值 多选题分值 判断题分值 考试时间长度 开始时间 结束时间 设置时间 设置者 审核者 通过审核时间 科目 科目编号科目名称 考生 自动编号考试编号考生考号是否参加考试 题库信息 自动编号所属科目所属题型题目内容选项正确答案标记是否已做 9 待审核项目 项目名称 项目编号 审核者 审核意见 通过时间 是否已通过审核 考试新闻 自动编号 新闻编号 新闻标题 新闻内容 有效期 创建日期 发布者 审核 通过者 审核通过日期 考试成绩 自动编号 考生考号 姓名 系别 专业 职务 考试科目 考试编号 开始时 间 结束时间 分数 新闻登录记录 自动编号 新闻编号 用户编号 4 1 2 逻辑结构设计 E R 图向关系模型的转换 E R 图向关系模型的转化要解决的问题是如何将实体和实体间的联系转换为关系模式 如何确定这些关系横式的属性和码 对于实体间的联系我们分不同的情况讨论 1 若实体间的联系是 1 1 可以在两个实体转换成的两个关系中任意一个关系的属性中 加入另一个关系的码 2 若实体间联系为 1 n 则在 n 端实体转换成的关系中加入 1 端实体转换成的关系码 3 若实体间联系为 n m 则将联系转换为关系 关系的属性为诸个实体的码加上联系 具有的属性 而关系的码则为诸实体的码的组合 由以上三点 可转换为关系模型 每个关系的码用下划线表示 用户 用户 ID 姓名 密码 系别 班级 性别 职务 专业 是否管理员 科目 自动编号 科目名称 考生 自动编号 考试编号 考生考号 是否参加考试 题库 题号 所属科目 题型 问题 选项 1 选项 2 选项 3 选项 4 选项 5 选项 6 正确答案 是否已选中标志 待审核项目 项目编号 项目名称 审核者 审核意见 通过时间 是否已通过审核 考试新闻 自动编号 新闻编号 新闻标题 新闻内容 有效期 创建日期 发布者 审核 通过者 审核通过日期 考试成绩 自动编号 考生考号 姓名 系别 专业 职务 考试科目 考试编号 开始时 间 结束时间 分数 新闻登录记录 自动编号 新闻编号 用户编号 基于以上关系模型 本系统中关于数据库表结构设计如下 在服务器上用 SQL Sever2000 建立名为 exam 的数据库 其中包括以下表 考试系统用 户信息表 cadre info 考试系统部门表 10 department 考试系统科目信息表 exam subject 考试系统考生信息表 exam testuser 考试系统题库信息表 exam database 考试系统考试信息表 exam test 待审核项目信息表 waitforpass 考试新闻信息表 exam news 考 试成绩信息表 exam score 考试系统新闻登录日志表 exam news logs 下面将具体 介绍数据库中各个表的结构 表 3 1 考试系统用户信息表 cadre info 字段名类型备注 UserID varchar用户 ID 即用户想要参加考试的考号 UserName varchar用户的真实姓名 Pwdvarchar用户密码 DepartmentVarchar系别 OfficeVarchar班级 DutiesVarchar性别 RankVarchar职务 PostVarchar专业 IfadminBit管理员权限 表 3 2 考试系统部门表 department 表 3 3 考试系统科目信息表 exam subject 表 3 4 考试系统考生信息表 exam testuser 字段名类型备注 department varchar考试系统部门名称 字段名类型备注 ID自动编号 主键 Exam subject文本考试科目名称 字段名类型备注 ID自动编号 主键 11 表 3 5 考试系统题库信息表 exam database Testid Int考试编号 UseridInt考生考号 HavetestBit是否参加考试 字段名类型备注 ID自动编号题号 主键 Subject Nvarchar考试科目 Type varchar题型 QuestionNtext问题 Text1Ntext选项 1 Text2Ntext选项 2 Text3Ntext选项 3 Text4Ntext选项 4 Text5Ntext选项 5 Text6Ntext选项 6 AnswerNvarchar正确答案 MarkInt是否已选中标志 12 表 3 6 考试系统考试信息表 exam test 3 7 待审核项目信息表 waitforpass 字段名类型备注 ID自动编号主键 ObjnameNvachar待通过的项目名称 字段名类型备注 TestIDInt考试编号 Subject Nvarchar考试科目 Totalper Int试卷总分 SinglecountInt单选题数目 MulticountInt多选题数目 JudgecountInt判断题数目 SingleperInt单选题分值 MultiperInt多选题分值 JudegperInt判断题分值 TestimeInt考试时间长度 小时 StarttimeDatatime开始时间 EndtimeDatatime结束时间 SettimeDatatime设置时间 SetuseridInt设置者 PassuseridInt审核者 PastimeDatatime通过审核时间 13 ObjidInt项目编号 PassuseridInt审核者 PassadviceNtext审核意见 PastimeDatatime通过时间 HavepassInt是否通过审核 表 3 8 考试新闻信息表 exam news 字段名类型备注 ID自动编号主键 NewsidInt新闻编号 TitleNtext新闻标题 TextNtext新闻文本内容 YouxqInt有效期 FabsjDatatime创建日期 FabrNvarchar发布者 PassuseridInt审核通过者 PastimeNvarchar审核通过日期 表 3 9 考试成绩信息表 exam score 字段名类型备注 ID自动编号主键 useridInt考生考号 UsernameNvarchar考生姓名 DepartmentNvarchar系别 OfficeNvarchar专业 DutiesNvarchar性别 SubjectNvarchar考试科目 TestidInt考试编号 14 表 3 10 考试系统新闻登录日志表 exam news logs 4 2 数据库的完整性和安全性 1 数据库的完整性 数据库的完整性是指数据的正确性和相容性 数据库管理系统 DBMS 用一定的机制 来检查数据库中的数据是否满足规定的条件 完整性约束条件 数据的约束条件是语义的 StarttimeDatetime开始时间 EndtimeDatetime结束时间 ScoreInt成绩 字段名类型备注 ID自动编号主键 NewsidInt新闻编号 UseridInt用户编号 15 体现 将作为模式的一部分存入数据库中 本系统中定义了表与表之间的联系有助于实现完整性规则 一般在程序中实现具体的完 整性控制 2 数据库的安全性 数据库的安全性是指保护数据库以防止不合法的使用所造成的数据泄漏 更改或破坏 在数据库系统中 大量的数据集中存放 而且为许多用户直接共享 是宝贵的信息资源 系 统的安全保护措施就显得更为重要 它保护数据库防止恶意的破坏和非法的存取 本系统包括数据库的安全和服务器的安全 采用管理员表示和鉴定的方法实现数据库的 安全 此安全管理措施并不在前台开发工具中实现 而是在后台数据库中实现 在登录数据 库时 系统让管理员户表示自己的身份 不同的管理员权限不同 系统进行核实 鉴别此管 理员是否为合法用户 若是 系统进一步核实用户 通常要求用户输入口令 系统和对用户 口令以鉴别用户身份 服务器的安全也是通过用户在登录服务器时输入合法的用户名和密码 来实现的 这是一种简单可行的方法 实现起来比较方便 没有采用更加复杂的系统安全管 理措施是因为本管理系统一般是应用在校园网中 采用安全管理措施主要是为了防止没有修 改权限的用户无意间修改了数据 因此采用用户标