【毕业学位论文】（Word原稿）基于Web平台的题库管理系统的设计与实现-软件工程

硕士学位论文 （专业学位） 基于 台的题库管理系统的设计与实现 姓 名：王洁 学 号： 1121170042 所在院系：软件学院 学科门类：计算机 学科专业：软件工程 指导教师：刘依 副指导教师：张雪梅 二 一三年一月 A in 2013 1121170042 i o 基 于A S 题 库 管 理 系 统 后 台 的 设 计 与 实 现 王洁 同 济 大 学 学位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名： 年 月 日 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者 签名： 年 月 日 同济大学 硕士学位论文 摘要 摘要 近年来，随着计算机网络技术的发展、教学改革的进一步深入，高校教学管理的信息化发展也有长足的进步。题库管理系统凭借其高效、经济、灵活和保密的特点可以使课程测试规范化、系统化、科学化和智能化，并在一定程度上减轻教师的工作负担，把教师从大量繁琐的考试环节过程中解放出来。目前，国内外己有许多试题库系统，它们为提高教师工作质量和教学的现代化进程起了重要作用。但它们在功能上和性能上都存在一些不 足，尤其是适用性方面和网络化上。 本文详细论述了我们设计和实现的一个基于 B/们首先通过深入调研和对其业务流程进行分析，完成了对该系统的需求分析。该系统按照用户角色可分为教师和管理员两类，文中画出了各类角色在进行各种相关操作时的用例图。然后，我们进行了该系统的总体设计和详细设计。我们把该系统划分为 8个模块，即：注册登录模块，试题库管理模块，试卷管理模块，自动组卷模块，手动组卷模块，导入题库模块，导出题库模块，试卷打印模块等。我们对各模块进行了详细设计 ，画出了这些模块的详细的顺序图。在论文的最后，描述了该系统的编程实现，给出了各模块的界面截图，并给出了部分代码。该系统是以 C#作为系统的开发语言，以 为系统的后台数据库。 该系统已经投入运行，通过实际测试使用，本系统实现了预期功能，组卷的效率和质量都达到了预期的目标。利用该系统，可以方便和高效地实现对题库的管理，把相关人员从繁杂的手工操作中解放出来。 关键词 ： 题库管理系统；自动组卷； B/S n of in of to of a of of at to of an in on in of a us / S of as a We of a of be to of a of we We We a of a In of of is is # as a as s of to to B / S 同济大学 硕士学位论文 目录 目录 第一章 引言 . 1 统开发的背景 . 1 统开发的目的 . 1 内外发展现状 . 2 外题库研究的发展现状 . 2 内题库系统的发展现状 . 2 要研究内容 . 3 文章节结构 . 4 第二章 相关技术与方法 . 5 ，计算机和网络的应用己经普及到各行各业。尤其在大、 中专院校，校园网的建设已逐步完善，绝大多数学生已经具备了利用网络工具进行信息交流和辅助学习的能力。然而在学校教学环节中，仍然过分依赖于传统的教学模式，对于网络的开发和应用程度还远远不够。在传统的出题工作中，一份试卷的形成往往需要书写大量的题目，还可能需要排版才能获得美观易读的卷面效果，耗费了不少的时间做着烦琐的工作。 针对这些问题，本系统以 开发平台， 后台数据库开发了一个基于 B/现试题编辑、试题信息查询、试题组卷、试卷的输出与打印及系统维护 等功能。本系统具有智能的自动组卷功能，就是指该系统能根据用户提交的要求自动生成试卷，并可对试卷再进行适当的修改。用户只需要普通的浏览器就可以高效地获得一份符合自身要求的试卷，从而将用户从烦琐的出题工作中解脱出来。这样不仅节省了人力，还提高了工作效率和服务质量，而且还加速了信息流通的速度。 统开发的背景 近年来，随着各级各类学校招生规模的不断扩大，教师的短缺己成为一个普遍而严重的问题，在教师数量十分紧张的情况下，教师的工作量呈直线上升。为了缓解教师紧缺的压力，减轻广大教师的劳动强度，切实提高教育教学 质量，培养社会有用人才，开发并利用题库管理系统已迫在眉睫。开发题库管理系统，不仅为高校教学资源共享、科学评价教学效果、合理安排教学提供了有利的条件，而且为促进教师提高教学水平，使广大的高校教师有更多的时间和精力投身于教研教改和科学研究从而取得更大的成绩提供了可能，也为学生创造了良好的学习环境，学生可以通过校园网方便、快捷进行课程的学习。可以说，随着计算机网络技术的发展，研究并开发出基于 B/前不仅是大、中专院校甚至连中、小学校，都希望充分利用现有的计算机和网 络资源，提高教育教学效率和质量。 统开发的目的 本系统开发的主要目的是实现具备网络化、自动化、通用化的题库管理、试卷生 同济大学 硕士学位论文 基于 2 成等功能的题库管理系统。本系统可以使用到网络教学环境中，进行网络化的学习和教学工作，系统试题库也可自由扩充。在技术上综合运用 向对象、网络技术、数据库技术等技术，实现系统的通用性、独立性、保密性、可扩展性。 通过题库管理系统的设计与实现，一方面可以减少传统的空间时间限制，提高效率，实现信息资源共享，使学生、教师便捷的交流。另一方面为研究专业的题库管理信息系统 软件的提供了开发途径和应用方法。 内外发展现状 目前，题库系统已是教育领域中一个重点研究和倡导建设的项目。题库系统建设是一项科学性、综合性的工程，它所涉及的学科知识多、技术新，不仅需要有教育测量、教育统计、认知心理等教育教学方面理论，而且必须要用最新的计算机网络技术知识，因此，题库系统的建设是一个不断发展完善的动态过程。 外题库研究的发展现状 国际上对于题库建设的理论、工具、框架结构、参数估算等方面问题，都有许多专家学者作了很多很好的研究，提出了不少的建库理论模型，并在实践中做了各种 可行性分析论证。上世纪 80 年代，随着题库研究的不断深入和计算机应用考试的蓬勃发展，美国心理协会 (版了有关题库计算机化考试指南，并成为当时软件开发的标准。目前，国外发达国家的许多大型考试专业机构都根据自己承担的职能，以某种测量理论为指导，建立起自己的大型题库，并应用于实际考试。如美国学院 (在 1982 年就开始了运用计算机进行测验 (美国护理从业资格考试， 1994 年开始全部采用计算机进行考试。国际上有关题库研究和应用的一些先进经验与方法，值得我们 学习借鉴 内题库系统的发展现状 现在各高校的网络等硬件环境建设取得了令人鼓舞的发展，但是校园信息化的软件水平参差不齐，具体到学校题库建设，仍然普遍存在以下问题： 1. 题库自主性和灵活性不够。不能按照教学要求、进度、专业、文科和理科学生类别、学历层次的要求选择试卷。 2. 题库开放性和可扩充性差。学科知识的发展和学生能力水平的变化，要求及时更新相应科目题库中的试题内容、试题指标参数等。但是试题库完成后往往交到教务部门统一管理，任课老师没有自主维护试题库的权力，新试题无法录人，陈旧试题 第一章 引言 3 无法删除， 这样的试题库在较短的时间内就会逐渐老化、失去活力。所以就不能发挥在教学活动中应有的作用。 3. 资源信息不能有效传播，未能真正实现资源共享。不同高校或同一所学校的相同学科课程，采用不同的题库管理系统，造成计算机网络得不到有效应用，共享教育教学资源困难，试题库区别于习题集的最大的特点就是它不是信息的简单集合，而是一些经过特殊加工处理的具有较大信息量的试题的有机组合。 4. 实际应用范围有限，且缺少的通用性。学校不同二级学院或不同学科组，单独建立、使用题库系统，存在着低水平重复开发现象，这不仅造成人、财、物资源 的浪费，而且影响教师、学生对题库的掌握与使用。所以开发题库系统应具有较好的通用性。 5. 市场上能适应高职院校教学需要的题库相对少。基于上述问题，我们建立的题库系统需达到的目标是在一定程度上能满足相关学科专业课程特点需要的试题信息管理平台，实现题库资源共享，使用户能利用题库资源方便快速地生成试卷进行考试。 要研究内容 B/S 题库管理系统是学校为组织出卷到试卷的印制及试卷的管理等工作而开发的管理软件，是典型的管理信息系统。它是学校不可缺少的部分 ,它能够为教师提供方便、快捷、有效的管理题库及组织出卷 的手段。教师通过使用本系统可以进行题库管理、查询题库基本信息、手动生成试卷、自动生成试卷、打印试卷等功能。 经过与教务处和各任课教师的交流和沟通，初步达成了对该系统需求的一致理解。根据需求分析结果，本课题主要进行以下几方面的工作： 利用 成了该题库管理系统的需求分析，并画出了相关的用例图。 2. 对相关的技术进行学习和分析，掌握了微软的 台开发技术，掌握了 C#语言以及 据库的开发技术。 3. 对该题库管理系统 进行了总体结构设计以及功能设计。决定采用 层架构，并把该系统划分为 6个大模块：注册登录模块，题库管理模块，试卷管理模块，系统管理模块，选项设置模块以及权限管理模块。 4. 对该系统进行了详细设计，包括数据库设计以及各模块的处理逻辑设计，给出其顺序图，并进行了描述。 5. 设计出通用的数据访问接口，以方便系统日后进行扩展。 6. 对题库管理系统进行了界面页面设计以及编程实现。首先实现了各模块的功 同济大学 硕士学位论文 基于 4 能，然后进行集成，并对该系统进行了调试。 文章节结构 根据系统需求及实际情况，本文的组织结构如下： 第一章为绪论，在这里阐述了课题的背景意义和国内外研究现状。 第二章为课题的技术和理论基础部分。在这里主要研究题库建设的基本理论和核心问题，然后针对本文的设计技术要求介绍了 体系结构以及它在开发企业级系统下的优势，并介绍了关系型数据库管理系统 软件统一开发方法。 第三章为系统的需求分析。完成题库管理系统的需求分析，对系统的功能需求和非功能需求都进行了详细的分析，并根据对系统用例的分析，给出了系统用例图。 第四章对试题库的组卷算法做了比较详细的描述，并对 数据库的概念设计、模型设计，然后到数据的实体设计进行详细的研究，对系统的主要功能模块进行设计分析。最后研究了数据库的安全设计。 第五章按照前面的需求分析，进行了详细设计，并使用 发平台实现了题库管理系统，该软件按照三层结构的方式进行实现，在这里对每层的实现方式进行了详细的研究并按照软件工程的思想进行安装软件的制作。 第六章对本课题进行了总结，然后指出本文研究的不足和以后课题的展望。 第二章 相关技术与方法 5 第二章 相关技术与方法 本系统的开发中，采用 B/用 合 可视化的 页开发工具， 为数据服务器，以 000 数据库中数据的操作。 ，网络应用软件运行的模式主要有二类： 式和 者主要的缺点是维护，升级较麻烦，后者是近几年伴随 速发展起来的一种技术， B/S 模式由浏览器和服务器组成，服务器可以分为 务器、数据库服务器、应用服务器、中间件等。它的数据和程序都存放在服务器端，而 服务器可包括 N 层结构，降低了各层的负担。 B/S 也是一种 C/S 结构 ,它是一种由传统的二层 C/S 结构发展而来的三层 C/S 结构在 应用的特例，即浏览器/据库服务器 (三级 C/S 结构。三层的 B/，由单独组成的一层来负担其任务，这样客户机的压力大大减轻了，把负荷均衡地分配给了 务器，于是原来的两层的 C/S 结构转变成三层的 B/S 结构 ,这种三层体系结如图 示： 同济大学 硕士学位论文 基于 6 图 ：客户机、 务器、应用服务器、数据服务器。客户机主要负责人机交互； 务器主要负责对客户端应用程序的集中管理；应用服务器主要负责应用逻辑的集中管理，它也可以根据其处理的具体业务而分为不同类型的服务器；数据服务器则主要负责数据的存储和组织、数据库的分布式管理、数据库的备份和同步等等 B/S 模式的特点： 1. 分布式应用 B/S 结构模式通过应用服务器、数据服务器的分布以及前端客户机的简化，解决了分布式应用的问题。 2. 跨平台应用：可跨操作系统平台、跨数据库平台。 3. 容易部署和管理：整个系统的管理、资源分配、数据库操作、业务逻辑不同的管理及动态加载更新等工作集中于应用服务器。这可以降低客户机的管理难度，提高整个系统的运行效率，降低应用系统部署和管理的难度。 B/S 模型简化了 C/S 中的客户端，只需装上操作系统网络协议软件和浏览器软件即可。这时的客户机称为廋客户机，而服务器则集中了所有的应用软件的开发维护等工作。 由于这些原因，本系统采用 B/S 结构。 发技术 目前，可用于题库管理系统开发的工具有 很多，但选择一种最为合适的开发工具无论对于开发的速度还是开发的质量以及将来对系统的维护都至关重要，经过斟酌，在比较了几种常用的网络环境开发工具后，开发本系统时最终选择了 称，它是一套微软开发的服务器端脚本环境， 含于 其以上版本中。通过 令和 件我们可以应用 立动态的交互的高效的 务器应用程序。有了 就不必担心客户的浏览器是否能运行你所编写的代码，因为所有的程序都将在服务器端执行的，包括所有嵌在普通 的脚本程序。当程序执行完毕后，服务器仅将执行的结果返回给客户浏览器，这样也就减轻了客户端浏览器的负担，大大提高了交互的速度。 纯文本形式存在于 可以用任何文本编辑器打开它， 独具的特点： 第二章 相关技术与方法 7 1. 使用 简单易懂的脚本 语言，结合 码，即可快速地完成网站的应用程序。 2. 须编译，容易编写，由服务器的软件解释后直接执行。当执行 序时，脚本程序将一整套命令发送给脚本解释器 (即脚本引擎 )，由脚本解释器进行翻译并将其转换成服务器所能执行的命令。 3. 可使用普通的文本编辑器，如 记事本，即可进行编辑设计。 4. 与浏览器无关，用户端只要使用可执行 的浏览器，即可浏览 设计的网页内容。 使用的脚本语言 (在户端的浏览器不需要执行这些脚本语言。 5. 了可使用 通过 用由第三方所提供的其他脚本语言，譬如 。脚本引擎是处理脚本程序的 件。 6. 源程序不会被传到客户浏览器，因而可以避免所写的源程序被他人剽窃或篡改，提高了程序的安全性。 7. 可使用服务器端的脚本来产生客户端的 脚本。 8. 对象导向 ( 9. 务器组件 )具有无限可扩充性。可以使用 +等各种编程语言来编写你所需要的 升级版本 执行速度等方面明显优于 是在目前调试比较困难，考虑到目前的实际技术水平，部署 务器比较困难，所以我们选用的服务器端的脚本为 据库技术 000 是一种高性能关系数据库管理系统，由于它引进了数据库和服务器增强功能以及其他一些新的特性，极大地增强了对 支持，因而全面扩展了 。的性能，可靠性、稳定性和易用性使它成为一个杰出的数据库平台，可用于大型联机事务处理数据仓库以及电子商务等。 000 是公认的运行在 T 平台上的最佳数据库，它的强大功能和可扩展性确立了其世界领先的地位，是一套完全的数据库和数据分析解决方案。它具有使用方便、可伸缩性好、与相关软件集成程度高等优点，应用的操作系统支持所有的 本，即可跨越从运行 8 的普通机器到运行 同济大学 硕士学位论文 基于 8 003的大型多处理器的服务器的多种平台。 000的编程模式在很大程度上与专用于开发 携带的诸如英语查询和 询服务等为开发 全可以满足最大规模的 考虑到 000具有诸多领先技术，本系统选择它作为后台数据库。 据访问技术 使用 术建立交互式网络应用程序，如果没有数据驱动就不可能实现，在行数据访问时使用 件是最好的选择。 件可提供多种对象进行数据库访问，它不仅可以访问各种数据库，还可以访问 数据的存与取是任何应用程序所必须面对的问题，这个问题处理的好坏直接关系到应用程序的成败。为此，许多著名的软件公司都在不断地研究和改进数据访问的机制和方法。其中， 究成果。在 两种机制都是通过 象模型实现数据访问的。 象 (这样一组对象， 脚本语言可以使用它编写代码访问数据。实际上， 屏蔽 过 B，从而简化了代码编写工作。接近应用程序。 X X 是一款专业的 辑器 ，用于对