在线考试系统.docx

在线考试系统的分析与设计黎宣（1201214080）软件工程研究所2013年6月8日目录1需求说明31.1系统背景31.2功能概述41.2.1系统基本业务流程41.2.2主要功能描述42OOA62.1需求模型62.1.1用况图62.1.2用况描述82.2基本模型（类图）112.3辅助模型112.3.1活动图112.3.2顺序图122.3.3状态机图133OOD143.1问题域部分设计143.2数据接口部分设计153.2.1数据库管理系统的选择153.2.2对象及其对数据库的使用153.2.3对象在数据库中的存放策略161 需求说明1.1系统背景随着现代计算机信息技术、互联网技术的迅猛发展，现代化的计算机技术与网络技术已经逐步开始深入应用到各个领域。与此同时，也带来了教育领域的根本性变革。现代化的教学、学习手段不断得到更新与发展，然而作为教育环节很重要的考试这一环节，其信息化建设与发展却较为缓慢，国内的各类型考试大多仍采取的是传统的人工考试手段。未来教育应是现代化的网络技术、现代通信技术、计算机 IT 技术与数字多媒体技术相结合的教育模式，以此才能使教育管理信息的交互性、网络的分布式处理性和多媒体数字综合性有效融合为一体，为现代教育的不断发展提供可行的技术及机制保障。作为教育考核方式至关重要的考试，其较为缓慢的发展速度，已使各个学校、教育机构甚至社会的各级部门严重意识到了其迫切发展的必要性。通过考试，不但可检查出学生对所学知识的熟悉与掌握程度，而且在很大程度上还可反应任课教师的教学质量与最终的教学成效。但是现阶段学校及社会上组织的各类型考试却基本上都是采用传统的人工考试手段，这种传统的考试模式，使每进行一次完整的考试，都至少要组织大量的人力、物力、财力成本来做多项繁重的工作，诸如需要教师人工出卷，出卷完成后还需严格检查其试卷是否准确无误；然后安排考试时间，进行大规模的考场布置与桌位安排；待正式考试时，为确保考试的顺利进行，各个学校与教育考试机构还需组织大量人力参与考生考试的监考工作；考试结束后也需要组织大量的人力参与人工阅卷工作，最后还需人工分析及统计该次的成绩信息。随着近几年国内各种考试类型的不断增加，以及参加考试的考生数量的不断膨胀，考试的组织工作及考后的阅卷工作等将会变得越来越繁重。传统考试模式的各种效率低下和沉重的成本负担等缺陷已变得越来越突出。在这样的社会需求与背景下，基于现代化计算机与网络技术的在线考试系统便应运而生。而基于 WEB 的在线考试管理系统正恰好能够解决上述问题，因此对在线考试系统的信息化研究与建设便在这样的环境下逐步发展了起来。1.2功能概述1.2.1系统基本业务流程在线考试系统的业务流程可分为以下几个流程：（一）教师编写各题型题目，导入试题，维护题库。（二）教师在线生成试卷，规定考试时间、各题型数量和每题分值。（三）系统生成样卷；供教师查看比，对不满意的组卷进行删除。（四）管理员管理考生信息和管理员信息，可对考生进行添加、删除、修改和查询；可设置不同权限的管理员来对后台不同管理模块进行管理。（五）已确认为参考人员的考生可进行考试和查询以往考试科目，其他学生可进行成绩查询。（六）考试完成后，对考试结果的分析，教师可以了解学生对课程的掌握程度以及成绩的分布情况，另外，还可以了解出题的难易程度。1.2.2主要功能描述（1）考试管理为考试选择试卷，并设置考试有效时间的模块。当考试有效期过后当次的考试自动作废，同时，多次考试中叶可以同时使用同一张考卷。（2）题库管理修改题库中的试题，维护和管理试题库资源，它包括了题库管理、题型管理和课程管理。题库管理和题型管理。分别是指对试题库资源和试题类型的增加、删除、修改；而课程目录管理是为了给老师构造因人而异的课程目录，达到相同的试题库却能服务不同的教学模式的目的。（3）试卷生成生成考卷，该模块的实现方式包括人工生成和自动生成两种。当试卷管理模块生成新的试卷时，必须同时生成该试卷的基本信息，比如试卷类型、考题难度和考察范围等。所谓人工生成考卷，是指考试系统根据预先选择的考试要求，从题库中列出符合要求的记录，然后负责出考卷的教师根据这些记录组合成考卷；自动生成考卷是指预先设定出考试的要求，包括试题类型、数量和分数的等的信息，然后考试系统会根据这些信息判断是否具备了生成考卷的基本要求，只有当满足要求的时候才能自动生成一份考卷。（4）成绩评定学生答完试卷后, 学生手动把试卷及答案提交到考试系统中考试，考试成绩由考试系统和教师合作给出。考题一般分为主观部分和客观部分，主观题由教师根据标准答案进行主观判断，给出分数，这个过程可由多个教师多次阅卷，再由系统根据最理想的规则打分；客观题部分是系统自动打分，考试系统自动比对标准答案和学生提交的答案，经过精确比较后给出客观评价。最后，考试系统自动核算学生最后的分数并储存到学生的成绩库中，供以后查询或者分析时调用。（5）成绩查询教师在对考试成绩进行查询的时候需要用到这个功能。可供教师采用的形式有多种，包括全体考生的成绩、每个班的成绩、具体某位考生的成绩等。（6）试卷分析考试完成后，对考试结果的分析时教学过程中非常重要的一个环节，通过试卷分析，教师可以了解学生对课程的掌握程度以及成绩的分布情况，另外，还可以了解出题的难易程度。具体分析的内容有班级最低分、班级最高分、班级平均分、专业最低分、专业最高分、专业平均分、全院最低分、全院最高分、全院平均分、标准差和及格率等基本统计量,另外，根据学院实际情况，也可以分析各分数段学生所占的比例。考试系统还能够绘制出考生的成绩频数分布图，进而分析每个题目的难易程度、得分率等, 生成综合评估报告, 并将分析结果存入试题库文件,这些文件可以指导出题教师对试题库的改进和更新。（7）人员信息管理管理员可以审核添加删除修改教师信息，教师和管理员可以管理考生信息。2 OOA2.1 需求模型2.1.1用况图（1）普通用户用况图（2）考生用况图（3）教师用况图（4）管理员用况图2.1.2用况描述表1：系统用况描述表用况名用况描述基本事件流备选事件流用户登录用户如何登录到符合用户身份的子系统(1)当用户访问系统首页时，用况启动；(2)系统提示用户输入账号、口令等登录信息；(3)用户确认提交；(4)输入的登录信息通过系统验证后进入所授权的子系统；(5)用户登录成功或关闭系统首页时，用况终止在基本事件流(2)中，若输入数据不符合输入规范则系统提示错误信息。在基本事件流(4)中，若输入数据没有通过验证则系统提示错误信息，并可以返回重新输入。添加教师如何添加教师数据(1)系统管理员选择添加教师信息时，用况启动；(2)系统提示输入账号、初始口令等关键信息；(3)确认提交；(4)系统显示注册结果信息:(5)当注册完成或选择其它功能时，用况终止。在基本事件流(2)中，若输入数据不符合输入规范则系统提示错误信息。在基本事件流(3)中，若输入信息己经注册，则系统提示已经注册。浏览教师信息系统管理员如何浏览教师信息(1)管理员选择浏览教师关键信息时，用况启动；(2)系统显示所有注册教师全部信息列表；(3)当浏览信息成功或选择其它功能时，用况终止。在基本事件流(2)中，若教师没有注册，则系统提示不能显示。删除教师系统管理员如何删除已经存在的教师(1)管理员选择浏览教师关键信息时，用况启动；(2)系统显示所有注册教师全部信息列表；(3)选择删除的教师；(4)在系统显示的确认信息对话框中进行确认；(5)当教师删除成功或选择其它功能时，用况终止。在基本事件流(2)中，若教师没有注册，则系统提示不能显示。在基本事件流(4)中，若在系统显示的确认信息对话框中选择取消，则系统不进行删除操作。添加考生管理员如何添加考生数据(1)管理员选择添加考生信息时，用况启动；(2)系统提示输入学号、姓名、初始口令等信息；(3)确认提交；(4)系统显示添加结果信息；(5)当添加完成或选择其它功能时，用况终止。在基本事件流(2)中若输入数据不符合输入规范则系统提示错误信息。在基本事件流(3)中若输入信息已经注册，则系统提示已经注册。浏览学生信息管理员如何浏览考生信息(1)管理员选择浏览学生关键信息时，用况启动；(2)系统显示所有注册学生全部信息列表；(3)当浏览信息成功或选择其它功能时，用况终止。在基本事件流(2)中，若没有学生进行注册，则系统提示不能显示。删除学生信息管理员如何删除已经存在的学生(1)管理员选择浏览学生关键信息时，用况启动；(2)系统显示所有注册学生全部信息列表；(3)选择删除的学生；(4)在系统显示的确认信息对话框中进行确认；(5)教师删除成功或选择其它功能时，用况终止。在基本事件流(2)中，若没有学生进行注册，则系统提示不能显示。在基本事件流(4)中，若在系统显示的确认信息对话框中选择取消，则系统不进行删除操作。添加试题教师如何将试题添加到试题库(1)教师选择添加试题，用况启动；(2)输入题目相关信息；(3)提交确认，用况终止。在基本事件流(2)中，若题目信息不完整，则提示必须输入完整。浏览试题教师如何浏览试题库中的试题(1)教师选择浏览任一题型的试题时，用况启动；(2)系统显示该题型所有试题列表；(3)当选择其它功能时，用况终止。删除试题教师如何删除试题库中的试题(1)教师选择浏览任一题型的试题时，用况启动；(2)系统显示该题型所有试题列表；(3)选择删除试题；(4)在系统显示的确认删除对话框中选择确认；(5)系统删除该试题；(6)当用户选择其他功能时，用况终止。在基本事件流(4)中，若在系统显示的确认刪除对话框中选择取消，则不能删除新建试卷教师如何在线组卷(1)教师选择新建试卷时，用况启动；(2)系统显示所有题型模块列表(3)输入试卷名称；(4)选择需要的题型模块；(5)在系统显示的确认保存试卷对话框中选择确认；(6)当选择其它功能时，用况终止。在基本事件流(3)，未输入试卷的名称，则不能保存。在基本事件流(5)，若在系统显示的确认保存试卷对话框中选择取消，则不能保存。浏览试卷教师如何浏览试卷(1)教师选择试卷浏览时，用况启动；(2)系统显示所有试卷；(3)当选择其它功能时，用况终止。删除试卷教师如何删除试卷(1)教师选择浏览试卷时，用况启动；(2)系统显示所有试卷；(3)选择删除试卷(4)在系统显示的确认删除对话框中选择确认；(5)系统删除该试卷；(6)当用户选择其他功能时，用况终止。在基本事件流(4)中，若在系统显示的确认删除对话框中选择取消，则不能删除试卷。发布试卷教师如何发布当前考试试卷(1)教师选择浏览试卷时，用况启动；(2)系统显示所有试卷；(3)选择任意一套试卷；(4)在系统显示的确认删除对话框中选择确认；(5)系统将该套试卷设置为当前考试的试卷；(6)输入考试日期；(7)选择参加本次考试的考生；(8)在系统显示的确认删除对话框中选择确认；(9)当用户选择其他功能时，用况终止。在基本事件流(4)中，若在系统显示的确认删除对话框中选择取消，则不将该试卷设置为当前考试的试卷。在基本事件流(6)中，若未输入考试日期，则不能发布试卷。在基本事件流(8)中，若在系统显示的确认删除对话框中选择取消，则不能发布试卷。批改试卷教师如何在线阅卷(1)教师选择阅卷时，用况启动；(2)系统显示所有考生的信息；(3)选择任一考生进行阅卷；(4)阅卷结束后，提交阅卷成绩；(5)当选择其它功能时，用况终止。在基本事件流(2)中，若考生没提交试卷，则系统给出提示信息。在基本事件流(4)中，提交成功后，系统给出提示信息。在线考试考生如何进行在线考试(1)考生选择在线考试时，用况启动；(2)系统显示试卷，考生开始在线考试，系统自动计时；(3)考生提交试卷；(4)在系统显示的确认交卷对话框中选择确定；(5)系统保存考生答案；(6)显示成功交卷反馈信息。在基本流(4)中，若在系统显示的确认交卷对话框中选择取消，则取消交卷。2.2 基本模型（类图）2.3 辅助模型2.3.1活动图（1）教师创建试卷活动图授权教师依据课程教学大纲的要求对试题涵盖的知识点、题型、难度进行审定，提高考试的科学性，克服随意性。在创建试卷的设计中，考虑到一般情况下客观题题库的题量较大，为了减少授课教师在进行创建试卷时的工作量以及提高效率，授课教师先按照不同的题型选题到所对应的题型模块中，然后再将各题型模块组合成客观题部分的试卷。而相对的主观题题库的题量相对较少，系统采用直接选题入卷的组卷方法。本功能的活动图如图4所示。（2）考生在线考试活动图系统通过对考生输入的考号和登录密码的合法性进行校验，保证合法的考生进入考试系统。考生进入在线考试模块后，系统将考试分为客观题部分和主观题部分。考生选择其中任一部分后开始该部分的答题。系统将监考教师考前生成好的试卷显示在页面上。在客观题考试模块中，系统为考生提供了两种显示试题的模式:答题模式即每页显示一题；检查模式即所有试题显示在同一页面上。2.3.2顺序图（1）教师修改题目管理的顺序图（2）学生在线考试顺序图2.3.3状态机图学生参加一次考试的状态机图：3 OOD3.1问题域部分设计在问题域分析中发现，考试题目具有不同类型，对应的答案形式不同，选择题的答案是字符类型，判断题的答案是布尔类型的，填空题则是字符串数组，问答题是字符串。此外，不同类型的题目可能题目描述形式也不同，例如判断题需要把选项附在问题后，填空题需要在部分位置插入问题空白等， 为了提高性能，需要细化对象分类。经过问题域部分设计后的类图如图所示：3.2 数据接口部分设计3.2.1数据库管理系统的选择选用关系数据库管理系统RDBMS，RDBMS是目前应用最广泛的数据库管理系统，在面向对象开发中也仍然是大部分系统的首选方案。它对数据存取、数据共享、数据完整性维护、故障恢复、事务处理等功能提供强有力的支持，适应功能要求较高的应用系统，以及需大量保存和管理各类实体之间关系信息的应用系统。3.2.2对象及其对数据库的使用 再在线考试系统中用户类及其子类、题目类及其子类、测试信息类、试卷类的对象的属性都需要存储在数据库表中，其映射方式为一一对应的方式。对每个要在数据库中存储对象实例的类，都建立一个数据库表类的每个属性（包括从所有祖先继承来的属性）都对应表的一个属性（列）（名称、数据类型完全相同；其中一组属性被确定为关键字），类的每个对象实例将对应表的一个元组（行）。3.2.3对象在数据库中的存放策略 基本策略：把由每个类直接定义、需要持久存储的全部对象实例存放在一个文件中；每个对象实例的全部属性作为一个存储单元，占用该文件的一个记录。通过对象数据的规范化、修改类图、确定关键字、从类图映射到数据库表，最后设计数据库表如下：表4-1管理员基本信息表（tb_Admin）字段名描述类型说明AdminName管理员用户名varchar(20)主键，非空AdminPwd管理员密码varchar(50)非空AdminRealName管理员真实姓名varchar(20)无AdminEmail管理员的邮箱varchar(100)无表4-2学生基本信息表（tb_Student）字段名描述类型说明ID学生ID标识int主键，非空StuName学生用户名varchar(20)无StuPwd密码varchar(50)非空StuEmail邮箱varchar(100)非空QuestionID找回密码问题号IDint非空QuestionAnswer问题答案varchar(50)非空WhichYear第几届学生varchar(50)非空ProfessionalName专业名称varchar(50)非空ClassID班级varchar(50)非空StuNumber学号varchar(20)非空StuRealName真实姓名varchar(20)非空Gender性别varchar(10)无Age年龄int无BirthDate出生日期varchar(50)无说明：起初所有的Flag值都为0，当要给一部分同学布置作业时，就把这些同学的Flag的值设为1,只给Flag为1的同学布置该次的作业并给其排定批改的顺序，写入tb_RandomAssign表中，布置完每次作业后都要将所有Flag的值再次的置为0，以备下次再使用。表4-4教师基本信息表（tb_Teacher）字段名描述类型说明TeaID教师ID标识int主键，非空TeaName教师用户名varchar(20)非空TeaPwd密码varchar(50)非空TeaRealName真实姓名varchar(20)非空Gender性别varchar(50)非空DutyName职称varchar(50)非空Duty职务varchar(50)非空Diploma学历varchar(100)非空BirthDate出生日期varchar(30)非空Course讲授课程varchar(500)无ContactWay联系方式varchar(500)无表4-7测试信息表字段名描述类型说明IDID号int主键、非空StuNumber学生学号varchar(20)非空TestID测试类型ID号int非空QuestionID试题类型ID号int非空OrderID该题在该表中的ID号int非空ChooseAnswer选择题答案varchar(50)无JudgeAnswer判断题答案int无OtherAnswer其他题答案text无ReviewerStuNumber批卷者得标识号varchar(80)无Score测试得分varchar(40)非空表4-8试卷表字段名描述类型说明ID标识ID号int主键、非空TestID测试类型ID号int非空TestNum测试次数int非空StuID该同学在学生表中的ID号int非空ReviewedID学生表中被批改者的ID号int非空IsReview是否