在线考试系统论文.doc

学号 080510062 河南大学 2012 届本科毕业论文 基于 Web 的在线考试系统的设计与开发 The Design and Development of Online Examination System Based On Web 论文作者姓名 王雷超 作 者 学 号 080510062 所 在 学 院 软件学院 所 学 专 业 计算机科学与技术 导师姓名职称 刘志丹 讲师 论文完成时间 2012 年 4 月 20 日 2012 年 4 月 20 日 摘摘 要要 I ABSTRACT II 第一章第一章 绪绪 论论 1 1 1 研究背景 1 1 2 研究问题的提出 1 1 2 1 研究内容 2 1 2 2 研究目标 2 1 3 研究意义 2 1 4 研究思路与研究方法 3 1 5 论文框架 4 第二章第二章 相关研究及文献分析相关研究及文献分析 6 2 1 传统考试的概述 6 2 2 在线考试系统的概述 6 2 3 研究的 发展趋势 7 2 4 关键技术 8 2 4 1 Web 概述 8 2 4 2 JSP 技术 9 2 5 3 Oralce 介绍 11 2 5 小结 13 第三章第三章 系统设计系统设计 14 3 1 系统需求分析 14 3 1 1 系统可行性分析 14 3 1 2 系统功能需求分析 14 3 2 系统总体设计 15 3 2 1 系统的体系结构 15 3 2 2 系统的用例图 16 3 3 系统详细设计 18 3 3 1 后台总体架构介绍 18 3 3 2 身份验证模块 18 3 3 3 组卷模块 19 3 4 数据库开发 20 3 4 1 创建数据库 20 3 4 2 数据表结构 21 3 5 小结 23 第四章第四章 系统实现系统实现 24 4 1 开发环境配置 24 4 2 界面制作 24 4 3 程序编码 29 4 3 1 创建数据库连接 29 4 3 2 随机选题 29 4 3 3 自动评卷 30 4 4 系统测试 32 I 4 4 1 测试环境 32 4 4 2 测试过程 32 4 4 3 测试结果 33 4 5 系统评估 33 4 6 小结 33 第五章第五章 研究结论与未来研究研究结论与未来研究 34 5 1 研究内容的总结 34 5 2 主要创新点 34 5 3 存在的不足点及今后的研究方向 34 总总 结结 36 致致 谢谢 37 摘摘 要要 作为对传统考试方式的改革 网络化考试是近年来研究的一个热点课题 在 线考试是网络化考试系统的重要组成部分 本论文的主要工作是设计并实现一 个在线考试系统 利用在线考试系统 试卷动态生成 使用计算机自动判卷 大大提高阅卷效率 在服务器端 系统平台采用Windows XP 数据库平台采用 Oracle 采用JSP技术实现用户界面层设计 采用管理员 考生二级授权方式 提高系统安全性 关键词 在线考试 在线考试 题库题库 试卷 试卷 动态生成动态生成 I ABSTRACT As the reform of traditional test the examination system in network is a hot point study in recent years topic The online examination system is the important part of the examine system in network The main work of this thesis is design of an on line examination system With online examination system test paper can be produced dynamically and can be corrected by computer efficiently The operating system in server machine is Windows XP SQL server 2000 is used as database development platform ASP technology is adopted to design user interface The system provides good security in the fashion of two tier authorized system including administrator and student KEY WORDS online examination question database test papers produced dynamically 河南大学软件学院毕业设计 0 第一章第一章 绪绪 论论 随着Internet Intranet技术的飞速发展 基于Web的开发技术得到了极大的应 用 为充分利用校园网现有的网络资源 本文使用JSP技术开发了一个基于Web 的在线考试系统 系统有效解决了传统考试方式所带来的弊端 将传统的书面笔 试的出试卷 考试 评阅等多个环节整合成一个集动态出卷 在线考试 自动评 阅及成绩查询等多功能为一体的无纸化考试系统 可灵活利用网络完成考生各阶 段考试 同时也大大提高了教学与考试质量 减轻教师负担 提高工作效率 1 1 1 研究背景研究背景 随着计算机技术的发展和互联网时代的到来 人们已经进入了信息时代 也 有人称之为数字化时代 在数字化的网络环境下 学生希望得到个性化的满足 根据自己的情况进行学习 同时希望能够得到科学的评价 老师希望有效改进现 有的考试模式 提高考试的效率 教育机构也希望给网上的学生提供更全面灵活 的服务 同时希望全面准确地对学生进行跟踪和评价 在线考试系统正式迎合这 一市场需求而开发的 它旨在探索一种以互联网为基础的考试模式 通过这种新 的模式 为学校创造一种新的考试环境 使考务管理突破时空限制 提高考试工 作效率和标准化水平 使学校管理者 教师和学生可以随时 随地通过网络完成 考试 2 1 2 研究问题的提出研究问题的提出 随着网络技术的飞速发展 现在很多国外的大学和社会其他部门都已经开设 了远程教育 通过计算机网络实现异地教育和培训 现在 计算机硬件技术的发 展已经达到了相当高的水平 但是 远程教育软件的开发目前还处于起步阶段 随着这项技术的不断深入发展 就要求有更好 更完善的软件系统应用到远程教 育当中去 这就给软件设计人员提出了更高的设计要求 远程教育包括很多环节 例如教学系统 答疑系统和考试系统等等 其中很 重要的一个环节就是在线考试系统 同时它也是最难实现的环节 在我国 虽然 远程教育已经蓬勃地发展起来 但是目前学校与社会上的各种考试大都采用传统 的考试方式 在此方式下 组织一次考试至少要经过五个步骤 即人工出题 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烦琐 河南大学软件学院毕业设计 1 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 且这些应用正逐步深入到千家万户 3 1 2 1 研究内容研究内容 让系统在 Windows98 2000 XP Win7 平台环境下运行稳定 对软 硬件要求 低 运行速度快 操作简单 界面友好 易于管理和维护 而且具有较强的针对 性 实用性和可操作性 初步解决了校园理论考核层次广 次数多 内容全 以 及保密性和公平性差 评卷困难等问题 并对其详细的设计方案 实现技术和运 行情况做了分析和研究 最后对未来的工作做了研究与探讨 论文主要围绕系统 设计开展研究 保证了考核的公平 公正 公开 有力地促进了理论学习的全面 开展 本文重点研究了以下几个方面 1 系统的体系结构 工作方式 主要功能模块 主要数据的工作流程 后台 数据库的设计 数据库配置与连接 2 系统各功能模块的详细设计 开发及其关键技术 4 1 2 2 研究目标研究目标 我们设计的在线考试系统是一个基于Web的实时在线考试系统 系统的目标 是实现一个基于Internet的智能化远程考试系统 采用开放 动态的系统架构 将 传统的考试模式与先进的网络应用相结合 5 1 3 研究意义研究意义 考试是教学中最后也是一个重要的环节 可以帮助教师了解学生对知识的掌 握情况 同时也是对自己教学方法的一种检测 利于改进教学 但是这又受到考 试本身的各种因素的影响 比如试卷的难易程度 评分标准和考试作弊等 因此 在 21 世纪 推进教育改革的同时 考试改革也是研究的一个重要课题 传统的考试需要经过很多复杂的步骤才能进行 步骤如下 组织教师命题 印刷大量试卷 安排考场 考试时间 监考老师等 进行考试 统计成绩等 这 整个过程存在了大量的问题 第一 科学性 试题由部分教师完成 所以出题老师一定对难度和内容的把 握非常小心 否则达不到预期的效果 并且每套试题涵盖的知识点固定 造成了 对知识考察不全面 第二 保密性 由于从出题到印刷一直到最后的考试 很多人参与 导致保 河南大学软件学院毕业设计 2 密工作难度较大 第三 公平性 考生考试时所考内容相同 杜绝作弊是考试的一个普遍的难 题 考试结束后人工评卷可能造成评分标准较大偏差 从而影响考试的公平性 第四 灵活性 时间地点都是经过统一安排 所以如果考生耽误考试就要参 考补考 传统的考试从出题 组卷 印刷 到试卷分发 答题 收卷 再到判卷 公 布成绩 整个过程都需要人工参与 周期长 工作量大 容易出错 还要有适当 的保密工作 使得整个考试的成本较大 所以组织多人参考的考试相当麻烦 当 前网络迅速普及 以 Internet 技术为代表的信息技术为人们创造了一种新的不受 地域 时间和计算机约束的信息交流 共享和协作方式 21 世纪是信息化的社会 数据信息应用已进入大规模服务阶段 考试作为最直接体现信息化社会中人们的 知识水平的一种方式 是目前使用最为广泛的形式之一 实现无纸化 网络化 自动化的在线考试系统 具有深远的现实意义和实用价值 当前 信息技术的发 展突飞猛进 特别是网络技术的兴起 使得考试信息化 自动化成为可能 三层 结构的出现为出题 组卷和答题提供了良好的系统架构 从而实现统一管理题库 动态组卷 自动判卷 极大地节省了人力 物力 提高了效率 6 本研究是对在线考试系统进行设计并实现 这个题目已经有人在研究 但是 现在存在的考试系统 都存在一定的缺陷 没有一个可靠的 实用的在线考试系 统 所以本研究具有挑战性和较强的实用性 1 4 研究思路与研究方法研究思路与研究方法 论文采用了总体规划 分步实施 软件技术与网络技术相结合 管理模式研 究和技术开发相结合 研究与应用相结合的技术路线 首先通过分析在线考试的 实际需求 设计考试的组织与管理模式 分析并设计用户登录 考试科目 专业 课程等多约束条件下与考试相关的其他信息的关系结构 继而设计考试试卷的组 成规则 题型和题量的分布及程序实现方法 分析计算机答卷的技术要求和阅卷 评分的准确性要求 并设计解决方案 设计考试系统的模式结构 功能 安全性 和网络适应性等 最后 制定系统应用规范 1 1 题型和题量的设计题型和题量的设计 在基于 Web 的在线考试系统中 题库中的题型设计是一个重要因素 决定了 考试是否能够产生科学 合理的测试效果 本系统处理的题型有 单项选择题 多项选择题 判断题 填空题和简答题等 并设置有标准答案 试题分值 试题 归类 难度级别 满足考试抽题及自动阅卷的参数要求 同时 通过录入充足的 题量 以满足考试抽题的随机选择空间 河南大学软件学院毕业设计 3 2 2 计算机答卷的技术要求计算机答卷的技术要求 考生试卷中所有试题均为单项选择题 多项选择题 判断题 填空题或者简 答题等 考生答题时 使用鼠标选择各题目中认为正确的选项 单项选择题和判 断题仅能够选择选中一个答案 多项选择题能够选择两个以上答案 填空题和简 答题将答案填入相应的框中 对考生而言 只需要掌握鼠标的使用方法和键盘输 入方法即可 很显然 这样的操作技能 针对社会中具有中 高级文化程度的人 员来说 不存在任何障碍 因此考生利用计算机进行考试答卷是完全可行的 3 3 阅卷评分的准确性保障阅卷评分的准确性保障 在在线考试系统中 对于客观题型的阅卷通过将考生答案与试题标准答案进 行字符串比较的方式来判别 保证了阅卷的准确性 对于主观题型的阅卷通过教 师的人工阅卷评分 评分可通过累计正确答题的试题分值来获得 算法简单 快 速 准确 程序编制容易 4 4 系统开发及应用模式系统开发及应用模式 基于 Web 的在线考试 充分利用 Internet 采用 B S 模式的数据库体系 客 户端软件仅需浏览器支持 维护简单 系统开发周期短 应用程序页面简单 轻 量 具有很强的伸缩性 对客户端硬件配置要求极低 易于达到要求 可以选择 不同厂家的设备和服务 系统资源的冗余度小 部署方便 容易维护且可扩充性 良好 5 5 选择合适的开发工具选择合适的开发工具 开发工具的选择对一个系统来说很重要 既决定了开发人员的开发效率 也 对页面的美观和操控性起着重要作用 同时也对系统的易维护性和扩充性有着重 要影响 6 6 建立多客户环境下数据库应用模式建立多客户环境下数据库应用模式 以 Web 技术为基础的 B S 模式正日益显现其先进性 当今很多基于大型数据 库的应用系统正在采用这种全新的技术模式 B S 模式由浏览器 Web 服务器 数据库服务器三个层次组成 在这种模式 下 客户端使用一个通用的浏览器 代替了形形色色的各种应用软件 用户的所 有操作都是通过浏览器进行的 该结构的核心部分是 Web 服务器 它负责接受远 程 或本地 的 HTTP 查询请求 然后根据查询的条件到数据库服务器获取相关数 据 再将结果翻译成 HTTP 和各种页面描述语言 传送回提出查询请求的浏览器 由后者与数据库联系完成这些工作 1 5 论文框架论文框架 本文主要分析了现有的在线考试系统的优缺点 并针对这些缺点 利用 Ajax 河南大学软件学院毕业设计 4 技术改进了基于 Web 的在线考试系统 提供了一个人性化 高交互性与高响应性 的在线考试系统 本文各章节的主要内容如下 第一章 绪论 主要介绍了本文的研究背景 概述了本文的内容安排和研究 目标 并给出了研究意义 研究思路与研究方法 第二章 相关研究及文献分析 本章主要介绍传统考试及在线考试系统概述 国内外研究现状 研究的 发展趋势 及关键技术 第三章 系统设计 介绍了系统的需求分析 总体设计和详细设计 第四章 系统实现 本章介绍了系统的开发环境配置 界面制作 数据库开 发 程序编码 系统测试和系统评估 第五章 研究结论与未来研究 介绍了研究内容的总结 主要创新点 存在 的不足点及今后的研究方向 第二章第二章 相关研究及文献分析相关研究及文献分析 2 1 传统考试的概述传统考试的概述 现今社会对劳动者和技术人员的知识和能力的要求越来越高 考试作为衡量 人们能力的重要手段 并已深入到社会的各个方面 9 但是目前学校与社会上的 各种考试大都采用传统的考试方式 在此方式下 组织一次完整的考试至少要经 历教师出卷 试卷印刷 学生考试 教师改卷 成绩统计等 5 个步骤 传统纸质考试方法是 任课教师在课程结束前两周 按照考核大纲提交两套 试卷 A B 卷 交给系教务员 课程负责人选择印刷的试卷 A 卷或 B 卷 教务 员安排考试时间和地点 学生考试 任课教师领取试卷评分 统分 再将成绩上 传到网上的教务系统 学生查询成绩 此种方法存在以下几方面的弊端 1 试题单一 容易泄题 2 试卷一样 易作弊 3 误判 漏判 统错分 4 成绩上网 不易操作 5 纸质考试成本高 也不方便管理 10 目前随着考试类型的不断增加和考试要求的不断提高 组织考试的工作量越 来越大 管理人员和教师在组织考试的过程中需要花费较多的时间和精力 人为 错误率也较高 另外 当考生数量比较大时 对学生成绩统计及分析十分烦琐且 容易出错 而且 成绩公布之前学生为查看成绩给教师和教务部门带来的麻烦也 不少 考试管理工作效率逐渐降低 可以说 传统的考试方式已经不能适应目前 考试的需要 河南大学软件学院毕业设计 5 2 2 在线考试系统的概述在线考试系统的概述 Internet 技术的发展使得考试的手段和媒介发生着变化 从传统的笔试到计算 机辅助考试 并发展到基于各种技术的在线考试 11 相比传统的考试方式 在线考试系统的好处主要表现在以下几个方面 1 题库抽题 随机组卷 可以动态地管理各种考试信息 只要准备好足够 大的题库 就可以按照要求自动生成各种试卷 从题库中抽题随机组卷 所有人 都不知道试卷的内容 只有考试的时候才知道 这样能有效防止教师在复习的时 候 勾重点 真正的实现教考分离 学生必须全面掌握知识 才能通过考试 2 考试时间和地点灵活 考生可以在规定时间段内的任意时间参加考试 并且基于 Web 技术的在线考试系统可以借助于遍布全球的 Internet 进行 因此考 试既可以在本地进行 也可以在异地进行 大大拓展了考试的灵活性 3 在线考试有利于激发考生的学习兴趣 有效地减轻教师和考核部门的工 作负担 提高各部门的工作效率 在线考试的最大特点是阅卷快 系统可以在考 试结束时当场给出考试结果 计算机判卷 避免人为错误 又节约了成本 考试 完成后学生马上可以查看成绩和试卷详细情况 及时知道错在什么地方 了解自 己不足之处 这一切都是由电脑完成 减轻了教师的工作量 也有效的避免了人 为因素 体现了考试的公平性 4 提高教学质量 任课教师要查看学生考试情况 可通过成绩分布图 每 个成绩段有多少学生 最高分 最低分 平均分 以及学生在每个题型的平均分 都可直观的反应出来 这样老师就能很好地掌握学生对本门课程的学习情况 以 便在以后的教学中注意加强相应部分的辅导 而这一切都是由考试系统完成 10 12 5 能考场监督与容错能力 学生在考试过程中 若考试机出现故障 可以 马上启用考场备用机 而前面已做的试题保存在服务器上 在备用机上接着做 和传统的纸质考试相比 利用网络资源开发在线考试系统具有明显的优越性 是对传统的考试方式的重要改革 是值得进一步完善后大力推广 2 3 研究的研究的 发展趋势发展趋势 信息技术的发展对教育的影响是巨大的 随着信息技术和网络技术的迅速发 展 教育信息化和网络化也将成为必然的趋势 作为教育评价和衡量学生能力的 考试也正经历着无纸化和网络化的飞跃 网络的开放性和分布性的特点以及基于 互联网的巨大计算能力使得考试突破了时间和空间的限制 基于网络技术的考试 系统正成为人们的研究热点之一 其中 基于 Web 技术的考试系统已成为互联网 河南大学软件学院毕业设计 6 的重要应用之一 14 目前教师采用在线考试系统的还不多见 因为教师个体精力确实有限 但随 着教研组制度的完善和教学交流活动的增加 对题库的创建将提上议事的日程 在线考试系统将大有用武之地 且能确保考风考纪的根本好转 15 在线考试具有动态出题 自动阅卷 成绩分析等优点 不仅大大减轻了教师 人工组卷繁琐的的工作量 提高资源利用率 其运行过程中 组卷速度较快 较 少出现重复的现象 而且有利于教考分离的实施 符合目前教学改革的目标 更 节省纸张资源 增强环保意识 因此 在线考试系统具有潜在的巨大商机和研究 价值 是未来数字化校园系统研究的热点内容 16 2 4 关键技术关键技术 2 4 1 Web 概述概述 1 1 Web 定义定义 Web 是 WWW World Wide Web 的简称 又称万维网 简单的说 Web 是 建立在客户机 服务器 Client Server 模型之上 以 HTML 和 HTTP 协议为基础 能够提供面向各种 Internet 服务的 一致的用户界面的一种信息服务系统 17 2 2 Web 的结构和工作原理的结构和工作原理 Web 的结构主要分为两部分 一为服务器端 Server 也就是信息的提供者 二为客户端 Client 也就是信息的接受者 在客户机 服务器体系结构中 通常 比较容易理解为两端的计算机 但事实上 客户机 和 服务器 概念更多的 是指软件 是指两台机器上相应的应用程序 17 对于 Web 系统 客户机上所运行的浏览器程序基本上是标准化的 所以建立 客户机 服务器系统的主要任务就落到了服务器端 Web 的体系结构因而可以称 作浏览器 服务器结构 如图 2 1 所示 图 2 1 Web 的体系结构 17 Web 使用超文本传输协议 HTTP Hyper Text Transfer Protocol 在 Web 服务器 和浏览器之间传输 Web 文档 而 HTTP 是一个无连接 无状态的协议 一个完整 河南大学软件学院毕业设计 7 的 HTTP 事务由以下 4 个阶段组成 客户与服务器建立 TCP 连接 客户向服务器 发送请求 服务器响应请求 发送应答 在发送中包含状态码和请求的 HTML 文 档 客户与服务器关闭连接 其过程可以用图 2 2 表示 图 2 2 Web 的工作原理 2 4 2 JSP 技术技术 1 1 Struts 简介简介 编程框架 添加了软件设计思想 固化 MVC 模式 通过配置文件增加软件的灵活性 细化了处理流程 使用 Tiles 框架增强界面的统一性与 JSP 代码的复用性 简化编程 提供大量的 Custom Tag 简化 JSP 的开发 简化了支持国际化的代码 简化数据校验代码的开发 Struts 的常用开发组件 ActionServlet Servlet 处理所有 Struts 框架接收的请求 Action Struts 框架调用 Action 对象的 execute 方法处理 Http 请求 ActionForward Action 的 execute 方法返回 ActionForward 对象 河南大学软件学院毕业设计 8 ActionForm 封装数据的 Java 对象 Struts 使用特定的流程处理此对象 2 2 Struts 工作原理和配置工作原理和配置 通过 Struts 访问数据库的工作过程如图 2 3 所示 河南大学软件学院毕业设计 9 3 3 JSP 的特点的特点 2 5 3 Oralce 介绍介绍 1 1 OralceOralcer 特点特点 本系统所采用的后台数据库为 Oralce10gOralce10g 它是一个可伸缩的高性能的关系 数据库管理系统 其主要特点 19 有 可选产品 Oracle 真正应用集群 real application cluster RAC Oracle 分区 Oracle 高级安全性 Oracle 标签安全性 Oracle OLAP Oracle 数据挖掘 Oracle Spatial Oracle Programmer Oracle Database Lite Oracle 是一个独立于网络的 并且特别适用于那些运行时需要在异构环境下 河南大学软件学院毕业设计 10 进行连接的应用程序 支持绝大多数的网络协议 如 IPX SPX TCP IP 等 支持 在这些协议下客户与服务器的连接 Oracle 集中了诸如数据一致 存储 触发器 索引 视图 事务处理 加锁 备份恢复等管理机制 从数据库管理角度来看 Oracle 实现了以下几方面的功能 数据完整性 1 安全可靠 2 并发执行 3 集成管理 4 2 2 Oracle 安全性安全性 良好的数据库的安全设计 可以有效地保护数据库 防止不合法的访问和破 坏 在开发数据库系统时 安全性设计是开发者不能回避的重要环节 Oracle 安 全性用于保护服务器和存储在服务器中的数据 它提供了完善的安全机制来决定 可以登录到服务器的用户 用户可以操作的管理任务 用户可以访问的数据库 数据库对象及其他方面的管理任务 Oracle 数据库的安全性可以被分成 3 个层次 系统安全性 数据安全性 网络安全性 用户与方案 在 Oracle 中 数据库用户和方案是安全的最基本的单元 术语 用户 和 方 案 经常互换使用 然而它们是有区别的 数据库方案定义为数据库对象的集合 模式的名称就是拥有或控制这些数据库对象集合的用户名称 所有的数据库对象 包括表 视图 索引 触发器 Java 存储过程 PL SQL 程序包 函数等 都归 Oracle 数据库中的某一个用户所有 甚至 Oracle 的数据 字典 系统目录也是名称为 sys 的方案的一部分 在 Oracle 数据库中 可以存在没有拥有任何数据库对象的用户 不是方案 但是不会没有命名的方案或数据库对象集合 河南大学软件学院毕业设计 11 2 5 小结小结 本章主要是对本系统设计的一些基本知识进行介绍 首先 对传统考试和在 线考试系统给予说明 介绍了国内外为对本系统的相关研究和研究的发展趋势 对发展历史做了简单的回顾 其次 由于本系统是使用 ASP 技术实现的 所以对 ASP 技术做了一个详细的介绍 包括其工作原理 功能以及使用 ASP 技术的优点 本章还介绍了 SQL Server 的特点 它是一个可伸缩的高性能的关系数据库管理系 统 接着介绍了它的安全性 因为在开发数据库系统是 安全性是设计师开发者 不能回避的重要环节 在本章 介绍了系统运行过程中数据库的管理维护 确保 系统中的数据完整有效 河南大学软件学院毕业设计 12 第三章第三章 系统设计系统设计 3 1 系统需求分析系统需求分析 3 1 1 系统可行性分析系统可行性分析 近几年来 随着我国信息产业的飞速发展 计算机的开发应用已渗透到各个 领域 而且日趋普及 在现代的测试与考试中计算机也得到广泛的应用 在线考 试系统的开发对考务工作效率有很好的提高 1 1 技术可行性技术可行性 基于浏览器的在线考试 关键技术在于网页的动态显示和管理 即从数据库 中取得相应的试卷数据 并收集用户输入数据 能够对考试过程进行控制 采用 Struts1与Oralce技术开发 管理端和考生界面全部采用B S模式构建 系统的部 署 应用 维护更加方便 同时 大型数据库Oracle10g提供了数据库管理的能力 因此技术方案是成熟的和可行的 2 2 经济可行性经济可行性 软件开发周期一般为2 3个月 开发所需硬件软件设施目前大多数PC机系统 能够承担 开发费用不高 目前 大多数单位都拥有高性能微机和局域网 该软 件系统的安装 部署 运行和维护 都不会给单位增加太高的费用 所以该系统 在经济上是可行的 3 3 操作可行性操作可行性 目前 大多数PC机和局域网能够运行该系统 该系统的安装 调试 运行不 会改变原计算机系统的设置和网络的布局 并且大多数用户几乎不用做任何培训 都能够方便的操作系统 因此从操作可行性的角度来衡量 本系统的开发方案也 是可行的 综合以上三个方面的因素 开发在线考试系统是完全可行的 3 1 2 系统功能需求分析系统功能需求分析 在线考试的概念模型如图3 1所示 要满足以下几方面的功能需求 1 1 满足系统不同用户角色的应用需求 满足系统不同用户角色的应用需求 根据需要 从试题库建立 考生注册登录 考生在线考试 客观题计算机自 动阅卷 主观题教师手工阅卷到成绩汇总 整个过程中参与了管理员 考生三种 河南大学软件学院毕业设计 13 不同需求的用户类型 因此系统应对二种用户按其使用功能和权限进行角色划分 形成2种角色 分别是 管理员 具有系统的功能变更与维护权限及管理教师和学生等信息的用户 考生角色 指参加考试的被测试用户 其身份是由考生本人通过注册生成 的 考试时 考生利用该身份登录并参加考试 2 2 满足多种考试题型的要求 满足多种考试题型的要求 试卷中的题型除包括单项选择题 多项选择题 3 3 满足考试功能的要求 满足考试功能的要求 试题库管理功能 通过试题库管理功能建立与维护试题 以便在考试组卷 时进行抽题 另为需要具有试题分类查询功能 考生登录功能 在正式考试开考前 考生通过计算机登录考试系统 考生 登录时需用准考证号码结合自定义的密码进行身份认证 登录后进行考试 考试时间控制功能 每场考试都有时间限制 在考生答卷时需要由计算机 自动倒计时 到时间后系统能够自动终止考生答卷 并自动收卷 计算机阅卷评分功能 在考试交卷后 计算机能立即依据试题标准答案对 考生试卷客观题进行评阅 并根据其正误情况进行计分 成绩管理功能 通过此功能能够对各场考试的考生成绩进行查询 3 2 系统总体设计系统总体设计 3 2 1 系统的体系结构系统的体系结构 系统采用的三层结构模型 是新一代分布式计算方案设计的应用软件体系结 构 其体系结构模型如图 3 1 所示 河南大学软件学院毕业设计 14 图 3 1 系统体系结构图 表示层位于学生工作站上 功能层位于 Web 服务器和应用程序服务器上 数 据层位于数据库服务器上 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 在表示层上 它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 这一层中的客户端代码通过调用功能层 所封装的事务处理接口来激活事务 在系统中用户主要通过 IE 或 NETSCAPE 等 浏览器进行在线考试及网上的各种管理 它将用户层单独列出来 减少了系统的 藕合 每层的开发和维护相对来说都比较独立 功能层集中了系统的事务逻辑处理 它对事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 功能层构造事务对象的工作可以和构造表 示层的事务方案同时进行 而且形成了一组固定的事务对象后 可以说是建立了 一个特定的计算环境 以后再开发同一领域的新的事务解决方案时也许直接拿来 用就可以了 或者只需要做少量的改动 构建事务部件的工作是比较复杂的 需 要十分彻底地理解用户的问题域 以及用户事务的各个部件是如何同一个公共的 事务对象打交道的 比如在题库系统中 很多事务都有查询的要求 它们都要以 某种方式使用查询信息 那么就有理由创建一个查询代理对象 从而以某种方式 使用查询信息 建立部件工作本身就可以构成一项工程 是把应用推向合理化 效率化的积极的一步 数据层为功能层提供服务 使功能层不必关心底层数据库采用哪一种数据库 基至数据库内部数据的结构也可以改变 数据层的对象机制主要由数据库管理系 统完成 包括数据表和存储过程 触发器等 数据层为功能层提供使用数据 使 这些数据独立于功能层的决策规则 它可以是一个数据库管理系统 也可以是另 外一个子系统 河南大学软件学院毕业设计 15 3 2 2 系统的用例图系统的用例图 在线考试系统的主要目标是实现在线考试 围绕这一中心任务 必须提供对 在线考试的全面支持和其它考务辅助功能 包括动态出卷 自动评卷 成绩查询 用户信息管理 试题库管理 成绩管理等 整个系统的用户有二类 考生和系统 管理员 这二类用户的相关信息都被存储在数据服务器中 称之为合法用户 他 们具有不同权限 考生登录系统后 就可以在网络考场参加正式考试 管理员教师是考试科目的创建者 考试的实施者 登录系统后可以对题库管 理 组卷管理 考试管理几处进行操作 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 图 3 2 学生用例图 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 图 3 3 管理员用例图 3 2 3 在线考试的模块流程 河南大学软件学院毕业设计 16 在线考试是系统的核心模块 其中包含选择考试类型 答卷 交卷 自动评 卷 保存答案和保存成绩等几个模块 它们之间的关系如图 3 5 所示 图 3 4 在线考试模块流程图 进入系统前进行身份验证 通过后学生便可进入在线考试系统 另外 系统 还对考试时间进行控制 时间到了会要求考试者交卷 在抽取试卷 进行考试 交卷时都要进行身份验证 考试者选择将答卷提交后 由计算机自动评卷 自动 评卷成绩即记入考试成绩库 以方便查分 3 3 系统详细设计系统详细设计 3 3 1 后台总体架构介绍后台总体架构介绍 考生或管理员输入自己的用户账号 密码 通过身份验证后可以进入相应的 管理界面首页 考生管理页面分为在线考试 成绩查询 修改个人资料 退出系 统 4 个模块 管理员管理页面分为管理员信息管理 考生成绩查询 课程信息管 理 套题信息管理 考试题目管理 考生信息管理模块 6 个模块 在线考试模块 罗列该考生可参加的考试 考生可选择任一考试进入 开始 考试 若无主观题则会在考试结束后由系统自动评分 成绩查询模块 考生可对 自己参加过的考试进行成绩查询 修改个人资料模块 考生可对本人信息进行修 改 管理员模块 管理员信息管理模块 管理员可对管理员进行添加 删除 修改 考生信息管理模块 管理员可对考生进行添加 删除 修改 考生成绩查询 管理员可对考生成绩进行查询 课程信息管理 管理员可添加 删除 修改课程 套题信息管理 管理员可添加 删除 修改套题 考试题目管理 管理员可添加 修改 删除题目 河南大学软件学院毕业设计 17 3 3 2 身份验证模块身份验证模块 当用户需要登录的时候 需要有响应的页面来实现这一功能 登录界面是用 来支持用户进行登录功能操作的界面 当在界面中输入考生的用户名 密码就可 以通过身份验证进入该系统 登录界面需要让用户输入用户名 密码 如果是错误登录信息造成的还要显 示错误信息 否则 当信息输入正确时 将用户导入对应的操作界面首页 用户分为考生 管理员二种 每种用户具有不同的权限 能完成不同的操作 学生用户有参加考试和利用考试系统进行自测的权限 考生用户的用户名为该考 生的准考证号 因此本类用户在数据库库中和自己的专业相联系 以方便教师在 考试时整体添加专业考生 也方便考试结束以后很好的对每个专业的考试结果进 行察看 总结和分析 管理员具有对试题 试卷和成绩管理的权限 进入系统后 进入管理员页面 只有在管理员以专业为单位授权考试开始之后 考生用户才能 进行考试 系统中管理员用户不能自己注册 都要由管理员来添加 以方便统一 的管理 用户登录和身份验证功能模块的设计流程如图 3 6 所示 图 3 5 户登录和身份验证功能模块设计流程图 用户登录信息验证界面是非常重要的一部分 它接收登录表单提交的信息 并在用户信息表里检验是否存在对应的用户 和判断用户的类型以便获得相应的 权限 河南大学软件学院毕业设计 18 3 3 3 组卷模块组卷模块 系统为在线考试系统 因此在线考试将为本系统的关键 在线考试必须要为 考试提供一张题型 题量和分值分布都比较合理的试卷 提供试卷的功能就由组 卷模块来完成实现 1 1 系统自动组卷系统自动组卷 教师生成新试卷是在线考试系统最重要的功能之一 本系统采用的方法是教 师先向系统提交想要生成试卷的各种条件信息 然后系统根据所提供的信息使用 自动组卷策略 本系统处理自动组卷总共需要 3 步操作 第一步 教师用户填写 并提交试卷的基本信息 第二步 教师用户确认信息无误后由系统随机抽取试题 第三步 教师预览试卷 当教师处理考试卷进行 3 步功能操作时需要有响应的页 面来实现其功能 3 4 数据库开发数据库开发 大多数网络应用系统都需要后台数据库的支持 在Windows操作系统中 Access和SQL Server是最常见的网络后台数据库 在互联网上 很多人出于价格 的考虑选择Access数据库 但是实现比较大的网络应用系统 还是应该选择 Oracle 本系统就是应用Oracle数据库存储数据 3 4 1 创建数据库创建数据库 在线考试系统采用了Oracle10g作为数据库管理系统 先启动 PL SQL 用 Scott用户登录 然后创建所需的表 在PL SQL中创建表可以使用以下2中方法 1 右键新建表 河南大学软件学院毕业设计 19 图 3 6 2 用pl sql技术创建 图 3 7 3 4 2 数据表结构数据表结构 在线考试系统的数据库中共包含11个数据表 管理员信息表 tb Manager 用来保存管理员信息 该表结构如3 1所示 表3 1 表tb Manager的结构 列名列名数据类型数据类型长度长度主键否主键否允许空允许空功能描述功能描述 NameVarchar230否否管理员账号 PWDVarchar230否否管理员密码 IDNumber6是否管理员ID 课程信息表 tb Lesson 用来保存课程信息 该表的结构如表3 3所示 河南大学软件学院毕业设计 20 表3 2 表tb Lesson的结构 列名列名数据类型数据类型长度长度主键否主键否允许空允许空功能描述功能描述 IDnumber6是否课程编号 NameVarchar260否否课程名称 JoinTimedate8否否加入时间 试题信息表 tb Questions 用来保存试题信息 该表的结构如表3 7所示 表3 3 表tb Questions的结构 列名列名数据类型数据类型长度长度主键否主键否允许空允许空功能描述功能描述 idNumber6是否试题编号 subjectVarchar250否否试题内容 typeVarchar26否否试题类型 jointimedate8否否试题加入时间 lessonidNumber6否否所属课程号 optionAVarchar250否否选项1 optionBVarchar250否否选项2 optionCVarchar250否否选项3 optionDVarchar250否否选项4 answerVarchar250否是试题答案 noteVarchar210否是注释 考生信息表 tb Student 用来保存考生信息 该表结构如表3 8所示 表3 4 表tb Student的结构 列名列名数据类型数据类型长度长度主键否主键否允许空允许空功能描述功能描述 IDVarchar216是否准考证号 NameVarchar220否是学生姓名 PWDVarchar220否是学生密码 SexVarchar22否是性别 JoinTimedatetime8否是加入时间 professionVarchar230否否所属专业 cardnoVarchar218否否身份证号 questionVarchar230否否提示问题 answerVarchar230否否问题答案 河南大学软件学院毕业设计 21 考生考试信息表 tb StuResult 用来保存考生考试信息 该表结构如3 9所示 表3 5 表tb StuResult的结构 列名列名数据类型数据类型长度长度主键否主键否允许空允许空功能描述功能描述 idnumber6是否试题结果编号 stuidVarchar216否否所属考生编号 whichlessonVarchar260否否考试号 ressinglenumber6否否单选题成绩 resmorenumber6否否多选题成绩 restotalnumber6否否总成绩 jointimedate8否否考试时间 试卷信息表 tb TaoTi 用来保存试卷信息 该表的结构如表3 10所示 表3 6 表tb TaoTi的结构 列名列名数据类型数据类型长度长度主键否主键否允许空允许空功能描述功能描述 IDnumber6是否试卷编号 NameVarchar250否否试卷名称 LessonIDnumber6否否所属课程号 JoinTimedatet8否否加入时间 3 5 小结小结 本章主要介绍了考试系统的设计工作 首先对系统的需求进行了分析 进行 了系统的可行性分析和功能分析 其次对系统的总体设计做了介绍 给出了系统 体系结构 用例图和在线考试模块流程 最后 介绍了系统的详细设计 包括各 个模块的流程图 第四章第四章 系统实现系统实现 4 1 开发环境配置开发环境配置 本考试系统的开发环境如下 1 开发技术 Struts1技术 JDBC技术 2 开发工具 MyEclipse8 5 PL SQL8 0 河南大学软件学院毕业设计 22 3 数据库 Oracle10g 4 浏览器 IE浏览器 5 服务器操作系统 开发过程采用 Windows 7 Professional 操作系统 4 2 界面制作界面制作 这里介绍几个主要界面 1 登录页面的运行结果如图4 1所示 图4 1 系统登录页面的运行结果 2 管理员页面的运行结果如图4 2所示 河南大学软件学院毕业设计 23 图4 2管理员页面的运行结果 3 添加试题页面的运行结果如图4 3所示 图4 3添加试题页面的运行结果 4 课程信息管理页面的运行结果如图4 4所示 图4 4 课程信息管理页面的运行结果 5 管理员信息管理页面的运行结果如图4 5所示 河南大学软件学院毕业设计 24 图4 5 管理员信息管理页面的运行结果 6 考生登录页面的运行结果如图4 6所示 图4 6 考生登录页面的运行结果 7 考生成绩查询页面的运行结果如图4 7所示 河南大学软件学院毕业设计 25 图4 7 考生成绩查询页面的运行结果 8 个人信息页面的运行结果如图4 8所示 图4 8 个人信息页面的运行结果 9 考试页面的运行结果如图4 10所示 河南大学软件学院毕业设计 26 图4 9考试页面的运行结果 4 3 程序编码程序编码 4 3 1 创建数据库连接创建数据库连接 由于本系统采用 oracle 数据库存储数据 所以使用以下代码连接数据库 private static String propFileName com connDB properties 指定资源文件保存的位置 private static Properties prop new Properties 创建并实例化 Properties对象的实例 Privatestatic String dbClassName oracle jdbc driver OracleDriver 定义保存数据库驱动 的变量 private static String dbUrl jdbc oracle thin localhost 1521 orcl private static String dbUser scott private static String dbPwd tiger Class forName dbClassName newInstance 河南大学软件学院毕业设计 27 conn DriverManager getConnection dbUrl dbUser dbPwd 4 3 2 随机选题随机选题 系统根据用户设置的题型及课程自动为相应题型抽取相应数量的试题 public int randomGetQuestion int lessonID int questionsID 0 String sql SELECT taoTiID FROM SELECT distinct lessonID taoTiID from SELECT lessonId taoTiID FROM tb questions GROUP BY taoTiID lessonID type lessonTa