在线考试系统的设计与实现

1、软件工程课程设计2017-2018学年第2学期题目：在线考试系统院系：计算机科学与技术专业：计算机科学与技术班级：1501班学号：学151103107姓名：胡建东时间：2017.06.203目录第 1 章 概述 11.1 背景及课题来源 11.2 目的和意义 1第 2 章 可行性分析 22.1 技术可行性 22.2 经济可行性 22.3 社会可行性 2第 3 章 需求分析 33.1 性能需求 33.1.1 准确性和及时性 33.1.2 主存储量 33.1.3 安全性 33.1.4 出错处理需求 33.1.5 易用性和易维护性 33.2 功能需求 33.2.1 界面需求 33.2.2 试卷管理

2、43.2.3 题库管理 43.2.4 阅卷管理 43.2.5 成绩管理 43.2.6 学生管理 43.2.7 考试管理 43.3 数据流图 53.4 数据字典 5第 4 章 总体设计 114.1 功能结构图 114.1.1 学生考试系统功能结构图 114.2 数据库设计 114.2.1 概念模型设计 114.2.2 逻辑设计 124.2.3 物理结构设计 12第 5 章 软件测试与分析 155.1 功能测试 155.1.1 介绍 155.1.2 目的 155.2 测试用例 165.2.1 用户登录测试 165.2.2 在线考试测试用例 165.2.3 生成试卷测试用例 165.2.4 阅卷评分

3、测试用例： 175.2.5 更改题库测试用例： 175.3 性能测试 185.3.1 介绍 185.3.2 目的 185.3.3 负载能力测试 185.3.4 承压能力测试 185.4 图形用户界面测试 185.4.1 介绍 185.4.2 目的 195.4.3 用户界面检查表 195.5 信息安全测试 195.5.1 介绍 195.5.2 目的 195.5.3 测试用例 195.6 压力测试用例 205.6.1 介绍 205.6.2 目的 205.6.3 压力测试用例 205.7 测试结果 205.7.1 缺陷报告 205.7.2 缺陷分析 215.8 系统评价 21第 1 章 概述1.1

4、背景及课题来源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

5、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。1.2 目的和意义在线考试是建立在国际互联网上的应用系统，客户端的配置可以极为简单，使考试不受地域的局限。一个完备的在线考试系统可以使用户在网上学习过后及时检验自己的学习效果，已发现自己的不足，使得学习效率得到很大提高。在线考试系统中题目的生成、试卷的提交、成绩的批阅等都可以在网络上自动完成。只要形成一套成熟的题库就可以实现考试的自动化。这样一来，教师所要做的只是

6、精心设计题目、维护题库，而不是组织考试，从而大大减轻了教师的负担，这表明其经济性是相当可观的。5第 2 章 可行性分析2.1 技术可行性该系统是一个小型的信息管理系统。目前国内许多院校均已成功实现，开发技术成熟，并有成功经验借鉴。虽然， 购买通用的商业化软件系统也能满足需要，但价格昂贵而且将来维护升级不便。鉴于学院计算机系教师有十几项信息管理系统成功开发经验，请学院教师带领学生开发此系统，既把握十足又节省费用。通过该项目开发，还能够为计算机系软件工程等课程改革提供实训教学案例，从而促进学院的专业建设、课程建设等教学改革工作。总之， 利用现有的技术，本系统的功能能够实现。开发人员的数量和能力满足

7、开发要求。在规定期限内，本系统的开发能够完成。2.2 经济可行性开发本系统需要的硬件设备主要有 2台PC服务器、20台PCa、3台打印机、 5 台条码扫描仪、1 台交换机、3 个集线器，所有设备由学院统一购置。软件开发由学生团队课程设计来完成，不需要费用。2.3 社会可行性本系统的开发与应用不涉及侵犯专利权、侵犯版权等方面的问题。在线考试系统是人工系统的优化，操作步骤更为简单。教务处工作人员只需短期培训即可掌握软件的使用。本系统的开发与应用与用户单位的行政管理、工作制度没有冲突，员工素质能够满足软件系统的要求。第 3 章 需求分析3.1 性能需求3.1.1 准确性和及时性本系统要能容纳最多60

8、 人同时在线考试，系统的处理能力和响应时间要满足需求。在线考试系统要确保在线考试过程中有一定的处理突发事件的能力，且在提交试卷后所评阅的试卷的失误率保证最小，保证成绩的准确性和真实性3.1.2 主存储量本系统所需要的主存储量大约为2G。3.1.3 安全性本考试系统只有管理员才能修改系统的信息，只有经过授权的用户才可以登录使用，要防止信息的非法、非授权泄露。3.1.4 出错处理需求对于输入信息不规范和硬件方面出现的错误（网络传输超时、硬件出错等） ，需要给出相应的错误提示语句；对于一些关键的操作（例如删除），应该提供确认机制。3.1.5 易用性和易维护性系统要能够提供良好的用户接口，易用的人机交

9、互界面，系统要对在线考试系统中涉及的数据提供方法方便维护人员备份，以及系统意外奔溃时数据恢复的工作。3.2 功能需求3.2.1 界面需求本系统共有三个界面：第一个界面用于学生登陆、注册，主要负责学生在线考试、查询成绩和相关考试内容等；第二个界面用于老师登陆，主要负责试题管理、主观阅卷、查看成绩等；最后一个界面用于管理员登陆，主负责全部内容的管理以及维护。3.2.2 试卷管理教师可以从课程、每种题型的数量等方面对某份试卷提出一定的要求生成试卷规则，同时，教师还可以对库中已有的试卷进行修改和删除，添加新试卷等。3.2.3 题库管理教师可以对题库中的试题进行三种操作，添加新的考题、删除旧有考题，修改

10、原有考题，其中试题类型包括客观题和主观题，对于每种试题的类型，教师可以设置题干、答案和属性。3.2.4 阅卷管理对于客观题，系统应该自动阅卷评分，对于主观题，应该进行人工打分，进而让系统自动统计总成绩。3.2.5 成绩管理学生可以查询到自己的单科成绩以及总成绩排名，教师可以查询到自己所带课程所有人的成绩以及此课程学生的排名，管理员可以查询到所有人的成绩以及排名。3.2.6 学生管理管理员可以对学生的资料进行修改、删除、查询等。3.2.7 考试管理学生、教师管理员通过登陆均可查询到关于考试的信息。3.3 数据流图3.4 数据字典(1)数据流表1考生登录信息数据流名：考生登录信息简述：考生进入考试

11、系统中的身份组成：考生学号+考生姓名注释：考生只能参加一次考试，即登乙次表2选择题数据流名：选择题组成：题名+题号+问题+ 选项A+4项B+项C+z项D+1F案+结果注释：每一次生成的选择题都不一样，结果都为空表3填空题数据流名：填空题组成：题名+题号+问题+ 答案+结果注释：结果为空表4程序设计题数据流名：程序设计题组成：题名+题号+程序设计题内容+程序设计题要求注释：结果为空表5备份答题数据流名：备份答题卷简述：试卷类对象初始化的一个String型数据组成：考生学号+姓名+（选择题）+ （填空题）+ （程序设计题）+考试时间+考试剩余时间+结果注释：每隔5分钟生成1次表6学生信息表数据流名

12、：学生信息表组成：学生姓名+学号+专业注释：按学号排序表7学生成绩表数据流名：学生成绩表组成：学号+成绩+考试状态表8选择题存储表数据流名：选择题存储表6组成：题序列号+问题内容+选项七项BM项C诳项D珞案注释：按题序列号排序(2)数据结构名字：考生信息描述：考生的个人信息，用于对考生的确认定义：考生信息=准考证号+姓名+生别+系别班级+联系电话位置：输入到考生信息文件名字：管理员信息描述：管理员的个人信息，用于对在线考试系统的管理定义：管理员信息=管理员号+姓名+性别+职位+联系电话位置：输入到管理员信息文件数据结构名：试卷信息描述：试卷的类型，用于对试卷分类 定义：试卷信息=试卷类型+出题

13、者位置：输入到试卷记录文件数据结构名：试题信息描述：试题类型信息，用于记录试题的类型和试题内容定义：试题类型二试题类型号+试题内容位置：输入到试题记录文件数据结构名：考生成绩信息描述：考生成绩信息，用于记录考试成绩信息定义：考生成绩=准考证号+姓名+试卷号+成绩位置：输出到打印机(3)数据存储名称：试题库组成：课程名+试题类型+试题号 组织方式：按课程以及题型分类存储名称：试卷库组成课程名+试卷号+专业名组织方式：按课程以及专业分类存储名称：成绩库组成：课程名+教师姓名+成绩+#名组织方式：按不同课程分数从高到低排列(4)加工逻辑名称：试题管理输入：添加、删除、修改的试题类型以及内容输出：操作

14、失败或者操作成功加工逻辑：IF是授权用户且正确操作THEN操作成功ELSE 操作失败名称：试卷管理输入：添加、删除、修改的试卷内容输出：操作失败或者操作成功加工逻辑：IF是授权用户且正确操作THEN操作成功ELSE操作失败名称：考生管理输入：添加、删除、修改、查询的考生信息输出：操作失败或者操作成功加工逻辑：IF是授权用户且正确操作THEN操作成功ELSE 操作失败名称：考试管理输入：添加、删除、修改、查询的相关考试内容输出：操作失败或者操作成功加工逻辑：IF是授权用户且正确操作THEN操作成功ELSE 操作失败23第4章总体设计4.1 功能结构图4.1.1 学生考试系统功能结构图4.2 数据

15、库设计4.2.1 概念模型设计E-R图4.2.2 逻辑设计 学生（学号，姓名，性别，密码，准考证号）教师（工号，姓名，性别，密码，职务，教授课程）管理员（编号，姓名，性别，密码，账号）试题库（课程代码，课程名称，题目类型，题目内容，被选答案，参考内容）试卷（试卷代码，课程名称，题号，题型，分数）成绩（学号，姓名，试卷编号，课程编号，成绩）4.2.3 物理结构设计1学生信息表字段名说明宽度ID主键自动编会8Stnum学号数字10Stsex性别文本10Stpass密码文本20Stname姓名文本16Stcardnumb er准考证号义本302教师信息表字段名说明宽度ID主键自动编会8Tenum工号

16、数字10Tesex性别义本10Tepass密码义本20Tename姓名义本16Tepositi on职务义本30Teclassn ame教授课程义本303管理员信息表字段名说明宽度ID主键自动编会8Sanumber编号数字10Sasex性别义本10Sapass密码义本20Saname姓名文本164成绩信息表字段名说明宽度ID主键自动编 号8Stnum学号文本10Exmid考试试卷编 号文本50Exname考试科目名 称义本50Stname学生姓名义本16Score分数义本85试题信息表字段名说明宽度ID主键自动编 号8Exname试题名称义本50Exconten t试题内容义本100Extyp

17、e试题类型义本20Exanswer参考答案义本606试卷信息表字段名说明宽度Exmid巧卷编p文本50Exname考试科目名 称文本20Maketype随机组卷文本50Totaiper总分值数字8Pdcount判断题数数字8Pdleper判断题分值数字8Singlecoun t单选题数数字8Singleper单选题分值数字8Tkcount填空题数数字8Tkleper填空题分值数字8Jdcount简答题数数字8Jdleper简答题分值数字8第5章软件测试与分析5.1 功能测试5.1.1 介绍功能测试是对考试管理系统的各项功能进行测试，从系统产品的界面、架构 出发。被测试对象主要包括，考试管理系统

18、的登录界面，在线考试，生成试卷， 阅卷评分、更改题库等功能。5.1.2 目的测试各个功能是否正常运行5.2 测试用例5.2.1用户登录测试用例目的测试用户能否正常登录前提条件操作系统正常运行，硬件配置恰当输入/动作期望输出实际情况学号：20110203056密码：sdgeigiui登陆成功与期望吻合学号：00101010密码：yg8ewgeg输入学号格式/、止 确与期望吻合管理员ID: 25130 密码：dyugedf密码输入错误与期望吻合5.2.2在线考试测试用例用例目的测试学生能否正常进行考试前提条件考生成功登录，并且符合考试要求输入/动作期望输出实际情况点击开始按钮考试卷面与期望吻合点击

19、选择题答题所有选择题与期望吻合点击答案光标止确选择与期望吻合输入答案自动保存，每10s更4次与期望吻合提交试卷请确认，一旦提交不 可更改与期望吻合5.2.3生成试卷测试用例用例目的测试系统能否准确生成试卷前提条件教师成功登录，题库试题充足输入/动作期望输出实际情况课程：软件工程 选择题：15 填空题：10 简答题：5试卷生成成功与期望吻合课程：正正在 选择题：15 填空题：10 简答题：5未搜索到对应课程与期望吻合5.2.4阅卷评分测试用例:用例目的测试系统能否准确阅卷前提条件学生正确提交试卷，系统运行正常输入/动作期望输出实际情况查看 指定试卷某一 题得分该题考生答案、多 答案以及评分与期望

20、吻合查看指定试卷总分试卷考生答案、参考 答案以及评分与期望吻合提交空白试题该题/、得分与期望吻合5.2.5更改题库测试用例:用例目的测试题库功能能否实现前提条件教师成功登录输入/动作期望输出实际情况在选择题部分增加 选择题试题录入成功与期望吻合在填空题部分增加 简答题题型有误，请重新输 入与期望吻合增加新的题型题型增加成功与期望吻合增加已有题型题型已存在与期望吻合删除题删除成功与期望吻合删除题型删除成功与期望吻合修改题目答案未修改，是否确 认与期望吻合修改答案答案已修改，是否确 认与期望吻合查询存在的题该题内谷及答案与期望吻合查询不存在的题未查询到内容与期望吻合5.3 性能测试5.3.1 介绍

21、性能测试是对考试管理系统的各项性能进行测试，主要是系统的负载能力、 承压能力等。5.3.2 目的测试系统的性能是否高效稳定。5.3.3 负载能力测试用例目的测试系统的负载能力前提条件负载之前，系统正常运行输入/动作期望输出实际情况在系统中进行考试系统正常运行与期望吻合在模拟工具中模拟 100台电脑同时运行系 统系统瘫痪与期望吻合5.3.4承压能力测试用例目的测试系统的承压能力前提条件承压测试之前，系统运行正常输入/动作期望输出实际情况系统正常运行的同 时，打开200个贝闻系统崩溃与期望吻合同时进行题型增加 和试题增加系统止常运行与期望吻合5.4图形用户界面测试5.4.1介绍被测试对象主要包括各

22、种图形用户界面05.4.2目的目的是测试各种图形用户界面是否都正常运行5.4.3用户界面检查表检查项测试人员评价窗口切换、移动、改变大小时是否正常是各种界面兀素文字是否正确是各种界面兀素状态是否止确（选中，无效，有效）是各种界面元素是否支持键盘操作支持各种界面元素是否支持鼠标操作支持数据项能否正确回显可以执行有风险的操作时，是否有“确认”“放弃”等提示是操作顺序是否合理是图标是否直观是5.5信息安全测试5.5.1 介绍安全性测试信息检查系统对非法侵入的防范能力。测试期间，测试人员假扮非法入侵者，采用各种办法试图突破防线。5.5.2 目的安全性测试检测学生考试系统能否抵制各种危机，从而保证系统的

23、各项安全。5.5.3 测试用例假想目标A想方设法截取或破译口令前提条件系统口令正常或者已设口令非法入侵手段是否实现 目标代价-利益分析安装窃取口令的软件否代价大于利益假想目标B想法设法去破坏系统的保护机制前提条件系统已经安装相应的保护机制非法入侵手段是否实现代价-利益分析目标安装绕过杀毒软件的木马否代价大于利益5.6压力测试用例5.6.1介绍压力测试和负载测试差不多，压力测试是在计算机数量较少或系统资源匮乏 的条件下进行的测试。压力测试的对象包括内存，CPU勺可用性，磁盘空间等等。5.6.2目的目的是测试考试管理系统各部分的承压情况5.6.3压力测试用例极限名称A最大并发用户数量前提条件系统止常输入/动作输出/响应是否能正 常运行10个用户并发操作系统止常能20个用户并发操作系统止常能100个用户并发操作系统反应慢不能5.7测试结果5.7.1缺陷报告新建摘要模块新建删除试卷时没有确认提示试卷管理新建添加考题时，编号不改变题库管理新建个别科目里面的考题不能删除题库管理新建在题库里查询题目时，不能按 关键字查询题库管理新建增加题型时不成功题库管理新建成绩一经系统计算得出结果， 不能修改成绩管理新建学生不能查询单科成绩成绩管理新建单科成绩不能导出成绩