在线考试系统登录系统数据系统UML

UML课程设计——在线考试系统软件工程系课程设计课程:系统建模基础(UML)概述编制时间：2011年06月12日UML课程设计——在线考试系统目录1.1、系统的性能需求 31.2、系统主要功能 31.3功能模块需求分析 41.4本章小结 102.1系统结构设计 112.2考试流程设计 112.3数据库设计 132.4系统功能模块设计 182.5关键类设计 242.6、对象图 253.1、活动图 293.2、状态图 353.3、顺序图 373.4、协作图 394.1、构件图 424.2、部署图 42用户管理用例图UseCaseofUserManagement1.3.2题库管理模块包括试题信息管理、题型信息管理。试题录入将试题的题目、题型、知识点、章节、难易度、试题答案等内容输入到题库中。试题查询根据用户给定的相关条件(如题型、知识点、难易度、录入时间等)对试题库中的试题进行查找、筛选等操作。试题修改则根据用户给定的条件(如题型、知识点、难易度录入时间等)找到相应试题，然后对试题进行修改操作。试题删除根据用户所给定的条件(如知识点、题型、难易度录入时间等)找到相应的试题，然后对试题进行删除操作。题型信息管理实现对考试题型信息的设置。题库管理模块用例图如图所示。题库管理用例图UseCaseofQuestionsManagement1.3.3学生登录考试系统后，通过身份验证后进入在线考试页面，页面上方显示考生的学号、姓名等信息以方便考生核对。考生选择参加的考试课程后，系统给出考场规则和考试时间进行倒计时，系统提醒考生开始考试。系统根据定制的题型、分数分布、题目数量、难度等级分布、章节分布等参数的设置规则，随机从试题库中抽取满足规则的试题，为参加考试的考生自动生成互不相同的试卷。页面上呈现出的考试试卷与考生平时参加的纸试化考试试卷差别不大：单选试题和判断试题各选项前为单选框；多选试题和不定项选择试题各选项前为复选框；填空试题每空为文本框；主观题每个问题后面有一个多行文本框，以便考生编辑答案。考生的答案首先保存到本地临时数据文件中，然后定时发送回考试服务器。如果考试结束时间已到，系统会自动锁定并提交试卷；如果考试结束时间未到，考生可以提前交卷，考生服务器会将其考试数据保存，并退出考试系统。在线考试模块用例图如图所示。在线考试用例图UseCaseofExamOnline1.3.4在考试结束后，系统要对考生答卷进行评阅。阅卷方式分为两种，自动阅卷和手动阅卷。对于客观题和部分主观题系统实现自动评分并保存考生得分；对于分析题和操作题，系统给出参考答案和评分细则，由阅卷教师评分。考虑到系统的安全性，由管理员在系统考试结束后启动阅卷系统进行自动阅卷；同时，对其它试题采用教师网上人工阅卷。对考生所有的考试结果进行评卷，保存每一个考生每道题的得分，并对考生考试成绩能够进行统计、分析和汇总。①客观题自动评分系统自动实现对选择题的评阅，并保存得分。在评阅选择题、判断题等客观题时，系统将考生的答案与标准答案进行完全匹配计算得分。②手动阅卷分析题和操作题等不易进行自动评阅的试题，可考虑自动评阅和手动评阅相结合，在自动评阅的基础上，教师实现对其的手动评阅。系统自动计算各大题得分，得到考生的最后得分。对学生提供所考课程的分数查询；对老师提供试卷、所授课程的学生分数的查询。教师在查询分数时，可以查询某一个考生的考试成绩，也可以查询某个专业某个班的课程总平分数、各分数段的人数情况、不及格的学生名单等统计信息。成绩管理模块用例图如图所示。考试成绩用例图UseCaseofScoreManagement1.3.5课程专业管理考试试卷的信息主要包括课程编号、课程名称、课程类型、试卷编号、试卷状态等，管理员可实现对试卷的状态修改、试卷查询等操作，也可以查看试卷内容。管理员还可以对包括对专业名称、专业描述等信息进行管理。课程专业管理用例图如图所示。课程专业管理用例图UseCaseofCoursesandMajorsManagement1.3.6试卷管理模块教师可以对试卷进行管理，试卷管理包括对试卷管理、试卷信息的管理和对试卷试题的维护。教师可以查看、删除试卷并且可以对试卷信息进行管理，包括对试卷名字、科目、考试时间、出题人、总分等信息进行管理。教师可以对试卷中的试题进行管理，可以直接新增试题，并且对加入试卷的试题设置分值。试卷管理模块用例图如图所示。试题管理用例图UseCaseofCoursesandMajorsManagement1.4本章小结本章对单独招生在线考试进行了功能性和非功能性的需求分析。结合学院的需求，经过分析与提炼，确定了系统的业务流程与主要功能，并对系统的性能需求等进行了分析。2在线考试系统的设计2.1系统结构设计为了系统开发、维护和升级的方便，考试系统采用B/S模式的3层架构：第一层是用户层，为不同用户设计了相应的接口，学生可进行网上在线考试，教师可生成试卷、组织考试，管理员可对考试进行设置管理。用户通过浏览器向考试的Web服务器提出服务请求，Web服务器对用户验证身份后把所需的网页传送给客户端浏览器。第二层是应用层，负责题库管理，试卷的生成、分发和接收，管理和监控考试过程。当Web服务器接收到用户请求时，将要执行相应的应用程序与数据库进行连接，通过SQL方式向数据库服务器发出数据处理请求，数据库服务器将处理结果交给Web服务器，再由其送回到客户端。第三层是数据层，实现用户管理和试题管理。数据库服务器接受来自Web服务器的请求，实现对数据库的操作和存储，并将处理结果返回Web服务器。系统的整体层次架构如图所示。系统的整体架构Systemlayerstructure2.2考试流程设计考生在考试用机上通过web浏览器访问考试系统主页，考生输入其姓名和考号信息后，考试系统对考生的考号及姓名进行验证，如系统通过验证，则可进入考试页面进行考试；系统自动把试卷分发到考试用机，考生在线进行考试，按要求完成考试内容。如考号或姓名有误，则不能进入考试页面，返回系统主页。考生进入考试页面后系统开始自动倒计时，考试过程中答案即时保存到考试服务器上。考生提前完成考试内容后可主动提交试卷，或者系统倒计时完毕时自动收卷，交卷或收卷时由系统将自动把考生的操作结果提交给考试服务器上保存。考试结束后，教师对考生提交上来的试卷进行批改并保存考生得分，判卷结束后教学管理者可以对考试试卷、考生答卷和教师判卷进行管理。教学管理者还可以对用户的基本信息、课程基本信息和题库信息等进行管理。基于J2EE的高职院校在线考试系统的整体系统流程如图所示。系统流程图Systemflowchar2.3数据库设计数据库的设计遵循了安全性、可伸缩性、数据交换可靠性、有效的并发控制的原则，考虑到考试中有多种不同的题型以及各题型有各自的特点，按照试题类别把不同的考试题目要求和具体说明单独存放，以便于管理和维护，提高数据库存取的效率。2.3.1数据库E-R图通过对系统进行需求分析、网站流程设计以及系统功能结构的确定，规划出系统中使用的实体对象分别为管理员信息、考试试卷、考生信息、考生成绩信息。管理员信息试题E-R图管理员信息包括管理员编号、管理员姓名、管理员密码和注册时间。管理员信息实体E-R图如图所示。管理员信息E-R图ManagerInfoEntityE-R考试试卷实体考试试卷试题包括试卷名称、所属课程、添加时间和有效时间等属性。考试试卷实体E-R图如图所示。考试试卷实体E-R图ExamPaperEntityE-R考生信息实体考生信息实体包括学生证号、姓名、性别、所学专业、注册时间、登陆网站密码、密码提示问题、密码提示答案以及所学专业等属性。考生信息实体E-R图如图4.5所示。考生信息E-R图StudentInfoEntityE-R考生成绩实体考生答完考题后可以对自己的成绩进行查询，后台管理员也可对考试成绩进行管理。考生成绩信息实体包括学生证号、所学课程、考生总分等。考生成绩信息实体如图所示。考生成绩信息试题E-R图StudentScoreEntityE-R2.3.2数据库表设计单独在线考试系统建立了多张数据表，表4.1列出了考试系统中的部分数据表。系统数据库表Systemdatabasetable表名表说明描述Userinfo用户信息表存储系统中所有用户的信息，用户的信息包括用户编号、用户姓名、用户密码、真实姓名、用户所属角色等。Questions试题表存储系统题库中试题的主要信息，试题的信息应该包括试题编号、试题题目、试题内容、所属知识点、试题分值和难度系数等。QuestionKind试题类型表存储系统题库中试题种类的信息，如单选题、多选题、填空题和判断题等。Paper试卷表存储试题库的试卷种类信息，唯一地标识一套试卷。但是试卷表只是标识一套试卷的整体情况，如难度系数、试卷总分等。Examinees考试信息表存储参加考试的考生信息，该表引用用户表的主键作为该表的外键。Answers试题答案表存储试题答案信息，该表引用试题表的主键作为表的外键。系统主要建立了主要包含用户信息表、试题表、试题类型表、试卷表、试题答案表、考试信息表等，如表所示。①用户信息表，结构如表。用户信息表Userinformationtable字段名数据类型长度是否允许为空备注UserIDint4否编号，主键UserNamevarchar32否用户名UserPwdvarchar200否用户密码Namevarchar32否真实姓名Roleint4否用户所属角色Departmentvarchar32否用户所属部门②试题表，结构如表。试题表Testquestiontable字段名数据类型长度是否允许为空备注QuestionIDint4否编号，主键Titlevarchar100否题目Subjectvarchar500否知识点Bodytext2000否题干Scorevarchar500否分值Difficultint4否难度系数KindIDint4否试题类型Selectint4否选中③试题类型表，结构如表。试题类型表Testquestiontypetable字段名数据类型长度是否允许为空备注KindIDint4否编号，主键KindNamevarchar32否问题种类名称KindOrderint4否显示的顺序号④试卷表，也称为试卷种类表，它并不能标识这套试卷所包含的具体试题，也正因为如此，才能保证每套试卷的随机性。试卷表结构如表4.5。表4.5试卷表Table4.5Papertable字段名数据类型长度是否允许为空备注PaperIDint4否编号，主键PaperNamevarchar50否试卷名称PaperScoreint4否试卷总分Difficurtfloat4否平均难度TotalTimevarchar50否考试时间Teachervarchar16否任课教师⑤考试信息表，结构如表4.6。表4.6考试信息表Table4.6Examinedatatable字段名数据类型长度是否允许为空备注ExamineIDint4否编号，主键UserIDint32否用户编号Datedatetime4否参加考试时间Markint4否考试成绩⑥试题答案表，结构如表4.7。表4.7试题答案表Table4.7Questionanswertable字段名数据类型长度是否允许为空备注AnswerIDint4否编号，主键Titlevarchar200否答案标题Bodytext2000否答案内容QuestionIDint4否答案所属试题2.4系统功能模块设计根据用户需求调研，考试系统的用户包括学生用户，教师用户和教学管理员用户。三类不同的用户具有不同的访问权限，成功登录以后可以访问相应的模块。教师用户主要实现的功能包括在线出题、组卷，在线批改学生答卷，在线查询成绩和试卷。学生用户实现的功能是进行在线考试，查阅考试分数。教学管理者用户实现的功能包括题库管理，在线卷纸管理，在线用户信息管理[36]。根据以上要实现的功能把考试系统划分为以下六个模块：用户管理模块、题库管理模块、在线考试模块、系统阅卷模块、卷纸管理模块和综合查询模块。系统的功能模块如图所示。系统功能模块Systemfunctionsmodule2.4.1用户管理用户管理模块包括学生信息管理、教师信息管理和管理员信息管理。用户管理结构图如图所示。学生信息管理：考生可以注册系统，但是不能修改和删除自己的信息，管理员可以添加、修改、删除学生信息。教师信息管理：教师可以注册系统，但是不能修改和删除自己的信息，管理员可以添加、修改、删除教师信息。超级管理员可以添加、修改、删除、查询管理员，对管理员进行管理。用户管理结构图ThestructurediagramofUserManagement2.4.2题库管理题库管理包括题型管理、试题管理和题库类型管理。题库管理结构图如图所示。题型管理：管理员可以添加、修改和删除题型。试题管理：管理员和教师都可以对试题进行管理，教师可以自己的试题进行管理，而管理员可以对所有试题进行管理。题库类型管理：管理员可以添加、修改、删除题库类型。题库管理结构图ThestructurediagramofQuestionBankManagement2.4.3在线考试的设计在线考试模块实现考生在规定考试时间进行在线实时考试。考生通过身份验证登录进入考试系统，系统生成试卷，并对考试时间进行倒计时，考生完成试卷并交卷。在线考试的流程图如图所示。图4.10在线考试流程图Fig.4.10Onlinetestflowchart2.4.4成绩管理的设计成绩管理包括成绩查询和成绩删除。结构图如图4.11所示。成绩查询：学生可以查询自己的成绩，管理员可以查询所有同学的成绩。成绩删除：管理员可以删除所有同学的成绩，但是学生不能删除自己的成绩。成绩管理结构图ThestructurediagramofScoreManagement2.4.5课程专业管理设计课程专业管理包括课程管理和专业管理，课程专业管理结构图如图4.12所示。①课程管理：考试试卷的信息主要包括课程编号、课程名称、课程类型、试卷编号、试卷状态等，管理员可实现对试卷的状态修改、试卷查询等操作，也可以查看试卷内容。专业管理：专业信息管理主要包括对专业名称、专业描述等信息进行管理课程专业管理结构图ThestructurediagramofCourseandMajorManagement2.4.6试卷管理设计试卷管理模块可以实现对试卷中试题的添加、修改、删除、移动，试题内容编辑等操作。大题的信息包括大题类型、大题分值、小题数量。试题的内容包括题目说明、题号、题干和答案。试卷管理模块的流程图如图4.13所示。试卷管理流程图Testpapermanageflowchart2.5关键类设计考试系统主要实现了八个类，分别是User、Administrator、Teacher、Student、Course、Test、TestPaper、StudentPaper。其中User类用来管理用户的信息，Student类继承User类用来管理考生的信息，Teacher类继承User类用来管理教师的信息，Administrator类继承User类用来管理教学管理员的信息，Course类用来管理课程信息，Test类用来管理考试信息，TestPaper类用来管理考试试卷信息，StudentPaper类用来管理考生答卷信息，考试系统的类图如图4.14所示。考试系统类图Classcharofexaminationsystem2.6、对象图Student与studentPaper对象图Test与studentPater对象图Test与testPaper对象图Teacher与Test对象图Course与Test对象图Course与testPaper对象图Teacher与testParper对象图3动态建模3.1、活动图3.1.1、用户信息管理请仔细思考活动图的含义，活动节点及活动转移条件，以及一个活动节点的出与入，如果一个活动节点有多