【《基于Python的模拟考试系统设计与实现》6800字】

目录III基于Python的模拟考试系统设计与实现摘要随着计算机科学与网络的发展，互联网已走入了人们的身边，而现在我们身处的社会也已经进入了网络信息技术发展成熟的时代，发展经济与社会离不开网络信息的技术，互联网信息技术给人们带来了更多更好的便利的服务。除了企业的日常工作服务需要用到网络，教育事业也需要用到网络技术。远程教育系统是未来教育事业的主要发展方向，而且另外一个非常重要的研究对象叫做在线考试系统。此论文先是对开发系统所需要用到的工具进行了详细的介绍，并且深入分析这些数据，最后说明了如何实现此系统的众多功能，包括学生老师管理员用户登录、考试系统、试卷制作功能、评卷与查询模块等。详细介绍了每个功能，包括各功能的代码，最后介绍了系统的主要功能测试。关键词：在线考试系统；Java；MySQL；Python目录TOC\o"1-3"\h\u摘要 I第1章绪论 11.1课题背景 11.2设计目标 11.3国内外现状 2第2章相关技术 32.1相关技术介绍 32.2Java技术介绍 32.3Tomcat服务器 32.4MySQL数据库 4第3章需求分析 53.1可行性分析 53.1.1技术可行性分析 53.1.2经济可行性分析 63.1.3进度可行性分析 63.2系统的性能与运行环境 63.3系统功能需求 63.4用例分析 73.4.1识别系统相关者功能需求模型建立 73.4.2用例建模 73.4.3用例描述 93.4.4对象的识别与对象关系模型 103.4.5界面需求 113.4.6效率需求 11第4章系统设计 124.1设计模型 12Ⅳ4.1.1时序图的建立 124.1.2对象的状态转换图 134.2系统功能设计 144.3数据库设计 154.3.1数据库概念模型 154.3.2数据库基本表 16第5章系统实现 225.1登录功能的实现 225.2用户管理模块 245.3成绩列表模块 275.4题库列表模块 285.5在线考试模块 30第6章系统测试 326.1功能模块测试 326.1.1用户登录模块的等价分类法测试 326.1.2用户管理模块的等价分类法测试 336.2系统功综合测试 336.3性能测试 34结论 35参考文献 36第1章绪论1第1章绪论如果想要开发一个好用的系统，必须提高用户的使用体验，目前现有的考试系统还存在许多缺陷，例如过于简单、功能较少等。现实生活中，根据人们的使用需求，发现大家都需要使用更高效率的、更加安全的在线考试系统来完成自己的工作。因此，要提升在线考试系统的效率，就需要研发功能更加全面，技术更加优秀的管理系统。1.1课题背景在线考试系统，已经是现代教育技术不可忽视的技术。人们正需要一个功能丰富且好用的系统。目前，因为计算机技术的高速发展，使得优秀的在线考试系统的出现成为了可能。教育里最重要的环节之一就是考试。考试不仅仅能进演一个学生一定时期内的学习情况，而且也可以反映出一个教师的教学水平。传统考试缺点是时间太长、效率较低，从命题、印刷试卷、安排教室、学生参加考试、老师阅卷等过程需要花费学校大量的人力物力，随着科技的发展，人们对使用这些科技进行在线考试的要求变得更加急切。这种自动化、无纸化的考试模式对学校、老师、学生都有着十分重要的意义与价值，有利于减少老师负担，消除评卷人的主观方面的影响，也有利于提高学生学习效率。一款适用于现在并且能够有效的快速的帮助管理员去维护在线考试系统的系统是非常必要的。在21世纪，在线考试系统终于被广泛使用，但是由于技术力限制，去更新和维护大量的资料是十分困难的，还特别容易出现错误，使得使用体验较差。因此将web技术融入进来是十分重要的。1.2设计目标随着现代社会计算机技术的发展，各种各样的系统被开发出来。网络的发展带来的许许多多的系统对各个产业都造成了很大的影响。在线考试系统是一种崭新的考试模式，之所以它对于管理在线考试非常方便，是因为它的使用是不限空间的。它去除了纸质试卷的许多不足，同时也在不断地优化自身。传统的在线考试系统存在着许多因为不便捷而带来的缺陷，本系统旨在设计一种操作简单人性化且功能多样的基于Java技术编写的在线考试系统，让在线考试系统更加的合理有条理。21.3国内外现状西方国家现在已经开始普遍使用在线考试系统，并不断对其进行研发改善，而世界上最早研发出的在线考试系统就是1958年美国沃斯顿研究中心研发推出的计算机辅助教学系统，发展了这么多年后，此教学系统已经应用于绝大多数的考试，适用相对应的在线考试系统的有CISCO认证考试等等大型考试，虽然我国的在线考试系统比国外开始发展较晚，但其发展速度非常的快，我国也在此方面有着许多应用，受新冠疫情影响，许多院校为了学生身体健康与疫情防范工作也都采取了线上考试的方式。随着科技不断进步，在线考试这种新考试模式正是未来考试方式的发展趋势，远程教学与在线考试、辅导已经被越来越多的人接受与习惯。其相较于传统考试模式的更多的优点顺应了时代的潮流与趋势，也符合人们的要求，必定会在教育方面引起重大改革。第2章相关技术3第2章相关技术2.1相关技术介绍在线考试系统是基于JAVA语言和MySQL数据库开发的。JAVA的特点是它作为一门计算机语言较为简单实用。MySQL就是一款常用的关系型数据库信息管理系统，根据这些关系模型建立数据库，利用集合代数等数学概念和技术方法对数据库系统中的数据进行了处理。2.2Java技术介绍JAVA技术有很高的开放性，它迎合了大部分浏览器和服务器的需求，而且JAVA技术的适应性很强，能够在许多复杂操作中使用到。JAVA的功能是十分强大的，因此用户的需求能得到很大满足。JavaBeans可以扩展JAVA程序，使新程序产生，程序的方便维护也得益于它的重复利用。WEB网页的运行速度在Java的帮助下得到了很大的提高。Java引擎能解释客户端的申请，由超文本标记语言提交到浏览器。2.3Tomcat服务器Tomcat是一种轻型的服务器。该服务器在人们需要进行调试程序时会被使用。此服务器不需要太多资源，是因为它的扩展性能特别强。而且通过其不断更新的特点，人们也能获得新的功能。Tomcat被用来进行JAVA页面和servle页面的运行。HTML页面也可以被Tomcat处理。42.4MySQL数据库简而言之，数据库可视为文件的电子存储柜，即存放着这些电子文件的地方，用户也就是可以随时随地进行添加、拦截、更新和删除文件中的数据。所谓“数据库”，它就是以某种特殊格式存储在一起的信息数据集合，可以由多个应用程序的客户端共享，其冗余性尽可能小，并且完全独立于其他应用程序的数据集。MySQL就是一款常用的关系型数据库[11]信息管理系统，根据这些关系模型建立数据库，利用集合代数等数学概念和技术方法对数据库系统中的数据进行了处理第3章需求分析4第3章需求分析在进行在线考试系统的建设中，会出现许多问题。所以在设计项目的建设之前就对其进行可行性分析，如此便可以使项目进行中的风险程度大大降低，降低能耗从而减少成本。尤其明确了系统的设计、技术与设备方面的成本。在进度可行性中，主要说明了本系统能够按时完成的可行性。3.1可行性分析此章节对系统开发的可行性进行了讨论，其主要分为经济可行性、进度可行性以及技术可行性三种。3.1.1技术可行性分析在线考试系统是基于网站的在线管理系统，由于对网络性能有着一定的要求，因此需要有一定的网站开发经验和操作经验，用到了Java、css等技术。把市场作为前提，技术为手段，经济效益为最终核心目标，全面、系统地展示的必要性、可能性。对该系统详细的可行性进行分析，还有从技术经济的方面和功能等多个层次进行研究，这样就可以做出明确的分工，让每个模块都各司其职。简而言之，数据库可视为文件的电子存储柜，即存放着这些电子文件的地方，用户也就是可以随时随地进行添加、拦截、更新和删除文件中的数据。所谓“数据库”，它就是以某种特殊格式存储在一起的信息数据集合，可以由多个应用程序的客户端共享，其冗余性尽可能小，并且完全独立于其他应用程序的数据集。实验中我们使用的是MySQL数据库。3.1.2经济可行性分析在实际经济可行方面做了分析，本系统的开发是在Windows的操作平台系统上运行，对于计算机的软件和硬件等各方面的要求都不算太高，管理人员不需要过多培训，都可以熟练操作。相应的计算机只要通过连接到网络就可以登录系统进行相关的操作，只要将计算机连接到网络，维护这个过程它也就不再需要花费太多的时间、人力和物力，经济上是可行的。从人力资源、服务器资源、硬件设备等方面考虑，经济方面可行。3.1.3进度可行性分析通过制定进度表，能保证项目的按时完成，增加项目按时完成的可行性。第3章需求分析4要保证项目能够如期完成，必须要对项目的每个功能所花费的时间进行控制，对没能按时完成的任务要及时做出时间上的调整。在项目开工前，能够制定详细的计划，确定项目发展的关键路径，严格控制关键路径上的项目进度，并实时进行调整。3.2系统的性能与运行环境以前的系统管理办法都是人工手写记录数据信息并且对其进行管理，若是使用这种方法来查找某一数据会让工作变得十分麻烦且缓慢。随着互联网技术的发展趋向完善，人们不再接受这种传统的工作方式。工作效率低，而且会浪费大量的人力物力。为了降低成本的同时能提高效率，需要开发在线考试系统项目管理系统。3.3系统功能需求本系统利用JavaWeb开发技术和工具，对在线考试系统进行了自己的设计，以下是系统的功能第3章需求分析6(1)用户类别：此系统授权给两类用户使用，分别是老师和学生，这也是系统内两种不同的身份。(2)权限管理：输入正确的账号密码即可登入系统，而因为用户身份不同系统授予用户的权力也不同，学生只能够在参加考试完成后查询自己的得分情况；教师可以在线制作试卷，可以设置考试系统的各项参数、对阅卷结果进行手动干预。(3)在线考试功能：输入正确的账号密码即可登入系统，进入在线考试界面，选择自己所要进行的考试进入考试，考试有时间限制，若时间已过，系统则会将考生的试卷自动提交，并且进行打分，最终学生可以查询成绩。(4)制作试卷功能：老师在登入系统后进入教室管理界面，可以对学生讲要考试的试卷进行修改、制作等等工作。试卷所选试题为题库中随机选取，教师可以自行查找、删除、增添、修改题目。(5)控制考试功能：使用此功能即可决定是否允许学生进入考试，并且可以修改考试的结束时间。(6)考生管理功能：不仅能够查询考生的个人信息，还可以增加新学生。(7)考生成绩查询功能：能够详细查询考生的成绩。3.4用例分析本系统，用户权限主要分为三类，分别是老师、学生以及管理员。不同身份所具有的功能也不一样。符合系统原本的设计要求。3.4.1系统相关人员功能需求模型建立系统相关人员：老师、学生以及管理员。3.4.2用例建模管理员功能见下图3-1：7图3-1管理员用例图教师用例图如图3-2所示：图3-2教师用例图学生用例图如图3-3所示：8图3-3学生用例图3.4.3用例描述可以使用结构化语言的形式给出用例描述。（1）用户登录用例描述 登录系统，可查看个人信息。参与者： 用户，后台数据库，操作系统。前置条件： 用户登入系统后，系统中已经存有老师的个人信息。后置条件： 此系统查询到用户的个人信息并且与用户核对是否正确。基本路径：用户登入系统界面；系统认证用户身份并且决定是否允许登入；系统查询到用户个人信息；用户信息查找成功，显示信息界面；结束。扩展点： 若用户忘记登录，则需要弹窗提醒。（2）用户管理用例描述9 系统管理员可以进行修改用户的信息等工作。参与者： 操作系统，后台数据库以及管理员用户。前置条件： 系统管理员登入系统并且完成认证。后置条件： 在数据库中修改用户个人信息，管理员收到修改成功反馈。基本路径：用户登入系统界面；系统认证用户身份并且决定是否允许登入；系统查询到用户个人信息；修改结果存入数据库；系统反馈用户资料修改结果。扩展点： 如果用户未登录，提示用户登录。3.4.4对象的识别与对象关系模型普通用户关系图、管理员关系图如图3-4、图3-5所示。图3-4普通用户关系模型11图3-5管理员关系模型3.4.5界面需求界面尽可能整洁美观。3.4.6效率需求网页打开时间不超过2s。第4章系统设计10第4章系统设计此章节主要说明了系统在设计的过程中的想法，运用详细的图标来解释各个功能。4.1设计模型此小节主要介绍系统的设计图。4.1.1时序图的建立（1）用户登录系统的具体情况如下图4-1。图4-1用户登录时序图

11（2）管理员用户管理功能的时序图，如图4-2所示。图4-2管理员用户管理功能时序图4.1.2对象的状态转换图（1）用户登录的状态转换图。第一步系统要验证用户输入的账号密码是否正确，若没有错误，用户就可以登入系统进行操作，若是出现错误，就会使登陆出现问题，会让用户返回登录页面重新输入信息并登录。具体内容见下图4-3。12图4-3用户登录的状态转换图（2）用户管理功能的状态转换图，系统管理员将修改用户信息请求提交给系统，之后进入用户管理功能页面进行用户信息的修改工作，具体内容见下图4-4。图4-4用户管理功能的状态转换图4.2系统功能设计

13详细的系统建设情况见下图4-5。图4-5系统结构图4.3数据库设计4.3.1数据库概念模型系统总体E-R图，如图4-6所示。14图4-6系统总体E-R图用户管理实体图，如图4-7所示。15图4-7用户管理实体图试卷列表实体图，如图4-8所示：图4-8试卷列表实体图随机组卷实体实体图，如图4-9所示：图4-9随机组卷实体图4.3.2数据库基本表数据库表的设计十分重要。根据上节的概念模型和物理模型的建设和分析，已经确定了建立数据库的相关信息。16下面是为数据库设计的表：171819第5章系统实现22第5章系统实现本章介绍系统软件的实现过程，主要包括系统主要功能的实现和代码，部分流程图等。5.1登录功能的实现登录时，需要验证用户名和密码。信息全部匹配成功时才能登录。输入帐号和密码错误时，将不能访问管理员界面。用户可以随时退出系统。如图5-1所示。图5-1管理员登录界面图23 部分代码如图5-2，图5-3所示：图5-2登录功能代码图1图5-3登录功能代码图2管理员登录流程如图5-4所示：24图5-4管理员登录流程图输入正确的账号密码即可登入系统，而因为用户身份不同系统授予用户的权力也不同，学生只能够在参加考试完成后查询自己的得分情况；教师可以在线制作试卷，可以设置考试系统的各项参数、对阅卷结果进行手动干预。255.2用户管理模块用户管理板块是管理员能够进入的板块之一，管理员可以在此版块进行一些工作。如图5-5所示。图5-5用户管理模块图部分代码如图5-6，图5-7所示：图5-6用户管理代码图126图5-6用户管理代码图2用户管理流程图如图5-7所示：图5-47用户管理流程图275.3成绩列表模块在成绩列表模块中，教师可以对学生成绩进行管理，可以查看试卷是否评分完成，若没有则可以进行评分。如图5-8所示。图5-8成绩列表模块图部分代码如图5-9，图5-10:图5-9成绩列表代码图12829图5-10成绩列表代码图25.4题库列表模块在题库列表模块中，教师可以对试题进行增删改查订的操作，并查看试题信息（试题类型、题干、答案、分数等），并进行出卷。如图5-11所示：图5-11题库列表模块图部分代码如图5-12，图5-13所示:图5-12题库列表代码图1图5-13题库列表代码图2305.5在线考试模块在在线考试模块中，学生可以在线进行考试，选择手动组卷或随机组卷，查看考试时间、考试时长、分数、题目总数等信息并开始进行测试。如图5-14所示：第6章系统测试31图5-14在线考试模块图部分代码如图5-15，图5-16所示：图5-15在线考试模块代码图1图5-16在线考试模块代码图233

第6章系统测试本章介绍了本系统的系统测试。6.1功能模块测试使用等价划分法对系统的各个功能板块进行检查，然后划分出每一个板块，以及测试用例和结果分析。用户登录模块的等价分类法测试（1）用户登录条件等价类划分具体内容见下表6-1。（2）用户登录测试用例等价类划分具体内容见下表6-2。（3）测试结果分析只有在账号密码等等如信息全部正确时才能登入系统，若有一个出现错误就不能进入系统。6.1.2用户管理模块的等价分类法测试（1）用户管理等价类划分具体内容见下表6-3。（2）用户管理测试等价类划分具体内容见下表6-4。（3）测试结果分析增加用户需要用户的ID和登录密码，没有设置用户名或密码的都将添加失败，删除用户需要用户ID已经存在，不存在的用户会导致删除失败。346.2系统功能综合测试该模块对于系统的总体功能进行测试。网站测试流程如表6-5所示结论356.3性能测试网站性能良好，请求时间较短。结论此次系统的设计是大学四年学习过后我对自己的一个检测，经过这次在线考试系统的设计，让自己遇到了很多未遇到过的新的问题，在同学和老师的耐心讲解与帮助下，我终于解决了这些困难，然而这些困难的出现也帮助我对专业技能有了跟深入的了解。本次毕业设计也让我学会了如何跟老师和学生之间交流沟通，这也是我在人际关系上一次宝贵的经验。通过自己这段时间的努力完成了在线考试系统，我也学到了很多书本外的知识，并且对书本知识的实际应用有了一个更好的了解。项目的设计过程中，通过解决各种各样的麻烦，增强了我对理论知识的理解，也提高了我的动手能力。致谢37参考文献[1]户占良.校园网管理信息系统的设计与实现研究[J].智库时代,2017(17):140+265.[2]胡君.高职《JAVA编程及应用》课程开发研究[J].淮南职业技术学院学报,2017,17(06):103-105.[3]徐玉莲.JAVA程序设计项目化教学研究与实践[J].电脑知识与技术,2016,12(35):171-172.[4]李兴泉,刘守贵.B/S架构测震设备信息管理平台的设计与实现[J].华南地