【《网络考试服务系统设计》9000字（论文）】

PAGE54-网络考试服务系统设计目录TOC\o"1-3"\h\u21204网络考试服务系统设计 1174611引言 2208861.1研究背景和意义 366781.2国内外研究现状 3284392系统设计相关技术 590302.1B/S模式 5289512.2JavaScript 5319272.3Java 576952.4MySQL 5171622.5Tomcat服务器 6307213可行性与需求分析 7288243.1可行性分析 730418（1）经济可行性 712502（2）技术可行性 71699（3）操作可行性 7317093.2需求分析 7291204系统总体设计 1089794.1系统模块设计 10233174.2系统功能 10794.3数据库设计 14218415系统实现 17171345.1用户端 17174365.2管理员端 21293596系统测试 31245936.1功能测试 31159526.2兼容性测试 33151837结论 3427256参考文献 36摘要：传统考试从准备考试到结束考试要经历出卷、印卷、发卷、做卷、收卷、阅卷、统计等过程，既繁琐还费时费力，基于此笔者引用了网络考试服务系统来简化考试流程以做到省时省心。系统使用B/S模式，使用Java作为后台编程语言，采用MySQL数据库存储系统数据。系统有登录、系统功能管理、用户管理、角色管理、题目管理、试卷管理等诸多功能，能基本满足老师和学生需求。关键词：网络考试；B/S模式；MySQL数据库1引言1.1研究背景和意义目前市面上的一些教育培训机构和许多学校都把考试作为能力检验的重要环节，但是很多都是线下的传统纸笔考试。在传统的纸笔考试中学校需要根据考试时间提前腾出不同考场供学生考试，教师需要提前很多天准备题目并制作试卷交予学校印刷，学生也要在考试当天带上符合规定的笔、草稿纸、圆规、尺子等考试工具还有身份证、学生证等证明身份的证件参加考试。到这考试还不算结束，之后教师还要收齐试卷进行统一批改，然后计算成绩进行统计并最终发到学生手中。由此看来，传统考试极其麻烦，需要消耗巨量人力物力。尤其是许多学生同时参与同一场考试时，老师需要重复批阅相同的试卷，这不仅浪费大量时间而且效率还很低。即使完成阅卷，老师还要登记分数，做好成绩统计和错题分析。此外，对于学生而言，每次考试都需要准备中性笔和草稿纸及其他考试必备的工具，这个过程不仅麻烦而且不环保。基于此设计了一套网络考试服务系统来进行网上考试，使考试更高效便捷。教师可以提前登入系统，往系统录入考试题目并生成试卷待学生进行考试，系统会在学生答题结束后自动批阅试卷并计算得分，省去了教师的批卷步骤，既高效还能节约大量人力物力，最重要的是可以完全避免人为误差打分问题。学生也不再需要带上草稿纸、黑色中性笔、学生证、身份证等物件去考场进行考试，只要坐在电脑前登入系统便可进行答题，答题结束系统会立马计算好成绩并显示在屏幕上，让学生更快的知道本次考试成绩，不用像传统考试那样焦急的等待老师阅卷完成后发下试卷才会知晓自己的成绩。另外学生还能查看错题和解析，了解自己的知识匮乏点并巩固所学知识。1.2国内外研究现状1.2.1国外研究现状网络考试的概念最先是国外的Lord在1971年提出的，许多国外考试机构采取他提出的自适应考试CAT（ComputerAdaptiveTest）模式并取得了不错的效果。例如1971年Novell网络系统公司成功应用了CAT进行认证考试，1993年美国教育考试服务中心ETS（EducationalTestingService）采用自适应考试模式进行研究生入学考试。在2020年，著名的托福（TestofEnglishasaForeignLanguage）和雅思考试（InternationalEnglishLanguageTestingSystem）也从线下的传统纸笔考试转变为网络考试。网络考试逐渐成为国外检验成绩和公司认证的首选方式。1.2.2国内研究现状在国内，网络考试系统的研究虽然比较晚但因为其潜力巨大所以发展极其迅速REF_Ref20161\r\h[1]，每年关于网络考试相关研究的文献都能有100篇以上，其中期刊来源的文献最多，报纸的最少，学位论文适中REF_Ref19240\r\h[2]。网络考试系统的开发活动比较活跃，使用网络考试系统的应用也非常多，如南京中医药大学科研实验安全教育与考试系统REF_Ref18724\r\h[3]、全国计算机等级考试（NationalComputerRankExamination;NCRE）REF_Ref15456\r\h[4]、普通话水平测试（PutonghuaShuipingCeshi;PSC）REF_Ref16102\r\h[5]、全国大学英语四、六级考试（CollegeEngishTestBand4andBand6;CET）等。目前已经有很多高校和企业致力于使用网络考试系统。从2019至2021年我国使用网上考试系统的企业数量就由1008家增长至2214家。由此可以看出，网络考试正逐渐取代传统的纸笔考试成为一股新的考试潮流。1.3文章结构第一章是引言，在这个部分，文章主要调查了课题的研究背景，阐述了系统的研究意义，了解了国内外的研究现状与发展方向。第二章是系统设计需要用到的相关技术，简要介绍了B/S模式、JavaScript、JSP、jQuery、Java、MySQL、Tomcat服务器等。第三章对系统进行了一个可行性和需求的分析，从经济可行性、技术可行性和操作可行性三方面来证明系统可以开发，并分析了系统在功能性和非功能性方面的需求，由此设计系统所需要开发的功能。第四章是对系统进行整体设计，设计的内容包含系统的三大模块、系统的基本功能以及数据库结构的设计。第五章是描述了系统功能的实现过程，分别从用户端和管理员端来实现不同功能，并配备了对应的截图更直观了解各功能实现情况。第六章对系统进行了一个检测，分别测试了系统的功能和系统的兼容性，并制作了系统各子功能模块的测试用例表帮助了解测试情况。第七章是对系统设计的一个总结。2系统设计相关技术系统采用目前主流的的B/S模式，运用Java开发语言编写后台代码，使用JavaScript等技术构建前台页面，并用MySQL进行数据库的设计与分析。此外系统使用的服务器为Tomcat。2.1B/S模式随着互联网的发展，C/S（Client/Server，客户端/服务器）模式的弊端逐渐显现，B/S（Browser/Server，浏览器/服务器）模式成为了时代的主流。由于不同的客户端硬件配置、软件环境可能存在差异，因此C/S模式必须对不同客户端进行不同的系统部署和升级，不仅麻烦还存在安全隐患。然而，在B/S模式中，系统并不需要专门编写客户端，仅仅采用普通的浏览器即可达到客户机的作用，实现了系统的统一，简化了系统的开发、维护和使用。2.2JavaScriptNetscape公司于1995年在网景导航者浏览器上首次设计实现了JavaScript。JavaScript编写的软件可以在浏览器中而不用在服务器上运行，这样可以减轻服务器的负担。JavaScript可以在页面完全装入之后与页面进行交互，从而实现某些功能，所以在表单的验证、HTML元素的修改以及用户的数据的存储中，JavaScript是非常常见的。2.3JavaJava是一门编程语言，它的影响力非常大。其优点是简单，面向对象，安全，平台独立和移植，多线程，动态。它最突出的特征是面向对象，它更贴近人的思想。与面向过程的编程语言相比，其最大的优势在于其具有良好的可扩充性和良好的维护性。2.4MySQLMySQL是由瑞典MySQLAB公司开发的一个关系型数据库管理系统，MySQL软件有着体积小、速度快、成本低、开放源码等特点，一般中小型网站的开发都首选MySQL作为网站数据库。MySQL将数据保存在不同的表中而不是放在一起，既提高了速度还增加了灵活性。2.5Tomcat服务器Tomcat服务器是Apache组织的一个开放源码的子项目，它提供了基础的Web服务，是中小型企业和JSP软件的理想选择。Tomcat技术先进，免费，性能稳定，是目前比较受欢迎的网络应用程序。3可行性与需求分析3.1可行性分析（1）经济可行性经济可行性需要对投资和产出之间的利益比率进行分析，要求收益高于成本，只有这样才是行得通的。此系统前期不需要投入资金，由于在校内设计开发，很多东西都是免费的，例如去图书馆借书、去实验室做项目，所以在经济方面是可行的。（2）技术可行性系统使用的是Java编程语言，选用IDEA作为开发平台，功能完备，后台数据库为MySQL，可视化且稳定，这些技术都很成熟，所以技术方面是可行的。（3）操作可行性系统采用Tomcat作为服务器，仅需配置Tomcat服务器即可完成考试平台的搭建，操作简便。该系统使用JSP技术，具有简单、易于使用的界面，便于系统的开发。3.2需求分析3.2.1功能性需求分析系统根据用户种类分成管理员和学生两类，其中管理员包括教师。不同种类的用户需求也不相同，管理员的功能有：登录、管理系统功能、管理用户、管理角色、管理题目和管理试卷，其中是教师的权限是管理题目和管理试卷。而学生仅有登录和答题、查看错题等权限。管理员用例图如下图3-1所示：图3-1管理员用例图登录功能：管理员在输入正确的账号和密码之后才能登入系统进行下一步操作；系统功能管理：管理员可对系统现有的功能进行查看、修改和删除，此外还能新增想要的系统功能；用户管理：可由管理员删除或锁定现有的用户或者添加新用户；角色管理：这是管理员把不同的操作权限赋予不同角色类型；题目管理：管理员可添加、删除和修改现有题目并自动录入后台数据库题库；试卷管理：管理员可按科目生成不同试卷供学生考试。学生用例图如图3-2所示：图3-2学生用例图登录功能：学生输入正确的账号和密码登入系统参加考试；试卷列表：学生选择要进行考试的试卷；开始答题：学生进入考试，答题结束后点击交卷完成本次考试，或者时间到了系统自动交卷完成考试，如果交卷前还有题目未做系统会出现警告，提示有几道题未做。查看错题：学生考试结束后系统会自动批阅试卷并计算考试得分，学生可以点击查看错题知道自己错了几题，错在了哪。3.2.2非功能需求分析在系统的设计中必须满足以下要求：（1）可靠性系统数据库采用MySQL，MySQL具有很高的可信度，通过合理的网络设计、结构化设计，防止发生意外，以确保系统的可靠性。（2）易用性系统采用了当前流行的B/S模式，后台数据库为MySQL，操作简单，用户只需登录便可参加考试、查询成绩；教师只需登录后添加试题，生成试卷。（3）扩展性系统设计之初就不是一次性的定位，之后还需及时对软件进行更新和扩展。（4）可维护性系统投入使用后，为了使其长时间稳定运行，需要进行一个长周期的维护，其中包括预防性维护、改正性维护、适应性维护和完全性维护等。（5）健壮性如果系统因为特殊情况导致用户操作中断，不用着急，用户只需刷新界面就能重新连接系统，恢复之前的操作。4系统总体设计4.1系统模块设计系统按照用户类型分为三大模块：管理员模块、教师模块和学生模块。系统总体模块如下图4-1所示：图4-1系统总体模块图4.2系统功能4.2.1用户登录登录功能是一个系统的门户功能，是用户进入系统的唯一入口。系统登录分成学生登录和管理员登录，其中管理员登录包含教师登录。登录流程如下图4-2所示：图4-2登录流程图4.2.2系统功能管理系统功能管理主要包括对系统父功能、子功能、功能名称、功能地址和功能状态的编辑。系统功能管理模块如下图4-3所示：图4-3系统功能管理模块4.2.3用户管理用户管理可查看用户名、用户真实姓名和用户状态并可以对用户真实姓名、用户密码、用户状态进行编辑。用户管理模块如图4-4所示：图4-4用户管理模块4.2.4角色管理角色管理功能是为了给不同的使用角色提供不同的操作权限。系统把用户分了三种角色：管理员、教师和学生。在这个过程中，学生只能进行答题、查看错题等操作，而不能进行管理员和教师权限下的操作。管理员可以管理系统的功能，管理不同的用户，给不同角色赋予不同权限，教师可以生成不同的试卷和设置试卷的题目。角色管理模块如图4-5所示：图4-5角色管理模块4.2.5题目管理题目管理是为教师准备的功能，教师能查询或新增题目，或者对现有题目进行一个编辑，从题干、ABCD选项、标准答案和题目状态都是可以进行编辑修改的。题目管理模块如下图4-6所示：图4-6题目管理模块4.2.6试卷管理试卷管理是对考生的考卷进行管理，它能对考题的名字、题数进行编辑，并能自动生成试题供考生使用。试卷管理模块如图4-7所示：图4-7试卷管理模块4.2.7答题答题模块可以让学生进行答题。学生在登录成功以后选择试卷点击“开始答题”便能进行答题。学生需要在规定时间内答完所有题目并提交试卷。若超时系统会自动完成交卷操作并判分。所有试题都是从后台数据库中提取的。4.2.8查看错题查看错题只有在学生完成答题以后才能进行操作。该功能用颜色明显的字体指出错题并标明了正确答案，让学生知道自己错了几题，错在哪里，印象深刻。4.3数据库设计系统采用MySQL开源数据库系统，数据库E-R图如图4-8所示。图4-8E-R图功能表：表包含功能id编号、功能名称、功能对应地址、父id和功能状态。如下表4-9所示：表4-9功能表列名数据类型长度是否为空解释FUNIDint0否功能IDFUNNAMEvarchar20是功能名FUNURLvarchar200是功能地址FUNPIDint0是父IDFUNSTATEint0是功能状态角色表：角色表内含角色id编号、角色名称、角色状态以及角色的描述。具体如下表4-10所示：表4-10角色表列名数据类型长度是否为空解释ROLEIDint0否角色idROLENAMEvarchar20是角色名ROLESTATEint0是角色状态ROLEDESCvarchar200是角色描述用户表：用户表包含用户id编号、用户对应角色id编号、用户名、用户的账号密码、用户的真实姓名和用户的状态。如下表4-11所示：表4-11用户表列名数据类型长度是否为空解释USERIDint0否用户idROLEIDint0是角色idUSERNAMEvarchar20是用户名USERPWDchar20是用户密码USERTRUENAMEvarchar30是用户真实姓名USERSTATEint0是用户状态试卷表：试卷表内含考试所需的每份试卷对应的id编号、试卷的名称以及试卷所含每个题目对应的id编号。试卷表结构如下表4-12所示：表4-12试卷表列名数据类型长度是否为空解释pidint0否试卷idpnamevarchar11否试卷名sidint0否试题id试题表：试题表里有试题id编号、题干、ABCD选项和标准答案以及题目的状态。具体如下表4-13所示：表4-13试题表列名数据类型长度是否为空解释sidint0否试题idscontentvarchar150否题干savarchar100否A选项sbvarchar100否B选项scvarchar100否C选项sdvarchar100否D选项skeyvarchar10否标准答案sstateint0否题目状态5系统实现章节主要实现网络考试服务系统的各项功能，详细地介绍了用户端和管理员端两部分分别对应的各个功能模块的实现情况，而且也附了各功能正常运行的截图。5.1用户端5.1.1学生登录学生打开系统，首先映入眼帘的是系统的用户登录界面，在登录账号和登录密码下面会提示填写。在登录页面，学生用户先点击“学生登录”，然后输入和密码，经过与后台数据库进行对比后，如果存在此人且输入的账户密码都正确，则可以成功进入考试系统，否则，会提示“用户名或密码错误”，要求用户重新输入账户和密码，直到全部输入正确，才能进入考试系统。如果没有提前让管理员录入学生信息，那么就无法进入系统。需要联系管理员添加新用户信息。登录界面截图如图5-1所示：图5-1学生登录界面学生用户成功从登录界面进入系统之后，系统会跳转到学生用户端的主界面。主界面左上方是系统名称以及试卷列表和查看错题功能，主界面右上方则显示学生姓名和退出系统的按钮，系统默认进入后首先显示试卷列表。试卷列表展示了各考试试卷和试卷包含的题目数量，学生点击列表最右边的“开始答题”按钮便可以开始某次考试了。学生用户主界面截图如下图5-2所示：图5-2学生用户主界面5.1.2答题进入学生用户主界面之后选择将要进行考试的试卷，点击右边的“开始答题”进入答题界面，答题界面中间是题目，右上显示答题剩余时间和和各题目的答题进度，题目最下面是交卷按钮，点击交卷即可结束答题，系统会显示题目完成情况然后计算得分，如果规定时间结束仍未完成答题系统会自动强制收卷并计算得分。学生答题界面如图5-3所示：图5-3学生答题界面学生完成答题并交卷，系统会显示成绩。成绩界面如图5-4所示：图5-4学生答题成绩界面5.1.3查看错题学生除了在本次答题完成交卷之后能知道这次考试的成绩，还能返回主界面点击“查看错题”查看之前做的试卷和错题情况，更直观充分认识自己。查看错题界面如图5-5所示：图5-5学生查看错题界面点击“查看详情”可以进去错题库查看题目哪里错了，正确答案是什么。错题库界面如图5-6所示：图5-6错题库界面5.2管理员端5.2.1管理员登录管理员登录和学生登录差不多，唯一的不同就是点击的不是“学生登录”而是“管理员登录”。管理员登录界面截图如图5-7所示：图5-7管理员登录界面管理员登入系统后进入主界面，主界面上方显示角色是管理员和退出登录的按钮，左边是菜单列表也就是管理员的功能，其中系统功能管理、用户管理、角色管理是父功能系统功能的子功能，题目管理和试卷管理是父功能试题管理的子功能。管理员主界面如下图5-8所示：图5-8管理员主界面5.2.2系统功能管理这个功能可以查看并编辑功能名称、功能地址和功能状态还能新建顶层功能，以及在父功能下新增子功能。系统功能管理的主界面截图如图5-9所示：图5-9系统功能管理主界面“编辑”可以修改功能的名称和地址，如果选择功能状态为锁定即可禁用该功能。编辑系统功能的界面如图5-10所示：图5-10编辑功能界面点击上方的“新建顶层功能”可以新增系统功能，填写功能名称和功能地址并选择功能状态为正常即可创建成功。系统新建功能界面如图5-11所示：图5-11新建顶层功能界面点击“编辑”右边的“子功能”按钮可以在现有功能下添加系统子功能，同样需要填写子功能名称和功能状态，然后选择功能状态为正常即可。编辑子功能界面截图如下图5-13所示：图5-12编辑子功能界面5.2.3用户管理管理员可以通过用户管理功能查询或编辑用户的真实姓名以及选择用户目前的状态，用户管理主界面截图如图5-13所示：图5-13用户管理主界面点击上方的“新增”按钮可以添加新用户，选择用户角色，填写用户账号、密码和姓名，最后选择用户状态为正常即可完成添加，用户新增界面如图5-14所示：图5-14用户新增界面如果想要修改用户信息可以在对应用户那行点击“编辑”按钮修改用户信息，包括角色类型、用户密码、用户真实姓名和用户状态，编辑用户界面如下图5-15所示：图5-15用户编辑界面如果想快速查到某个用户的信息，可以直接点击“查询”按钮，输入要查询的用户名即可快速查找，用户查询界面截图如图5-16所示：图5-16用户查询界面5.2.4角色管理角色管理是管理员独有的功能，学生不可以进行操作。该功能可以让管理员编辑角色的名称，修改角色说明和选择角色状态。还能赋予不同角色不同的权限。角色管理主界面如下图5-18所示：图5-17角色管理主界面编辑角色的界面截图如下图5-18所示：图5-18角色编辑界面管理员点击“权限”按钮可以分配给不同角色不同的权限。权限分配界面如图5-19所示：图5-19角色权限分配界面如果想要新增一个角色可以点击“新增”按钮进行添加。新增角色界面如图5-20所示：图5-20角色新增界面5.2.5题目管理题目管理可以对现有题目进行编辑或者添加新的题目。题目管理的主界面如图5-21所示：图5-21题目管理主界面点击编辑按钮即可编辑现有题目，从题干、选项到标准答案都可以编辑，还能选择试题状态来使用或禁用题目。编辑现有题目的截图如图5-22所示：图5-22题目编辑界面如果要添加新的题目，点击“新增试题”即可开始添加，新增试题界面如下图5-23所示：图5-23题目新增界面5.2.6试卷管理没有试卷就不能进行考试，试卷在考试中的重要性不言而喻。管理员的试卷管理主界面如下图5-24所示：图5-24试卷管理主界面试卷种类有很多，如果想要快速精准找到自己想要的试卷可以点击上方的“查询”按钮进行搜索，只需输入试卷名称便可查到该试卷。试卷查询界面如下图5-25所示：图5-25试卷查询界面如果想要添加新的试卷，点击“新增”按钮填写试卷名称和题目数量便能自动生成新试卷。新增试卷的的界面如下图5-26所示：图5-26新增试卷界面6系统测试系统测试就是为了验证该系统的要求。一旦系统检测出了问题，需要进行反复的调试，找到问题所在，才能更好的纠正。这里所做的软件测试，主要是针对功能和兼容性的。测试方法为黑盒测试REF_Ref13552\r\h[6]和白盒测试REF_Ref17389\r\h[7]。黑盒测试又称功能测试，检测各个功能能否正常使用。测试过程中把程序当作一个不能打开的黑盒子，在程序接口进行测试，只测试程序外部结构，不考虑内部逻辑结构。白盒测试又叫结构测试，检查软件内部的逻辑结构是否正确。白盒是穷举路径测试。测试者需要检查内部逻辑结构从而得出测试数据。6.1功能测试在程序开发结束后，为了确保程序能够长时间稳定运行无异常而且每个功能都能完成既定的任务，必须要对整个系统的功能进行一个全方位的测试。功能测试表6-1如下所示。表6-1功能测试表测试目标软件长时间稳定运行且可以实现各模块的功能方法黑盒测试+白盒测试开始测试成功进入系统登录界面测试完成系统可以稳定运行，功能都可实现系统功能模块功能测试用例如表6-2所示：表6-2系统功能管理模块功能测试用例编号1测试目标系统功能管理正常使用测试功能是否能编辑功能名称、功能地址和功能状态以及新增功能测试结果测试通过用户管理模块功能测试用例如表6-3所示：表6-3用户管理模块功能测试用例编号2测试目标用户管理能否正常操作测试功能能否编辑用户名、用户密码、用户真实姓名和用户状态以及新增用户测试结果测试通过角色管理模块功能测试用例如表6-4所示：表6-4角色管理模块功能测试用例编号3测试目标角色管理是否正常运行测试功能编辑角色名称、角色状态和角色描述和新增角色测试结果测试通过题目管理模块功能测试用例如表6-5所示：表6-5题目管理模块功能测试用例编号4测试目标题目管理功能是否可用测试功能编辑题干、选项、标准答案和题目状态以及新增题目测试结果测试通过试卷管理模块功能测试用例如表6-6所示：表6-6试卷管理模块功能测试用例编号5测试目标试卷管理是否正常运行测试功能编辑试卷名称和试卷包含的题目数量测试结果测试通过至此软件功能测试以经全部结束，功能可以正常运行，软件可以正常使用。6.2兼容性测试兼容性测试需要在把各种浏览器和操作系统作为测试环境的条件下，测试系统是否都能在上面正常运行。一个系统想要在市场上普及，就需要兼容市面上的主流浏览器和操作系统，如果连这都办不到，它将难以推广，成为一个失败的产品。该系统能在Windows、Linux等操作系统以及chrome、MicrosoftEdge等浏览器上正常运行，所以软件兼容性测试通过。7结论在设计系统的时候，首先查阅资料了解课题的背景以及国内外研究现状，并决定好系统开发选用的开发技术和开发工具，然后分析各种可行性和用户的需求并根据用户需求开始设计开发系统、实现系统功能，最后使用黑盒测试和白盒测试的方法对系统进行检测，看系统是否正常运行，达到预期目标。最后经过一段时间的运行，整个系统运行无异常，可以正常使用。系统可以简单满足教师出卷和学生考试的需求，但受限于技术和时间，系统功能并不算很全，还有一些地方需要完善，例如对自动组卷的算法没有深入研究，只是调用了已有的随机抽题功能，需要后续进一步优化改进。参考文献易俗,孙世萌.教育云环境下在线考试系统关键问题探讨与研究[J].电脑知识与技术,2020,