【《基于BS模式的网络考试服务系统设计》8600字（论文）】

PAGE54-基于BS模式的网络考试服务系统设计摘要：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。系统采用B/S（Browser/Server，即浏览器/服务器）模式，使用Java编写代码，使用MySQL数据库存储数据。系统有用户管理、功能管理、角色管理、权限管理、考试管理、试题管理等功能。老师可以通过系统进行出卷、统计，学生可以通过系统在网上进行考试，这极大地方便了老师和学生。关键词：网络考试；B/S模式；MySQL数据库1引言1.1研究目的和意义考试作为大多数学校与一些教育培训机构的重要检测环节，在当前的教育制度下有着十分重要的作用，它不但是衡量学校和教育机构教学质量好坏的重要手段，同时也是促进学生更好的完善自己，寻找差距的基础平台。在传统考试中都有一个固定的流程，依次是出卷、印卷、发卷、做卷、收卷、阅卷、统计，这几个过程有着很强的先后次序，不能颠倒顺序。在这些流程中，最复杂的当属出卷、阅卷以及统计了。当一次考试涉及的人数众多时，老师需要批阅非常多的试卷，重复的批阅试卷不仅浪费时间还效率低下。即便阅卷完成之后，老师还需对这些卷子进行分数登记、成绩统计和错题分析，这些工作非常耗时耗力。此外，从学生角度出发，每次做卷都要准备笔和草稿纸，麻烦且不环保。如今在网络技术日益发达的环境下，参与考试的主体能够借助网络环境让考试的过程变得更加轻松。因此设计了一套网络考试服务系统来进行网上考试，系统在学生答题结束后会自动批阅试卷并计算得分，既高效还能节约大量人力物力，还能避免人为误差打分问题。系统具有一定的现实意义，能减少老师在出卷、阅卷和统计上花费的时间，同时也具有一定的实际意义，能在当前为学生和老师提供合适的帮助。1.2国内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。1971年世界上最具实力的网络系统公司——Novell公司成功应用了CAT进行认证考试，使参加Novell自适应考试人数突破一百万。世界上最大的教育考试服务机构——美国教育考试服务中心ETS（EducationalTestingService）从1993年开始在研究生入学考试中采用自适应考试模式。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。在国内，网络考试系统应用于实际用途要晚于国外，研究起步也比较晚，但是发展极其迅速，研究和开发活动比较活跃，目前已经有很多高校和企业致力于使用网络考试系统。2019至2021年我国使用考试系统的企业数量由1008家增长至2214家。使用网络考试系统的应用也非常多，如计算机考试系统、普通话水平考试、英语四六级考试等。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。2系统设计相关技术系统采用B/S模式，用了很多的开发工具和以Java为基础的开发语言，在前台的设计中运用了JavaScript、JSP、jQuery等技术，在后台的代码编写中使用Java编程语言等，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Internet发展，B/S（Browser/Server，浏览器/服务器）模式逐步取代了C/S（Client/Server，客户端/服务器）模式。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模式必须分别对不同客户端进行系统部署和升级，不仅麻烦还存在安全隐患。而B/S模式使用通用的浏览器替代了客户端，从而使客户端统一，简化了系统的开发、维护和使用。2.2JavaScriptJavaScript是1995年由Netscape公司在网景导航者浏览器上首次设计实现。JavaScript编写的程序不在服务器而在浏览器运行，在一定程度上减少了服务器的压力。JavaScript语言在网页完全加载完毕后，可以与网页产生互动来完成一些操作，因此经常将JavaScript运用在验证表单、修改HTML元素和存储用户数据等方面上。2.3JSPJSP是由Sun公司创建的一种动态网页技术标准，它部署在网络服务器上，可以响应客户端发送的请求，并根据请求内容动态生成Web网页返回给请求者。JSP技术以Java编程语言作为脚本语言，为用户的HTTP请求提供服务，并能与服务器上的其它Java程序共同处理复杂的业务需求。JSP将Java代码和特定变动内容嵌入到静态的页面中，实现以静态页面为模板，动态生成其中的部分内容。JSP还引入了XML标签，可用来调用内建功能。2.4jQueryjQuery是一个快速、简洁的JavaScript框架，是继Prototype之后又一个优秀的JavaScript代码库（框架）。它由JohnResig在2006年1月发布。jQuery设计的宗旨是“writeLess，DoMore”，即写更少的代码，做更多的事情。它封装JavaScript常用的功能代码，提供一种简便的JavaScript设计模式，优化HTML文档操作、事件处理、动画设计和Ajax交互。2.5JavaJava作为计算机编程语言不仅受欢迎还极其有影响力。它有简单性、面向对象、安全性、平台独立与可移植性、多线程、动态性等特点。其中最大的特点就是面向对象，这种面向对象的程序设计更接近人类的思维方式。相较于面向过程的程序设计，它最大的优点就是可扩展性和可维护性好。2.6MySQLMySQL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。2.7Tomcat服务器Tomcat服务器是Apache组织的一个开源子项目，具备基本的Web服务功能，是中小型系统首选的服务器，也是开发和调试JSP程序的首选。Tomcat不仅技术先进、免费而且性能稳定，因而成为比较流行的Web应用服务器。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是分析投入与产出的效益比。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，而且只需要一台电脑来进行操作，所以在经济方面是可行的。2.技术可行性系统使用的是Java技术，开发平台选用IDEA，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.操作可行性系统的服务器为Tomcat，当需要进行考试时，只需配置Tomcat服务器，便可进行考试，操作简单。系统采用了JSP技术，界面简单易操作，只要用户有电脑，都能进行访问和操作。由于系统具有易操作、易管理、操作简单、交互性好的特点，因此此系统可以进行开发。3.2需求分析3.2.1功能需求分析系统需要实现系统功能管理、用户管理、角色管理、题目管理、试卷管理等功能。如下图3-1所示：图3-1系统功能图系统功能管理：添加、删除、修改、查看系统的功能；用户管理：添加、删除、查看用户；角色管理：添加、删除、查看角色；题目管理：添加、删除、修改、查看题目；试卷管理：添加、删除试卷类型，试卷中的题目自动从题库抽取。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高信赖性的MySQL，通过合理的结构化设计和网络设计，防止发生意外，保证了系统的可靠性。（2）易用性系统采用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）可维护性系统投入使用后，为了保证能长时间正常运行，必须要进行一个长期的维护工作，主要包括预防性维护、改正性维护、适应性维护和完善性维护四种。4系统总体设计4.1系统模块设计系统分为三大模块：管理员模块、教师模块和学生模块。总体模块如下图4-1所示：图4-1系统总体模块图4.2系统基本功能4.2.1登录功能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。4.2.2系统答题系统答题模块可以让用户进行答题。学生用户在登录成功以后才能进行系统答题，系统答题的题目来自后台数据库。4.2.3答题得分答题得分功能能让学生用户在答题结束以后得知自己得分情况，该功能是一个展示性质的辅助功能。4.2.4错题解析错题解析只有学生用户完成答题以后在老师允许的情况下才能进行操作。该功能能让学生知道自己答错的题目并查看解析。4.2.5系统功能管理系统功能管理主要包括对新功能的添加和编辑，对现有功能的编辑和修改，同时能对现有功能的子功能进行编辑和修改，修改后的功能可在系统中查看。4.2.6用户管理用户管理可对用户的信息进行增减、修改等。用户主要分学生和教师两类。4.2.7角色管理角色管理是给不同的用户不同的权限。学生只能进行答题、查看错题等操作，而不能进行后台的管理员操作。管理员能进行题目管理、试卷管理等操作。4.2.8题目管理题目管理是给管理员的功能，该功能面向系统中试卷所使用的题目库，在系统中，管理员能对题目进行增减和修改，为试卷的生成提供更多题目的选择。4.2.9试卷管理试卷管理是对学生考试的试卷进行管理，通过系统随机抽取的题目自动生成试卷并且能将试卷存入数据库，供学生考试时进行选择。4.3数据库设计4.3.1用户表及实体图用户表如下表4-1所示：表4-1用户表字段名数据类型长度字段含义是否主键是否外键useridINTEGER用户ID是否roleidINTEGER角色id否是usernameVARCHAR20用户账户名否否userpwdVARCHAR20用户密码否否usertruenameVARCHAR30真实姓名否否用户实体图，如图4-2所示：图4-2用户实体用户id：每个用户都有一个独一无二的编号；角色id：学生、超级管理员、试题管理员三个角色分别对应一个编号；账号：登录时需要用到的；密码：密码对应相应的账号；姓名：用户的真实姓名；状态：1为正常，0为禁用。4.3.2角色表角色表如表4-3所示：表4-3角色表字段名数据类型长度字段含义是否主键是否外键roleidINTEGER角色id是否rolenameVARCHAR20角色名否否rolestateINTEGER角色状态否否角色id：学生、超级管理员、试题管理员三个角色分别对应一个编号；角色名：学生、超级管理员、试题管理员；角色状态：1为正常，0为禁用。4.3.3功能表和实体图功能表如表4-4所示：表4-4功能表字段名数据类型长度字段含义是否主键是否外键funidINTEGER功能ID是否funnameVARCHAR20功能名否否funurlVARCHAR200功能地址否否funpidINTEGER顶层功能ID否否funstateINTEGER功能状态否否功能实体图如图4-5所示：图4-5功能实体图功能id：每个功能对应的编号；功能名：功能分别有系统功能管理、角色管理、用户管理、题目管理、试卷管理等；功能地址：每个功能对应一个地址，方便管理；顶层功能id：系统功能包括系统功能管理、角色管理、用户管理，试题管理包括题目管理、试卷管理；状态：1为正常，0为禁用。4.3.2权限表和实体图权限表如表4-6所示：表4-6权限表字段名数据类型字段含义是否主键是否外键rridINTEGER角色权限id是否funidINTEGER功能id否是权限实体如图4-7所示：图4-7权限实体角色权限id：每个角色拥有的权限所对应的编号；功能id：每个功能对应的编号；4.3.5试题表和试题实体试题表如表4-8所示：表4-8试题表字段名数据类型长度字段含义是否主键是否外键sidINTEGER试题ID是否scontentVARCHAR150题干否否saVARCHAR100A选项否否sbVARCHAR100B选项否否scVARCHAR100C选项否否sdVARCHAR100D选项否否试题实体如图4-9所示：图4-9试题实体试题id：每道题对应的编号；题干：题目的内容；4.3.6试卷表和实体图试卷表如下表4-10所示：表4-10试卷表字段名数据类型长度字段含义是否主键是否外键pidINTEGER试卷ID是否pnameVARCHAR11试卷名否否sidINTEGER试题ID否是试卷实体如图4-11所示：图4-11试卷实体试卷id：每套试卷对应的编号；试卷名：每张试卷所对应的试卷名称；试题id：每道题对应的编号；4.3.7学生试卷表和实体学生试卷表如表4-12所示：表4-12学生试卷表字段名数据类型长度字段含义是否主键是否外键spidINTEGER试卷ID是否useridINTEGER用户ID否是sidINTEGER角色ID否是studentkeyVARCHAR10学生答案否否studentstateINTEGER试题答案否否学生试卷实体如图4-13所示：图4-13学生试卷实体5系统实现本章主要实现网络考试服务系统的各项功能，分别从用户端和管理员端两部分介绍各个功能模块的实现情况和运行截图。5.1用户端我在这里先介绍学生用户系统的运行情况。以下是学生用户从登录到错题解析的整个运行流程情况。5.1.1学生用户登录学生用户登录，先进入登录界面。如图5-1所示：图5-1用户登录运行界面在进入登录界面以后选择学生登录，再输入正确的用户名和密码，就可以成功登录。如图5-2所示：图5-2用户登录输入界面用户正确完成登录输入以后，系统会根据用户所输入的信息，与数据库中存储的用户数据进行对比，从而判别该登录用户是否合法，如果不合法将提示输入正确的登录信息，输入正确则登录系统，进入系统的主界面。5.1.2主界面学生用户正确登录系统之后会跳转到学生用户端的界面，主界面如图5-3所示：图5-3学生用户主界面学生用户的主界面主要包含了试卷列表和查看错题两个功能，试卷列表中罗列了所有考试的试卷，学生可以根据老师的要求选择对应的的试卷进行考试，考试结束以后还可以进行错题查看。5.1.3系统答题学生用户登录系统以后选择试卷列表中的试卷进行考试答题，答题界面如图5-4所示：图5-4学生用户答题界面学生要在一定的时间内，完成试卷上的所有题目，然后进行提交，答题的进度和时间的限制可以系统会给出提示，运行界面如图5-5所示：图5-5学生用户答题进度界面5.1.4答题得分学生在规定的时间内完成答题，完成以后提交系统，提交系统，系统会根据题库对比得到考试成绩，成绩界面如图5-6所示：图5-6学生用户答题成绩界面学生得到成绩以后可以对自己的本次成绩进行查看，也能对自己的其他考试试卷的成绩进行查看，查看界面如图5-7所示：图5-7学生答题情况成绩结果列表5.1.5错题解析学生用户能对自己的答题试卷中错误的题进行查看，并且能看到错题的解析，但是此功能只是一个辅助优化功能，必须是在交卷之后老师同意的情况下，才能查看。错题的解析界面如图5-8所示：图5-8学生用户错题解析界面学生能根据数据库中给出的正常答案，对比自己的错误选项进行研究和学习，达到考试提升能力的效果。5.2管理员端管理员端的功能主要为了更好的管理系统，让学生用户能顺利考试，因此管理员功能在实现的时候需要考虑的因素和功能会比较多，下面对管理员如何在这个系统中操作进行演示。试卷管理员（老师）的功能包括在其中。5.2.1管理员登录管理员登录和学生用户登录使用的是同一个登录界面，区别在于登录时选取的身份是管理员身份，登录界面如图5-9所示：图5-9管理员登录界面5.2.2管理员主界面管理员正确输入信息后会跳转到管理员的主界面，主界面如图5-10所示：图5-10管理员主界面在管理员主界面上，我们可以看到管理员端主要分成了两个部分的功能，第一个是系统功能，第二个是试卷管理功能，下面将对这两个功能下的子功能进行逐一介绍。5.2.3系统功能管理系统功能管理实现了所有的父功能和子功能之间的联系，能让管理员更方便地查看各个功能的实现情况。系统功能管理的界面如图5-11所示：图5-11系统功能管理界面功能之间存在着主次关系，可以通过新建实现新的功能，也可以通过编辑来实现功能间的联系，新建功能如图5-12所示：图5-12系统新建功能界面编辑系统子功能如图5-13所示：图5-13系统功能管理编辑子功能界面5.2.4用户管理实现用户管理解决的是学生的使用系统有关的问题，用户管理界面如图5-14所示：图5-14用户管理界面用户管理可以对用户进行新增、修改和查询，用户新增界面如图5-15所示：图5-15用户新增界面用户修改界面如图5-16所示：图5-16用户修改界面用户查询界面如图5-17所示：图5-17用户查询界面5.2.5角色管理角色管理主要把各个角色之间的权限管理实现了，方便最高权限的人对其他管理员的管理。角色管理界面如图5-18所示：图5-18角色管理界面对角色的管理主要体现在对角色的权限控制上，权限设置界面如图5-19所示：图5-19权限设置界面角色可以通过添加完成。添加角色界面如图5-20所示：图5-20角色新增界面5.2.6题目管理题目的管理主要实现对所有考试题目得新增和编辑。题目管理界面如图5-21所示：图5-21题目管理界面实现对现有题目的编辑如图5-22所示：图5-22题目编辑界面除了对现有题目的修改，还能实现对新题目的添加，新增新题目的界面如图5-23所示：图5-23题目新增界面5.2.7试卷管理试卷的管理是学生考试的关键功能，试卷管理界面如图5-24所示：图5-24试卷管理界面试卷的种类分为很多种，要想从试卷中找到相关的试卷可以启动搜索功能，搜索界面如图5-25所示：图5-25试卷搜索界面可以随机抽取题目生成试卷。生成试卷的界面如图5-26所示：图5-26试卷新增界面6系统测试系统测试的目的是检验系统是否满足了需求。一旦经过系统测试检测出问题的时候就要经过不断的调试从而找出错误的位置在哪里，以便更好的改正。这里进行的软件测试主要是包括功能测试和兼容性测试。6.1功能测试为了确保程序能够正常运行而且每个功能都能实现既定的任务，在程序开发结束时应该对整个系统进行功能测试。功能测试如表6-1所示。表6-1功能测试表测试需要达到的目标实现模块功能并且稳定运行方法黑盒测试开始标准可以正常操作完成标准功能实现，操作满足之前的设计标准测试重点软件兼容性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序号测试标识测试项目名称测试用例输入和说明预测结果记录结果1系统功能管理模块功能点。新增系统功能系统管理员单击”新增”按钮成功进入到新增系统功能界面测试通过2系统功能管理模块功能点。必填项空下必填项，其他填写好并提交提示(系统功能名,子功能URL不能是空的)测试中发现提示不易理解3系统功能管理模块功能点。全部置空令所有文本框为空提示(系统功能名不能为空)测试中发现提示不易理解4系统功能管理模块功能点。提交新增系统功能信息在新增系统功能界面输入有效数据然后同时点击提交按钮添加成功后跳转到系统功能列表界面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序号测试标识测试项目名称测试用例输入和说明预测结果记录结果1用户管理模块功能点新增加的用户系统管理员点击”新增”这个按钮顺利的进入到新增用户的界面测试通过2用户管理模块功能点必填项空下必填项，其他填写好并提交提示(用户名不能为空)测试中发现提示不易理解3用户管理模块功能点全部置空令所有文本框为空提示(用户名不能为空)测试中发现提示不易理解4用户管理模块功能点提交新增用户信息在新增用户界面输入有效数据并点击提交按钮添加成功后跳转到用户列表界面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序号测试标识测试项目名称测试用例输入和说明预测结果记录结果1角色管理模块功能点新增角色系统管理员单击”新增”按钮成功进入到新增角色界面测试通过2角色管理模块功能点必填项空下必填项，其他填写好并提交提示(角色名不能为空)。测试中发现提示不易理解。3角色管理模块功能点全部置空令所有文本框为空提示(角色名不能为空)测试中发现提示不易理解4角色管理模块功能点提交新增角色信息在新增角色界面输入有效数据并点击提交按钮添加成功后跳转到角色列表界面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序号测试标识测试项目名称测试用例输入和说明预测结果记录结果1题目管理模块功能点新增题目系统管理员单击”新增”按钮成功进入到新增题目界面测试通过2题目管理模块功能点必填项空下必填项，其他填写好并提交提示(题干，选项，标准答案不能为空)测试中发现提示不易理解4题目管理模块功能点提交新增题目信息在新增题目界面输入有效数据并点击提交按钮。添加成功后跳转到题目列表界面。测试通过。3题目管理模块功能点全部置空令所有文本框为空提示(题干，选项，标准答案不能为空)测试中发现提示不易理解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序号测试标识测试项目名称测试用例输入和说明预测结果记录结果1试卷管理模块功能点搜索查询试卷。系统管理员在查询框内输入试卷名并点击查询。成功搜索出来试卷记录。测试通过。2试卷管理模块功能点查看试卷详情。系统管理员点击查看试题。成功跳转到试卷详情页面。测试通过。3试卷管理模块功能点随机组合试卷。系统管理员点击新增。成功跳转到组合试卷页面必填试题数量(试题量高于题库里量按照题库最高数量取出)。测试通过。6.2兼容性测试兼容性测试是以各操作系统和浏览器为测试环境，测试系统是否都能正常运行。如果一个系统与市面上一些主流浏览器不兼容，那么这个系统就不能在市场普及，就是失败的。本系统在不同操作系统和浏览器上均正常运行，所以兼容性测试通过。7结论主要讲述了一套网络考试服务系统的设计和开发，在设计系统的时候，我首先查阅资料了解了课题的背景和国内外研究现状，然后分析了用户的需求，根据用户种类划分成了管理员、教师和学生三个模块，管理员要实现功能管理、用户管理和角色管理等功能，教师要实现题目管理、试卷管理功能，学生要进行考试和查看错题，再根据需求决定系统所要实现的功能，最后通过Java、JSP、jQuery等各项技术去实现这些功能。经过一段时间运行，整个系统运行正常。至此，系统的设计与实现已基本完成，受限于笔者的技术和时间，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，需要后续进一步改进。参考文献[1]刘泉.国内在线考试现状分析研究[J].教育教学论坛,2021(14):37-40.[2]杨华,底飞,李亚东.基于计算机网络的考试系统设计与实现[J].河南科技,2021,40(27):15-18.[3]尹逸铎,陈科.基于B/S架构的网络考试系统的设计与实现[J].现代信息科技,2021,5(14):21-23+28.[4]林燕.教学