【基于SSM框架的在线考试系统设计与实现9900字】

基于SSM框架的在线考试系统设计与实现目录TOC\o"1-3"\h\u1引言 II摘要：随着远程通信的流行和互联网技术的快速发展，人们的办公和日常生活已经越来越依赖于网络，考试模式也搭乘网络这一快车进行了改革。传统的线下考试因为效率、工作量等原因，已经不能满足人们的需求，所以这个时候网上在线考试就在各个领域流行起来。在线考试系统大大提升了出卷效率，减少了阅卷人工作量，简化了考试的流程和步骤，同时减少了人与人的之间的近距离接触，将广泛应用于各个领域的考试。在线考试系统使用Java编程语言，以IntellijIDEA作为开发工具，运用MYSQL存储数据，并整合SSM、JSP框架。主要完成了试卷的题型设置、题库的分类管理、考生的考试管理、教师的发布试卷以及批改试卷等功能。通过反复的实验，系统依旧稳定运行，而且效率较高，便于后期的升级与维护。关键词：在线考试系统；MYSQL；SSM；JSP1引言系统开发背景随着互联网的不断普及和快速发展，社会正逐步进入一个新的时代，即互联网时代，社会的发展与计算机网络的强大力量密不可分，它不仅为我们带来了便捷的生活方式，也使政府、公司的日常工作逐步线上化和网络化，教育也随着时间的推移而变化。远程教育已成为现代教育技术发展的方向之一，具有广阔的发展潜力。伴随着网络技术的发展，Internet强大的包容性、扩展性以及计算能力让考试模式发生了翻天覆地的变化[1]。如何将网络技术应用到考试中去，成为了人们尚待研究和解决的问题。相比线下考试，网上考试的优点有很多，它可以节省人力、财力、物力以及时间，使考试的公平性和客观性得到提高，并能将各个过程，比如组织试卷、运输试卷、整理、批改等减少到一到两个步骤。因为当下我国无纸化考试在高校中普及流行，并且依托于当今信息化教育的背景，在线考试系统可以弥补传统考试的缺点。线上考试因为网络可以超越时间与空间，利用互联网的优势，方便学生随时随地考试，是传统考场的延伸，加上对数据的合理使用，极大地丰富了考试的类型。电子化教学的推广离不开在线考试系统的发展与普及，是其重要环节。现在的许多考试，其出卷、答题等都是通过计算机来实现的，比如GRE等，未来考试的趋势就是标准化和一致化[2]。在线考试模式因为其高效、便利、公平等优势，将在未来的考试模式中占据非常重要的部分。1.2系统研究目的和意义随着网络技术的飞速发展，信息数据变得尤为重要，甚至成为了一种商业资本。目前，电脑的硬件发展已经达到了很高的水平，但是远程线上考试还没有被大规模地应用。随着计算机技术的不断发展，就要求有更好、更完善的软件系统应用到远程教育当中去[3]。

目前来说，虽然越来越多的领域开始使用网上在线考试，但是寻找一种既合理又节约人力财力的模式依然是一种挑战。在线考试系统的实现是为了顺应时代的发展，网上考试系统因为效率更高，同时给阅卷人减少了判卷压力，广受单位和部门的欢迎。为了方便学校、公司以及政府使用，特设计一套在线考试系统。远程线上考试的意义在于整场考试是无纸化的，在线考试将传统的纸质转变为不需要纸张的线上考试，节约了大量自然资源，符合现在的环保理念。相对于传统的人工出题模式，在线考试系统有丰富的出题机制，这样如果一场考试需要不同的A\B\C试卷，在线考试系统在极短的时间就能自动生成，而无需像人工出题一样耗费大量时间精力。在线考试系统还可以通过试题乱序，试题选项乱序，随机试卷。相比传统的人工监考，线上考试可以全程视频监控来监督考生作答。在线考试系统可以自主阅卷，考生作答完毕后即可立马统计出成绩，相比人工阅卷更省时省力。可行性分析在线考试系统运行环境可靠、效率更高、操作便捷，并拥有出卷、考试、阅卷等功能[4]。并且有效减少了人与人之间的近距离接触，我们相信在线考试将成为一种流行的考试模式。技术可行性：该平台运用的技术都是经过大量开发工程师使用过的成熟技术，其操作简单，只需要配置MYSQL数据库，并将系统部署到Tomcat服务器即可使用。扩展性和复用性强，SSM技术的引用十分便于以后扩展功能以及接口复用。经上述分析，我认为该系统的开发是可行的。设计思路在线考试系统的开发采用现在流行的开发模式，前端采用jsp相关的技术栈进行开发，内嵌html、css、bootstrap等技术，并通过ajax与后端的服务进行交互，实现异步操作。后端使用Spring、SpringMVC、Mybatis框架来完成后台开发。这些框架使得MVC设计模式更好地应用，体现了低耦合、易扩展的思维[5]。所有的数据存放在MySQL中，保证其安全性。通过tomcat部署web应用，并运行服务。将视图层的类统一放到controller包下，与数据库实体相映射的类放到dao包下，业务层代码放到service层包下，方便查找与管理。将公用的方法抽取成类的方法，通过创建类的对象获取，放入common包下。将常用的工具类封装存放在utils包下，以方便调用。通过listener监听器监听对象，filter过滤器过滤请求。相关技术介绍2.1系统开发工具开发工具是开发工程师的得力帮手，一个系统的开发离不开合适的开发工具。假如一个系统的开发需要从头开始，那么就会出现许多不必要的步骤[6]。在线考试系统主要使用了JDK1.8、IntellijIDEA、NavicatPremiunm、Tomcat、MySQL等开发工具。2.1.1JDK1.8JDK1.8是一个完全免费的工具。JDK函数用JDK编程语言更新，这将有助于更快地理解Java程序的部分和代码之间的关系，帮助开发者理解并使用针对对象的软件设计和思想。JDK1.8在各大公司广泛应用，比如腾讯、阿里等。JDK1.8新引入了许多功能，比如：引入了Lambda表达式、Stream流等等。这些特性的加入减少了开发时长，避免开发者重复书写代码。2.1.2IntellijIDEAIntellijIDEA是一款优秀的Java开发工具，具有强大的功能，受到许多程序员的欢迎。大多数软件开发人员认为Idea开发工具是市场上Java语言开发的最佳工具，IntellijIDEA中包含大量的快捷方式，创建一系列通用格式代码的键，创建格式代码的工具等等。它不但拥有使代码实现速度更快的性能特点，而且具有社区。通用代码具有更好的性能，只需一次单击即可创建独特的持续代码更新构造，使日常编码更简单、更容易，并且可以使用并安装各种插件程序，帮助开发者更好地构建项目以及实现需求。2.1.3NavicatPremiumNavicat是一款功能非常强大的软件，它可以连接几乎市面上所有的数据库。无论是专业的开发者还是学习数据库的初学者，都能快速上手。Navicat的操作界面简单直观，安装便捷，是一个非常好的数据库可视化管理工具。所有用户都可以使用更简单、更安全的工作方式，迅速方便地对数据库中的表进行增删改查操作，并能直观地显示表的结构。用户可以同时搜索、创建和删除多个数据库，编辑和存储数据，创建、删除和运行MySQL，管理多用户访问权限、备份、恢复、传输和传输多个数据库文件中的数据等，避免了开发者通过命令窗口操作数据库。2.1.4TomcatTomcat是一个轻量的web服务器，很多公司和企业的项目都部署在 Tomcat上，其代码开源，请求和相应速度快，对商业用途不收费，可以独立运行在windows、Linux系统上，所以受到了很多Java开发人员的欢迎和喜爱，在许多中小企业中广泛应用，很受开发商欢迎。无论是测试项目还是正式部署，都能快速稳定地完成任务。2.1.5MySQLMySQL是一款关系型管理数据库的工具，是企业使用较多的一款软件。其代码为开源。企业希望在数据库获得授权后，能够在任何情况下操作数据库。其运行程序通过控制和管理数据库，使得数据库更好地调用资源[7]。与MySQL相比，Oracle数据库不适合于开放源代码。公司购买关系数据库的成本太过昂贵，这会增加关系软件开发的时间和成本，并将成本分摊到客户。不适合中小型公司，特别是资金链紧张的企业。MySQL作为微软的主要数据库品牌之一，在微软Windows平台操作系统的基础上，使用了大量的底层软件结构，更适合于Windows上关系软件的开发平台。如果在其他操作系统上使用，就要花大量时间适配，这将增加公司和客户的预算，加大成本，对创业型公司来说无疑加大生存难度。2.2技术解读2.2.1JavaWeb1、HTML：完整的HTML名称是超文本标记语言，这是一个标记型语言。网页文件通过一个简单的HTML文件来识别网页文件的基本组成[8]。它包含一系列标签，这些标签允许使用者在网络上统一文档格式，从而方便管理和使用。2、JSP：JSP（JavaServerpages）是sunmicrosystem公司设立的一种动态网络参照。JSP位于一个可以满足用户需求的网络服务器上，由客户提供，并根据请求的内容创建一个HTML网站、XML或其他格式的文件，满足HTTP客户发送的请求，而且可以在服务器上与其他Java程序并发使用，从而完成各种复杂的功能。3、AJAX：一种基于网络的技术，可以创建互动、快速和动态的网站应用程序，可以在不加载整个网页的情况下加以更新。4、JQuery：jQuery是一个方便、易于使用的框架，封装了JavaScript，是在Prototype框架之后流行的一种JavaScript库或者JavaScript框架的简化版操作。它使得JavaScript更加容易使用，包含经常使用的功能代码，实现了Ajax交互、改善文档操作等功能[9]。2.2.2SSM框架1、SpringMVC：被应用于适用于程序设计中的Web层，相当于Java后端中的Controller层，当前端发来请求时，controller层负责响应请求。作为请求的入口，假如黑客通过不断重复的请求申请访问数据库，会对服务器产生严重的威胁，一旦请求通过，将会发生严重的后果。为了防止这种事情发生，可以通过定义拦截器的方式，使服务器安全性得到保障。2、Spring：对于开发人员来说，Spring框架是非常重要的一种框架。IOC容器和AOP面向切面编程，是其两个最大的特点和编程思想。IOC通过自动装配，装载Bean实例，帮助开发者快速创建和统一管理对象。当需要Java对象实例时，就从容器池获取，从而摒弃了传统的New关键字。AOP面向切面编程一个最重要的特性就是事务管理，这项功能被开发者广泛使用。Spring框架几乎可以和所有框架同时使用，因为其强大的兼容性使得Spring成为了Java开发中不可或缺的一部分。3、Mybatis：Mybatis是一种应用于持久层的数据库框架，性能稳定。Mybatis有很多优势，第一，一些拥有丰富数据库开发和管理经验的人员往往喜欢自由编写SQL语句，使用Mybatis可以使开发人员通过自由的选择，从而使得编码方式更为灵活，提升效率。第二，使用者可以编写XML代码准备并管理SQL应用程序的词组，很多情况下，使用SQL表示。即使开发者接手另一个开发人员的代码，也可以直接优化原始SQL部分。如果是比较简单的SQL语句，也可以直接支持SQL的解释代码。这个可以作为注释直接设计，更快有效。图2-1SSM配置的架构流程图2.2.3其他技术1、使用ElasticSearch搜索引擎进行搜索；2、使用EL&JSTL指令标签简化代码；3、阿里云短信验证以及oss存储；4、通过JSR303对后端进行校验；5、通过ApachePOI导入导出excel文件；

2.2.4章末小结本章节讲述了系统的设计与实现所需要的技术与工具，想要提高开发效率，就必须运用适合的工具。通过反复的对比与研究，确定了系统开发工具。系统的顺利开发完成，离不开选择合适的工具。然后介绍的的是在线考试系统中主要应用的一些技术，每个技术都凝结无数人的智慧，都有其核心优势。而软件构架的设计是系统逻辑模型设计的核心，只有运用合适的软件构架设计技术，才能更好地完成系统设计的任务[10]。系统分析在确定好选用技术后，我们将进行系统的设计。接下来的内容，我们将会对总体功能，子功能以及系统架构方面进行分析与设计。3.1系统功能概述想要顺利地开发出一套符合标准的系统，最先要做的事情就是了解系统的整体架构以及具体的功能实现，这样才能高效地进行开发。在开发软件时，会遇到许多困难和问题，这些问题现在都可以使用数据结构设计的方式解决[11]。这些都是我们在系统的开发前应该首先做好的工作。在线考试系统主要功能模块包括：题型的设置模块，题库的管理模块，试卷的管理模块，教师的管理模块，学生的考试模块，评论管理模块。图3-1总体功能结构图3.2系统模块设计本部分主要介绍系统的各个子功能模块的结构，子模块是总体功能的具体设计与实现，其共同组成在线考试系统。3.2.1题型设置模块管理员可以在这个模块设置试题类型，比如单选类型、多选类型、判断类型、填空类型。图3-2题型设置模块功能结构图3.2.2题库管理模块管理员可以对题库中的试题进行增删改查的操作。图3-3题库管理模块模块功能结构图3.2.3试卷管理模块该模块可以从题库中抽取试题，组成试卷，包括随机组卷和手动组卷，可以对试卷进行修改和删除操作。图3-4试卷管理模块功能结构图3.2.4教师管理模块教师可以设置考试的时长，设置考试分数和及格线，并发布试卷供学生考试，还可以管理学生信息以及查询考试情况。图3-5教师管理模块功能结构图3.2.5学生考试模块学生可以选择考试类型并参加考试，查看得分情况以及错题分析，修改个人信息。图3-6学生考试模块功能结构图3.2.6评论管理模块该模块可以在错题后面进行评论并查看。图3-7评论管理模块功能结构图3.3系统整体架构本系统采用的是传统而标准的MVC模式，使用的则是SSM（Spring+SpringMVC+MyBatis）框架开发，系统将会分为service层，controller层，view层还有Dao层。我们利用SpringMVC来完成请求的转发和视图的管理操作，利用Spring来实现对业务对象的控制，MyBatis来完成持久化操作。按照自下而上的分层顺序依次为：数据库持久层，Dao层，service层，controller层和view层[12],如图3-8所示。图3-8系统架构图3.4总结在线考试系统主要分为六大模块：题型设置模块：试卷的题型分为单选、多选、判断、填空、简答等多种类型，用户可以选择手动添加不同类型的题目，并为试题赋上正确答案选项、试题解析、试题来源等。题库管理模块：我们可以将创建好的试题归纳为不同的题库，以方便查看和整理，题库模块和题型模块相互独立又存在关联。试卷管理模块：教师可以选择手动发布或者随机抽取，组成一套试卷，并为每一道试题添加分值和及格线，最后设置考试时长。教师还可以选择让试卷上线或者下线，只有上线的试卷才能考试。教师管理模块：教师可以操作学生的账号，设置用户操作权限，查看学生信息。学生管理模块：学生可以参加考试，在考试结束之后上传试卷并查看答案，在主页修改个人信息。评论模块：学生可以发表评论。

数据库设计本章节介绍的是数据库的详细设计，通过表格、图片等展示设计过程。在开发一个项目的时候，数据库设计的好坏直接影响着系统的效率和性能。4.1E–R图设计对于每一个实体来说，对应的功能也是不同的。接下来我们将会使用E-R图将这些实体与功能进行对应。在数据领域中，将实体与实体对应关系更有利于我们对程序的理解。系统将使用一对一，一对多，多对多的联系展示在线考试系统各个实体之间的联系,如图4-1所示。而对于每一种用户，他拥有不同的功能，对于学生和教师来说他们拥有对应的分数，评论等属性，如图4-2所示。对于试卷来说，它拥有题型，试题，分类等信息，如图4-3所示。

图4-1总体E-R图

图4-2用户E-R图图4-3试卷E-R图4.2PDM设计通过设计物理结构图，能够帮助开发者更直观地了解数据结构。本次开发采用powerdesigner作为设计工具。图4-4在线考试系统PDM图4.3数据表汇总整个在线考试系统包括：用户信息表（user）、历史试卷表（exam_history）、参考表（reference）、分组表（grpup）、模拟考试表（practice_paper）、错题表（wrong_test）、题目表（question）、评论表（comment）、正式考试表（exam_paper）、题型表（question_type），表4-4为在数据库汇总表。表4-5数据库汇总表表名功能说明user用户信息exam_history历史考试试卷reference用户参与考试信息grpup试卷分组信息practice_paper模拟考试信息wrong_test错题信息question题目信息comment评论表exam_paper正式考试信息question_type试题类型信息4.4用户信息表用户信息表user，它的功能主要是存储教师和学生的账户以及密码，记录用户的基本信息。表4-6用户信息表名类型长度非空键注释idint11Ykeyusernamevarchar20Y用户名passwordvarchar40Y密码emailvarchar40邮箱phonevarchar20电话号码enabledtinyint1Y激活状态，1激活0未激活add_byint11Y创建人4.5历史试卷表历史试卷表exam_history，它的功能主要是记录已经考过试的试卷情况。表4-7历史试卷表名类型长度非空键注释idint10Ykeypaperidint10Y试卷唯一标识contentmediumtext0Y试卷内容creat_timetimestamp6Y创建时间4.6参考表参考表reference，它的功能是记录考试的参考信息。表4-8参考表表名类型长度非空键注释idint5YKeynamevarchar20Y参考姓名memovarchar20记录备忘信息statetinyint1Y1正常，0弃用4.7分组表分组表grpup，它的主要功能是记录分组内容，通过parent字段和其父类做关联。表4-9分组表名类型长度非空键注释idint11Ykeynamevarchar40Y分组姓名level_idint11Y班组idparent_idint11Y所属父类id4.8模拟考试表模拟考试表practice_paper，考试类型分为模拟考试和正式考试，分别记录不同模式下的信息。表4-10模拟考试表名类型长度非空键注释idint10Ykeyuser_idint10Y用户idnamevarchar20Y用户姓名contentmediumtext0Y试卷内容durationint10Y考试时长totalint10Y试卷总分passint10Y及格分数statustinyint1Y试卷状态，0未完成，1完成creat_timetimestamp0Y创建时间answermediumtext0Y答案4.9错题表错题表wrong_test，它的主要功能是记录考生做题的题目，通过userid记录具体考生信息。表4-11错题表名类型长度非空键注释idint11Ykeyuser_idint11Y考生idhistmediumtext0Y错题信息modify_timetimestamp0Y修改时间4.10题目表题目表question，一张试卷包含不同的题目，从题目表中抽取题目组成一张试卷，通过题型id关联题型表，通过将日期类型设置为timestamp，自动获取考试时间并插入数据库。表4-12题目表名类型长度非空键注释idint10Ykeynamevarchar20Y考生姓名contentvarchar20Ytypeint10Y题目类型is_visibletinyint1Y试题是否可见creat_timetimestamp0Y创建时间answermediumtext0Y答案rightint10Y答对个数errorint10Y答错个数analysmediumtext0Y试题解析4.11评论表评论表comment，它的主要功能是在模拟考试之后，可以在题目下面发表评论，增加考生交流，通过题目id找到相对应的题目。表4-13分组表名类型长度非空键注释idint10Ykeyquestion_idint10Y在哪个问题下评论indexint10Y记录评论先后顺序msgvarchar40评论内容timetimestamp0评论时间4.12正式考试表正式考试表exam_paper，它的主要功能和表的结构设计与模拟考试表类似，通过设置考试时间、及格分数线和满分来生成一张考试试卷，并将相关信息存入此表。表4-14正式考试表名类型长度非空键注释idint10Ykeynamevarchar20Y考生姓名statustinyint1Y试卷状态，0未完成1完成summaryvarchar20试卷介绍is_subjectivetinyint1Y0为主观题，1为客观题timetimestamp0Y创建时间answermediumtext0Y答案4.13题型表题型表question_type，为不同题型分类，可选项有客观题单选、多选、填空，主观题简答等题型，通过状态码来区分题型是为主观题还是为客观题。表4-15分组表名类型长度非空键注释idint10Ykeynamevarchar20Yis_subjectivetinyint1是否为客观题

5系统设计本章节主要介绍系统前后端的设计以及具体实现步骤。5.1前端系统设计前端运用JSP框架，一个JSP文件对应一个前端页面。5.1.1前端架构图5-1前端架构5.1.2调用关系图5-2调用关系 我们由此可得出重要结论，前端先对输入的账号密码进行校验，校验通过之后向后端发送请求，并携带参数。后端接受请求和参数后，在数据库中查找相应用户，若有，则将结果返回给前端。

5.1.3主体内容显示图5-3主体内容显示主页通过JSTL标签库，引入外部资源。通过request的getContextPath方法获取网页相对路径，最后通过拼接字符串的方式，得到请求的完整相对路径。再将这个路径作为参数传参。主页还设置请求头，以方便和后端对接。因此，当我们点击主页的不同功能时，就会获取不同的地址，从而跳转的相应的功能页面，这就实现了网页的动态跳转。

5.1.4系统首页图5-4系统首页5.2后台系统设计通常情况下Web项目后端有三层架构，分别是Controller层，Service层以及Dao层。5.2.1Controller层设计一般来说，Controller层只和前端交互，并不处理逻辑代码。Controller层设计如图5-5所示。图5-5Controller设计5.2.2Service层设计Service层又叫做业务逻辑层，用来处理复杂的业务，书写逻辑代码。Service层通过与Dao层交互，获取返回的数据，最终提交给Controller层。图5-6Service层设计5.2.3Dao层设计Dao层也叫做数据持久层，或者Mapper层。通过输入的数据，获取相应结果，动态构造SQL语句，实现增删改查操作[15]。图5-7Dao层设计5.3章末小结本章节首先介绍在线考试系统的前端实现过程以及原理，通过使用JSP框架，完成前台的静态页面展示。其次讲述了后端的设计，利用SSM框架，和数据库进行交互，并将数据通过动态地在前台展示。使用三层架构的设计模式，使得系统的耦合性降低，提高开发者的开发效率。

6系统实现在线考试系统实现了系统首页，试题的增加、删除、修改查看等功能，教师发布试卷，学生参加考试并在考完查看答案，发布评论等功能。模拟真实的考试流程，简化操作，提高考试效率。6.1系统首页在线考试系统首页主要展示的是一些功能模块，通过JSP的静态包含，实现导航菜单栏的代码复用。图6-1系统首页6.2题库管理题库管理的这个页面，主要功能是可以添加不同科目的题库，并为题库增加不同的知识点。题库和试题是一对多关系，一个题库可以有多个试题，而一个试题只能存在于一个题库中，方便教师对试题模块中试题的分类和管理。题库管理的详细页面如图6-2所示。图6-2题库管理6.3试题管理教师添加完题库后，就可以选择新建试题，并将试题归类为相应的题库，完成试题添加操作。同时提供修改功能，修改试题所属的分类。图6-3试题管理添加试题页面：图6-4添加试题删除试题页面：图6-5删除试题修改试题分类页面：图6-6修改试题分类6.4试卷管理试卷管理的这个页面，主要功能是选择试题模块里的题目，随机或者手动组成一套试卷。方便教师发布试卷，供学生考试。教师可以设置考试时间、及格分数、试卷是否上线下线等。试卷管理的页面如图6-7所示。图6-7试卷管理手动组卷：图6-8-1手动组卷图6-8-2手动组卷图6-8-3手动组卷随机组卷：

图6-9随机组卷6.5考试模块考试模块的作用就是给学生提供考试，学生在教师设置的规定时间完成试卷并提交试卷。考试模块如图6-10所示。图6-10考试模块查看答案：

图6-11查看答案6.6评论模块评论模块的作用是在单元练习题目的后面，学生可以添加评论，增加互动和趣味性，方便学生之间线上交流。评论模块的页面如图6-12所示。图6-12评论模块6.7章末小结本章节主要介绍了在线考试系统的六大模块，分别是：题库管理、试题管理、试卷模块、教师模块、学生模块、评论模块。并且介绍了每个模块的功能和用处，使得操作者更加了解系统，进而更加熟练地操作系统。

总结总体意义来讲，在线考试系统分为六大模块，题型的设置模块，题库的管理模块，试卷的管理模块，教师的管理模块，学生的考试模块，评论管理模块。。每个模块完成各自的功能，同时又紧密联系在一起，共同组成了在线考试系统。首页作为系统的入口，提供注册、登录功能，以方便进入在线考试系统。教师进入系统后，可以对题库进行管理，添加不同的题库以存放不同的试题。接着进入试题管理模块，增加考试需要的题目，并将其归类为不同的题库中。最后进入试卷模块，选择手动组卷或者随即组卷，从试题管理模块抽取题目组成一套试卷，并将试卷设为上线状态，完成发布功能。学生进入在线考试系统，可以选择测试考试和正式考试等考试类型，并在规定的时间完成试卷交卷。提交试卷后，学生可以查看考试的得分情况，并在题目后面发表评论。整体来说在线