【《在线考试系统的设计与实现》10000字（论文）】

页共36页绪论课题背景这些年来，因为我国信息技术的不断提升所以带动着国家的经济能力的不断提高和科学技术的飞速发展，正是这一原因从而一步步加速引进了计算机技术应用在各种行业的各个方面，同时，各行各业的业务范围内也在一直建设着数字信息工程以便能更科学的管理业务，促进了我国新时代的数字信息化建设。在日常的生活上、学习中等各方面，信息化的管理方式已经随处可见了，并且信息化也在影响着我们的思维方式，这些结果正是在促进着信息技术不断发展的原因。随着信息技术的更新迭代，在线考试系统也逐步引入计算机进行信息化的全方位管理方式，不仅减轻了线下考试的人工场地管理成本，而且也能有效提高在线考试系统的效率。但是，把计算机只是简单地当作人工劳动的替代工具，而忽视了其本身信息化系统的智能解析等作用，并且如果没有对在线考试系统进行有效的科学管理方式，则会直接影响在线考试系统发挥效率。结合实际使用过程中出现的缺陷，十分需要一套界面完整的、功能完善的管理系统来进行有效率的科学管理，让在线考试系统在实际运用中更加简洁明了。研究现状对于当下人们所使用的在线考试系统的国内外研究，目前，国内的所使用的在线考试系统的特点有这几点：一是系统的面向性比较广、二是通用性比较强、三是系统所开发采用的技术都是目前较为普遍且稳定性能和拓展性能都较为好的技术，四是在线考试系统的系统灵活性和系统操作性对于目前使用的系统的用户习惯都是较为契合的，还为系统提供了更为安全的管理，使得系统的数据存储空间更加优化。目前在线考试系统是进行了大量的数据管理，这样对于在线考试系统的管理还是用户在进行在线考试时的运行都是比较流畅有效的，也可以使用户不受限制的随时使用系统。目前国内的网络教学系统平台都是包括在线考试的功能，可以形成上完网络课程后进行考试来检验学生的学习情况的一个流程。国内的网络教学系统平台一般是由观看网络课程的平时成绩和最后总测的在线考试成绩两门成绩加在一起得出平均成绩作为最终成绩的模式。在网络教学系统平台中的在线考试一般分为在线随机抽取题目组卷和教师在线固定组卷的两种模式。在线随机抽取题目组卷是根据教师设置试卷题目规则，系统则根据规则随机在题库中抽取题目组成试卷，这种模式可以设置每个学生拿到的题目顺序都是不同的。教师在线固定组卷是指由教师在线在题库中进行选题组成试卷进行考试。研究内容在线考试系统与网络化接轨趋势，现在网络全球化越来越深入，数字科技也逐渐融入到网络全球化的浪潮中，实现在线考试系统，及相关维护管理，为最大程度上发挥高效的在线考试系统作用。1、实际调研，一个系统在开发之前进行严密的实际调研是必不可少的环节，通过调研才能了解到系统在市场上是否被需要，被市场需要的系统才具有开发前景，系统的开发才具有现实意义。2、使用效果的预见，系统功能模块的设计要从用户的实际需求出发，在系统的开发之间要用文档的形式将系统所需设计的功能模块进行记录和归纳。3、根据系统的功能需求来选择合适的平台架构模型，从而方便系统功能模块的设计和后期系统的维护工作，本系统通过比较分析最后确定了以B/S架构来作为系统的整体架构形式，该架构可以确保系统的功能的有序运行。Java语言具有简单易学，操作方便等优势，因此选择了Java语言来进行开发本系统，并且选择了使用较为流行的操作简便的MySQL数据库来开发系统后台数据库、该数据库具有强大的数据存储功能，并且在校学习期间对其进行过系统详细的学习，这就增强了我开发本课题的信心。4、经过反复的考量和比较本系统在基础架构的选择上我选择了JAVA技术，因为本人在校期间对该技术的学习比较，应用起来自然得心应手，同时该技术能够很好的衔接后台MYSQL数据库和前台操作页面，维护操作页面的友好。5、系统编写完成后要经过严格的系统测试，通过对系统每个功能模块的测试来检测系统是否达到了预期的使用效果，保障系统在投入使用后能够顺畅有序的运行，在测试的过程中能够发现系统存在哪些漏洞和缺陷及时进行改进，使系统能够达到有质有量的效果。主要工作本文主要工作包括以下四个方面：在线考试系统在国内的研究开发分析在线考试系统的主要技术的说明和应用在线考试系统的系统功能设计在线考试系统的系统功能的开发与实现本文分为六章：第一章：绪论中叙述了在线考试系统的课题背景和研究现状，研究使用Java技术和MySQL数据库以及B/S架构来开发在线考试系统的优点。第二章：主要简略地说明了在线考试系统中使用的Java语言功能的技术构成、B/S架构的、Tomcat服务器、MySQL数据库的技术情况。第三章：需求分析，主要分析了在线考试系统的功能需求分析和运行环境、以及用例分析。从技术可行性和操作可行性分析来看，在线考试系统使用Java技术来开发的可靠性和可行性都是较为优秀的，第四章：系统设计，主要从系统结构设计和系统功能结构设计以及数据库设计来论述怎么设计开发在线考试系统，系统结构设计阐述了怎么获取系统与用户之间的数据交流，系统功能结构设计阐述了怎么规划开发在线考试系统的各项功能，数据库设计阐述了在线考试系统的数据之间的关系。第五章：系统实现，简洁明了的说明了在线考试系统各个功能界面和板块。第六章：系统测试，主要说明了为什么要进行在线考试系统的测试，给出了最后进行测试的结果。结论和谢辞。结论是总结开发在线考试系统的完成情况，谢辞是感谢老师同学们的帮助以及对未来的发展。最后是参考文献。

相关技术说明JAVA技术Java是一门运用广泛的编程语言，因为Java本身具有简单易操作的语法特征和基础功能大的特征，它还有面向对象和跨平台性等特点，Java本身还是多种大数据技术的编程语言基础。JAVA语言功能：面向对象：面向对象是很多编程语言的基本条件之一，Java编程语言的条件之一也是面向对象，面向对象是软件开发的一种基础方式。面向对象是指将系统的数据或者动作设置为对象，再对着对象进行操作，操作的过程就是对对象进行编程。编程时，首先创建不同的对象再将不同的数据和代码一一写入不同的对象中。因此面向对象在编程过程中显得尤为重要，在原本复杂繁琐的编程过程中因为面向对象的编程方法的出现就让原本复杂的过程变得十分简便，同时也进一步提升了编程过程中程序的安全性。跨平台：Java的跨平台性正是使得Java编程语言受到广泛使用的原因之一，因为Java的跨平台性所以在编程时使用Java语言就会十分简单易操作。当我们在用Java编程语言来编程完毕后，在其它系统平台也可以进行运行操作，就不用再继续在一个平台进行更改[3]。B/S架构基于当前用户的使用习惯，B/S架构——也就是浏览器（Browser）都具有更加相似的架构及基本功能，它们的界面也都大同小异，因此在使用过程中也不需要进行特别的配置，或者进行单独网络连接，特别是当前的客户端，更是类同，当然这更加方便用户的选择及使用。另外值得一提的是，使用浏览器最大的特性即为交互特性，因为交互可以让用户更加具有粘着性，简单易用，也就是说一旦用户学会使用了这个浏览器，即使是更换了另外的浏览器，也不需要进行功能再学习，触类旁通，其他的相类似的产品也就都有了使用经验，因为大多的架构是相类似的，没有更难的操作。Tomcat服务器Tomcat服务器是一种web轻量级应用服务器，它有着免费、开源的优势。实际上Tomcat服务器普遍不会被大型系统和一些企业所使用，但是Tomcat服务器有免费和开源的优势因此在一些小型系统或者用户规模较少的情况下通常会被使用。还有初学者和程序员需要进行开发和调试JSP程序时，也会优先选择Tomcat服务器。当一个没有太多计算机知识的初学者使用服务器时，一般都会使用计算机上配置好的Apache服务器，这样能响应对HTML页面的访问。虽然实际上Tomcat是Apache的扩展，但是在运行时这两者都是各自独立运行的，不会因为各自的运行而受到干扰。正因如此，Apache服务器在配置好的计算机上是用于服务HTML页面的处理，而Tomcat服务器与Apache服务器的功能不一样，Tomcat服务器只是服务于Servle和JSP页面的处理。但是Tomcat服务器也有基本的功能可以用于处理Tomcat服务器。MySQL数据库MySQL数据库是现在小型数据库中运用较为广泛的数据库之一。MySQL数据库的优势是具有体量小、成本低、开放源码等。在线考试系统中，所使用的数据信息是由MySQL数据库中几个表进行展示，数据库中的每一个表都是一一对应的，都各自有各自的联系，使用数据库就可以把数据规范化处理，使程序之间相互链接，所以使用数据库的就可以省去大量数据的冗余。假如不使用数据库来连接程序，程序之间的数据信息就没法及时交互，程序就运行不起来。因此，这就可以表明数据库和程序之间是环环相扣的特点[5]。

需求分析基于目前的在线考试系统的应用情况来分析，首先分为可行性分析、系统的性能与运行环境、系统功能需求、用例分析四个模块来进行分析。可行性分析分成了三个方面进行分析：首先是经济可行性，简要说明了在开发过程中的经济成本的投入较少，系统开发完成后投入使用产生的经济利益大于在开发过程中产生的经济成本。再到技术可行性分析。简要阐述了选择Java编程语言作为开发系统的技术原因。最后是操作可行性分析，叙述了国家大环境下系统的运用前景和社会效益。二是系统的性能与运行环境，这一模块分析了性能与以往的考试方式有什么优势。三是系统功能需求主要说明了在线考试系统具有哪些功能和功能的作用。最后是用例分析说明分析了不同类型用户的不同功能，并用用例模型来更直观的分析了不同类型用户之间的功能是什么样的。可行性分析由系统可行性分析中来划分为三个方面：技术可行性、经济可行性和操作可行性，接下来从由这三个方面来进行分析，经济可行性本次毕业设计完成的在线考试系统，是在指导教师的帮助下设计开发的，系统基于完备的开发环境，使用成熟的技术和开源的框架，无需太多的经济投入便可实现该系统。此外，系统内容结构与系统部署并不是特别复杂的。在完成编码实现之后，便能进行在线考试系统的测试与调试，测试通过之后就可以在服务器上部署系统，提供给各类用户使用。该系统的设计与实现，改变了传统的在线考试与管理的模式。系统正式投入使用之后所产生的直接和间接的利益，其价值远远超过系统的开发和维护费用。综上所述，不管是系统开发所用到的环境、系统设计技术还是系统投入使用之后产生的经济利益，都能说明该系统开发可行，开发意义深远。技术可行性本系统在开发技术方面，选择Java语言，Java是一门面向对象，调试过程简单，实现安全可靠，具有移植性、多线程及动态性，功能齐全的语言。仅从开始技术方面来说，Java上手简单，能够满足系统的开发实现。目前流行的系统开发模式为单机模式，单机模式在安全可靠的前提下，具备开发速度快，开发投入少等一系列的优势。操作可行性“互联网+信息技术”结合起来，纳入校园管理过程中具有很强的创新性，也响应了国务院对于积极推进“互联网+”的建设意见。将传统模式的在线考试方式与互联网信息技术思维整合在一起，势必会对传统的管理方式产生一定的影响。正是因为大环境的综合原因，所以进行开发在线考试系统是具有远大的发展前景，将计算机数据处理技术与互联网整合到在线考试中有很明显的创新性。因此，从社会效益的角度来分析本在线考试系统的技术操作是可以行得通。系统的性能与运行环境从性能分析的角度来看，与以往的线下考试相比，在线考试系统具有很优势，以往的线下考试是在特定的时间和地点进行的，考试完毕后再进行人工批卷和人工统计成绩，最后再用纸笔进行登记管理，这样既耗费时间又耗费人力。随着网络信息技术的提升，以往的线下考试需要太高的人工成本，为了降低成本，提高用户的效率，开发一套基于计算机和网络技术的在线考试系统系统。每个系统都是应该具有本身的设计原则。在线考试系统同样有着必不可少的设计准则，分别是以下两点：易操作性：首先要有一个前提，就是能保证系统成功运行，在这一前提下必不可少就是系统的易操作性。针对性：系统设计的重点是不同类型的用户对系统进行操作的功能是不完全一样的，对用户操作系统具有很强的操作性。适用范围：适用范围广，不同的用户均可使用。系统功能需求系统主要有以下功能：（1）登录功能：进入登录界面，填写账户和密码，进入系统。（2）系统管理：系统的用户是有三种类型分别是系统管理员、学生和教师。系统识别用户类型，用户类型不同进入的界面不同；系统管理员可以管理学生基本信息、教师基本信息还有试题信息。（3）试题管理：系统管理员和教师都可以进行管理，以便于题库的管理。（4）上传试卷：供教师使用，不同科目的教师可以根据考试科目，自己上传试题。（5）在线考试：供学生使用，系统按照学生的班级把应考的科目显示在考试页面中。学生点击考试显示考试内容，学生完成考试点击提交或者考试时间结束就不再允许学生修改试卷；实现试卷进行自动评卷，计算好学生的考试成绩，学生点击查看成绩将成绩提供给学生查看。（6）成绩统计：供教师使用，可以以科目或班级等条件来进行统计考试成绩。（7）成绩查询：供教师和学生使用，考试结束后教师和学生可以按照不同的查询条件提供来进行成绩查询。用例分析本系统是一个面向公众的在线考试系统，主要的功能都是围绕着不同类型用户所开发的，本系统是有系统管理员、教师、学生三种不同类型用户。不同的用户类型对应着不同的功能操作，可以达到系统的预期效果。识别系统相关者功能需求模型建立系统相关者：管理员、教师和学生。用例建模用例模型是直观明了地说明了用户所需要的系统功能需求。用例模型是用于进行系统需求分析这一模块，用例模型是由不同的用例图建立完成，用例模型是在用户大量需求上进行提炼总结的成果，这一成果体现了系统开发人员对于用户需求的理解。系统管理员模块用例图如图3-1所示：图3-1系统管理员用例图学生模块用例图如图3-2所示：图3-2学生用例图教师模块用例图如图3-3所示：图3-3教师用例图

系统设计基于Java的在线考试系统采用的是B/S结构，适用于广域网，没有任何网速的限制，主要依附于浏览器的工作形式来访问数据。系统结构设计本文将在线考试系统分为数据访问层、表现层以及对应的业务层，数据访问层。表现层，是可以作为一个通道来连接系统和用户之间的操作。通过它，系统可以获得用户在前端页面的数据，用户也可以看到系统要展示给用户的数据。之后是业务层，它存在着许多与表现层相关联的接口，通过实现这些接口来进行一些复杂的逻辑操作和业务实现，然后调用相应的接口就能实现我们所想要展现的效果。最后是数据访问层，它是最接近数据库的。正因如此，它可以储存着许多文件用来操作数据库。在这些文件中，我们事先设定好所需要的SQL语句，调用这些方法的相应接口，就能为业务层提供一系列的增、删、查、改的操作。图4-1为系统三层结构关系示意图。图4-1系统结构图系统功能结构设计系统开发者在对在线考试系统进行系统整体设计的思考时，也是在思考系统功能结构的设计，系统开发者在进行思考时都会先开始简单的进行整体规划，再到每一个问题的详细设计，并且会绘制一些结构图加上文字说明来清晰表达每个功能模块间的关系，而且这样的整体规划也是进行一个对多功能系统的复杂程度的说明，更是对每一个小功能规划的详细设计，让系统功能不再复杂化，使系统功能简单化，并且要做到可以及时建立或者修改每个功能模块，在每个功能模块之间都要互不干扰、各自独立，要符合对立性的设计要求，更要找到每个功能模块之间的关系，使它们能够紧密相扣、层层递进的运行整个系统，完成系统的各项功能。本系统的功能较为完善，如系统功能结构图4-2所示。图4-2系统功能结构图数据库设计我们根据之前分析的功能需求实现设计出来的数据库表和字段关系是否合理，需要利用概念模型作为判断依据完成合理性验证，目前我们都在使用的是E-R图，E-R图能直接一目了然的展示出每个数据库表实体以及字段设计之间是否合理，各个表之间的主外键存在着什么关系，是1对多还是多对多的关系，E-R图不仅可以展示实体关系还能够显示出大体的功能实现，利用椭圆表示试题，矩形表示字段属性名称，最终使用直连完成连接实现关系的显示。E-R图判断题库实体E-R图，如图4-3所示。图4-3判断题库E-R图单选题库实体E-R图，如图4-4所示。图4-4单选题库E-R图试卷管理E-R图，如图4-5所示。图4-5试卷管理E-R图数据库表数据库的建立主要是完成系统在页面操作完成的数据信息，通过代码与数据库相连传递数据保存到数据库，数据库涵盖了项目需要的所有数据库表，每个表设定相应的字段和代码形成映射，每个数据库表的字段属性通过建立数据库表时书写并选择数据类型，借助Navicat数据库操作工具完成数据库的建立、查看以及导入导出，数据库表详细无理结构介绍如下表所示：

系统实现管理员登录模块登录功能为系统的基本功能，其他功能都以登录功能为基础。所以，在使用在线考试系统时用户应该先打开的是登录界面，在登录界面中进行输入账号和密码的操作，如果不进行输入账号和密码的操作就无法进入系统进行其他功能的操作。进行操作成功后系统会判断登录用户的身份和角色，按照角色的不同给用户提供不一样的操作权限。如图5-1所示。图5-1管理员登录功能界面系统管理员功能模块系统管理员在进行登录操作成功后会进入到在线考试系统界面，可以结合需求进行系统管理、题库管理、试卷管理和答卷查询四大功能模块，并根据需求可以对相应的数据信息进行管理维护等操作。如图5-2所示。图5-2管理员功能界面学生管理功能模块学生管理，这一模块系统管理员和教师都可以进行操作，教师根据需求可以查看学生信息，而系统管理员可以查看教师和学生的用户信息，获取用户的详细数据信息，两者结合需求可以对已有的用户信息进行编辑或者删除等操作，也能够通过上访多条件搜索栏，对应快速搜索对应的相关信息，如图5-3所示。图5-3学生管理功能界面题库管理功能模块通过题库管理模块，教师可以查看管理试题信息，包括单选题、多选题、判断题、填空题和主观题等，可在各个模块下点击添加选项新增试题，以单选题库为例，填写题目、选项、答案、类型和难易程度等，确认后保存即可。也可在上方搜索栏中输入关键词进行查找。如图5-4所示。图5-4题库管理功能界面试卷管理功能模块通过试卷管理模块，教师可以查看管理试卷信息，并可以选择试卷进行发布，发布成功的试卷会在首页试卷中心中显示，如图5-5所示。图5-5试卷管理功能界面学生答卷功能模块学生用户登录系统后，在首页试卷中心会看到已发布的试卷，点击去考试便和进行在线答题，试卷中显示考试时间、类型、难易程度和总分等信息，学生可以根据试题内容进行答题，答题完毕后点击上方我要交卷即可，如图5-6所示。图5-6学生答卷功能界面

系统测试系统测试的目的程序设计不能保证没有错误，这是一个开发过程，在错误或错误的过程中难以避免，这是不可避免的，但我们不能使这些错误始终存在于系统中，错误可能会造成无法估量的后果，如系统崩溃，安全信息，系统无法正常启动等，为了避免这些问题，我们需要测试程序，并发现这些问题，并纠正它们，并使系统更长时间稳定成熟，本章的作用是发现这些问题，并对其进行修改，虽然耗时费力，但长期非常重要和必要系统的开发[15]。软件在设计后必须进行测试，调试过程中使用的方法是软件测试方法。在开发新软件时，系统测试是检查软件是否合格的关键步骤，以及是否符合设计目标的参考。测试主要是查看软件中数据的准确性，正确的操作与否，以及操作的结果，还有哪些方面需要改进。功能测试因为刚新开发出来的系统用户是还没有了解过其内部特性规模，所以可以进行黑盒测试来测试系统需求功能，首先测试者模拟用户来进行使用系统，检查系统的各项功能是否完成了用户所需的要求，再接着不按步骤直接输入后来查看系统是否会给出反馈。在进行黑盒测试时出现了错误信息系统检测到后会给出错误反馈。2、性能测试性能测试通常是用来测试软件系统的性能是否能达到用户所提出来的要求，在进行性能测试时可以发现系统所存在的性能问题，在进行完善优化使系统的性能达到更好。性能测试测试系统的性能一般会使用自动化测试工具进行测试，性能测试有很多种类型，通常被使用的多是负载测试、压力测试，在这两者之间各自进行测试，也会有将这两种测试进行结合测试的情况。虽然负载测试和压力测试看起差不多，但实际这两种测试是不同的，负载测试是对系系统软件性能的负载能力进行测试，如系统在一段时间内能最多响应多少用户请求；压力测试是对系统硬件的性能强度进行测试，如系统在一段时间内系统的最大内存情况。测试用例：表6.1登录测试用例系统测试分析测试后得到的性能和用例，系统具有足够的正确性、可靠性、稳定性，并且可以对输入数据进行准确的点击操作处理和响应测试用户的体验也得到了很好的反馈和响应时间。合理的范围，可以兼容所有主流浏览器，设计所需的效果[12]。

结论在完成毕业设计的过程中，我花费了许多时间用在理解我所要设计的系统知识，并且在这段时间经过自己的努力工作终于完成了设计。在这个过程中我明白了我之前所学习的知识还远远地不充足，我的基础知识并不牢固，在遇到棘手的问题时，我一时之间以自己的能力无法解决，我发现我还要继续学习，所以我通过专业的知识网站和技术论坛来解决问题，这些帮助让我充实了我的知识储备还扎实了我的基础。但是我明白这些知识只是开始，我应该还需要努力学习使自己更加优秀，在开发系统的过程中并不是一帆风顺，我时常因为一些问题而烦恼，但是我知道我不能放弃所以我继续边学习边克服困难，一步一个脚印的完善系统，当系统的功能还没有达到要求时，我会通过使用网上一些成功的系统来发现我的系统问题出在哪里，也会让同学进行使用我的系统来提出意见我的系统问题，在进行改善和提升功能后，系统功能终于慢慢达到预期效果，可以达到更好的使用体验，这是我非常开心，因为这是我自己通过自己的不断努力地学习和自己日日夜夜的开发来完成的第一个系统，虽然还有些不足也只是我的第一个系统，但是我继续努力学习来完善和开发更多我的系统！在开发系统的过程中，我遇到的很多问题都是对于一些编程语言中的词汇不太了解，因为编程语言基本都是以英语作为基础来进行命名词汇，由于我的英语基础较为薄弱，所以以至于在初步开发的过程比较困难，但是我通过一些英语词典来了解不认识的词汇，在开发系统的过程中也学习了英语，使我的英语基础有了很好地提升。在这整个的过程中我的感受颇多，一开始我以为我的能力可以足以开发这个系统，但是自己真正动手开发时却发现自己的能力还有很多的不足，对于Java编程语言的使用并没有我自己想到那么精通，我开始通过查询文献和专业知识来加深我对Java的了解，到后续可以得心应手的使用Java来进行开发系统，这使我非常的高兴，我也明白了在开发系统的过程也就是一个学习的过程，一开始遇到的困难不要立马就准备放弃，而是要找到克服困难的办法，办法总比困难多不是吗？学习是这样，工作和生活也是这样，只要不放弃总是会有广阔的大道等着我们！

参考文献[1]李盛恩，王珊．数据库基础与应用（第二版）［M］．北京：人民邮电出版社，2013：14－78．[2]孙卫琴：《精通Hibernate：Java对象持久化技术详解[M].电子工业出版社出版[3]王珊,萨师煊.数据库系统概论[M].高等教育出版社,2016.5:198-235.[4]张孝祥.深入JavaWeb开发内幕——核心基础[M].北京：电子工业出版社.北京.2016.10.[5]舒红