在線考試系統(tǒng)論文.doc

學號 080510062 河南大學 2012 屆本科畢業(yè)論文 基于 Web 的在線考試系統(tǒng)的設計與開發(fā) The Design and Development of Online Examination System Based On Web 論文作者姓名 王雷超 作 者 學 號 080510062 所 在 學 院 軟件學院 所 學 專 業(yè) 計算機科學與技術 導師姓名職稱 劉志丹 講師 論文完成時間 2012 年 4 月 20 日 2012 年 4 月 20 日 摘摘 要要 I ABSTRACT II 第一章第一章 緒緒 論論 1 1 1 研究背景 1 1 2 研究問題的提出 1 1 2 1 研究內容 2 1 2 2 研究目標 2 1 3 研究意義 2 1 4 研究思路與研究方法 3 1 5 論文框架 4 第二章第二章 相關研究及文獻分析相關研究及文獻分析 6 2 1 傳統(tǒng)考試的概述 6 2 2 在線考試系統(tǒng)的概述 6 2 3 研究的 發(fā)展趨勢 7 2 4 關鍵技術 8 2 4 1 Web 概述 8 2 4 2 JSP 技術 9 2 5 3 Oralce 介紹 11 2 5 小結 13 第三章第三章 系統(tǒng)設計系統(tǒng)設計 14 3 1 系統(tǒng)需求分析 14 3 1 1 系統(tǒng)可行性分析 14 3 1 2 系統(tǒng)功能需求分析 14 3 2 系統(tǒng)總體設計 15 3 2 1 系統(tǒng)的體系結構 15 3 2 2 系統(tǒng)的用例圖 16 3 3 系統(tǒng)詳細設計 18 3 3 1 后臺總體架構介紹 18 3 3 2 身份驗證模塊 18 3 3 3 組卷模塊 19 3 4 數據庫開發(fā) 20 3 4 1 創(chuàng)建數據庫 20 3 4 2 數據表結構 21 3 5 小結 23 第四章第四章 系統(tǒng)實現系統(tǒng)實現 24 4 1 開發(fā)環(huán)境配置 24 4 2 界面制作 24 4 3 程序編碼 29 4 3 1 創(chuàng)建數據庫連接 29 4 3 2 隨機選題 29 4 3 3 自動評卷 30 4 4 系統(tǒng)測試 32 I 4 4 1 測試環(huán)境 32 4 4 2 測試過程 32 4 4 3 測試結果 33 4 5 系統(tǒng)評估 33 4 6 小結 33 第五章第五章 研究結論與未來研究研究結論與未來研究 34 5 1 研究內容的總結 34 5 2 主要創(chuàng)新點 34 5 3 存在的不足點及今后的研究方向 34 總總 結結 36 致致 謝謝 37 摘摘 要要 作為對傳統(tǒng)考試方式的改革 網絡化考試是近年來研究的一個熱點課題 在 線考試是網絡化考試系統(tǒng)的重要組成部分 本論文的主要工作是設計并實現一 個在線考試系統(tǒng) 利用在線考試系統(tǒng) 試卷動態(tài)生成 使用計算機自動判卷 大大提高閱卷效率 在服務器端 系統(tǒng)平臺采用Windows XP 數據庫平臺采用 Oracle 采用JSP技術實現用戶界面層設計 采用管理員 考生二級授權方式 提高系統(tǒng)安全性 關鍵詞 在線考試 在線考試 題庫題庫 試卷 試卷 動態(tài)生成動態(tài)生成 I ABSTRACT As the reform of traditional test the examination system in network is a hot point study in recent years topic The online examination system is the important part of the examine system in network The main work of this thesis is design of an on line examination system With online examination system test paper can be produced dynamically and can be corrected by computer efficiently The operating system in server machine is Windows XP SQL server 2000 is used as database development platform ASP technology is adopted to design user interface The system provides good security in the fashion of two tier authorized system including administrator and student KEY WORDS online examination question database test papers produced dynamically 河南大學軟件學院畢業(yè)設計 0 第一章第一章 緒緒 論論 隨著Internet Intranet技術的飛速發(fā)展 基于Web的開發(fā)技術得到了極大的應 用 為充分利用校園網現有的網絡資源 本文使用JSP技術開發(fā)了一個基于Web 的在線考試系統(tǒng) 系統(tǒng)有效解決了傳統(tǒng)考試方式所帶來的弊端 將傳統(tǒng)的書面筆 試的出試卷 考試 評閱等多個環(huán)節(jié)整合成一個集動態(tài)出卷 在線考試 自動評 閱及成績查詢等多功能為一體的無紙化考試系統(tǒng) 可靈活利用網絡完成考生各階 段考試 同時也大大提高了教學與考試質量 減輕教師負擔 提高工作效率 1 1 1 研究背景研究背景 隨著計算機技術的發(fā)展和互聯(lián)網時代的到來 人們已經進入了信息時代 也 有人稱之為數字化時代 在數字化的網絡環(huán)境下 學生希望得到個性化的滿足 根據自己的情況進行學習 同時希望能夠得到科學的評價 老師希望有效改進現 有的考試模式 提高考試的效率 教育機構也希望給網上的學生提供更全面靈活 的服務 同時希望全面準確地對學生進行跟蹤和評價 在線考試系統(tǒng)正式迎合這 一市場需求而開發(fā)的 它旨在探索一種以互聯(lián)網為基礎的考試模式 通過這種新 的模式 為學校創(chuàng)造一種新的考試環(huán)境 使考務管理突破時空限制 提高考試工 作效率和標準化水平 使學校管理者 教師和學生可以隨時 隨地通過網絡完成 考試 2 1 2 研究問題的提出研究問題的提出 隨著網絡技術的飛速發(fā)展 現在很多國外的大學和社會其他部門都已經開設 了遠程教育 通過計算機網絡實現異地教育和培訓 現在 計算機硬件技術的發(fā) 展已經達到了相當高的水平 但是 遠程教育軟件的開發(fā)目前還處于起步階段 隨著這項技術的不斷深入發(fā)展 就要求有更好 更完善的軟件系統(tǒng)應用到遠程教 育當中去 這就給軟件設計人員提出了更高的設計要求 遠程教育包括很多環(huán)節(jié) 例如教學系統(tǒng) 答疑系統(tǒng)和考試系統(tǒng)等等 其中很 重要的一個環(huán)節(jié)就是在線考試系統(tǒng) 同時它也是最難實現的環(huán)節(jié) 在我國 雖然 遠程教育已經蓬勃地發(fā)展起來 但是目前學校與社會上的各種考試大都采用傳統(tǒng) 的考試方式 在此方式下 組織一次考試至少要經過五個步驟 即人工出題 考 生考試 人工閱卷 成績評估和試卷分析 顯然 隨著考試類型的不斷增加及考 試要求的不斷提高 教師的工作量將會越來越大 并且其工作將是一件十分煩瑣 河南大學軟件學院畢業(yè)設計 1 和非常容易出錯的事情 可以說傳統(tǒng)的考試方式已經不能適應現代考試的需要 隨著計算機應用的迅猛發(fā)展 網絡應用不斷擴大 如遠程教育和虛擬大學的出現 等等 且這些應用正逐步深入到千家萬戶 3 1 2 1 研究內容研究內容 讓系統(tǒng)在 Windows98 2000 XP Win7 平臺環(huán)境下運行穩(wěn)定 對軟 硬件要求 低 運行速度快 操作簡單 界面友好 易于管理和維護 而且具有較強的針對 性 實用性和可操作性 初步解決了校園理論考核層次廣 次數多 內容全 以 及保密性和公平性差 評卷困難等問題 并對其詳細的設計方案 實現技術和運 行情況做了分析和研究 最后對未來的工作做了研究與探討 論文主要圍繞系統(tǒng) 設計開展研究 保證了考核的公平 公正 公開 有力地促進了理論學習的全面 開展 本文重點研究了以下幾個方面 1 系統(tǒng)的體系結構 工作方式 主要功能模塊 主要數據的工作流程 后臺 數據庫的設計 數據庫配置與連接 2 系統(tǒng)各功能模塊的詳細設計 開發(fā)及其關鍵技術 4 1 2 2 研究目標研究目標 我們設計的在線考試系統(tǒng)是一個基于Web的實時在線考試系統(tǒng) 系統(tǒng)的目標 是實現一個基于Internet的智能化遠程考試系統(tǒng) 采用開放 動態(tài)的系統(tǒng)架構 將 傳統(tǒng)的考試模式與先進的網絡應用相結合 5 1 3 研究意義研究意義 考試是教學中最后也是一個重要的環(huán)節(jié) 可以幫助教師了解學生對知識的掌 握情況 同時也是對自己教學方法的一種檢測 利于改進教學 但是這又受到考 試本身的各種因素的影響 比如試卷的難易程度 評分標準和考試作弊等 因此 在 21 世紀 推進教育改革的同時 考試改革也是研究的一個重要課題 傳統(tǒng)的考試需要經過很多復雜的步驟才能進行 步驟如下 組織教師命題 印刷大量試卷 安排考場 考試時間 監(jiān)考老師等 進行考試 統(tǒng)計成績等 這 整個過程存在了大量的問題 第一 科學性 試題由部分教師完成 所以出題老師一定對難度和內容的把 握非常小心 否則達不到預期的效果 并且每套試題涵蓋的知識點固定 造成了 對知識考察不全面 第二 保密性 由于從出題到印刷一直到最后的考試 很多人參與 導致保 河南大學軟件學院畢業(yè)設計 2 密工作難度較大 第三 公平性 考生考試時所考內容相同 杜絕作弊是考試的一個普遍的難 題 考試結束后人工評卷可能造成評分標準較大偏差 從而影響考試的公平性 第四 靈活性 時間地點都是經過統(tǒng)一安排 所以如果考生耽誤考試就要參 考補考 傳統(tǒng)的考試從出題 組卷 印刷 到試卷分發(fā) 答題 收卷 再到判卷 公 布成績 整個過程都需要人工參與 周期長 工作量大 容易出錯 還要有適當 的保密工作 使得整個考試的成本較大 所以組織多人參考的考試相當麻煩 當 前網絡迅速普及 以 Internet 技術為代表的信息技術為人們創(chuàng)造了一種新的不受 地域 時間和計算機約束的信息交流 共享和協(xié)作方式 21 世紀是信息化的社會 數據信息應用已進入大規(guī)模服務階段 考試作為最直接體現信息化社會中人們的 知識水平的一種方式 是目前使用最為廣泛的形式之一 實現無紙化 網絡化 自動化的在線考試系統(tǒng) 具有深遠的現實意義和實用價值 當前 信息技術的發(fā) 展突飛猛進 特別是網絡技術的興起 使得考試信息化 自動化成為可能 三層 結構的出現為出題 組卷和答題提供了良好的系統(tǒng)架構 從而實現統(tǒng)一管理題庫 動態(tài)組卷 自動判卷 極大地節(jié)省了人力 物力 提高了效率 6 本研究是對在線考試系統(tǒng)進行設計并實現 這個題目已經有人在研究 但是 現在存在的考試系統(tǒng) 都存在一定的缺陷 沒有一個可靠的 實用的在線考試系 統(tǒng) 所以本研究具有挑戰(zhàn)性和較強的實用性 1 4 研究思路與研究方法研究思路與研究方法 論文采用了總體規(guī)劃 分步實施 軟件技術與網絡技術相結合 管理模式研 究和技術開發(fā)相結合 研究與應用相結合的技術路線 首先通過分析在線考試的 實際需求 設計考試的組織與管理模式 分析并設計用戶登錄 考試科目 專業(yè) 課程等多約束條件下與考試相關的其他信息的關系結構 繼而設計考試試卷的組 成規(guī)則 題型和題量的分布及程序實現方法 分析計算機答卷的技術要求和閱卷 評分的準確性要求 并設計解決方案 設計考試系統(tǒng)的模式結構 功能 安全性 和網絡適應性等 最后 制定系統(tǒng)應用規(guī)范 1 1 題型和題量的設計題型和題量的設計 在基于 Web 的在線考試系統(tǒng)中 題庫中的題型設計是一個重要因素 決定了 考試是否能夠產生科學 合理的測試效果 本系統(tǒng)處理的題型有 單項選擇題 多項選擇題 判斷題 填空題和簡答題等 并設置有標準答案 試題分值 試題 歸類 難度級別 滿足考試抽題及自動閱卷的參數要求 同時 通過錄入充足的 題量 以滿足考試抽題的隨機選擇空間 河南大學軟件學院畢業(yè)設計 3 2 2 計算機答卷的技術要求計算機答卷的技術要求 考生試卷中所有試題均為單項選擇題 多項選擇題 判斷題 填空題或者簡 答題等 考生答題時 使用鼠標選擇各題目中認為正確的選項 單項選擇題和判 斷題僅能夠選擇選中一個答案 多項選擇題能夠選擇兩個以上答案 填空題和簡 答題將答案填入相應的框中 對考生而言 只需要掌握鼠標的使用方法和鍵盤輸 入方法即可 很顯然 這樣的操作技能 針對社會中具有中 高級文化程度的人 員來說 不存在任何障礙 因此考生利用計算機進行考試答卷是完全可行的 3 3 閱卷評分的準確性保障閱卷評分的準確性保障 在在線考試系統(tǒng)中 對于客觀題型的閱卷通過將考生答案與試題標準答案進 行字符串比較的方式來判別 保證了閱卷的準確性 對于主觀題型的閱卷通過教 師的人工閱卷評分 評分可通過累計正確答題的試題分值來獲得 算法簡單 快 速 準確 程序編制容易 4 4 系統(tǒng)開發(fā)及應用模式系統(tǒng)開發(fā)及應用模式 基于 Web 的在線考試 充分利用 Internet 采用 B S 模式的數據庫體系 客 戶端軟件僅需瀏覽器支持 維護簡單 系統(tǒng)開發(fā)周期短 應用程序頁面簡單 輕 量 具有很強的伸縮性 對客戶端硬件配置要求極低 易于達到要求 可以選擇 不同廠家的設備和服務 系統(tǒng)資源的冗余度小 部署方便 容易維護且可擴充性 良好 5 5 選擇合適的開發(fā)工具選擇合適的開發(fā)工具 開發(fā)工具的選擇對一個系統(tǒng)來說很重要 既決定了開發(fā)人員的開發(fā)效率 也 對頁面的美觀和操控性起著重要作用 同時也對系統(tǒng)的易維護性和擴充性有著重 要影響 6 6 建立多客戶環(huán)境下數據庫應用模式建立多客戶環(huán)境下數據庫應用模式 以 Web 技術為基礎的 B S 模式正日益顯現其先進性 當今很多基于大型數據 庫的應用系統(tǒng)正在采用這種全新的技術模式 B S 模式由瀏覽器 Web 服務器 數據庫服務器三個層次組成 在這種模式 下 客戶端使用一個通用的瀏覽器 代替了形形色色的各種應用軟件 用戶的所 有操作都是通過瀏覽器進行的 該結構的核心部分是 Web 服務器 它負責接受遠 程 或本地 的 HTTP 查詢請求 然后根據查詢的條件到數據庫服務器獲取相關數 據 再將結果翻譯成 HTTP 和各種頁面描述語言 傳送回提出查詢請求的瀏覽器 由后者與數據庫聯(lián)系完成這些工作 1 5 論文框架論文框架 本文主要分析了現有的在線考試系統(tǒng)的優(yōu)缺點 并針對這些缺點 利用 Ajax 河南大學軟件學院畢業(yè)設計 4 技術改進了基于 Web 的在線考試系統(tǒng) 提供了一個人性化 高交互性與高響應性 的在線考試系統(tǒng) 本文各章節(jié)的主要內容如下 第一章 緒論 主要介紹了本文的研究背景 概述了本文的內容安排和研究 目標 并給出了研究意義 研究思路與研究方法 第二章 相關研究及文獻分析 本章主要介紹傳統(tǒng)考試及在線考試系統(tǒng)概述 國內外研究現狀 研究的 發(fā)展趨勢 及關鍵技術 第三章 系統(tǒng)設計 介紹了系統(tǒng)的需求分析 總體設計和詳細設計 第四章 系統(tǒng)實現 本章介紹了系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境配置 界面制作 數據庫開 發(fā) 程序編碼 系統(tǒng)測試和系統(tǒng)評估 第五章 研究結論與未來研究 介紹了研究內容的總結 主要創(chuàng)新點 存在 的不足點及今后的研究方向 第二章第二章 相關研究及文獻分析相關研究及文獻分析 2 1 傳統(tǒng)考試的概述傳統(tǒng)考試的概述 現今社會對勞動者和技術人員的知識和能力的要求越來越高 考試作為衡量 人們能力的重要手段 并已深入到社會的各個方面 9 但是目前學校與社會上的 各種考試大都采用傳統(tǒng)的考試方式 在此方式下 組織一次完整的考試至少要經 歷教師出卷 試卷印刷 學生考試 教師改卷 成績統(tǒng)計等 5 個步驟 傳統(tǒng)紙質考試方法是 任課教師在課程結束前兩周 按照考核大綱提交兩套 試卷 A B 卷 交給系教務員 課程負責人選擇印刷的試卷 A 卷或 B 卷 教務 員安排考試時間和地點 學生考試 任課教師領取試卷評分 統(tǒng)分 再將成績上 傳到網上的教務系統(tǒng) 學生查詢成績 此種方法存在以下幾方面的弊端 1 試題單一 容易泄題 2 試卷一樣 易作弊 3 誤判 漏判 統(tǒng)錯分 4 成績上網 不易操作 5 紙質考試成本高 也不方便管理 10 目前隨著考試類型的不斷增加和考試要求的不斷提高 組織考試的工作量越 來越大 管理人員和教師在組織考試的過程中需要花費較多的時間和精力 人為 錯誤率也較高 另外 當考生數量比較大時 對學生成績統(tǒng)計及分析十分煩瑣且 容易出錯 而且 成績公布之前學生為查看成績給教師和教務部門帶來的麻煩也 不少 考試管理工作效率逐漸降低 可以說 傳統(tǒng)的考試方式已經不能適應目前 考試的需要 河南大學軟件學院畢業(yè)設計 5 2 2 在線考試系統(tǒng)的概述在線考試系統(tǒng)的概述 Internet 技術的發(fā)展使得考試的手段和媒介發(fā)生著變化 從傳統(tǒng)的筆試到計算 機輔助考試 并發(fā)展到基于各種技術的在線考試 11 相比傳統(tǒng)的考試方式 在線考試系統(tǒng)的好處主要表現在以下幾個方面 1 題庫抽題 隨機組卷 可以動態(tài)地管理各種考試信息 只要準備好足夠 大的題庫 就可以按照要求自動生成各種試卷 從題庫中抽題隨機組卷 所有人 都不知道試卷的內容 只有考試的時候才知道 這樣能有效防止教師在復習的時 候 勾重點 真正的實現教考分離 學生必須全面掌握知識 才能通過考試 2 考試時間和地點靈活 考生可以在規(guī)定時間段內的任意時間參加考試 并且基于 Web 技術的在線考試系統(tǒng)可以借助于遍布全球的 Internet 進行 因此考 試既可以在本地進行 也可以在異地進行 大大拓展了考試的靈活性 3 在線考試有利于激發(fā)考生的學習興趣 有效地減輕教師和考核部門的工 作負擔 提高各部門的工作效率 在線考試的最大特點是閱卷快 系統(tǒng)可以在考 試結束時當場給出考試結果 計算機判卷 避免人為錯誤 又節(jié)約了成本 考試 完成后學生馬上可以查看成績和試卷詳細情況 及時知道錯在什么地方 了解自 己不足之處 這一切都是由電腦完成 減輕了教師的工作量 也有效的避免了人 為因素 體現了考試的公平性 4 提高教學質量 任課教師要查看學生考試情況 可通過成績分布圖 每 個成績段有多少學生 最高分 最低分 平均分 以及學生在每個題型的平均分 都可直觀的反應出來 這樣老師就能很好地掌握學生對本門課程的學習情況 以 便在以后的教學中注意加強相應部分的輔導 而這一切都是由考試系統(tǒng)完成 10 12 5 能考場監(jiān)督與容錯能力 學生在考試過程中 若考試機出現故障 可以 馬上啟用考場備用機 而前面已做的試題保存在服務器上 在備用機上接著做 和傳統(tǒng)的紙質考試相比 利用網絡資源開發(fā)在線考試系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)越性 是對傳統(tǒng)的考試方式的重要改革 是值得進一步完善后大力推廣 2 3 研究的研究的 發(fā)展趨勢發(fā)展趨勢 信息技術的發(fā)展對教育的影響是巨大的 隨著信息技術和網絡技術的迅速發(fā) 展 教育信息化和網絡化也將成為必然的趨勢 作為教育評價和衡量學生能力的 考試也正經歷著無紙化和網絡化的飛躍 網絡的開放性和分布性的特點以及基于 互聯(lián)網的巨大計算能力使得考試突破了時間和空間的限制 基于網絡技術的考試 系統(tǒng)正成為人們的研究熱點之一 其中 基于 Web 技術的考試系統(tǒng)已成為互聯(lián)網 河南大學軟件學院畢業(yè)設計 6 的重要應用之一 14 目前教師采用在線考試系統(tǒng)的還不多見 因為教師個體精力確實有限 但隨 著教研組制度的完善和教學交流活動的增加 對題庫的創(chuàng)建將提上議事的日程 在線考試系統(tǒng)將大有用武之地 且能確保考風考紀的根本好轉 15 在線考試具有動態(tài)出題 自動閱卷 成績分析等優(yōu)點 不僅大大減輕了教師 人工組卷繁瑣的的工作量 提高資源利用率 其運行過程中 組卷速度較快 較 少出現重復的現象 而且有利于教考分離的實施 符合目前教學改革的目標 更 節(jié)省紙張資源 增強環(huán)保意識 因此 在線考試系統(tǒng)具有潛在的巨大商機和研究 價值 是未來數字化校園系統(tǒng)研究的熱點內容 16 2 4 關鍵技術關鍵技術 2 4 1 Web 概述概述 1 1 Web 定義定義 Web 是 WWW World Wide Web 的簡稱 又稱萬維網 簡單的說 Web 是 建立在客戶機 服務器 Client Server 模型之上 以 HTML 和 HTTP 協(xié)議為基礎 能夠提供面向各種 Internet 服務的 一致的用戶界面的一種信息服務系統(tǒng) 17 2 2 Web 的結構和工作原理的結構和工作原理 Web 的結構主要分為兩部分 一為服務器端 Server 也就是信息的提供者 二為客戶端 Client 也就是信息的接受者 在客戶機 服務器體系結構中 通常 比較容易理解為兩端的計算機 但事實上 客戶機 和 服務器 概念更多的 是指軟件 是指兩臺機器上相應的應用程序 17 對于 Web 系統(tǒng) 客戶機上所運行的瀏覽器程序基本上是標準化的 所以建立 客戶機 服務器系統(tǒng)的主要任務就落到了服務器端 Web 的體系結構因而可以稱 作瀏覽器 服務器結構 如圖 2 1 所示 圖 2 1 Web 的體系結構 17 Web 使用超文本傳輸協(xié)議 HTTP Hyper Text Transfer Protocol 在 Web 服務器 和瀏覽器之間傳輸 Web 文檔 而 HTTP 是一個無連接 無狀態(tài)的協(xié)議 一個完整 河南大學軟件學院畢業(yè)設計 7 的 HTTP 事務由以下 4 個階段組成 客戶與服務器建立 TCP 連接 客戶向服務器 發(fā)送請求 服務器響應請求 發(fā)送應答 在發(fā)送中包含狀態(tài)碼和請求的 HTML 文 檔 客戶與服務器關閉連接 其過程可以用圖 2 2 表示 圖 2 2 Web 的工作原理 2 4 2 JSP 技術技術 1 1 Struts 簡介簡介 編程框架 添加了軟件設計思想 固化 MVC 模式 通過配置文件增加軟件的靈活性 細化了處理流程 使用 Tiles 框架增強界面的統(tǒng)一性與 JSP 代碼的復用性 簡化編程 提供大量的 Custom Tag 簡化 JSP 的開發(fā) 簡化了支持國際化的代碼 簡化數據校驗代碼的開發(fā) Struts 的常用開發(fā)組件 ActionServlet Servlet 處理所有 Struts 框架接收的請求 Action Struts 框架調用 Action 對象的 execute 方法處理 Http 請求 ActionForward Action 的 execute 方法返回 ActionForward 對象 河南大學軟件學院畢業(yè)設計 8 ActionForm 封裝數據的 Java 對象 Struts 使用特定的流程處理此對象 2 2 Struts 工作原理和配置工作原理和配置 通過 Struts 訪問數據庫的工作過程如圖 2 3 所示 河南大學軟件學院畢業(yè)設計 9 3 3 JSP 的特點的特點 2 5 3 Oralce 介紹介紹 1 1 OralceOralcer 特點特點 本系統(tǒng)所采用的后臺數據庫為 Oralce10gOralce10g 它是一個可伸縮的高性能的關系 數據庫管理系統(tǒng) 其主要特點 19 有 可選產品 Oracle 真正應用集群 real application cluster RAC Oracle 分區(qū) Oracle 高級安全性 Oracle 標簽安全性 Oracle OLAP Oracle 數據挖掘 Oracle Spatial Oracle Programmer Oracle Database Lite Oracle 是一個獨立于網絡的 并且特別適用于那些運行時需要在異構環(huán)境下 河南大學軟件學院畢業(yè)設計 10 進行連接的應用程序 支持絕大多數的網絡協(xié)議 如 IPX SPX TCP IP 等 支持 在這些協(xié)議下客戶與服務器的連接 Oracle 集中了諸如數據一致 存儲 觸發(fā)器 索引 視圖 事務處理 加鎖 備份恢復等管理機制 從數據庫管理角度來看 Oracle 實現了以下幾方面的功能 數據完整性 1 安全可靠 2 并發(fā)執(zhí)行 3 集成管理 4 2 2 Oracle 安全性安全性 良好的數據庫的安全設計 可以有效地保護數據庫 防止不合法的訪問和破 壞 在開發(fā)數據庫系統(tǒng)時 安全性設計是開發(fā)者不能回避的重要環(huán)節(jié) Oracle 安 全性用于保護服務器和存儲在服務器中的數據 它提供了完善的安全機制來決定 可以登錄到服務器的用戶 用戶可以操作的管理任務 用戶可以訪問的數據庫 數據庫對象及其他方面的管理任務 Oracle 數據庫的安全性可以被分成 3 個層次 系統(tǒng)安全性 數據安全性 網絡安全性 用戶與方案 在 Oracle 中 數據庫用戶和方案是安全的最基本的單元 術語 用戶 和 方 案 經?；Q使用 然而它們是有區(qū)別的 數據庫方案定義為數據庫對象的集合 模式的名稱就是擁有或控制這些數據庫對象集合的用戶名稱 所有的數據庫對象 包括表 視圖 索引 觸發(fā)器 Java 存儲過程 PL SQL 程序包 函數等 都歸 Oracle 數據庫中的某一個用戶所有 甚至 Oracle 的數據 字典 系統(tǒng)目錄也是名稱為 sys 的方案的一部分 在 Oracle 數據庫中 可以存在沒有擁有任何數據庫對象的用戶 不是方案 但是不會沒有命名的方案或數據庫對象集合 河南大學軟件學院畢業(yè)設計 11 2 5 小結小結 本章主要是對本系統(tǒng)設計的一些基本知識進行介紹 首先 對傳統(tǒng)考試和在 線考試系統(tǒng)給予說明 介紹了國內外為對本系統(tǒng)的相關研究和研究的發(fā)展趨勢 對發(fā)展歷史做了簡單的回顧 其次 由于本系統(tǒng)是使用 ASP 技術實現的 所以對 ASP 技術做了一個詳細的介紹 包括其工作原理 功能以及使用 ASP 技術的優(yōu)點 本章還介紹了 SQL Server 的特點 它是一個可伸縮的高性能的關系數據庫管理系 統(tǒng) 接著介紹了它的安全性 因為在開發(fā)數據庫系統(tǒng)是 安全性是設計師開發(fā)者 不能回避的重要環(huán)節(jié) 在本章 介紹了系統(tǒng)運行過程中數據庫的管理維護 確保 系統(tǒng)中的數據完整有效 河南大學軟件學院畢業(yè)設計 12 第三章第三章 系統(tǒng)設計系統(tǒng)設計 3 1 系統(tǒng)需求分析系統(tǒng)需求分析 3 1 1 系統(tǒng)可行性分析系統(tǒng)可行性分析 近幾年來 隨著我國信息產業(yè)的飛速發(fā)展 計算機的開發(fā)應用已滲透到各個 領域 而且日趨普及 在現代的測試與考試中計算機也得到廣泛的應用 在線考 試系統(tǒng)的開發(fā)對考務工作效率有很好的提高 1 1 技術可行性技術可行性 基于瀏覽器的在線考試 關鍵技術在于網頁的動態(tài)顯示和管理 即從數據庫 中取得相應的試卷數據 并收集用戶輸入數據 能夠對考試過程進行控制 采用 Struts1與Oralce技術開發(fā) 管理端和考生界面全部采用B S模式構建 系統(tǒng)的部 署 應用 維護更加方便 同時 大型數據庫Oracle10g提供了數據庫管理的能力 因此技術方案是成熟的和可行的 2 2 經濟可行性經濟可行性 軟件開發(fā)周期一般為2 3個月 開發(fā)所需硬件軟件設施目前大多數PC機系統(tǒng) 能夠承擔 開發(fā)費用不高 目前 大多數單位都擁有高性能微機和局域網 該軟 件系統(tǒng)的安裝 部署 運行和維護 都不會給單位增加太高的費用 所以該系統(tǒng) 在經濟上是可行的 3 3 操作可行性操作可行性 目前 大多數PC機和局域網能夠運行該系統(tǒng) 該系統(tǒng)的安裝 調試 運行不 會改變原計算機系統(tǒng)的設置和網絡的布局 并且大多數用戶幾乎不用做任何培訓 都能夠方便的操作系統(tǒng) 因此從操作可行性的角度來衡量 本系統(tǒng)的開發(fā)方案也 是可行的 綜合以上三個方面的因素 開發(fā)在線考試系統(tǒng)是完全可行的 3 1 2 系統(tǒng)功能需求分析系統(tǒng)功能需求分析 在線考試的概念模型如圖3 1所示 要滿足以下幾方面的功能需求 1 1 滿足系統(tǒng)不同用戶角色的應用需求 滿足系統(tǒng)不同用戶角色的應用需求 根據需要 從試題庫建立 考生注冊登錄 考生在線考試 客觀題計算機自 動閱卷 主觀題教師手工閱卷到成績匯總 整個過程中參與了管理員 考生三種 河南大學軟件學院畢業(yè)設計 13 不同需求的用戶類型 因此系統(tǒng)應對二種用戶按其使用功能和權限進行角色劃分 形成2種角色 分別是 管理員 具有系統(tǒng)的功能變更與維護權限及管理教師和學生等信息的用戶 考生角色 指參加考試的被測試用戶 其身份是由考生本人通過注冊生成 的 考試時 考生利用該身份登錄并參加考試 2 2 滿足多種考試題型的要求 滿足多種考試題型的要求 試卷中的題型除包括單項選擇題 多項選擇題 3 3 滿足考試功能的要求 滿足考試功能的要求 試題庫管理功能 通過試題庫管理功能建立與維護試題 以便在考試組卷 時進行抽題 另為需要具有試題分類查詢功能 考生登錄功能 在正式考試開考前 考生通過計算機登錄考試系統(tǒng) 考生 登錄時需用準考證號碼結合自定義的密碼進行身份認證 登錄后進行考試 考試時間控制功能 每場考試都有時間限制 在考生答卷時需要由計算機 自動倒計時 到時間后系統(tǒng)能夠自動終止考生答卷 并自動收卷 計算機閱卷評分功能 在考試交卷后 計算機能立即依據試題標準答案對 考生試卷客觀題進行評閱 并根據其正誤情況進行計分 成績管理功能 通過此功能能夠對各場考試的考生成績進行查詢 3 2 系統(tǒng)總體設計系統(tǒng)總體設計 3 2 1 系統(tǒng)的體系結構系統(tǒng)的體系結構 系統(tǒng)采用的三層結構模型 是新一代分布式計算方案設計的應用軟件體系結 構 其體系結構模型如圖 3 1 所示 河南大學軟件學院畢業(yè)設計 14 圖 3 1 系統(tǒng)體系結構圖 表示層位于學生工作站上 功能層位于 Web 服務器和應用程序服務器上 數 據層位于數據庫服務器上 這種結構有利于系統(tǒng)的負載平衡和系統(tǒng)的維護 同時 也保證了信息安全 在表示層上 它提供一組標準的界面來發(fā)布 編輯和接受數 據 并保持用戶界面的一致性和完整性 這一層中的客戶端代碼通過調用功能層 所封裝的事務處理接口來激活事務 在系統(tǒng)中用戶主要通過 IE 或 NETSCAPE 等 瀏覽器進行在線考試及網上的各種管理 它將用戶層單獨列出來 減少了系統(tǒng)的 藕合 每層的開發(fā)和維護相對來說都比較獨立 功能層集中了系統(tǒng)的事務邏輯處理 它對事務規(guī)則和過程進行封裝 使得每 個單獨的對象都有清楚的目的和作用 功能層構造事務對象的工作可以和構造表 示層的事務方案同時進行 而且形成了一組固定的事務對象后 可以說是建立了 一個特定的計算環(huán)境 以后再開發(fā)同一領域的新的事務解決方案時也許直接拿來 用就可以了 或者只需要做少量的改動 構建事務部件的工作是比較復雜的 需 要十分徹底地理解用戶的問題域 以及用戶事務的各個部件是如何同一個公共的 事務對象打交道的 比如在題庫系統(tǒng)中 很多事務都有查詢的要求 它們都要以 某種方式使用查詢信息 那么就有理由創(chuàng)建一個查詢代理對象 從而以某種方式 使用查詢信息 建立部件工作本身就可以構成一項工程 是把應用推向合理化 效率化的積極的一步 數據層為功能層提供服務 使功能層不必關心底層數據庫采用哪一種數據庫 基至數據庫內部數據的結構也可以改變 數據層的對象機制主要由數據庫管理系 統(tǒng)完成 包括數據表和存儲過程 觸發(fā)器等 數據層為功能層提供使用數據 使 這些數據獨立于功能層的決策規(guī)則 它可以是一個數據庫管理系統(tǒng) 也可以是另 外一個子系統(tǒng) 河南大學軟件學院畢業(yè)設計 15 3 2 2 系統(tǒng)的用例圖系統(tǒng)的用例圖 在線考試系統(tǒng)的主要目標是實現在線考試 圍繞這一中心任務 必須提供對 在線考試的全面支持和其它考務輔助功能 包括動態(tài)出卷 自動評卷 成績查詢 用戶信息管理 試題庫管理 成績管理等 整個系統(tǒng)的用戶有二類 考生和系統(tǒng) 管理員 這二類用戶的相關信息都被存儲在數據服務器中 稱之為合法用戶 他 們具有不同權限 考生登錄系統(tǒng)后 就可以在網絡考場參加正式考試 管理員教師是考試科目的創(chuàng)建者 考試的實施者 登錄系統(tǒng)后可以對題庫管 理 組卷管理 考試管理幾處進行操作 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 圖 3 2 學生用例圖 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 個 圖 3 3 管理員用例圖 3 2 3 在線考試的模塊流程 河南大學軟件學院畢業(yè)設計 16 在線考試是系統(tǒng)的核心模塊 其中包含選擇考試類型 答卷 交卷 自動評 卷 保存答案和保存成績等幾個模塊 它們之間的關系如圖 3 5 所示 圖 3 4 在線考試模塊流程圖 進入系統(tǒng)前進行身份驗證 通過后學生便可進入在線考試系統(tǒng) 另外 系統(tǒng) 還對考試時間進行控制 時間到了會要求考試者交卷 在抽取試卷 進行考試 交卷時都要進行身份驗證 考試者選擇將答卷提交后 由計算機自動評卷 自動 評卷成績即記入考試成績庫 以方便查分 3 3 系統(tǒng)詳細設計系統(tǒng)詳細設計 3 3 1 后臺總體架構介紹后臺總體架構介紹 考生或管理員輸入自己的用戶賬號 密碼 通過身份驗證后可以進入相應的 管理界面首頁 考生管理頁面分為在線考試 成績查詢 修改個人資料 退出系 統(tǒng) 4 個模塊 管理員管理頁面分為管理員信息管理 考生成績查詢 課程信息管 理 套題信息管理 考試題目管理 考生信息管理模塊 6 個模塊 在線考試模塊 羅列該考生可參加的考試 考生可選擇任一考試進入 開始 考試 若無主觀題則會在考試結束后由系統(tǒng)自動評分 成績查詢模塊 考生可對 自己參加過的考試進行成績查詢 修改個人資料模塊 考生可對本人信息進行修 改 管理員模塊 管理員信息管理模塊 管理員可對管理員進行添加 刪除 修改 考生信息管理模塊 管理員可對考生進行添加 刪除 修改 考生成績查詢 管理員可對考生成績進行查詢 課程信息管理 管理員可添加 刪除 修改課程 套題信息管理 管理員可添加 刪除 修改套題 考試題目管理 管理員可添加 修改 刪除題目 河南大學軟件學院畢業(yè)設計 17 3 3 2 身份驗證模塊身份驗證模塊 當用戶需要登錄的時候 需要有響應的頁面來實現這一功能 登錄界面是用 來支持用戶進行登錄功能操作的界面 當在界面中輸入考生的用戶名 密碼就可 以通過身份驗證進入該系統(tǒng) 登錄界面需要讓用戶輸入用戶名 密碼 如果是錯誤登錄信息造成的還要顯 示錯誤信息 否則 當信息輸入正確時 將用戶導入對應的操作界面首頁 用戶分為考生 管理員二種 每種用戶具有不同的權限 能完成不同的操作 學生用戶有參加考試和利用考試系統(tǒng)進行自測的權限 考生用戶的用戶名為該考 生的準考證號 因此本類用戶在數據庫庫中和自己的專業(yè)相聯(lián)系 以方便教師在 考試時整體添加專業(yè)考生 也方便考試結束以后很好的對每個專業(yè)的考試結果進 行察看 總結和分析 管理員具有對試題 試卷和成績管理的權限 進入系統(tǒng)后 進入管理員頁面 只有在管理員以專業(yè)為單位授權考試開始之后 考生用戶才能 進行考試 系統(tǒng)中管理員用戶不能自己注冊 都要由管理員來添加 以方便統(tǒng)一 的管理 用戶登錄和身份驗證功能模塊的設計流程如圖 3 6 所示 圖 3 5 戶登錄和身份驗證功能模塊設計流程圖 用戶登錄信息驗證界面是非常重要的一部分 它接收登錄表單提交的信息 并在用戶信息表里檢驗是否存在對應的用戶 和判斷用戶的類型以便獲得相應的 權限 河南大學軟件學院畢業(yè)設計 18 3 3 3 組卷模塊組卷模塊 系統(tǒng)為在線考試系統(tǒng) 因此在線考試將為本系統(tǒng)的關鍵 在線考試必須要為 考試提供一張題型 題量和分值分布都比較合理的試卷 提供試卷的功能就由組 卷模塊來完成實現 1 1 系統(tǒng)自動組卷系統(tǒng)自動組卷 教師生成新試卷是在線考試系統(tǒng)最重要的功能之一 本系統(tǒng)采用的方法是教 師先向系統(tǒng)提交想要生成試卷的各種條件信息 然后系統(tǒng)根據所提供的信息使用 自動組卷策略 本系統(tǒng)處理自動組卷總共需要 3 步操作 第一步 教師用戶填寫 并提交試卷的基本信息 第二步 教師用戶確認信息無誤后由系統(tǒng)隨機抽取試題 第三步 教師預覽試卷 當教師處理考試卷進行 3 步功能操作時需要有響應的頁 面來實現其功能 3 4 數據庫開發(fā)數據庫開發(fā) 大多數網絡應用系統(tǒng)都需要后臺數據庫的支持 在Windows操作系統(tǒng)中 Access和SQL Server是最常見的網絡后臺數據庫 在互聯(lián)網上 很多人出于價格 的考慮選擇Access數據庫 但是實現比較大的網絡應用系統(tǒng) 還是應該選擇 Oracle 本系統(tǒng)就是應用Oracle數據庫存儲數據 3 4 1 創(chuàng)建數據庫創(chuàng)建數據庫 在線考試系統(tǒng)采用了Oracle10g作為數據庫管理系統(tǒng) 先啟動 PL SQL 用 Scott用戶登錄 然后創(chuàng)建所需的表 在PL SQL中創(chuàng)建表可以使用以下2中方法 1 右鍵新建表 河南大學軟件學院畢業(yè)設計 19 圖 3 6 2 用pl sql技術創(chuàng)建 圖 3 7 3 4 2 數據表結構數據表結構 在線考試系統(tǒng)的數據庫中共包含11個數據表 管理員信息表 tb Manager 用來保存管理員信息 該表結構如3 1所示 表3 1 表tb Manager的結構 列名列名數據類型數據類型長度長度主鍵否主鍵否允許空允許空功能描述功能描述 NameVarchar230否否管理員賬號 PWDVarchar230否否管理員密碼 IDNumber6是否管理員ID 課程信息表 tb Lesson 用來保存課程信息 該表的結構如表3 3所示 河南大學軟件學院畢業(yè)設計 20 表3 2 表tb Lesson的結構 列名列名數據類型數據類型長度長度主鍵否主鍵否允許空允許空功能描述功能描述 IDnumber6是否課程編號 NameVarchar260否否課程名稱 JoinTimedate8否否加入時間 試題信息表 tb Questions 用來保存試題信息 該表的結構如表3 7所示 表3 3 表tb Questions的結構 列名列名數據類型數據類型長度長度主鍵否主鍵否允許空允許空功能描述功能描述 idNumber6是否試題編號 subjectVarchar250否否試題內容 typeVarchar26否否試題類型 jointimedate8否否試題加入時間 lessonidNumber6否否所屬課程號 optionAVarchar250否否選項1 optionBVarchar250否否選項2 optionCVarchar250否否選項3 optionDVarchar250否否選項4 answerVarchar250否是試題答案 noteVarchar210否是注釋 考生信息表 tb Student 用來保存考生信息 該表結構如表3 8所示 表3 4 表tb Student的結構 列名列名數據類型數據類型長度長度主鍵否主鍵否允許空允許空功能描述功能描述 IDVarchar216是否準考證號 NameVarchar220否是學生姓名 PWDVarchar220否是學生密碼 SexVarchar22否是性別 JoinTimedatetime8否是加入時間 professionVarchar230否否所屬專業(yè) cardnoVarchar218否否身份證號 questionVarchar230否否提示問題 answerVarchar230否否問題答案 河南大學軟件學院畢業(yè)設計 21 考生考試信息表 tb StuResult 用來保存考生考試信息 該表結構如3 9所示 表3 5 表tb StuResult的結構 列名列名數據類型數據類型長度長度主鍵否主鍵否允許空允許空功能描述功能描述 idnumber6是否試題結果編號 stuidVarchar216否否所屬考生編號 whichlessonVarchar260否否考試號 ressinglenumber6否否單選題成績 resmorenumber6否否多選題成績 restotalnumber6否否總成績 jointimedate8否否考試時間 試卷信息表 tb TaoTi 用來保存試卷信息 該表的結構如表3 10所示 表3 6 表tb TaoTi的結構 列名列名數據類型數據類型長度長度主鍵否主鍵否允許空允許空功能描述功能描述 IDnumber6是否試卷編號 NameVarchar250否否試卷名稱 LessonIDnumber6否否所屬課程號 JoinTimedatet8否否加入時間 3 5 小結小結 本章主要介紹了考試系統(tǒng)的設計工作 首先對系統(tǒng)的需求進行了分析 進行 了系統(tǒng)的可行性分析和功能分析 其次對系統(tǒng)的總體設計做了介紹 給出了系統(tǒng) 體系結構 用例圖和在線考試模塊流程 最后 介紹了系統(tǒng)的詳細設計 包括各 個模塊的流程圖 第四章第四章 系統(tǒng)實現系統(tǒng)實現 4 1 開發(fā)環(huán)境配置開發(fā)環(huán)境配置 本考試系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境如下 1 開發(fā)技術 Struts1技術 JDBC技術 2 開發(fā)工具 MyEclipse8 5 PL SQL8 0 河南大學軟件學院畢業(yè)設計 22 3 數據庫 Oracle10g 4 瀏覽器 IE瀏覽器 5 服務器操作系統(tǒng) 開發(fā)過程采用 Windows 7 Professional 操作系統(tǒng) 4 2 界面制作界面制作 這里介紹幾個主要界面 1 登錄頁面的運行結果如圖4 1所示 圖4 1 系統(tǒng)登錄頁面的運行結果 2 管理員頁面的運行結果如圖4 2所示 河南大學軟件學院畢業(yè)設計 23 圖4 2管理員頁面的運行結果 3 添加試題頁面的運行結果如圖4 3所示 圖4 3添加試題頁面的運行結果 4 課程信息管理頁面的運行結果如圖4 4所示 圖4 4 課程信息管理頁面的運行結果 5 管理員信息管理頁面的運行結果如圖4 5所示 河南大學軟件學院畢業(yè)設計 24 圖4 5 管理員信息管理頁面的運行結果 6 考生登錄頁面的運行結果如圖4 6所示 圖4 6 考生登錄頁面的運行結果 7 考生成績查詢頁面的運行結果如圖4 7所示 河南大學軟件學院畢業(yè)設計 25 圖4 7 考生成績查詢頁面的運行結果 8 個人信息頁面的運行結果如圖4 8所示 圖4 8 個人信息頁面的運行結果 9 考試頁面的運行結果如圖4 10所示 河南大學軟件學院畢業(yè)設計 26 圖4 9考試頁面的運行結果 4 3 程序編碼程序編碼 4 3 1 創(chuàng)建數據庫連接創(chuàng)建數據庫連接 由于本系統(tǒng)采用 oracle 數據庫存儲數據 所以使用以下代碼連接數據庫 private static String propFileName com connDB properties 指定資源文件保存的位置 private static Properties prop new Properties 創(chuàng)建并實例化 Properties對象的實例 Privatestatic String dbClassName oracle jdbc driver OracleDriver 定義保存數據庫驅動 的變量 private static String dbUrl jdbc oracle thin localhost 1521 orcl private static String dbUser scott private static String dbPwd tiger Class forName dbClassName newInstance 河南大學軟件學院畢業(yè)設計 27 conn DriverManager getConnection dbUrl dbUser dbPwd 4 3 2 隨機選題隨機選題 系統(tǒng)根據用戶設置的題型及課程自動為相應題型抽取相應數量的試題 public int randomGetQuestion int lessonID int questionsID 0 String sql SELECT taoTiID FROM SELECT distinct lessonID taoTiID from SELECT lessonId taoTiID FROM tb questions GROUP BY taoTiID lessonID type lessonTa