信管0911网上考试系统.docx
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信管0911网上考试系统
摘要
随着网络技术在我国的迅速发展，远程教育和校园信息化建设己经成为网络应用一个新热点。
网上考试系统作为网络教育支持平台中十分重要的组成部分，是网络教育教学反馈、质量评估的有效手段，同时也对传统考试提出了巨大的挑战。
本文分析了考试流程，采用B/S软件体系结构，运用ASP动态网页语言、Java及SQLServer2000数据库等相关软件技术，实现了试题库、智能组卷、在线考试、自动阅卷等功能，主要优势体现在出题方便快捷、阅卷准确快速、成绩分析科学直观。
本文论述了考试系统的研究意义、应用前景和主要研究内容，并对系统中用到的理论知识和相关技术进行了详细的阐述，包括建模工具、开发工具、体系结构、数据库设计、自动组卷算法、试题的评估等。
重点介绍了网上考试系统的设计与实现，包括研究背景、系统分析、数据库设计、系统实现、系统运行和调试。
该系统由用户管理、题库管理、自动组卷、在线考试、自动阅卷、综合查询、试题评估等功能模块组成，具有六个特点：
一是实现题库数字化。
将试题输入计算机，利用数据库技术对试题库进行管理，便于实现试题的保存、分类、检索和制作试卷。
二是随机自动生成试卷。
按照教师制定的组卷策略随机生成试卷，提高了出卷效率和质量。
同时避免考前的试题泄密，确保考试公正合理。
三是题库适时更新。
教师可以根据对考试结果的评估和分析，或者根据考试对象，对试题库进行增加、删除、修改、更新，增强了题库的生命力。
四是有效保存考试数据。
考生的试卷、考试成绩都存储于数据库中，方便评阅试卷，提高判卷的准确度，使考试过程规范化。
五是便利快捷。
计算机考试系统提供了方便的考试环境，既节省了印刷试卷的成本，又减轻了教师改卷的负担。
网上考试系统为课程学习、个性化学习提供了灵活、方便、科学的检测手段，通过程序设计课程考试，结果表明该系统达到了预期的设计目标。
关键字：
网上考试ASP在线考试数字化
1绪论
1.1选题背景
网络化教育代表了教育改革的一个发展方向，已经成为现代教育的一个特征，并对教育发展形成新的推动力。
随着网络技术迅速发展和广泛普及，建立在其上的远程教育成为现代教育技术未来发展方向之一，在线测试作为远程教育的一个子系统也成为一个重要的研究领域。
现代远程教育作为一种新的教学手段已经开始进入我们的生活，正在给传统教育模式带来新的变革。
网络技术的发展使得考试的技术手段和载体发生了革命性的变化，网络的开放性、分布性特点和基于互联网的巨大的计算能力使得考试突破了时间和空间的限制。
基于网络的考试系统正成为人们的研究热点之一，与传统考试模式相比，网上考试具有无可比拟的优越性，它可以将传统考试过程中试卷组织、审定印制、传送收集、登记发放、评判归档各个环节缩小到一至两个环节，几乎屏蔽了所有人工直接干预考试活动的可能性，不但能够节约大量时间、人力、物力与财力，而且还可以大幅度提高考试成绩的客观性和公正性。
网上考试系统课题产生背景是当今教育信息化的趋势及我国高校教育信息化系统的建设；目的是充分利用学校现有的计算机软、硬件资源和网络资源实现无纸化考试以避免传统手工考试的不足。
与传统考试模式相比，网上考试渗入了更多的技术环节，对实现安全性的途径、方法也提出了更高的技术要求。
通过网络来实现网上考试，是现代教育技术的一个具体实现，具有很重要的现实意义。
可以实现教考分离以及考务工作的全自动化管理，可以有效利用校园网的软硬件资源，使其发挥最大效力，更好的为学校的教学、科研、管理服务，可以大规模的实行考试，实现考试的客观、公证性，自动化组卷、阅卷可以减轻教师的工作强度。
传统考试要求老师收集资料、出试卷、印试卷、安排考试、监考、收集试卷、评改试卷、讲评试卷和分析试卷。
这是一个漫长而复杂的过程，已经越来越不适应现代教学的需要。
网络考试系统是传统考场的延伸，它可以利用网络的无限广阔空间，随时随地的对学生进行考试，加上Web数据库技术的利用，大大简化了传统考试的过程。
本文研究了基于Web考试系统的设计与实现，包括系统需求分析和系统功能设计以及数据库设计。
重点阐述了用户管理模块、用户权限管理模块、题库管理模块、试卷管理模块、信息发布管理模块、用户操作日志记录模块和专家答疑模块的设计。
特别是在题库管理模块中对自动组卷功能常用的算法（包括随机选取法、回溯试探法和遗传算法）进行了比较。
对于较流行的存储加密、防SQL注入过滤、模糊检索、验证码技术也给出了具体实现。
1.2国内外网上考试系统现状与发展趋势
随着计算机应用的迅猛发展，网络应用不断扩大，现在很多国外的大学和社会其他部门都已经支持了网上考试。
人们迫切要求利用这些技术来进行网上在线考试，以减轻教师的工作负担及提高工作效率，与此同时也提高了考试的质量，从而使考试更趋于公证、客观，更加激发学生的学习兴趣。
目前许多国际著名的计算机公司所举办的各种认证考试绝大部分采用这种方式。
在我国，虽然网上考试已经蓬勃地发展起来，但是目前学校与社会上的各种考试大都采用传统的考试方式，在此方式下，组织一次考试至少要经过五个步骤，即人工出题、考生考试、人工阅卷、成绩评估和试卷分析。
显然，随着考试类型的不断增加及考试要求的不断提高，教师的工作量将会越来越大，并且其工作将是一件十分烦琐和非常容易出错的事情，可以说传统的考试方式已经不能适应现代考试的需要。
网上考试系统是建立在网络上的应用系统，客户端的配置可以是极为简单，使考试不受地域的局限。
1.3本系统设计路线
目前，网络应用软件的模式主要有二类：
C/S模式，B/S模式。
前者主要的缺点是维护、升级较麻烦，后者是近几年伴随网络迅速发展起来的一种技术，它与客户机/服务器方式类似，客户端是一个标准的浏览器，服务器端是WebServer，而WebServer与数据库和应用服务器的紧密结合，使得这种模式的应用范围不断扩大，它已不仅仅用于网上查询，有很多部门的业务系统、企业的MIS系统纷纷采用这种模式，它的主要优点是便于扩充应用、升级维护更简便。
利用网络和数据库技术，结合目前硬件价格普遍下跌与宽带网大力建设的有利优势，应用ASP（ActiveServerPage）技术，开发了基于Web的B/S模式的网络考试系统。
它运用方便、操作简单，效率很高。
现阶段虽只实现了试卷的客观题部分，但已具有多用户同时在线考试、动态随机出题、时间控制、自动阅卷，试题管理、修改试题库、用户管理、章节管理、用户权限管理、用户日志管理等重要功能，也就是说实现了真正的无纸化考试，满足任何授权的考生随时随地考试并迅速获得成绩，同时也大大减轻了教师出题和阅卷等繁重的工作量。
基于上述考虑，整个考试系统采用B/S的二层体系结构比较合适，服务器端采用MicrosoftSQLServer数据库系统和ASP组件来构成考试的应用服务系统；客户端采用浏览器来完成考试全过程，同时可进行远程系统维护和管理。
Web服务器接受请求，通过应用程序服务器执行一个ASP程序，从而实现与客户机进行信息资源的交互。
数据库服务器用来存储管理信息系统中所用到的各种数据。
系统的客户端只需要一个浏览器即可。
相关人员通过浏览器来增加、修改、删除数据，对信息进行管理。
2系统实现关键技术
本网上考试系统设计遵循软件工程的基本原则，经过可行性分析、需求分析、数据库分析与设计、系统实现、系统测试等几个阶段。
系统实现的关键技术包括Web技术、ASP技术、数据库技术、页面布局显示技术，以及试卷的生成与评估的算法等。
下面对涉及的技术和相关理论作一个概述。
2.1Web技术
Web技术的迅猛发展，使全人类都能共享Web上的各类资源，包括功能强大的计算资源、海量信息的数据库资源、多媒体信息资源、软件工具资源等，这些使得任何人能在任何时间、任何地点和任何设备上获得所需要的信息资源和服务。
Web技术多在远程教育、电子商务、电子政务、办公自动化、信息家电等方面应用，功能强大，应用范围广。
Web是一个无集中控制、无统一结构、无完整性约束、无事务管理、无标准查询语言和数据模型、可无限扩充的一个松散的分布式信息系统。
Web是在TCP/IP、Mime、Hypertext等技术之上发展起来的，并在此基础之上，开发了HTTP、HTML、URL等技术，但其核心是HTTP。
从本质上讲是各种技术的集成与综合应用，它以TCP/IP协议为基础，使用HTML描述网络的资源，通过超文本（Hypertext）、超媒体（Hypermedia）技术实现超级链接，无论文本、图形，还是动画、声音都能通过文挡中的链接连接到服务器上的其它文档或其它站点，使客户以用交互方式快速地搜索所需要的资料，通过表单供用户填写并通过服务器应用程序提交给数据库等。
2.2ASP技术简介
随着计算机及网络技术的飞速发展，Internet应用在全球范围内日益普及，在众多的网络服务中，Web给人耳目一新的感觉，而在这其中，ASP技术则因为可以进行复杂的数据库操作、很强的交互性以及方便用户控制管理且简便易学而备受青睐，成为当前相当热门的网络开发技术。
ASP是服务器端脚本编程环境。
使用ASP可以交互HTML页、脚本命令和ActiveX组件组合起来，创建动态的、交互的Web网页和基于Web的功能强大的应用程序。
ASP（ActiveServerPages）是微软公司推出的一种用以取代CGI（CommonGatewayInterface）的技术。
简单讲，ASP是位于服务器端的脚本运行环境，通过这种环境，用户可以创建和运行动态的、交互式的Web应用程序，如交互式的动态网页，包括使用html表单收集和处理信息、上传与下载文件等。
ASP内含于IIS（MicrosoftInternetInformationServer）3.0和4.0之中。
有了ASP就不必担心客户浏览器是否能运行你所编写的代码，因为所有的程序都将在服务器执行，包括所有嵌在普通html中的脚本程序。
当程序执行完毕后，服务器仅将执行的结果返回客户浏览器，这样就减轻了客户浏览器的负担，大大提高了信息交互速度。
2.3数据库技术简介
本系统采用的是微软公司的SQLServer2000。
原因如下：
第一，SQLServer与Windows2000Server服务器紧密集成，而Windows2000Server服务器具有很好的安全性，能够排除所有XX的非法用户的访问，确保了SQLServer2000服务器的安全性，符合系统对安全性的要求；第二，用户可以使用Web浏览器查询存储在SQLServer2000数据库中的数据，符合系统远程访问数据库的要求。
第三，容量庞大，每个数据库中可创建多达20万个数据表，数据表中的记录的行数只受服务器硬盘空间的限制，符合系统的考题数目较多的要求。
2.4ASP访问Web数据库原理
ASP是一个服务器的脚本环境，内嵌在HTML页面中的脚本程序在这里运行并建立Web服务器应用程序。
在ASP脚本中可以通过三种方式访问数据库：
传统的IDC（InternetDatabaseConnector）、ADO（ActiveXDataObject）和RDS（RemoteDataServer）。
其中ADO是ASP内置的数据库存取组件，各种脚本和语言均可调用它实现对数据库的直接访问，并利用相应的数据接口显示查询结果。
ADO拥有强大的活力，它是位于ODBC和OLEDB之上的高性能数据库操作接口，提供了开放的数据操作对象模型，允许开发人员使用任何语言和统一的编程模式操作各种与ODBC和OLEDB兼容的数据库，如MicrosoftAccess、FoxPro、MicrosoftSQLServer、Oracle等。
ADO简单易行、应用广泛使之成为ASP访问数据库所采用的最佳选择。
这种对数据库的访问方式是由InternetInformationServer来完成的。
Java是一种简单的，跨平台的，面向对象的，分布式的，解释的，健壮的安全的，结构的中立的，可移植的，性能很优异的多线程的，动态的语言。
Java的特点平台无关性、安全性、面向对象、分布式、健壮性等。
3系统需求分析
3.1系统功能需求分析
网上考试系统的基本功能是使用计算机来代替人工完成考试中需要完成的一系列任务，达到考试智能化。
为了保证系统能够长期、安全、稳定、可靠、高效的运行，系统应该满足以下的性能需求：
首先，采用开放、动态的系统架构，将传统的考试模式与先进的网络应用相结合。
在考试之前建立有关学科的试题库，并设置考试参数和信息。
其次，由于考试是面向特定的某些对象，所以考生进入系统应该进行身份验证。
考生进入考试系统后，应该能根据自己的需要选择考试科目，所以该系统还应具有考试科目选择的功能。
在线考试与一般的单机考试是不同的。
鉴于考试环境为机房，考试者之间的距离很近，为了在线考试的规范性，对于每个应试者来说，试卷的题型和题量都应是相同的，但试题并不相同。
在线考试基于网络环境，试卷应该从服务器的试题库随机抽取试题后动态生成的。
网上考试系统在题型方面应该具有多样性，但由于技术问题，此次开发的网上考试系统在内容方面，还存在提醒单一等问题。
系统还应该对考试时间进行控制，时间到了会要求考试者交卷。
考试者选择提交后，应该由计算机自动判卷，并将成绩保存。
考试完毕后，可以返回登录界或继续考试。
考试系统还应当根据考试情况对试题区分度、难度进行评估，以及试卷信度的分析。
此外，应该能够方便、快捷的对在线考试系统管理，此外，用户还应能进行远程注册。
根据以上分析和考试流程，本系统至少应该具有以下功能或目标：
（1）用户管理：
可以对教师、学生用户增加、编辑、删除。
（2）授权管理：
可以对教师用户授予不同的操作权限。
（3）试题库管理：
对各题型的管理，试题的录入、编辑、删除等。
（4）试题参数设置：
知识范围、题型、数量、分值等。
（5）试卷生成：
可以指定试卷的各题型的数量，从试题库里随机抽取试题生成一份考卷。
（6）在线考试：
系统严格控制整个考试过程，实现实时监控与状态的控制，考生需要在限定的考试时间内交卷。
（7）计算机自动阅卷：
能够自动对考生的客观题部分进行评分，主观题部分则由阅卷教师阅卷后将其成绩手工输入，最后计算机生成每个考生的成绩，并将结果保存于考生成绩数据库。
（8）在线考试系统应该具备友好、简洁的操作界面，安全性要高，稳定性要强，能够满足多人以上同时及进行在线考试。
4系统可行性分析
该系统的可行性分析包括以下几个方面的内容：
（1）经济可行性：
主要是对项目的经济效益进行评价，本系统作为一个学年设计，无需卡发经费，对于我系在经济上是完全可以接受的，并且本系统实施后可以显著提高考试效率，有助于学院完全实现网络化管理，所以本系统在经济上是可行的。
（2）技术上的可行性：
技术上的可行性分析主要分析技术条件能否顺利完成开发工作，软硬件能否满足开发者的需要等。
该管理系统采用了当前新兴的B/S模式进行开发，结合了网络技术。
数据库服务器选择了微软公司的SQLServer，它能够处理大量数据，同时保持数据的完整性并提高许多高级管理功能，它的灵活性、安全性和易用性为数据库编程提供了良好的条件。
因此，系统的软件开发平台已经成熟可行，硬件方面，科技飞速发展的今天，硬件更新的速度越来越快，容量越来越大，可靠性越来越高，价格越来越低，其硬件平台完全能满足此系统的需要。
综上所述，此系统开发目标已经明确，在技术上和经济上都可行，并且投入少、见效快。
因此此系统的开发是完全可行的。
5系统分析
（1）业务流程图
业务流程图是业务处理的基本流向，本系统的流程图大概如下：
（2）数据流程图
图例说明：
处理过程数据存储外部实体数据流向
数据流图是全面描述系统逻辑模型的工具，它抽象概括地把系统中各种业务处理过程联系起来。
画网上考试系统数据流图，首先我们画出系统的顶层图，以保证对整个系统的概况有一个整体的了解。
其顶层数据流图如下：
顶层图只是粗略地给出了系统的数据流情况，按照由粗到细、逐层细化的原则对系统的各个模块进行深入的分析，在顶层数据流图的基础上自顶向下地继续分解，得到了底层数据流图，更好的把“网上考试系统”中各个模块的具体数据流处理细节表现出来。
网上考试系统包括学生子系统和教师子系统，学生子系统中包括学生登录、在线考试、成绩查询，教师子系统中包括教师登陆、试题管理、教师授权、成绩查询、维护题库。
由此，顶层图可以展开成下图：
（3）数据字典
数据字典的作用是给数据流程图上的每个成分以定义和说明。
工资管理系统的数据流程图加上数据字典，能给出一个具有详细的、具体的文字内容和图形的系统逻辑模型，形成一个完整的说明。
1．数据项定义
数据项是不可再分的数据单位。
系统管理模块所涉及的数据项如下：
2．数据结构定义
数据结构反映数据之间的组合关系。
系统管理模块所涉及的数据结构条目如下：
3．数据流定义
数据流是数据结构在系统内传输的径。
系统管理模块所涉及的数据流定义如下：
4．数据存储定义
数据存储是数据结构停留或保存的地方，也是数据流的来源和去向之一。
系统管理模块所涉及的数据存储定义如下：
5．处理过程
具体的处理过程的说明。
该人事管理系统中所涉及的处理过程的说明如下：
6系统设计
（1）系统功能模块设计
1.系统总体结构
本系统整体上分为应用层、管理层和后台数据库。
首先是应用层，即学生子系统，包括考生登录、在线考试、成绩查询等。
其次是管理层，即教师子系统，包括教师登陆、维护题库、教师授权、成绩查询等，提供应用层调用的方法和类。
最后是数据库，为整个系统提供数据服务。
系统采用的层次关系如图所示。
该网上考试系统的总体流程如下图：
2.系统模块设计
网上考试系统系统功能模块
各子系统功能模块如下图所示：
3.功能描述
该网上考试系统可以在Web网络上运行，开发工具采用ASP语言、Java语言、SQLServer数据库开发。
其工作流程为：
考生或教师登录通过权限判断，考生不可浏览和修改考试题库，拥有系统提供的教师资格才可以操作后台题库，可以进行题库的添加、修改和删除的操作。
系统的主要功能特点有：
（2）数据库设计
1.数据库需求分析
数据库的设计是指对于一个给定的应用环境，构造最有效的数据库模式，建立数据及应用系统，实质能够有效地存储数据，满足用户的需求，数据库设计是在数据库管理系统支持下进行的。
根据数据流程图,可以列出以下数据项和数据结构:
2．实体之间的E–R模型
得到上面的数据项和数据结构以后,就可以设计出能够满足用户需求的各种实体,以及它们之间的关系,为后面的逻辑结构设计打下基础。
这些实体包含各种具体信息,通过相互之间的作用形成数据的流动。
根据上面的设计规出的实体有:
实体与实体之间的E-R模型如图所示：
3．数据库逻辑结构设计
7系统详细设计
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