在线考试系统的设计与实现论文.docx
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在线考试系统的设计与实现论文
中文题目：
《数据库原理》课程在线考试系统的设计与实现
外文题目：
thedesignandimplementationoftheonlineexaminationsystemforthecourseofdatabaseprinciple
毕业设计（论文）共72页（其中：
外文文献与译文15页）
完成日期年月答辩日期年月
摘要
如今，计算机网络技术日益成熟和校园网的普与,为在线考试提供了良好基础。
利用计算机以与网络技术实现考试的信息化,具有传统考试不可比的优点。
因此开发适应信息时代的在线考试系统是有必要的。
面对目前形势,设计出基于B/S结构在线考试系统。
此在线考试系统分别采用Windows7、MySQL作为服务器端操作系统、后台数据库开发工具；系统体系结构采用B/S结构；MYECLIPSE为B/S模块应用程序开发工具。
实现教师出卷、学生考试、教师组卷、教师阅卷、分配教师阅卷等功能。
在设计中，使用目前流行的Ajax技术,提高客户机和服务器间数据交换效率以与灵活性。
在本系统的开发中，还使用了例如XML、JavaScript等技术。
本系统基于Internet/Intranet,将考试工作自动化和信息化结合为一体,来达到系统设计的基本目标和满足校外，对考试信息共享、利用的要求。
关键词：
在线考试；MySQL；jsp
ABSTRACT
Nowadays,thepopularizationofcomputernetworktechnologyisincreasinglymatureandcampusnetwork,provideagoodfoundationforonlineexam.Usingthecomputerandnetworktechnologytorealizethetestinformation,possessestheadvantagesoftraditionalexamthannot.Sotodeveloptheonlineexaminationsystemoftheinformationageisnecessary.
Inthefaceofthecurrentsituation,designtheonlineexaminationsystembasedonB/Sstructure.TheonlineexaminationsystemwithWindows7,MySQLastheserveroperatingsystem,backgrounddatabasedevelopmenttools;ThesystemarchitectureadoptsB/Sstructure;MYECLIPSEapplicationdevelopmenttoolsforB/Smodule.Toachievevolume,exam,teachergroupvolume,teachersmarking,distribution,marking,etc.Inthedesign,theuseofcurrentlypopularAjaxtechnology,improvetheefficiencyofdataexchangebetweentheclientandtheserver,andflexibility.Inthedevelopmentofthissystem,andUSESthetechnologyofsuchasXML,JavaScript,etc.ThissystembasedonInternet/Intranet,combineexaminationforautomationandinformationtechnologyasawhole,toachievethebasicpurposeofsystemdesignandmeetface-to-face,ontherequirementofinformationsharingandutilizationofexam.
Keywords：
Theonlinetest；MYSQL；jsp
前言
随着人们对信息管理和运用的需求的日益迫切与和信息技术的飞速发展，信息系统的整合和运用在生活的各个方面都得到广泛深入的使用。
在线考试系统是非常典型的集管理信息系统和网络编程技。
但是，随着学校管理工作容、对象等不断的变化，复杂麻烦的手工操作以与一般的计算机软件已不能满足考试的需要了。
使用先进的管理信息系统对学生息资源和试题资源进行科学的和系统打的管理己成为高校考试系统发展趋势了。
如今，几乎所有学校的各个部门都已建立了针对日常工作的信息管理系统。
如财务管理信息系统、教务系统、科研管理信息系统、图书检索信息系统等。
而这些系统在很大的程度上都提高了这儿些部门的工作效率、管理水平。
但对于在线考试系统来说，还是比较缺乏完善的、系统化的信息管理的。
正是因为认识到了在线考试系统在学校信息化中的重要地位，所以，才需要用先进的系统开发工具以与技术来实现管理工作信息化的、科学化的管理，真正的做到“充分利用现有的资源和信息”，开发出来对现有信息充分整合和操作，并减少不必要的和繁杂的手工操作，提高办公的效率，有助于加快教育体制改革进程。
所以，建设一个功能完善的、操作简单的在线考试系统迫在眉睫。
1项目概述
1.1研究背景
而今的这个信息化的时代，Internet、计算机网络都扮演着特别重要的角色，世界各领域的信息管理的模式都正在被信息化改变着。
而作为选拔人才的工具--考试，它的模式也面临着变革的挑战。
现代化在线考试系统被迫切需要，一场难以也表的变革马上就要来临。
只有使用信息化管理手段、计算机才可能实现考试的方便化、标准化和制度化。
学校只有采用了在线考试系统，才可以跟上教育发展的需求。
此在线考试系统是一个面向考试的通用的系统，它特别好的把物业考试的各个环节整合到一起，是一个将考试与当今计算机技术联合的体现。
目前在我国大多学校没使用在线系统，基本上考试还处于传统状态，使教师不但劳动强度大还工作效率低。
因此一个好的在线考试系统的推出顺应了时代需要。
1.2研究现状
从目前网络教学系统技术实现的形式和方法来看，大致可分为两种教学模式。
一种是以视频会议系统为主的实时在线式网络教学，它是通过传输音频和视频，将在空间上分离的教师和学生联结在一起，进行实时的、可视的交互式教学，另一种是基于Web技术的非实时自主式网络教学，它是使用先进的交互式Web技术将教学资源组织到相关的Web页面，存放在Web服务器上以B/S方式提供互动的教学服务，比如课件下载、在线交流等。
而大多数在线学习的课程都是以公开课的形式存在，或者是在线培训的那种，大多数的都不可以进行在线考试，也没有考试相关。
正是由于网络技术在考试方面的缺席，为我们研究此在线考试技术提供了空间。
国外比较流行的信息管理系统的平台模式在大体上分为两种：
客户机/服务器（Client/Server，简称C/S）模式还有Web浏览器/服务器（Browser/Server,简称B/S）模式。
然而我国近几年的计算机的普与度升高，对信息管理系统的需求加大到一定量。
C/S模式数据安全性比较差，分布功能也比较弱，并不能够实现快速部署、安装还有配置。
因此，而今国外信息管理系统正在从C/S结构转向B/S结构。
而本课题正是采用基于浏览器/服务端（B/S）和Java语言开发的在线考试系统。
1.3系统结构与研究容和功能描述
在线考试系统结构如下：
图1-1在线考试系统结构图
Fig.1-1Onlineexaminationsystemstructurediagram
研究容：
本设计主要是完成《数据库原理》课程在线考试系统的设计与实现，本系统包括两个角色：
学生和老师。
教师登录后，具有系统管理权限，系统管理主要是对学生的管理，录入学生信息，为学生分配账号和密码；教师还要维护题库，维护题库主要包括向题库中录入试题或导入试题和相应试题的答案，对题库的更新，即增加新的试题与相应的答案那些过时的题可以删除。
对于所有参加考试的学生，教师要为其批阅试卷，主要是主观题的批阅；批阅完试卷后教师要统计其成绩，将学生成绩汇总，成绩汇总包括对本次考试成绩的汇总和近几次考试成绩的汇总。
学生在老师分配账号和密码后，可以登录本系统，参加老师安排的统一考试，早考试规定时间答卷，如果超过时限，则只能选择提交试卷，不再可以答题；每次参加考试后都会有相应的考试成绩，由老师批阅后给出，学生通过本系统在线查看。
功能描述
基本信息管理模块：
分为教师信息管理、班级管理和学生信息管理。
教师信息管理主要是教师自己对自己信息的修改，主要是修改密码，也可以增加教师用户数或者删除现有教师。
班级管理主要是对教师所带班级的管理，在本系统中主要是为了后面的安排考试和统计学生成绩，主要包括对班级的增加和删除。
学生信息管理主要是添加学生或者删除学生。
添加学生时，只需为其分配账号和密码，而删除啊学生时，就需要删除其所有的信息，比如成绩记录、考试记录。
试题管理模块：
分为题库维护和题型管理。
题库维护主要是对新考题与其答案的录入和教师已经不用的试题与其答案的删除。
提醒管理主要是新题型的添加或旧题型的删除。
考试管理模块：
分为安排考试、试卷管理、学生考试、批阅试卷和成绩统计。
教师安排学生考试前，先要确定参加考试的班级，然后选择好试卷，试卷是从题库中生成，教师只需告诉系统试卷中的题型与相应的数量，则系统会按照教师的要求生成一份试卷，与此同时系统必须记录教师安排考试所用的试卷，以备日后有需要。
学生考试主要是教师安排考试后，学生要按教师的要求参加考试，按系统要求完成考试。
在学生结束考试后，教师要批阅学生试卷，主要是对试卷上主观题的批阅，客观题由系统自动批阅。
统计成绩主要是在学生提交完试卷后，教师开始批阅试卷时，系统自动完成对试卷客观题的评分，在教师批阅完主观题给出分数后，系统将自动统计该试卷总分。
查询统计模块：
分为学生成绩统计、学生查询成绩和教师查询成绩。
教师每次安排学生考试后要给出学生成绩，则也需要统计学生成绩。
可以统计本次成绩给出学生排名，也可以统计教师指定的近几次学生考试的成绩，将成绩汇总，更清晰的看到学生成绩的进退。
教师在统计完学生的成绩后，保留记录，可以在任何需要的时候查询所有学生或者指定学生的所有成绩。
学生查询成绩主要在考试后，教师给完成绩后查询本次成绩或者在老师汇总成绩后，查询汇总成绩，知道自己在过去几次考试中的表现。
1.4业务流程描述
业务流程图是用来描述系统业务流程最好的工具，它可以让系统分析人员与管理人员的交流更便利、直观。
业务流程图--描述系统业务流程处理，自开始到结束的一整个过程非结构化图形的工具。
表1-1业务流程图符号说明
Tab.1-1Serviceflowchartsymbolexplanation
符号含义
符号
说明
实体/外部项
数据
处理/加工
业务流
库存数据
文档
用来表示实体，圈写明实体名称。
用来表示输入抑或输出的数据等，框写明其名称。
用来表示业务处理，框子写明处理的名称。
用来表示信息或处理的流向。
用来存储试题和试卷
用来存放各种信息
系统业务流程图如图1-2所示:
图1-2试题管理子系统业务流程图
Fig.1-2Systemoperationalflowchart
1.5本系统存在的问题和薄弱环节分析
经过过对本系统考察,我得出这个系统存在的问题、薄弱环节有如下几个方面：
（1）收集得到的信息被分散到各个部门，没有得到合理、充分利用。
（2）在线考试系统页面不太美观。
视图效果会影响操作者心态，导致工作效率的下降。
（3）系统的安全性不太强。
2可行性分析
2.1技术可行性
本系统基于Web技术，采用B/S结构，用Java语言编写，面向对象，采用的主要技术是JavaServelet、JavaBean、JavaScript、JSP，主要用到的工具是Myeclipse10和MySQL。
Jdbc提供各种关系数据库的统一接口，可以为多种关系数据库提供统一访问。
JavaScript对前台的一些操作进行验证，增加用户与浏览器的交互，增加用户在使用网页应用的时候的体验。
JSP用户通过浏览器向服务器发送页面请求，服务器加载并执行相应的JSP页面，接收用户的请求，并将处理结果发送给浏览器。
这些技术在大学期间学习过，基本掌握，再加上导师的指导，可按期完成毕设。
可见本在线考试系统技术上可行。
2.2操作可行性
在线考试系统是为学校考试开发的。
因为本在线考试系统设计界面简易，明了。
只要做出了详细使用说明，师生仅仅需要拥有一点基本的计算机的操作能力，就能得心应手的使用本在线考试系统了。
可见本在线考试系统在操作上可行。
2.3经济可行性
本在线考试系统对软、硬件的要求都不是太高，学校无需装一个专门的客户端软件。
仅是需要通过Web浏览器就已经可访问本在线系统了。
可见在经济上也可行。
3需求分析
3.1总体目标
在线考试系统服务于现代化考试，改变考试停留于现场的状况，解放考试所需的人力物力，给教师和考生减少压力，是考试更便捷。
3.2具体目标
本设计主要是完成《数据库原理》课程在线考试系统的设计与实现，本系统包括两个角色：
学生和老师。
教师登录后，具有系统管理权限，系统管理主要是对学生的管理，录入学生信息，为学生分配账号和密码；教师还要维护题库，维护题库主要包括向题库中录入试题或导入试题和相应试题的答案，对题库的更新，即增加新的试题与相应的答案那些过时的题可以删除。
对于所有参加考试的学生，教师要为其批阅试卷，主要是主观题的批阅；批阅完试卷后教师要统计其成绩，将学生成绩汇总，成绩汇总包括对本次考试成绩的汇总和近几次考试成绩的汇总。
学生在老师分配账号和密码后，可以登录本系统，参加老师安排的统一考试，早考试规定时间答卷，如果超过时限，则只能选择提交试卷，不再可以答题；每次参加考试后都会有相应的考试成绩，由老师批阅后给出，学生通过本系统在线查看。
3.3系统功能建模
3.3.1系统数据流程图
DFD是数据流程图的简称。
数据流程图是用以描述目标系统逻辑结构的。
DFD由实体，处理，数据存储，数据流四个部分组成。
为让数据流图描述的逻辑结构更让人明了，易读，故将数据流图作如下说明：
表3-1数据流程图符号说明
Tab.3-1Flowdiagramofthedatamarkexplanation
名称
符号
说明
外部实体
系统之外的，但是却又和系统有联系地人或者事物。
数据处理
对数据地逻辑进行处理，也就是数据的变换的过程。
数据存储
通过文件夹，数据文件等的存储数据。
数据流
表示流动地数据，也就是处理功能的输入与输出。
该系统的数据流图如下：
图3-1在线考试系统顶层数据流图
Fig.3-1Topleveldataflowchartoftheonlineexaminationsystem
图3-2在线考试系统一层数据流图
Fig.3-1Onlineexaminationsystemalayerofdataflowchart
图3-1在线考试系统二层数据流图
Fig.3-1Onlineexaminationsystemtwolayerdataflowchart
3.3.2数据字典
数据字典就是对数据流图的说明和解释，容包括：
（1）数据流定义
数据流名：
正确登陆信息
组成：
教师用户名+教师密码
来源：
教师
去处：
P1.2,P1.3
数据流的结构：
教师登陆信息={教师用户名+教师密码}
简述：
教师进入考试系统中的身份
注释：
教师凭用户名和密码登陆系统
（2）数据存储定义
文件名：
题库编号：
D1
数据存储结构：
编号+章节+试题描述+答案+科目+分值
主关键字：
编号
相关的处理：
P1.2，P1.5，P1.6
文件名：
试卷库编号：
D2
数据存储结构：
编号+试卷描述+科目
主关键字：
编号
相关的处理：
P1.4，P1.5，P1.6
（3）数据处理数据字典
名称：
试卷信息维护
输入：
正确登陆信息，修改试卷信息，查看试卷信息
输出：
删除试卷信息，修改试卷信息，查看试卷信息，试卷信息
处理逻辑：
对试题进行删除、修改等操作
简要说明：
对生成的试卷与试卷的删除、修改等进行操作
名称：
随机抽题
输入：
试题信息
输出：
新增试卷信息
处理逻辑：
将生成的试卷存储在试卷库中
简要说明：
自动生成试卷：
教师先确定所需的考题类型的数目，如：
单项选择20，再点击生成就会自动的生成一份所需试卷。
名称：
手动抽题
输入：
试题信息
输出：
新增试卷信息
处理逻辑：
将生成的试卷存储在试卷库中
简要说明：
手动生成试卷：
试卷生成教师选择一个考试科目，在试卷中手动的添加试题，与可以批量的添加也可以一道一道添加。
名称：
题库管理
输入：
正确登陆信息，修改试题信息，查看试卷信息
输出：
新增试题信息，删除试题信息，修改试题信息，试题信息
处理逻辑：
试题信息存储在试题库中
简要说明：
以手动的方式将试题添加到题库，并对现有试题进行删除、修改、查询等操作
（4）外部实体的数据字典
名称：
教师
简述：
教师可以对试题与试卷进行增加、修改等操作
输出数据流：
登陆信息
输入数据流：
试题信息，试卷信息
3.4系统数据模型
用于建立系统数据模型的主要的工具就是是实体—关联图，又叫E—R图。
它提供了表示实体类型、属性和联系的方法，用来描述现实世界的概念模型。
作图步骤如下:
⑴确定所有的实体集合。
⑵选择实体集应该包含的属性。
⑶确定实体集间的联系。
⑷确定实体集的关键字，并用下划线在属性上来表明关键字的属性组合。
⑸确定联系的类型，在用线把表示联系的菱形框联系到实体集时，要在线旁注明是1或者n表示联系的类型。
表3-2E-R图符号约定
Tab.3-2E-Rchartmarkagreement
符号含义
符号
说明
实体
属性
联系
线段
表示实体集
表示属性
表示联系集
将属性连接到实体集或将实体集连接到联系集
物业信息系统综合E-R图如下图3-4所示。
图3-4在线考试系统综合E-R图
Fig.3-4OnlineexaminationsystemE-Rchart
以下给出上面E-R图的实体属性：
表3-3实体与其属性表
Tab.3-3TableofEntityanditsproperty
实体名称属性
学生id，学号，密码，名字，性别、、、备注、班级
老师id，工号，密码，名字，性别，、、备注、班级
班级id，班级编号，班级名称，老师
试题类型id，编号，名称，分值
题库id，题目编号，类型编号，题目，答案，正确答案
试卷生产id，编号，名称，分值，时间
阅卷id，分值，编号
成绩id，试卷id，学生id，分值
表3-4实体间联系与其属性表
Tab3-4TableofEntityrelationanditsproperty
联系名称属性
维护题库ID，题库信息
题型管理ID，题型信息
试卷生产ID，试卷信息
审阅试卷ID，答题信息
学生管理ID，学生信息
班级管理ID，班级信息
参加考试ID，答题信息
4概要设计
4.1体系结构设计
椐据以上的需求分析，可得到在线系统功能树：
在线考试系统功能结构图4-1所示。
图4-1在线考试系统功能结构图
Fig.4-1Onlineexaminationsystemfunctionstructure
4.2接口设计
4.2.1外部接口
1．用户界面
时界面应操作简单，才能让用户容易使用。
因此做好css样式表单。
（1）对于用户来说，是易于理解和容易使用的。
（2）用户界面要适合于软件的功能。
（3）要有防错的处理。
（4）一定要满足用户业务流程。
（5）合理的布局、适合的颜色图案，版面也要清晰简洁。
在线考试系统的用户界面应该作到简单、可靠、易学习使用。
2．软件接口
WEB服务器TOMCAT6.0可用中间件JAVABEAN对后台数据库MySQL进行所有访问。
数据库运用了MySQL。
数据库不但要提供数据存储和查询，更需发挥它的自动作业功能。
MySQL是一多线程，多用户的强壮的数据库服务器。
将Tomcat和MySQL组合，是很流行的服务器。
TOMCAT服务器是SUN公司JSDK基础上发展出的一优秀的SERVLET/JSP容器。
它是APACHE-JSKARTA软件组织的一子项目。
它不仅支持运行SERVLET与JSP，还具备作为商业JAVAWEB应用容器的一些特征。
作为一个用来开放源码软件，TOMCAT拥有开放源码人们的广泛支持。
它可和目前绝大部分的主流服务器结合在一起工作，而且可靠、运行稳定、效率高。
3．硬件接口
在输入方面，鼠标和键盘的输入，对输入可进行处理。
在输出方面，对打印机进行连接和使用，在网络硬件部分和网络传输部分，为实现高速传输，用了快速以太网。
4.2.2部接口
在部接口方面，各个模块间用超、表单提交的方式来进行信息的传递。
各个模块可通过引用类包来调用相应类中的办法和接口函数来完成数据库连接、查询、添加、删除和修改操作。
4.3代码设计
4.3.1代码设计原则
代码设计是处理对象的代号或表示符号，其主要目的是方便计算机排序、检索、查找等处理。
代码设计的关键是方便用户，满足业务的要求。
（1）唯一确定性原则：
仅代表唯一的实体，分类时通常选取事物的最稳定的本质属性作为分类的基础和依据。
（2）最小长度与可扩充性原则。
（3）标准化原则：
代码的编制尽量标准化，尽量参照国家和行业标准。
（4）便于计算机处理与便于记忆的原则。
（5）合理性：
指代码结构要合理，尽量反映编码对象的特征，使代码具有分类标识作用。
（6）稳定性：
应预留足够的位置，以适应环境的变化,避免经常修改代码。
（7）可识别性：
短适宜、不用易混淆的字符，空格不能用于代码。
4.4数据库设计
数据库设计运用了MySQL，充分的发挥了数据库的综合管理功能，设计时充分考虑了数据库的设计规（采用了3NF设计）；利用数据库的各种约束手段，如：
关系约束、主键约束、规则和自定义数据类型约束等；充分利用数据库的事务处理机制来提高数据的批量处理和同步更新；利用视图设计原则，使数据库设计更符合面向对象思想和方便的数据提取操作；利用触发器机制保证了数据库的完整同步更新；利用存储过程加速了数据的处理能力。
4.4.1数据库设计原则
（1）数据的共享性。
（2）数据独立性。
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