在线考试系统的设计与开发.docx
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在线考试系统的设计与开发
摘要
随着计算机技术的发展,考试的方式也在不断的变化着。
从最初的人工印刷试卷,到发考卷,然后收卷,然后改卷,然后发布成绩,整个流程相对的比较的复杂,而且涉及的人员较多,不容易协调。
到现在比较流行的是使用无纸化考试系统,每回考试只要使用软盘等等存储介质带题库下来,在计算机上安装一个考试客户端(甚至有些就直接使用windows内置的浏览器就可以了),就可以考试了。
采取这种方法,不知不觉中就减少了考试时间,降低了考试成本,减少了老师的工作。
而且一般情况下,该类考试系统都是使用随机组卷,电脑随机抽卷的,保证了公正性。
本论文就是以“在线考试系统”的开发为背景,论述了在线考试系统发展的历史及现状。
全文共分为系统调查、系统分析、功能设计、数据库设计、系统实现、总结、参考文献等。
本系统包括题库的维护维护、考生的考试模块、评分模块,而且老师和学生可以分别使用不同的用户名进行登录,具有不同的操作权限。
关键词:
在线考试;随机生成试卷;自动阅卷;公正;JSP
ABSTRAC
Along with computer technology development, test way also in unceasing change.
From initial test, the man-power prints the examination paper, to sends the examination paper, then receives the volume, then changes the volume, then issue result, entire
flow relative comparison complex, moreover involves the personnel are many, not easy to coordinate. Quite popular uses the paperless test system to the present, so long as each chapter of test uses the floppy disk and so on storage medium belt question banks to get down, installed a test client side on the computer (even some directly to use the browser which in windows set to be possiblemight) take a test.Adoptsthis method,
unconscious reduced the test time, reduced the test cost, reduced teacher's work. Moreover in the ordinary circumstances, this kind of test system all is the use along with the unit volume, the computer pulls out the volume stochastically, has guaranteed the
fairness.
The present paper is by the online test system; the development is a background, elaborated the onlinetest system development history and the present situation.
The full text altogether divides into the system investigation system analysis, functional design, database design, system realization summaries, referenceandsoon. This
article elaborated in detail the system analysis, the system design method and the content. This system including question bank maintenance maintenance, examinee's test module, grading module, moreover teacher and the student may use different user to carry on separately register, have the different operation jurisdiction.
Keywords:
Computertestsystem;Randomlygeneratedtestpaper;Automaticmarking;Justice;JSP
1概述
1.1选题背景
考试是教育中一个重要的环节。
考试的目的一是为了检查学生的知识掌握情况,二是为了提供教学分析的依据。
传统的考试由于涉及到诸多环节,考试时间周期长、效率低,同时人工阅卷等主观因素也影响到考试的公正性。
再加上随着计算机网络技术的飞速发展,现在很多国内外的大学和社会其他部门都已经开设了远程教育,通过计算机网络实现异地教育和培训。
现在,计算机硬件技术的发展已经达到了相当高的水平,在教育领域的应用也越来越广泛,在线考试系统也随之展现出越来越多的优越性。
将计算机技术应用于教育测量和评价的全过程中,即计算机辅助测试(ComputerAssistedTestCAT)已成为国外计算机教育和教育技术领域内的一个研究热点,它从评价内容、评价方法和评价形式等多方面发展了传统测评理论和实践,并且使对信息技术能力的测评更加容易。
20世纪60年代美国首先将电脑用于教育测量,如今已步入成熟应用阶段,而在国内这方面的研究才刚刚起步。
在我国,目前很多学校与社会上的各种考试依然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七个步骤,即人工出题、试卷硬刷、考场安排、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以及考试要求的不断提高,教室的工作量将会越来越大,并且其工作将是一件十分繁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。
随着计算机应用的迅猛发展,网络应用不断扩大,如远程教育和虚拟大学的出现等等,并且这些应用正逐步深入到千家万户。
人们迫切要求利用这些技术来进行在线考试,以减轻教室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正、客观,更加激发学生的学习兴趣。
开发本软件项目目的就是:
优化教学管理,减轻管理员工作负担、提高工作效率、优化学生考试的流程,增强参加考试学生的身份识别。
实施安全措施,确保考试的公正性。
1.2在线考试系统概述
此在线考试系统由用户注册登陆模块、考试模块、系统管理模块和论坛模块等模块组成。
其中系统管理模块是进行题目的添加、存储和删除,是系统运行的基础;查询子模块实现了对学生考试信息远程查询。
考试模块是客户端学生或管理员通过自己的姓名和学号以及密码登陆系统,进入界面时由系统按照出题管理员预先设置好的试卷结构从题库中抽取适合的题目,形成试卷。
学生可通过论坛了解交流一些个与考试相关的信息。
系统选用的开发软件是myeclipse和tomcat,后台数据库为MySQL。
本系统的开发采用结构化设计思想。
1.3系统开发环境
该系统数据存储量小、分析处理工作简单。
前台以Java为开发工具,使用JSP开发技术,以Tomcat作为Web服务器,在短时间内建立系统应用原型,对初始原型系统进行需求迭代,不断修正和改进,直到初可行的设计软件的界面和各个功能模块;后台使用SQLServer2008进行系统数据库的连接和管理,实现基于Intranet的数据输入和数据查询。
WindowsServer服务器操作系统,SQLServer数据库,TomcatWeb服务器三者之间具有良好的可兼容性,运行稳定。
三者的搭配使用能够保证系统长期稳定,高效运行。
系统的客户端在Windows平台下运行,服务器端可在Windows平台或UNIX平台下运行,可实现各操作点的信息共享,相互之间的信息传递要做到准确、快捷、顺畅;采用图形化的操作界面,对重点业务实施全天候动态监管;系统维护方便可靠,有较高的安全性,满足实时性、先进性和经济性的要求。
1.3.1JSP简介
JSP全名为javaserverpage,其根本是一个简化的Servlet设计,他实现了Html语法中的java扩张(以<%,%>形式)。
JSP与Servlet一样,是在服务器端执行的,通常返回给客户端的就是一个HTML文本,因此客户端只要有浏览器就能浏览。
Web服务器在遇到访问JSP网页的请求时,首先执行其中的程序段,然后将执行结果连同JSP文件中的HTML代码一起返回给客户端。
插入的Java程序段可以操作数据库、重新定向网页等,以实现建立动态网页所需要的功能。
JSP技术使用Java编程语言编写类XML的tags和scriptlets,来封装产生动态网页的处理逻辑。
网页还能通过tags和scriptlets访问存在于服务端的资源的应用逻辑。
JSP将网页逻辑与网页设计的显示分离,支持可重用的基于组件的设计,使基于Web的应用程序的开发变得迅速和容易。
JSP(JavaServerPages)是一种动态页面技术,它的主要目的是将表示逻辑从Servlet中分离出来。
1.3.2系统开发的语言环境
Java是一种简单的,面向对象的,分布式的,解释型的,健壮安全的,结构中立的,可移植的,性能优异、多线程的动态语言。
Java平台由Java虚拟机(JavaVirtualMachine)和Java应用编程接口(ApplicationProgrammingInterface、简称API)构成。
Java应用编程接口为Java应用提供了一个独立于操作系统的标准接口,可分为基本部分和扩展部分。
在硬件或操作系统平台上安装一个Java平台之后,Java应用程序就可运行。
现在Java平台已经嵌入了几乎所有的操作系统。
这样Java程序可以只编译一次,就可以在各种系统中运行,其固有的特性保证了它是一种高效、安全、灵活、面向对象的现代程序设计语言。
从最普通的应用到大规模的商业开发,Java推动了信息时代的飞速发展。
2系统规划与分析
2.1需求分析
通过调查,要求系统具有以下功能:
表2-1系统功能
功能
具体描述
可使用此功能的系统角色
登录系统
用户输入用户名、密码和权限(学生或管理员),通过系统认证,可登录系统。
学生、管理员
在线考试
系统根据学生设定的考试科目、题量和时间,抽取试题。
学生作答完毕或到达考试结束时间后,系统自动完成阅卷,并反馈相关信息。
学生
试题管理
添加、更改、删除、查看试题。
管理员
生成试卷
系统根据管理员设定的考试科目、题型和题量,自动或手动生成一份试卷,并配有对应该试卷的一份标准答案。
管理员
申请、激活试卷
根据特定的考试科目,申请,然后激活相应要进行考试的试卷。
管理员
成绩查询
考试完毕管理员可以查询学生成绩
学生,管理员
论坛
学生或管理员等可对考试相关信息进行留言反馈
学生、管理员
系统管理
对系统进行整体维护与管理
管理员
2.2可行性分析
2.2.1经济上的可行性
目前基本上判卷还是完全采用纯人工方式完成,进行报表制作,对数据进行综合分析等,因此耗用工时较多,且效率低下。
而当采用计算机进行管理时,不但可以为企业节省大量的人力物力,而且效率要比手工高得多,还可以让人力资源得到充分的利用。
由此可见,开发此系统在经济上的是完全可行的。
2.2.2技术上的可行性
从目前市场上数据库开发、管理软件来看,对于比较简单的中小型数据库,微软公司的MicrosoftSQLServer2008是实际应用中较为成功是一种解决方案。
它是数据库的优秀软件,是面向对象的可视化编程,同时它提高了多库操作命令和函数,具有很强的数据处理能力。
包括数据存储、分类、汇总、检索等。
同时应用JSP的技术开发管理信息系统,可以得心应手,事半功倍,它为用户提供了Windows所一贯坚持的非常友好、操作简单的用户界面、完善而强大的数据操作功能,通过JSP与SQL语句的结合对数据库进行更为复杂的操作。
结合本项目实际,判卷水平和复杂程度相对来说还是可以分析清楚的,经系统分析,可以设计出符合实际需求、易于理解、易于操作、易于维护的数据库和操作系统。
对于JSP来说,对数量较少的表和其间关系进行比较简单的操作正是其擅长的功能,无论是查询、统计,都能顺利完成。
因此,开发实施本系统,从软件的角度看,是可行的。
开发本系统所使用的软件对于计算机硬件有一定的要求,JSP对计算机的内存、外存(主要是硬盘的容量)都有要求,这样才能是系统正常运行,基本要求是:
设计环境为WINXP/WIN7,应用程序要求8MBRAM。
从目前市场上流行的硬件水平来看,这种要求水平是完全可以达到的。
所以在硬件方面,本系统也是可行的。
2.2.3操作上的可行性
在线考试系统以计算机为操作工具,按照理论考试的流程,把考试的理论试题保持在数据库中,通过计算机可很方便的查询使用所需要的数据,而且这些操作全部有系统内部完成。
考生和系统管理员通过系统的特定界面,输入相应的数据便可完成操作。
作为在线考试系统考生登录后可以进入考试界面,不需要参加培训。
在规定时间内做完题目就可以提交,提交后就可以查看成绩和正确答案。
2.3系统业务流程分析
2.3.1管理员业务流程图
对该系统业务流程进行分析之后得出,管理员业务流程是这样的:
首先登陆,对试题进行管理,如查看、增加、删除、修改试题等,然后对学生成绩进行管理,如添加、修改、删除、查看成绩等。
详细的管理员业务流程如下图所示:
图2-1管理员业务流程图
2.3.2学生业务流程分析
对该系统业务流程进行分析后得出,学生业务流程是这样的:
首先注册,然后登陆开始答题,之后还可以查看成绩或在论坛上留言。
详细的学生业务流程如下图所示:
图2-2学生业务流程图
2.4系统数据流程分析
2.4.1系统顶层流程图
顶层图是将系统高度抽象与概括而得到的,是由一个处理功能所构成系统。
图中描述了系统总的处理功能及系统的外部环境—向系统提供数据的外部实体和输入数据流的名称、接受系统输出数据流的外部实体和输出数据流的名称。
图2-3顶层数据流程图
2.4.2一级细化数据流程图
一级细化DFD是对顶层图中的处理功能的分解与细化,是从整体到部分的细化,划分的是子系统。
将顶层图的功能分解为几个主要功能后就得到一级细化的数据流程图。
细化的过程可以按照系统的业务功能进行划分也可以按照输入、处理、输出进行划分。
图2-4一级细化数据流程图
2.5数据字典
数据字典是关于数据的信息集合,也就是对数据流程图中包含所有元素定义的集合。
是关于数据库中数据的描述,它的作用是在软件分析和设计过程中为有关人员提供关于数据描述信息的查询,以保证数据的一致性。
2.5.1主要数据项描述
数据项用来描述实体的某种属性。
系统中数据元素的个数很多,为了便于以后的查询,因此需要为每一个数据元素给出一个唯一的编号。
数据字典中数据项包括:
①数据项的名称、编号和简述;②数据项的长度;③数据项的取值范围,具体如下:
(1)学生用户名数据项描述
表2-2学生用户名数据项的描述
数据项编号
I01-01
数据项名称
学生用户名
简述
学生用来登录系统的用户名
类型及宽度
字符型,10位
(2)管理员编号数据项描述
表2-3管理员编号数据项的描述
数据项编号
I01-02
数据项名称
管理员编号
简述
管理员用来登录系统的编号
类型及宽度
数字型,4位
(3)学生密码数据项描述
表2-4学生密码数据项的描述
数据项编号
I01-03
数据项名称
学生密码
简述
学生用来登录系统的密码
类型及宽度
数字型,6位
2.5.2主要数据结构描述
数据结构描述数据项之间的关系,可由若干数据项、数据结构或数据与数据结构组成。
数据元素在系统中的传送总是以满足某种应用的要求逻辑组合在一起,一般情况下这种组合不必再分,可直接引用。
(1)试卷表数据结构描述
表2-5试卷表数据结构的描述
数据结构编号
S02-01
数据结构名称
试卷表
简述
各科试卷基本信息
数据结构组成
试卷标题+课程编号+试卷包含题目数量+判断题数量+选择题数量+试卷满分+判断题分值+选择题分值+考试时间
(2)成绩表数据结构描述
表2-6成绩表数据结构的描述
数据结构编号
S02-02
数据结构名称
成绩表
简述
考生考试成绩
数据结构组成
考生编号+试卷编号+分数+考试时间
(3)考试科目数据结构描述
表2-7考试科目数据结构的描述
数据结构编号
S02-03
数据结构名称
考试科目
简述
试卷科目信息
数据结构组成
课程编号+课程名+加入时间
2.5.3主要数据流描述
数据流由一个或一组固定的数据项组成。
可以是一个已定义的数据结构,也可以由若干数据元素、简单的数据结构和复杂的数据结构组成。
该指标是本系统中的一个重要参数。
系统中主要的数据流见表3-5。
(1)学生信息数据流描述
表2-8学生信息数据流的描述
数据流编号
D03-01
数据流名称
1
简述
学生信息
数据流来源
学生基本信息和访问权限
数据流去向
管理员将编码整理后的学生信息存入数据库
数据项组成
学生编号+用户名+密码+访问权限
(2)试卷信息数据流描述
表2-9试卷信息数据流的描述
数据流编号
D03-02
数据流名称
2
简述
试卷详细信息
数据流来源
教师出题
数据流去向
为试卷提供题目
数据项组成
试卷编号+题目类型+题目编号+分值
(3)留言信息数据流描述
表2-10留言信息数据流的描述
数据流编号
D03-03
数据流名称
3
简述
论坛留言
数据流来源
学生留言
数据流去向
为管理员提供信息
数据项组成
学生编号+留言标题+留言内容+留言日期
2.5.4主要数据存储描述
数据存储在数据字典中,只描述数据的逻辑存储结构,不涉及它的物理组织,主要描述它所表示的数据结构和输入、输出数据流。
下表对系统中主要的数据存储进行了描述:
(1)留言信息数据存储描述
表2-11留言信息数据存储的描述
数据存储编号
P04-01
数据存储名称
留言信息
数据存储组成
学生编号+学生用户名+留言内容+留言时间+
管理员回复
关键字
学生编号+留言内容
(2)成绩单数据存储描述
表2-12成绩单数据存储的描述
数据存储编号
P04-02
数据存储名称
成绩单信息
数据存储组成
准考证号+课程号+成绩+考试时间
关键字
准考证号+成绩
2.5.5主要处理逻辑描述
处理逻辑表示对数据的变换,表示系统能做什么;输入和输出则分别描述与处理逻辑相关的数据流或者相关的数据存储;处理频率用于描述处理的次数。
下表选取本系统中两个典型的处理逻辑进行了描述,具体如下:
(1)用户处理逻辑描述
表2-13用户处理逻辑的描述
处理逻辑号
L05-01
处理逻辑名称
用户
简述
验证用户身份
输入的数据流
登录信息来源:
外部实体“管理员”、“学生”
处理描述
根据资料的内容判断是否通过审核,如果通过审核则该资料被标注为已通过,没有通过审核就被标注为未通过。
输出的数据流
已通过审核资料
处理频率
按请求次数处理
(2)学生选择考试科目处理逻辑描述
表2-14学生选择考试科目处理逻辑的描述
处理逻辑号
L05-02
处理逻辑名称
学生选择考试科目
简述
学生从可选择的考试科目中选出要参加的考试科目
输入的数据流
供选择的考试科目来源:
外部实体“学生”
处理描述
学生都可以从供选择的考试科目中选出自己要参加的考试,选择时要保证所选的科目在考试时间内
输出的数据流
所选考试科目的试卷
处理频率
按请求次数处理
3在线考试系统设计
3.1系统的平台设计
平台设计一般分为硬件配置和软件配置。
建议配置如下表所示:
表3-1系统的平台设计的建议配置
硬
件
配
置
处理器
2.8GHz的CPU,拥有800MHz前端总线和2MB二级缓存
内存
拥有4个DIMM槽,支持具备ECC功能的DDR2内存
支持双路交叉存取技术,标配512MBDDR2ECC内存,可扩展至8GB
硬盘
采用SCSI采用高速、稳定、安全的SCSI接口硬盘
内置电源
ATX或是SSI作为电源机箱电源,最好带有冗余电源
外置电源
后备时间达7分钟,允许130%过载、切换时间小于10ms的后备式不间断电源(UPS)
软件配置
操作系统
WindowsXP或Windows7
数据库
SQLServer2008
Web服务器
Tomcat7.0
3.2系统功能结构设计
此系统的大致功能和性能要求:
在线考试系统由用户注册登陆模块、考试模块、系统管理模块和坛模块等模块组成。
其中系统管理模块是进行题目的添加、存储和删除,是系统运行的基础;查询子模块实现了对学生考试信息远程查询。
考试模块是客户端学生或管理员通过自己的姓名和学号以及密码登陆系统,进入界面时由系统按照出题管理员预先设置好的试卷结构从题库中抽取适合的题目,形成试卷。
学生可通过论坛了解交流一些个与考试相关的信息。
(1)登录模块:
当考生登录到考试系统窗体时,首先要求输入考生的学号和姓名并按下确认,进行身份验证,如果没有通过的原因。
返回原因可能为:
学号与姓名不相配,或者是已经参加过考试,或者是某种原因,你已经处于考试状态。
管理员登陆成功后就可以对考生信息等内容进行管理。
(2)注册模块:
当未注册考生参加考试时,需要先注册,注册后方可考试。
(3)在线考试模块:
考生选择考试科目后,选择试题编号进入到答题界面,界面会提示考生剩余时间与已利用时间,答题完毕交卷(时间未做完将强制交卷)后,系统自动核对答案,并计算分数,接着考生就可以查询成绩了。
(4)题库管理模块:
题库管理包括判断题管理、选择题管理。
管理员可以通过题库管理对各种类型的试题进行添加、删除、修改及查询。
(5)成绩管理模块:
管理员登录后可以查看所有考生的成绩,如果有考生作弊可以将其成绩记为0分。
(6)用户信息管理模块:
主要对考生信息进行查询、删除,对错误的信息可以进行改正。
(7)论坛模块:
考生进入后,可以留言,把遇到的问题反馈给管理员;管理员进入后可以看到所有留言,并可以回复。
图3-1学生功能结构图
图3-2教师功能结构图
图3-3管理员功能结构图
系统功能结构图,是对系统功能的一个宏观分析,是指为了实现目标,系统所必须具有的各种功能,或者说系统必须具备的完成某项
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