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刘秦琦论文
辽宁地质工程职业学院
毕业(论文)设计
系专业级班
设计题目:
题库管理系统的设计与实现
姓名:
刘秦琦
学号:
2008131021
摘要
针对当今现有的题库系统不完善的现状,本文设计了基于java语言的题库管理系统。
本系统实现了用户(管理员,教师)对试题的管理和操作,最后可以生成试卷:
由用户自定义生成试卷或者由系统生成、用户挑选试卷两种试卷生成方式。
该系统的主要功能包括系统管理、题库管理、试卷管理、用户管理、公告管理等功能。
其中核心部分是题库管理与试卷管理。
本系统的基本内容如下:
利用该系统,用户可以建立一个包含不同教师,不同专业、不同题型试题的试题数据库;为了对系统实施更有效的管理,我们提供了管理员角色;为了对题库实施有效的管理,系统提供了对试卷和题库的编辑、添加、删除功能,方便教师对题库的管理。
此外,还添加了公告管理的功能,使得教师能及时了解学校的公告信息状况以及考试安排情况,教师能有时间去准备好试题。
本论文主要介绍了系统的分析、设计、开发和测试的全部过程。
运用数据流图,ER图,程序流程图等对系统的设计过程进行详细的说明。
本系统采用B/S开发模式,开发工具选择JAVA、JSP、JavaScript、Html语言,采用Tomcat服务器技术,后台数据库选用SQLServer2000。
关键词:
JSP,JAVA,题库管理系统,B/S模式
目录
摘要1
目录2
第1章绪论4
1.1课题研究的背景及意义4
1.2国内外现状5
1.3本文的主要工作5
1.4本文的组织结构6
第2章开发技术综述7
2.1开发技术介绍7
2.1.1B/S模式及其优势7
2.1.2Web应用程序开发环境—JSP技术7
2.1.3Tomcat应用服务器8
2.1.4SQLServer20009
2.2数据访问接口10
第3章可行性分析11
3.1可行性研究的前提11
3.2可行性分析11
3.2.1经济可行性11
3.2.2技术可行性12
3.3现有的系统分析12
3.4本系统的特点13
3.5可能存在的风险13
3.5.1基数风险13
3.5.2工程风险13
3.6本章小结13
第4章需求分析14
4.1问题分析14
4.2方案选择14
4.3系统实现目标14
4.4功能性需求描述15
4.4.1管理员模块15
4.4.2教师模块18
4.5本章小结19
第5章系统总体设计20
5.1系统设计指导思想20
5.2系统层次模块图20
5.3系统流程图20
5.4功能模块设计21
5.4.1登录模块21
5.4.2系统管理模块22
5.4.3用户管理模块22
5.4.4公告管理模块23
5.4.5题库管理模块24
5.4.6试卷管理模块26
5.5数据库设计27
5.5.1管理员信息表27
5.5.2系别信息表28
5.5.3科目信息表28
5.5.4试卷属性表28
5.5.5问题属性表29
5.5.6问题库表29
5.6本章小结30
第6章系统实现31
6.1开发环境配置31
6.2开发环境设置31
6.3系统实现过程32
6.4本章小结36
第7章系统测试37
7.1测试目标37
7.2测试背景37
7.3功能测试37
7.4本章小结40
第8章结论41
8.1本文工作总结41
8.2进一步展望41
参考文献0
第1章绪论
1.1课题研究的背景及意义
随着当今计算机技术的飞速发展,使其在越来越多的领域中被使用,计算机辅助教育作为一门新兴的学科,在我国也得到了广泛的重视。
现代信息技术在教育领域的广泛应用,对传统教育带来的深刻变革是前所未有的。
题库系统就是随着现代化教学的发展应运而生的,它是教育和教学活动的前言阵地,是其他各类课程建设信息系统的基础和根本,是教育测试的有力工具,凭借它可以使教师便捷地对试卷库中的试题进行管理;按要求轻松地命题多份试卷以及对试卷质量做综合评价。
利用计算机进行考试题库的管理是计算机辅助教学的一个重要分支和重要环节,它已成为院校教学改革的重要内容。
题库的计算机化管理,不仅对题库进行科学、系统和定量的管理,且可成为评测学生学习效果、提高教学质量的有效辅助工具,是学校教学管理部门和教研室实现教考分离的重要工具[1]。
随着现代教学改革的深入和计算机信息管理的飞速发展,题库管理系统已经逐渐成为评估教师教学质量和检查学生学习质量的重要工具。
考试是各教学环节中重要的一个环节,命题是考试这一教学环节的关键,考试命题的科学化、规范化、标准化,有利于提高教学质量。
一般的试卷是由教师依据本课程内容精选出来,这样所出的试卷无任何随机性,而是凭借教师的意识决定,无客观性而言,也许所出试题会以偏概全.而试题库系统采用完善可靠地管理系统,自动选取难度等级、各章节知识点、题型、范围等,不仅可以提高命题质量和水平,还可以将教师从烦琐地出考卷工作中解脱出来,真正实现教考分离,加强对教学过程的检查与控制.利用计算机对试题库进行管理有着许多的优点,如:
检索迅速、查找方便、可靠性高、保密性好、存储量大、成本低等。
通过一个试题库管理系统,每个教师能将自己多年的教学心得结构化地保存在系统中,不再容易忘记;系统自带的试题浏览功能帮助用户及时的对数据库进行维护升级;出卷评分系统能高速的产生最有价值的试卷和对用户自己的知识掌握情况做出客观的评估。
题库管理是学校一项重要工作,无论是哪个学校都要进行其题库管理的工作。
计算机管理题库档案、日常办公、实现无纸化办公、分析题库现状通过强大的查询和索检高效的索检出数据,提高办事效率。
目前市面上流行的教学系统不少。
但是,对于具体的教学科目来说,不需要太大型的数据库系统。
只需要一个操作方便,功能实用,能满足学科教学的管理及需求的系统。
我们的目标就是在于开发一个功能实用、操作方便,简单明了的题库管理系统[2]。
1.2国内外现状
随着计算机及网络技术、人工智能技术、多媒体技术和虚拟现实技术在教育领域中不断应用,Internet向着宽带、多媒体化方向的发展,使得信息量很大的远程教育成为可能。
作为学生与教师之间信息交互重要手段的考试也是成为教育实施中的一个重要环节,通过对国内外计算机题库系统的研究发现,目前存在的题库系统大都不便于维护和升级更新,这不仅仅是我国的计算机题库系统如此,国外有很多的题库系统也是这样,这些题库系统在功能的实现上比较繁琐,可集成性和可重用性差,很难适应目前这种考试形式及类型的多样性。
在国外,以美国为代表的一些发达国家由于其经济发展水平很高,带动了科学技术的高速发展,这些科学技术中也包括了计算机技术的日趋完善。
因此,很早以前,这些国家就开始研究题库系统用来上机考试,并取得了一定的成果,使得其题库系统的开发技术在国际上还是处于领先的地位[3]。
我国利用计算机上机考试起步较晚,主要是受社会发展水平的限制和国内计算机技术普及程度的制约。
但是,随着计算机广泛的进入学校和家庭,利用计算机进行上机出题考试的技术日趋成熟,利用计算机进行上机出题和考试的人们也越来越多。
在我国的大部分地区,各门学科基本采用的是笔试形式,自主设计考试内容、测试和评阅,考试方式比较传统。
为此在全国教育考试科研工作“十五”规划中,明确要求教育考试的科研工作要在教育评价体系中发挥重要作用,在考试研究领域创造出与我国教育事业蓬勃发展相适应的成果,以全面提高教育考试质量,推进考试事业的发展。
国家在中小学教育中已经开展了建立题库的工作,大学英语四、六级考试(CET)都采用计算机抽题出卷的方式进行测验。
并且,随着各种网校和在线教育的兴起,也出现了更多的计算机网上考试。
一些大规模高校的部分计算机学科,特别是计算机基础学科也在制作和试用在线考试系统进行无纸化考试。
1.3本文的主要工作
开发题库管理系统主要是为了建立一个统一的题库,并对其用计算机进行管理,使教师出题高效、快捷。其开发主要包括后台数据库的建立、维护以及前端应用程序的开发两个方面。
对于前者要求建立起数据一致性和完整性强、数据安全性好的库,而对于后者则要求应用程序功能完备,使用方便、灵活等特点。系统凭其强大的功能、方便多用的数据库应用程序,减轻了开发的复杂性,增加了使用的方便性,正是为了能够帮助教师轻松的出一份高质量的试卷。
本系统包括系统管理、用户管理、公告管理、题库管理、试卷管理等功能。
本文对于题库系统的系统分析,设计和开发进行了较为详细的论述。
对系统进行了系统分析,明确了系统的可行性和客户需求;对数据库进行了设计,论述了该系统数据库的结构和数据库安全性措施;运用数据流图,ER图,程序流程图等对系统的设计过程进行详细的说明;根据模块化原理,按照功能将系统分为了几大功能模块:
系统管理、用户管理、公告管理、题库管理、试卷管理等功能模块,并对各部分功能进行了分析;采用结构化程序设计的思想,提出系统尤其是数据报表打印子系统的程序设计思路;最后,对于本系统的测试和安装进行了分析。
1.4本文的组织结构
本文的组织结构如下:
第2章相关技术介绍,包括当前的一些开发技术的介绍。
第3章可行性分析,从技术可行性和经济可行性的角度分析了本系统是否可行,以及对当今现有的其他的题库系统和本系统做了对比,分析出本系统的优势,存在的不足以及可能存在的风险。
第4章需求分析,针对系统的实现目标、功能性需求描述等方面进行需求分析,利用用例建模分析了系统的功能需求,并且根据实际情况补充了部分需求,提出了非功能性需求。
第5章对系统进行总体设计,介绍了系统的设计原则、然后对系统的体系结构及主要功能模块进行分析;最后对数据库做出了详细的设计。
第6章系统实现,对系统的环境配置和设置做了说明,对系统实现的结果做了分析和概述。
第7章介绍系统测试,利用工具进行测试的情况,并对出现的异常情况进行分析。
第8章结论,总结全文,并说明下一步研究的方向,展望未来前景。
第2章开发技术综述
2.1开发技术介绍
题库系统采用B/S开发模式,开发工具选择JAVA、JSP、JavaScript、Html语言,采用Tomcat服务器技术,后台数据库选用SQLServer2000。
2.1.1B/S模式及其优势
伴随着Internet的迅速发展,计算机技术正在由基于C/S(Client/Server)模式的应用系统转变为基于B/S(Browser/Server)模式的应用系统。
过去,网络软件的开发都采用C/S(client)模式,在这种模式下,主要的业务逻辑都集中于客户端程序,因此,必然导致以下问题:
首先,系统安装、调试、维护和升级困难。
由于客户端的硬件配置可能存在差异,软件环境也可能各不相同,因此,在安装时,必须对每一个客户端分别进行配置,同样,在软件升级时也要对客户端分别处理。
其次,在整个系统中,业务逻辑和用户界面都集中到了客户端,必然会增加安全隐患。
正是由于以上C/S模式的客户端程序在部署和维护时面临的问题,人们逐渐接受了基于浏览器(Brower)/服务器(Server)结构的系统,即B/S模式。
在此模式中,最核心的一点就是用通用的浏览器取代了原来的客户端程序。
B/S模式虽然只对C/S模式做了少许变动,但带来了巨大的好处:
首先,应用程序在部署、升级、维护时,只需要在服务器端进行配置就可以了。
这就节省了很大的开销,因为不必要对每一个客户端分别进行配置来进行安装,软件升级,调试。
其次,所有的配置工作都集中在服务器端,提高了系统的安全性。
虽然B/S模式带来了很大的好处,但由于在客户端能够利用的编程对象仅仅是浏览器,因此,原来在C/S模式下很容易实现的一些客户端功能,在B/S模式下,却变得很难实现甚至无法实现。
尽管如此,B/S模式仍是目前很多应用系统的首选模式[4]。
2.1.2Web应用程序开发环境—JSP技术
JSP的全称是JavaServerPages,它是SUN推出的一种动态网页技术标准。
它在传统的静态页面文件(*.html,*.htm)中加入JAVA程序片段和JSP标记,就构成了JSP页面。
JSP页面由HTML代码和嵌入其中的Java代码所组成。
服务器在页面被客户端请求以后对这些Java代码进行处理,然后将生成的HTML页面返回给客户端的浏览器。
JavaServlet是JSP的技术基础,而且大型的Web应用程序的开发需要JavaServlet和JSP配合才能完成。
JSP与JavaServlet一样,是在服务器端执行的,通常返回该客户端的就是一个HTML文本,因此客户端只要有浏览器就能浏览。
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。
JSP将网页逻辑与网页设计和显示分离,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具备了Java技术的简单易用,完全的面向对象,具有平台无关性且安全可靠,主要面向因特网的所有特点。
此外JSP能够跨平台:
JSP支持绝大部分平台,包括现在非常流行的LINUX系统,应用非常广泛的Apache服务器也提供了支持JSP的服务。
JSP具有以下的优点:
(1).一次编写,到处运行。
在这一点上Java比PHP更出色,除了系统之外,代码不需要做任何更改。
(2).系统的多平台支持。
基本上可以在所有平台上的任意环境中开发,在任意环境中进行系统部署,在任意环境中扩展。
相比ASP/PHP的局限性是显而易见的。
(3).强大的可伸缩性。
从只有一个小的Jar文件就可以运行Servlet/JSP,到由多台服务器进行集群和负载均衡,到多台Application进行事务处理,消息处理,一台服务器到无数台服务器,Java显示了一个巨大的生命力。
(4).多样化和功能强大的开发工具支持。
这一点与ASP很像,Java已经有了许多非常优秀的开发工具,而且许多可以免费得到,并且其中许多已经可以顺利的运行于多种平台之下[5]。
2.1.3Tomcat应用服务器
目前支持JSP的应用服务器是较多的,Tomcat是其中较为流行的一个Web服务器,被JavaWorld杂志的编辑选为2001年度最具创新的java产品,可见其在业界的地位。
Tomcat是一个免费的开源的Servlet容器,在Tomcat中,应用程序的部署很简单,你只需将你的WAR放到Tomcat的webapps目录下,Tomcat会自动检测到这个文件,并将其解压。
你在浏览器中访问这个应用的Jsp时,通常第一次会很慢,因为Tomcat要将Jsp转化为Servlet文件,然后编译。
编译以后,访问将会很快。
另外Tomcat也提供了一个应用:
manager,访问这个应用需要用户名和密码,用户名和密码存储在一个xml文件中。
通过这个应用,辅助于Ftp,你可以在远程通过Web部署和撤销应用。
当然本地也可以。
Tomcat很受广大程序员的喜欢,因为它运行时占用的系统资源小,扩展性好,能够支持负载平衡与邮件服务等开发应用系统常用的功能;而且它还在不断的改进和完善中,任何一个感兴趣的程序员都可以更改它或在其中加入新的功能。
由于Tomcat是一个小型的轻量级应用服务器,在中小型系统和并发访问用户不是很多的场合下被普遍使用,是开发和调试JSP程序的首选。
当在一台机器上配置好Apache服务器,可利用它响应对HTML页面的访问请求。
实际上Tomcat部分是Apache服务器的扩展,但它是独立运行的,所以当你运行tomcat时,它实际上作为一个与Apache独立的进程单独运行的。
Tomcat也具有传统的Web服务器的功能:
处理Html页面。
但是与Apache相比,它的处理静态Html的能力就不如Apache。
我们可以将Tomcat和Apache集成到一块,让Apache处理静态Html,而Tomcat处理Jsp和Servlet。
这种集成只需要修改一下Apache和Tomcat的配置文件即可。
Tomcat是一个很好的工具,不仅仅是因为其免费、功能强大,它还有其他优势:
首先,Tomcat支持最新标准,更新快,使用户能够更方便的使用该工具;
其次,Tomcat跨平台,开放性很强,功能多;
因此,Tomcat越来越受到人们的重视。
2.1.4SQLServer2000
MicrosoftSQLServer2000是由Microsoft公司开发的,简称SQLServer,由一系列相互协作的组件构成,能满足最大的Web站点和企业数据处理系统存储和分析数据的需求。
MicrosoftSQLServer2000的特性包括:
Internet集成:
SQLServer2000数据库引擎提供完整的XML支持。
它还具有构成最大的Web站点的数据存储组件所需的可伸缩性、可用性和安全功能。
SQLServer2000程序设计模型与WindowsDNA构架集成,用以开发Web应用程序,并且SQLServer2000支持EnglishQuery和Microsoft搜索服务等功能,在Web应用程序中包含了用户友好的查询和强大的搜索功能。
可伸缩性和可用性:
同一个数据库引擎可以在不同的平台上使用,从运行MicrosoftWindows98的便携式电脑,到运行MicrosoftWindows2000数据中心版的大型多处理器服务器。
SQLServer2000企业版支持联合服务器、索引视图和大型内存支持等功能,使其得以升级到最大Web站点所需的性能级别。
企业级数据库功能
SQLServer2000关系数据库引擎支持当今苛刻的数据处理环境所需的功能。
数据库引擎充分保护数据完整性,同时将管理上千个并发修改数据库的用户的开销减到最小。
SQLServer2000分布式查询使用户得以引用来自不同数据源的数据,就好像这些数据是SQLServer2000数据库的一部分,同时分布式事务支持充分保护任何分布式数据更新的完整性。
复制同样使用户得以维护多个数据复本,同时确保单独的数据复本保持同步。
可将一组数据复制到多个移动的脱接用户,使这些用户自主地工作,然后将他们所做的修改合并回发布服务器。
易于安装、部署和使用:
SQLServer2000中包括一系列管理和开发工具,这些工具可改进在多个站点上安装、部署、管理和使用SQLServer的过程。
SQLServer2000还支持基于标准的、与WindowsDNA集成的程序设计模型,使SQLServer数据库和数据仓库的使用成为生成强大的可伸缩系统的无缝部分。
这些功能使用户得以快速交付SQLServer应用程序,使客户只需最少的安装和管理开销即可实现这些应用程序[6]。
2.2数据访问接口
系统采用JDBC-ODBC桥数据驱动程序,以纯Java的方式来连接数据库,为访问不同的数据库提供统一的接口。
JDBC数据库驱动程序是把JDBC调用翻译成厂商专用API的调用。
开放数据连接(ODBC)最初是为微软操作系统上的SQL提供API标准,后来也在其他的平台上提供了支持。
ODBC为直接访问数据定义了一组函数,而不是在客户应用程序中嵌入SQL。
JKBC-ODBC桥在JKBCAPI和ODBCAPI之间提供了一个桥梁,这个桥把标准的JDBC调用翻译成对应的ODBC调用,然后通过ODBC库把它们发送到ODBC数据源。
第3章可行性分析
3.1可行性研究的前提
随着现代教学改革的深入和计算机信息管理的飞速发展,题库管理系统已经逐渐成为评估教师教学质量和检查学生学习质量的重要工具。
考试是各教学环节中重要的一个环节,命题是考试这一教学环节的关键,考试命题的科学化、规范化、标准化,有利于提高教学质量。
一般的试卷是由教师依据本课程内容精选出来,这样所出的试卷无任何随机性,而是凭借教师的意识决定,无客观性而言,也许所出试题会以偏概全。
而试题库系统采用完善可靠地管理系统,自动选取难度等级、各章节知识点、题型、范围等,不仅可以提高命题质量和水平,还可以将教师从烦琐地出考卷工作中解脱出来,真正实现教考分离,加强对教学过程的检查与控制.利用计算机对试题库进行管理有着许多的优点,如:
检索迅速、查找方便、可靠性高、保密性好、存储量大、成本低等。
通过一个试题库管理系统,每个教师能将自己多年的教学心得结构化地保存在系统中,不再容易忘记;系统自带的试题浏览功能帮助用户及时的对数据库进行维护升级;出卷评分系统能高速的产生最有价值的试卷和对用户自己的知识掌握情况做出客观的评估。
题库管理是学校一项重要工作,无论是哪个学校都要进行其题库管理的工作。
计算机管理题库档案、日常办公、实现无纸化办公、分析题库现状通过强大的查询和索检高效的索检出数据,提高办事效率。
目前市面上流行的教学系统不少。
但是,对于具体的教学科目来说,不需要大型的数据库系统。
只需要一个操作方便,功能实用,能满足学科教学的管理及需求的系统。
我们的目标就是在于开发一个功能实用、操作方便,简单明了的题库管理系统。
在开发系统之前,我对市面上的一些题库系统进行了初步的调查,认为根据目前我们所熟悉、掌握的知识水平能够完成这个系统的开发。
同时,我们也发现了目前市面上的系统在设计方面所存在的不够人性化的和安全性的问题,这也是我们在开发本系统中所要重点开发的部分。
3.2可行性分析
3.2.1经济可行性
本系统在开发、运行、维护等阶段的所需费用都很低。
根据用户的要求,分析其特点,在经济上本项目是可行的,采集,编辑,发布,人员不需要专业的编程知识就可以快速高效地发布题库信息。
这样加快了信息发布速度,减少了人力的开销,缩短了从采集到发布的时间周期,从而提高了服务的质量,而且由于管理周期缩短和人力开销的减少,可以在学校信息化中获得更多的好处。
系统的开发规模较小,所需设备也少,尽量利用了现有的设备。
系统的运行环境为一般企业通用的操作系统和常用数据库软件,安装方便快捷,运行过程中不易出错,且大多数维护人员都熟悉这种开发语言,无形中为系统实施后的维护工作及更新升级工作带来了方便。
兼容性好,不必为购买新设备而投入大量财力。
由于开发周期较短,各种开发费用较少,而且系统的界面美观大方,操作简单,方便实用,能够很快被熟悉原系统的工作人员所熟悉,没有培训费用。
由于开发工具和开发语言的先进性和较为成熟的特点,各功能模块间关联度低,而每个模块内部的聚合度较高,所以系统运行期间故障率很低,使的系统的运行和维护费用也很低,有利于节约成本。
3.2.2技术可行性
当前电脑配件的性能不断提高,高档计算机的性能甚至超过了小型服务器,可以花费相对较少的费用就可买到性能比较高的机器,企业拥有的局域网,计算机配置也较高,每台计算机都配有100M网卡,局域网的通信能力较强,可满足较频繁的远程数据库操作服务。
软件方面也是现今中小型企业常用的Windows操作系统和SQLserver等数据库软件,利用JSP+SQLSERVER技术开发本应用程序,可以降低对机器的需求。
JSP可以封装大部分逻辑代码,可以做到最大代码重用。
数据库使用SQLSERVER,该数据库可以在Windows下运行,支持SQL语句,同时是具有本地体系结构的关系型数据库管理系统。
硬、软件条件都较为成熟,为本系统的开发和使用提供了较好的可行性。
3.3现有的系统分析
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