魏杰 智能管理考试系统的分析与设计.docx
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魏杰智能管理考试系统的分析与设计
智能考试管理系统的分析与设计
摘要:
随着时代的发展,各类考试越来越多,老师批卷任务也越来越繁重,智能考试管理系统就是针对这一情况,对教育、培训机构开发的,它对学生信息、考试成绩等进行统一管理,本系统主要针对客观题,进行自动批卷、自动判分以及保存,并且准确率高、效率高,这大大的减轻了老师批卷的劳动强度,减少批卷时间,提高批卷的准确性,对教师的减负有极大的帮助以便教师空出更多的时间从事创造性的教学活动。
本系统使用Java编程语言,采用SQLServer作为数据库,实现了题库的维护包括试题的添加、修改、删除,学生信息管理,考试管理,成绩统计以及学生答题等操作。
关键词:
考试管理系统、系统开发、数据库。
IntelligentTestManagementSystemAnalysisandDesign
Abstract:
Withthedevelopment,moreandmoretypesofexaminations,teachersgrantedmoreandmorearduoustaskvolume,intelligentexaminationofthissituationisthemanagementsystemofeducation,training,institutionaldevelopment,anditsstudentinformation,testscores,etc.unifiedmanagement,thesystemcanbemajorproblemsfortheobjective,automaticbatchvolume,automatedsub-dividedandthepreservationof,andhighaccuracy,highefficiency,itgreatlyreducesthevolumeoftheteachersapprovedthelaborintensityandreducethevolumebatchtimeandincreaseapprovedtheaccuracyofthevolume,theburdensonteachersofgreathelptoteachersmoretimeinspaceandcreativeteachingactivities.
ThesystemusestheJavaprogramminglanguage,usingSQLServerasthedatabasetoachievetheitembankmaintenance,includingtestquestionstoadd,modify,delete,studentinformationmanagement,testmanagement,performancestatisticsandoperationssuchasthestudentsanswer.
KeyWords:
TestManagementSystem,systemdevelopment,database
引言
考试是检验教师的教与学生的学的重要手段,也是促进学生学习的重要手段,是教学过程中的一个重要环节。
学生考试成绩的优劣,不但反映其对教学内容和应掌握知识的分析、理解、吸取、运用的能力,更反映教师对教学内容的把握和熟练程度。
目前,学校内及社会上存在各种考试,考试模式除了传统的有纸化考试之外,随着网络技术的高速发展和计算机、多媒体技术日益普及,特别是近年来Internet的发展,传统的有纸化考试方式收到了前所未有的挑战,出现了一些基于网络环境的无纸化考试,如计算机等级考试。
在我国各大、中、小学校内及社会上存在的各种考试基本上都是传统的考试方式。
在这种方式下,组织一次考试至少需要经历以下五个步骤:
人工出卷、试卷印刷、学生考试、人工阅卷、成绩统计。
显然随着各种考试的类型的不断增加和对考试要求的不对提高,教师的工作量将越来越大,而且,当学生数量比较大时,考卷印刷,考试安排,阅卷,成绩统计将是一件十分频繁而且容易出错的事,另外,传统的卷面考核也有很多弊端;教师手工出题,选题范围有限,题目难度等指标不好控制;有时教师是根据自己的教学经验和平时上课的情况出题的,学生会根据以前的笔记和教师考前复习的内容准备考试,这样的考试过程不能对学生掌握的知识程度做全面的考核;学生纸上答题,不直观、教师主观评卷,标准难以完全统一,缺乏公正性,随意性大;而且由于考试时发生在同一时间、同一考场、相同的试卷内容,这就难以避免考试过程中的舞弊行为;还有,试题的保密性也是一个问题。
可以说,传统的考试方式发展到今天,如果不能很好地解决它的这些弊端,会不利于提高学生的实际动手能力,不利于提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,不利于培养学生的创造能力,它已经不能适应现代考试的需求,对传统的考试模式的改革势在必行。
1系统开发环境
1.1开发选工具的选择
MyEclipse6.0.1+SQLServer2000
1.2开发语言介绍
Java,是由SunMicrosystems公司于1995年5月推出的Java程序设计语言和Java平台的总称。
用Java实现的HotJava浏览器(支持Javaapplet)显示了Java的魅力:
跨平台、动态的Web、Internet计算。
从此,Java被广泛接受并推动了Web的迅速发展,常用的浏览器现在均支持Javaapplet[1]。
1.3开发工具介绍
SQLServer2000是Microsoft公司推出的SQLServer数据库管理系统的最新版本该版本继承了SQLServer7.0版本的优点同时又比它增加了许多更先进的功能具有使用方便可伸缩性好与相关软件集成程度高等优点可跨越从运行MicrosoftWindows98的膝上型电脑到运行MicrosoftWindows2000的大型多处理器的服务器等多种平台使用[2]。
MyEclipse企业级工作平台(MyEclipseEnterpriseWorkbench,简称MyEclipse)是对EclipseIDE的扩展,利用它我们可以在数据库和J2EE的开发、发布,以及应用程序服务器的整合方面极大的提高工作效率。
它是功能丰富的J2EE集成开发环境,包括了完备的编码、调试、测试和发布功能,完整支持HTML,Struts,JSF,CSS,Javascript,SQL,Hibernate[3]。
2智能考试管理系统分析
2.1系统可行性分析
本系统是用Java语言开发,并使用SQLServer2000作为数据库管理智能考试管理系统。
在计算机高度普及的当前社会状况下,这个系统的可行性主要体现在以下的几个方面[4]:
2.1.1技术可行性
可运用Java技术进行开发,并结合适当的操作系统,在MyEclipse6.0集成开发环境下,实现界面与数据库的连接。
2.1.2经济可行性
由于本系统相对比较简单,因此其开发周期比较短,同时,不需要购买硬件,所使用软件也属于免费软件,故开发成本低。
2.1.3操作可行性
本系统主要是为了方便教师出题、印卷以及判卷。
通过强大的添加删除修改功能,教师可以轻松的出试题。
操作界面美观,操作简单。
2.2系统功能需求分析
本系统应用Java语言的GUI编程,总体结构采用的是C/S结构,数据库采用的是SQLServer进行开发的。
智能考试管理系统与传统的考试有所不同,主要是:
它脱离了传统的纸化考试,运用计算机可以达到智能抽题,自动判卷等功能,彻底的打破了传统的纸化考试,同时也减轻了教师的批卷负担[5]。
本题目主要目的是开发设计一个考试平台,教师可以通过它来对学生的成绩进行查询以及对试题进行添加、删除、修改。
2.3系统开发环境需求分析
2.3.1软件开发环境的需求分析
支持中文的Win7各种版本操作系统。
数据库系统使用SQLServer2000,使用的语言为Java。
SQLServer2000是一个关系数据库管理系统,它的优点是:
(1)高性能设计,可充分利用WindowsNT的优势。
(2)系统管理先进,支持Windows图形化管理工具,支持本地和远程的系统管理和配置。
(3)强大的事务处理功能,采用各种方法保证数据的完整性。
(4)支持对称多处理器结构、存储过程、ODBC,并具有自主的SQL语言。
SQLServer以其内置的数据复制功能、强大的管理工具、与Internet的紧密集成和开放的系统结构为广大的用户、开发人员和系统集成商提供了一个出众的数据库平台。
所以本系统数据库系统使用的是SQLServer2000[6]。
2.3.2硬件开发环境的需求分析
至少PentiumIII500Mhz,64MB内存。
建议PentiumIII733Mhz,128MB内存以上。
显示器的分辨率不低于800×600,24位真彩。
计算机机标准键盘。
2.4系统性能要求
2.4.1系统安全性需求
在登录方面,教师和学生使用该系统都必须经过系统的身份验证,教师使用时有自己的用户名和密码才能进行登录。
同时根据不同的用户登录也会赋予不同的界面使用权限。
2.4.2系统灵活性需求
操作方式上的变化:
本系统能支持鼠标操作和键盘操作;
运行环境的变化:
本系统支持的运行平台有win98,win2000,winxp,win2003、win7。
2.5系统需要解决的主要问题
首先,因为考试是面向特定的某些对象的,所以考试者进入系统应该进行身份验证。
考试者进入考试系统后,鉴于考试环境一般为机房,考试者之间的距离很近,为了考试做到规范,对于每个应试者来说,试卷的试题和题量都应是相同的,但试题并不相同。
考试基于单机环境,试卷应该从数据库随机抽取试题后动态生成的。
另外,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。
考试者选择答案提交后,应该由计算机自动判卷,得到成绩后显示出来。
考试完毕后,可以返回登录界面或继续考试。
此外,应该能够方便、快捷的对考试系统管理,此外,用户还应能进行远程注册。
图2-1系统用例图
3智能考试管理系统系统概要设计
3.1概述
该系统是专门用于用户注册、登录、参加考试以及教师进行试题录入、修改、删除、成绩查询、教师用户的GUI应用程序。
它应该具有开放性、方便性和灵活性。
考生进行有效的身份验证登录后,要求在规定的时间内进行答题,当达到规定的时间后,系统将自动予以提示。
一旦考生做完交卷后便能立即看到自己的考试成绩,并且其分数将被记入库中以供审核和查阅;另外,还可完全由计算机自动灵活、随机的抽取试题库中的各类试题组成各种形式的试卷,其内容会随着库中试题的改变而改变,而且,不同的考生生成的试题是不同的。
3.2系统功能定义
智能考试管理系统根据用户的种类共分为两部分:
教师管理、考生管理。
各部分功能需求如下:
3.2.1教师管理部分的功能定义
教师管理部分功能列表如表3-1所示。
表3-1教师管理部分的功能列表
功能名称
定义
试题管理
主要用于教师对试题的查询、添加、删除、修改
3.2.2考生管理部分的功能定义
考生管理部分功能列表如表4-2所示。
表3-2考生管理部分的功能列表
功能名称
定义
答题
主要用于学生自主答题
3.3功能模块设计
智能考试管理系统主要分为教师管理部分、考生答题部分。
教师管理部分的主要功能是对试题的查看、添加、修改、删除等功能。
考生答题部分的主要功能是系统自动抽取题目、还有2分钟时系统提醒交卷、选择答案后系统自动匹配答案等功能。
在系统功能分析的基础上,得到的系统功能模块图如图3-1所示:
4数据库设计
数据库是技术是信息资源管理最有效的手段。
数据库设计是指对于一个指定的应用环境,构造最优的数据库模式,建立数据库及其应用系统,有效存储数据,满足用户信息要求和处理要求。
数据库结构设计的好坏将直接对应用系统的效率及实现的效果产生影响。
合理的数据库设计可以提高数据存储的效率,保证数据的完整和一致[7]。
4.1数据库需求分析
针对智能考试管理系统的需求,通过教师对试题的操作过程和数据流程的分析,设计如下面所示的数据项和数据结构:
教师信息:
包括管理员教师的用户名,教师的密码。
考生信息:
包括考生的姓名,考生的身份证号,考生的准考证号,考生分数。
考题信息:
包括考题题目,选项A,选项B,选项C,选项D,正确答案。
4.2数据库逻辑结构设计
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,以及他们之间的关系,为后面的逻辑结构设计打下基础。
根据上面的设计规划出的实体有:
教师实体、考生实体、考题实体。
教师实体属性如图4-1所示。
图4-1教师实体属性图
考生实体属性如图4-2所示。
图4-2考生实体属性图
考试实体属性如图4-3所示。
图4-3考试实体属性图
4.3数据库物理结构设计
现在需要将上面的数据库概念结构转化为SQLServer2000数据库系统所支持的实际数据模型,也就是数据库的逻辑结构。
智能考试管理系统数据库名为“kaoshi”,数据库中共有3张表如下。
表4-1是按照教师实体来建立的,它主要是记录教师的登录用户名和密码,表名为“jiaoshi”。
表4-1教师信息表
各字段说明:
id是问题的id号,用来唯一标志该问题,把它设为主键,类型为自动编号。
users字段为教师的用户名,类型为文本。
password字段为教师的登录密码。
表4-2是按照考生实体来建立的,它主要是记录学生的姓名、身份证号、准考证号、考试成绩的,表名为“kaosheng”。
表4-2考生信息表
各字段说明:
id是问题的id号,用来唯一标志该问题,把它设为主键,类型为自动编号。
name字段为考生姓名,类型为文本。
shenfenid字段为考生的身份证号。
zhunkaoid字段为考生的准考证号。
fenshu字段为考生的考试成绩。
表4-3是按照考题实体来建立的,它主要是教师对考题的添加删除修改以及学生考试随机抽题,表名为“kaoti”。
通常,每一类型的试题都应有一个表结构。
但考虑到目前系统存贮空间可以很大,也为了更加方便。
我们采用把全部试题集中在一起的方案来建立数据表,每道客观题均有四个备选答案项,字段名一般是相应的英文单词。
这样,查询起来较方便,会节约时间,也不致于造成数据十分杂乱等。
详细设计如下表所示:
表4-3考题信息表
各字段说明:
id是问题的id号,用来唯一标志该问题,把它设为主键,类型为自动编号。
title字段为问题内容,类型为文本。
A字段代表选项A的内容
B字段代表选项B的内容
C字段代表选项C的内容
D字段代表选项D的内容
Answer字段表示答案选项
4.4考生、教师权限
教师:
教师可以通过权限对试题的管理功能。
考生:
主要是进行答题等。
5功能模块详细设计与实现
5.1连接后台数据库和前端应用程序的开发模块
在这个智能考试管理系统中,后台数据库和页面的连接是由以下代码实现的。
publicStringurl="jdbc:
sqlserver:
//localhost:
1433;DatabaseName=kaoshi;user=sa;password=";
//1加载驱动
"com.microsoft.jdbc.sqlserver.SQLServerDriver"
//2形成连接
con=DriverManager.getConnection(url,"sa","");
通过以上的编写,完成了后台数据库和页面的连接,为下面的工作提供了最基本的功能。
5.2系统用户管理模块创建
(1)创建身份登录窗口
这个模块主要是确认身份的窗口,身份登录窗口是在智能考试管理系统运行主页面前首先打开的界面。
在这个界面里,分为了考生和教师两种身份,在确定身份后才能正常登陆。
身份登录窗口的界面如图5-1所示。
图5-1身份登录窗口
窗口中放置了2个按钮控件(JButton),它是用来确认你的身份是教师还是考生,当点击教师时,它会弹出教师登陆界面,当点击考生是,它会弹出考生登陆界面,以确保考生和教师的权限。
(2)创建教师登录窗口
这个模块主要是用来教师登陆的。
登陆成功后才能进行试题的查询、删除、添加、修改。
这个界面教师必须输入预先设定好的用户名以及密码才能进入,这样才有利于防止他人在没有授权的情况下进入该系统,修改系统中的数据,别他人造成不必要的损失。
教师登录窗口如图5-2所示。
图5-2教师登录窗口
窗口中放置了3个静态文本框控件(JLabel),在窗口相应的位置显示文字。
放置了1个编辑框(JTextField)控件,和一个密码编辑框(JPasswordField)控件,一个提供教师输入登录的用户名,另一个提供教师输入密码。
输入的值存放在编辑框控件对应的变量中。
还设置了2个按钮控件(JButton),登录按钮时用来进入到教师管理界面的,重置按钮时用来重置界面编辑框的。
教师首先在编辑框输入自己的用户名和密码,然后系统会取出数据库的里相应的表里的用户名和密码进行比较,如果一样则打开主界面,否则禁止教师登录软件。
教师登录认证流程图如图5-3所示。
教师登录
输入登录信息
N
数据合法判断
Y
登录成功进入管理员界面
图5-3教师登录认证流程图
输入登录信息以后将交由登录按钮监听来判断,从而决定是否进入教师管理界面。
登录按钮监听主要代码如下:
Stringsql="select*fromjiaoshiwhereusers='"+users+"'andpassword='"+password+"'";
点击重置按钮,就是在给重置按钮加一个监听,输入框会清空,具体实现程序如下:
publicvoidbtnreset_ActionEvent(ActionEvente){
txtName.setText("");
pwdPwd.setText("");
}
(3)教师考题管理窗口
这个模块主要是教师管理考题的查看、添加、删除、修改。
这是教师登陆的核心界面,在这个界面中,教师会看到所有题库的题目、选项以及正确答案,这样可以迅速、方便的达到题目的管理。
教室考题管理窗口的界面如图5-4所示。
图5-4教室考题管理界面
窗口中放置了2个静态文本框控件,在窗口相应的位置显示文字。
放置了3个按钮控件,点击添加按钮控件会跳转到添加页面,点击修改按钮控件会修改表中的数据,点击删除按钮,会删除掉表中的一行,放置了1个滚动条控件(JSscrollPane),它是在表中数据行数多与显示行数时,会自动出现滚动条控件,还放置了一个表控件(JTable),它是用来显示数据库中题目的控件。
当你在表中修改了某项数据后,点击修改后,它会自动与数据库连接把你修改的数据进行修改。
其具体实现程序如下:
Stringsql="updatekaotisettitle='"+title+"',A='"+A+"',B='"+B+"',C='"+C+"',D='"+D+"',answer='"+answer+"'whereid="+num;
当你选中某行题目时点击删除按钮控件,它会自动和数据连接进行数据删除,其具体实现程序如下:
Stringsql="deletefromkaotiwhereid="+num+"";
点击添加按钮会弹出添加窗口。
这样就可以达到教师能统一的管理题库,以及添加修改删除题目。
(4)考题添加窗口
当点击添加按钮后会弹出考题添加窗口,此窗口是针对添加题目所做的,你可以在此窗口进行添加考题、选项以及正确答案,但需要注意的是此窗口不容许为空,也就是说,要填的每一个栏都得填数据,否则会添加失败。
考题添加窗口如图5-5所示。
图5-5考题添加串口
窗口中放置了6个静态文本框控件,在窗口相应的位置显示文字。
放置了6个编辑框控件,分别为考题题目、选项A、选项B、选项C、选项D以及正确答案,这些文本框必须全部填写,如有空白,则添加失败。
窗口中还设置了2个按钮控件,用来对考题进行添加以及返回。
确认填好信息后,点击确认添加,就会把你填的数据添加到数据库中,以及返回教师考题管理界面,此按钮实现添加的主要代码如下:
Stringsql="insertintokaoti(title,A,B,C,D,answer)"+"values('"+title+"','"+A+"','"+B+"','"+C+"','"+D+"','"+answer+"')";
(5)考生登录窗口
这个界面主要是用来考试在考试前进行登陆,已达到系统知道你是哪位,考生必须填写自己正确的信息,包括姓名、身份证号、准考证号,只有填写正确才能进行考生的答题,否则将无法进入考生答题系统。
考生登录的界面如图5-6所示。
图5-6考生登录窗口
窗口中放置了4个静态文本框控件,在窗口中相应的位置显示文字。
放置了3个编辑框控件,一个是考生输入登录的姓名,一个是考生输入自己的身份证号,另一个是输入自己的准考证号,当输入的姓名、身份证号、准考证号都为正确的,既与数据库中的信息一致才能进入答题系统,否则禁止进入考生登陆软件。
考生登录认证流程图如图5-7所示。
N
Y
图5-7考生登录认证流程图
输入登录信息以后将交给登陆按钮执行判断,从而决定是否能进入考生考试界面。
登陆按钮的主要代码同管理员登陆。
(6)考生须知窗口
考生登录成功后,就会跳转到此窗口,此窗口是让考生知道一些考试注意的事项,比如,考试的时间、考试有多少道题、如何答题、以及如何交卷等,同时也是给考生在考试之前的一个准备时间,当点击开始答题,系统会随机抽取题目。
考生须知窗口如图5-8所示。
图5-8考生须知窗口
此窗口很简单,就是在窗口中放置了一些静态文本框控件和一个按钮控件,当考生认真阅读完考生须知准备好答题后,点击开始答题,就会自动弹出考生答题主界面。
(7)考生答题窗口
这个窗口是本系统最复杂也是最关键的一个窗口,它集合了很多功能,包括自动随机抽题,倒计时,自动匹配答案,2分钟提醒交卷,时间到自动交卷等功能。
当考生点击开始答题后,系统会随机抽取题库里的题目并显示出来,当你选择了答案后,点击下一题,系统会随机再抽取一道题,并对你刚才做的题目进行答案匹配,如何对了则分数加一,否则不加分,当你做完第十道题后系统自动交卷且算出你的分数显示出来,如果在6分以上就会显示恭喜你通过了,否则会显示很遗憾继续努力,倒计时为10分钟,如果在十分钟之内没能答完卷,系统也会自动交卷并且算出你的分数,在还有2分钟的时候系统会自动弹出一个窗口显示的是还有2分钟,请快点做题交卷。
这个界面是比较智能的答题系统,可以应用在大、中、小型考试中,且功能齐全。
考生答题窗口如图5-9所示。
图5-9考生答题窗口
窗口中放置了5个文本框,且设置为不能编写(jt1.setEditable(false);)它是用来显示问题和选项的,还设置了4个选项按钮(Jr
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