在线考试系统.docx
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在线考试系统
目录
绪论1
1课题总体介绍1
1.1课题研究背景1
1.2论文结构1
2系统开发工具与技术2
2.1动态网页技术2
2.2数据库技术2
2.2.1数据库系统设计2
2.2.2SQL语言介绍3
3在线考试系统需求分析4
3.1网络考试系统优点4
3.2可行性分析4
3.2.1社会因素方面的可行性5
3.2.2经济方面的可行性5
3.2.3技术方面的可行性5
3.2.4操作方面的可行性5
4在线考试系统整体设计6
4.1 概念设计6
4.2处理流程6
4.2.1系统流程图6
4.2.2管理系统流程图6
4.3数据字典定义7
4.4逻辑结构设计要点8
4.3.1信息表8
4.3.2题库表8
4.3.3试卷备份9
4.5考试系统模块功能简介9
5在线考试系统主要功能模块10
5.1用户登录模块10
5.2评卷模块11
5.3生成试题模块和时间控制模块11
6总结14
参考文献15
致谢16
在线考试系统
摘要
在线考试系统采用多层结构，基于Web平台开发适用于多种操作系统及主流数据库。
JAVA语言为在线考试系统提供了高效稳定的运行环境，使在线考试系统无论在运行速度、易用性还是在数据吞吐能力方面都表现卓越，尤其是在系统并发性、稳定性方面，遥遥领先于基于其它环境的其它同类考试系统。
在线考试系统的前端应用系统和后端管理系统均采用B/S模式，系统前端使用了ASP技术、数据库技术、SQL语言等来代替传统的XML解析方式，有效解决XML解析速度慢的瓶颈,既提高了系统的安全性,又提高了用户体验可以通过浏览器进行访问和管理，具有高度的可扩展性，稳定性与可靠性。
【关键词】ASP技术数据库SQL语言B/S模式
TheSystemofOnlineExamination
Abstract
Onlineexaminationsystemusingmulti-layerstructure,basedonWebplatformsuitableforavarietyofoperatingsystemsandmainstreamdatabase.JAVAlanguageprovideshighlyefficientandstableoperatingenvironmenttoenableonlineexaminationsystemintermsofspeed,easeofuse,orinthedatathroughputcapabilitiesareoutstanding,especiallyinthesystemconcurrency,stability,faraheadoftheotherbasedonothersimilartestsystemenvironment.Onlineexaminationsystemback-endfront-endapplicationsandmanagementsystemsareusedB/S-Model,
Front-endsystemusingASP,database,SQLlanguagetoreplacethetraditionalwayofXMLparsingandeffectivelysolvethebottleneckofslowXMLparsing,notonlyimprovesthesecurityofthesystem,andalsoenhancetheuserexperiencecanaccessandbrowsermanagement,withahighdegreeofscalability,stabilityandreliability.
【Keywords】ASPtechnologyDatabaseSQLlanguageB/S-Model
绪论
近几年来，随着Internet的崛起，远程教育开始发展，普及网络教育的呼声日益高涨，其势头不亚于电子商务。
联合国教科文组织1998年在其一项调查报告中指出：
无论是发达国家还是发展中国家，都不同程度存在教育滞后于现实需要的问题，特别是第三世界国家。
而普及远程教育，尤其是网络教育，不仅是解决这一问题的有效途径，而且将成为革新传统教育模式的重要动力。
中国的网络教育也随Internet的发展而同步增长，同时，网络教育也为中国的教育事业开辟了新的天地。
1课题总体介绍
1.1课题研究背景
随着网络技术的飞速发展，现在很多国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。
但是，远程教育软件的开发目前还处于起步阶段，随着这项技术的不断深入发展，就要求有更好、更完善的软件系统应用到远程教育当中去，这就给软件设计人员提出了更高的设计要求。
远程教育包括很多环节，例如教学系统、答疑系统和考试系统等等。
其中很重要的一个环节就是在线考试系统，同时它也是最难实现的环节。
在我国，虽然远程教育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。
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，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。
例如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。
伴随着远程教育的蓬勃发展，作为教学当中不可分割的一部分的在线考试系统也得到了当今远程教育研究者的关注，考试是考察学生对所学习知识的接受和理解程度的重要手段，无纸化的考卷，考试的随时性，随地性，这些特点都是研究并开发网络考试系统主要的原因，网络考试系统远远超越了传统考试固定时间，固定地点的考试模式的限制，将给学生和老师带来极大的便利。
随着Internet的相关技术的发展，特别是Web技术的出现，人们开始致力于研究和开发基于Internet考试系统，这也大大推动了远程教育的发展[1]。
如今世界上对于基于Internet的远程考试系统所进行的研究开发工作不是很长，但是基于web技术构建的在线考试系统已然成为发展的主流。
数据库安全、共享、数据传输过程的安全性、访问控制技术、身份识别技术都是构建考试系统要考虑的问题。
目前，一些远程教育机构已经开发出了在线考试系统，基本实现了基于Internet的B/S结构在线考试。
通过Server端的后台试题库动态生成考卷和对于标准化的试题即时评定成绩。
但是与传统的纸面考试相比，目前的在线测试都是基于标准化考试的，而且一般只能用于非正规的考试，因为对于很多方面考虑的还不是很完善，因而使得在线考试在近段时间很难完全替代传统的考试。
1.2论文结构
本论文第一章是绪论，主要介绍了在线考试的开发背景；第二章是相关技术介绍，着重介绍了动态网页技术、数据库技术、SQL语言等；第三章是系统需求分析，着重分析该系统要完成的功能以及系统体系结构和系统的设计思想；第四章系统概要设计，主要是对要实现的功能做一个简单的说明，以及系统总体结构图的设计；第五章是系统的详细设计，其中包括了数据库的详细设计和功能实现的详细设计，是本论文的重点。
2系统开发工具与技术
该在线考试与自动评分系统主要采用ASP、HTML、Access数据库、VBScript、SQL等技术和工具，整体设计遵循软件工程的方法，经过需求分析、总体设计、文档和代码的编制、和系统实现几个阶段。
2.1动态网页技术
由于系统的操作界面都是Web页面形式，而且需要对各种用户的具体请求进行动态处理并返回结果，这是一般静态Web页面技术所无法实现的，所以采用动态网页技术。
目前动态网页技术有很多，可以说是层出不穷，比如CGI、PHP、JSP、ASP、ASP.NET等。
本设计采用ASP.NET技术。
ASP.NET（又称ASP+）是ASP的下一代版本，它并不只是ASP4.0，它是一个用于Web开发的全新框架，其中包含了许多新的特性。
ASP.NET完全基于模块与组件，具有更好的可扩展性与可定制性，数据处理方面更是引入了许多激动人心的新技术，正是这些具有革新意义的新特性，让ASP.NET远远超越了ASP，同时也是提供给Web开发人员更好的灵活性，有效缩短了Web应用程序的开发周期[2]。
ASP.NET与Windows2000Server/AdvancedServer的完美组合，为中小型乃至企业级的Web商业模型提供了一个更为稳定、高效、安全的运行环境。
2.2数据库技术
由于本系统涉及到许多数据的处理，这就需要有一个强大的后台数据库管理系统支持。
目前主要的数据库有：
Access、FoxPro、Excel、Sybase、Oracle、Informix、SQLServer等，其中网络型的SQLServer、Oracle产品安全性远远高于桌面型的Access、FoxPro等数据库。
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服务器具有良好的安全性，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[3]；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。
2.2.1数据库系统设计
信息系统的主要任务是通过大量的数据获得管理所需要的信息，这就必须存储和管理大量的数据。
因此建立一个良好的数据组织结构和数据库，使整个系统都可以迅速、方便、准确地调用和管理所需的数据，是衡量信息系统开发工作好坏的主要指标之一。
数据库设计主要是进行数据库的逻辑设计，即将数据按一定的分类、分组系统和逻辑层次组织起来，是面向用户的。
数据库设计时需要综合企业各个部门的存档数据和数据需求，分析各个数据之间的关系，按照DBMS提供的功能和描述工具，设计出规模适当、正确反映数据关系、数据冗余少、存取效率高、能满足多种查询要求的数据模型。
数据库设计的步骤是：
（1） 数据库结构定义：
目前的数据库管理系统（DBMS）有的是支持联机事务处理CLTP（负责对事务数据进行采集、处理、存储）的操作型DBMS，有的可支持数据仓库、有联机分析处理CLAP（指为支持决策的制定对数据的一种加工操作）功能的大型DBMS，有的数据库是关系型的、有的可支持面向对象数据库[4]。
针对选择的DBMS，进行数据库结构定义。
（2） 数据表定义：
数据表定义指定义数据库中数据表的结构，数据表的逻辑结构包括：
属性名称、类型、表示形式、缺省值、校验规则、是否关键字、可否为空等。
关系型数据库要尽量按关系规范化要求进行数据库设计，但为使效率高，规范化程度应根据应用环境和条件来决定。
数据表设计不仅要满足数据存储的要求，还要增加一些如反映有关信息、操作责任、中间数据的字段或临时数据表。
（3） 存储设备和存储空间组织：
确定数据的存放地点、存储路径、存储设备等，备份方案，对多版本如何保证一致性和数据的完整性。
（4） 数据使用权限设置：
针对用户的不同使用要求，确定数据的用户使用权限，确保数据安全。
（5） 数据字典设计：
用数据字典描述数据库的设计，便于维护和修改。
2.2.2SQL语言介绍
SQL（Structured Query Language，结构查询语言）是一个功能强大的数据库语言。
SQL通常使用于数据库的通讯。
ANSI（美国国家标准学会）声称，SQL是关系数据库管理系统的标准语言。
SQL语句通常用于完成一些数据库的操作任务，比如在数据库中更新数据，或者从数据库中检索数据。
SQL语言有着非常突出的优点，主要是：
（1） 非过程化语言
SQL是一个非过程化的语言，因为它一次处理一个记录，对数据提供自动导航。
SQL允许用户在高层的数据结构上工作，而不对单个记录进行操作，可操作记录集，所有SQL 语句接受集合作为输入，返回集合作为输出[5]。
SQL的集合特性允许一条SQL语句的结果作为另一条SQL语句的输入。
SQL不要求用户指定对数据的存放方法， 这种特性使用户更易集中精力于要得到的结果；所有SQL语句使用查询优化器，它是RDBMS的一部分，由它决定对指定数据存取的最快速度的手段，查询优化器知道存在什么索引，在哪儿使用索引合适，而用户则从不需要知道表是否有索引、有什么类型的索引。
（2）统一的语言
SQL可用于所有用户的DB活动模型，包括系统管理员、数据库管理员、 应用程序员、决策支持系统人员及许多其它类型的终端用户。
（3）是所有关系数据库的公共语言
由于所有主要的关系数据库管理系统都支持SQL语言，用户可将使用SQL的技能从一个RDBMS（关系数据库管理系统）转到另一个，所有用SQL编写的程序都是可以移植的。
3在线考试系统需求分析
3.1网络考试系统优点
（1）可以创立电子题库，方便地实现试题的数字化管理。
所谓题库就是试题的仓库，是把许多题目集合到一起，供试卷编制者随时查询和使用的集合。
为题目的保存、分类和检索提供了便利，为编制试卷提供了高效率和低成本的手段。
电子题库是网络考试系统的重要组成部分，也是考试系统中最具有特色和实用价值的模块之一。
（2）可以按照科学的策略智能组卷，从而提高出卷效率。
网络考试系统以电子题库为依托，可以按照教师制定的组卷策略自动的抽题成卷，极大的提高了出卷效率。
为一些面向社会开放的常年考场，提供了海量试卷资源的有力支持。
也可以被广大教师用来辅助教学和测验。
（3）可以具有操作性和交互性。
计算机考试系统与传统纸上考试相比，有一个显著的优点和特点就是具有操作性和交互性。
可以更好的“设置一定的情景让学生表现，以此衡量学生的心理品质”。
如计算机应用技能的考试等，实用计算机模拟就具有纸面考试无法比拟的效果。
计算机考试系统可以根据学生的反映，对试题进行调整和反馈，使一些非经典的测量评论能够在实践中得以实现，发挥出他们的优点和长处，而网络化考试很好地集成了这个优点。
（4）使考试和判卷更具规范性和合理性。
网络考试系统使用计算机系统来进行考试和自动判卷，具有更好的规范性和合理性。
试题的呈现和判卷的标准都是严格同意的，一般不会发生学生忘记书写姓名，答题卡填写方法不正确或错位等意外丢分情况。
学生答题过程中，由于系统限制也必将更加规范，不会出现笔试中经常出现的由于学生没有按照答题要求做，判卷时被强行扣分的现象。
判卷由系统自动完成，极大的提高了准确性，防止了人工判卷时经常出现的错判、漏判和分数计算错误的情况，使考试更加公正合理，具有权威性。
（5）实现自动判卷和数据的有效保存。
如果说考试使教师教学过程中重要工作之一的话，那么判卷又是教师在考试实施过程中最重要和最繁琐的工作之一。
判卷有两个基本的要求，那就是快速和准确。
学生希望在最短的时间内知道自己准确的考试成绩，知道问题的所在和应该努力的方向，这也是考试教育功能的重要体现[6]。
判卷越慢，这种对学生的反馈和激励的效果就会越小，达不到原有的考试目的。
考试成绩的保存，对计算机考试系统来说，是非常简单方便的，而在手工考试中，需要教师特别的注意将成绩单存档或再输入计算机中，工作比较繁琐。
（6）具有强大的数据统计分析功能。
计算机考试系统与传统纸上考试相比具有强大的统计功能，原来非常繁琐的手动进行的分析统计计算工作，现在可以在瞬间完成了。
由于考试系统从出题、考试到判卷、统计，完全实现了数字化，不再需要教师手动地将学生成绩、答题情况等详细信息输入计算机，因此使学生成绩统计分析，试题参数的统计分析及自动调整在实际工作中成为可能。
随着社会的不断发展，信息保存和分析提取的日趋重要，考试实现数字化，提高数据存储和分析的能力是不可逆转的潮流，网络考试系统的发展前景是光明的。
3.2可行性分析
可行性分析也称为可行性研究，既是在系统调查的基础上，针对新系统的开发是否具备必要性和可能性，对新系统的开发从技术、经济、社会的方面进行分析和研究，以避免投资失误，保证新系统的开发成功[7]。
可行性研究的目的就是用最小的代价在尽可能短的时间内确定问题是否能够解决。
该系统的可行性分析包括以下几个方面的内容。
3.2.1社会因素方面的可行性
本系统用于学校考试，无法律和政策方面的限制。
3.2.2经济方面的可行性
主要是对项目的经济效益进行评价，本系统作为一个实训的项目，无需开发经费，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。
3.2.3技术方面的可行性
1）技术上的可行性分析主要分析技术条件是否能顺利完成开发工作，硬、软件能否满足开发者的需要等。
2）软件方面，网络化考试需要的各种软件环境都已具备，数据库服务器方面则有SQLServer，均能够处理大量数据，同时包拯数据完整性，并提供血多高级管理功能。
其灵活性、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成熟可行。
3）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。
3.2.4操作方面的可行性
目前，大学的校园网路覆盖了教学区和学生去的主要建筑物，从而满足校内各学院，各职能部门，各直属单位的上网需求。
学校良好的网络设施为开发使用无纸化网络考试系统提供了坚实的基础。
4在线考试系统整体设计
4.1概念设计
A．本系统的用户可分为教师，学生两类。
考虑到系统的安全性，本系统共分成两个部分：
一个部分用于教师登录，主要负责进行对基本资料、题库、试卷、成绩的管理以及查询等；另一个部分用于考生登录，参加考试。
B．从总体上考虑，系统应该实现下列功能：
●对教师来说，包括试卷管理、题库管理、成绩管理、基本资料管理。
试卷管理：
教师可以将各种题型的数量等方面对某份试卷提出一定的要求，生成试卷规则，在学生考试时，由系统根据试卷规则自动组卷，生成符合教师要求的试卷，而不用手工组卷。
同时，教师还可以对库中已有的试卷进行修改、删除和添加新试卷等[8]。
题库管理：
教师可以根据教学需求对题库中的试卷进行三种基本操作：
添加新的考题、删除原有考题、修改原有考题，其中试题类型包括单选题、填空题、程序设计题等。
成绩管理：
教师可以查看考生的考试成绩，并针对不同的课程进行成绩统计。
基本资料管理：
包括教师和学生资料的增、删、改、查。
●对学生来说，有以下要求：
学生根据自己的学号，每人只能考试一次。
考试结束后，系统会根据已有的标准答案进行在线判卷，考生可以立刻知道考试成绩。
4.2处理流程
4.2.1系统流程图
系统流程图如图4.1所示。
身份验证失败
图4.1系统流程图
4.2.2管理系统流程图
管理系统流程图如图4.2所示。
图4.2管理系统流程图
4.3数据字典定义
数据字典有四类：
数据项，文件，数据流，加工。
表4.1考生登录信息
数据流名：
考生登录信息
简述：
考生进入考试系统中的身份
组成：
考生学号+考生姓名
注释：
考生只能参加一次考试，即登录一次
表4.2选择题
数据流名：
选择题
组成：
题名+题号+{问题+选项A+选项B+选项C+选项D+答案+结果}
注释：
每一次生成的选择题都不一样，结果都为空
表4.3填空题
数据流名：
填空题
组成：
提名+题号+{问题+答案+结果}
注释：
结果为空
表4.4程序设计题
数据流名：
程序设计题
组成：
题名+题号+程序设计题内容+程序设计题要求
注释：
结果为空
表4.5备份答题卷
数据流名：
备份答题卷
简述：
试卷类对象初始化的一个string型数据
组成：
考生学号+姓名+（选择题）+（填空题）+（程序设计题）+考试时间+考试剩余时间+结果
注释：
每隔5分钟生成1次
表4.6学生信息表
数据流名：
学生信息表
组成：
学生姓名+学号+专业
注释：
按学号排序
表4.7学生成绩表
数据流名：
学生成绩表
组成：
学号+成绩+考试状态
表4.8选择题存储表
数据流名：
选择题存储表
组成：
题序列号+问题内容+选项A+选项B+选项C+选项D+答案
注释：
按题序列号排序
...……
其余表的框架类似,在此省略。
4.4逻辑结构设计要点
给出本系统内所使用的每隔数据结构的名称、标识符以及它们之中每隔数据项、记录、文卷和系的标识、定义、长度，及它们之间的层次的相互关系[6]。
4.4.1信息表
表4.9学生信息表
列名
数据类型
长度
是否为空
注释
Id
varchar
16
no
学号
Name
varchar
16
no
姓名
class
varchar
30
no
专业
表4.10学生成绩表
列名
数据类型
长度
是否为空
注释
Id
Varchar
16
No
学号
Score
Float
8
Yes
分数
state
int
4
No
考试状态
表4.11管理教师密码表
列名
数据类型
长度
是否为空
注释
Password
Char
16
Yes
管理教师密码
4.4.2题库表
表4.12选择题库
列名
数据类型
长度
是否为空
注释
Th
Char
10
No
题号
Content
Char
200
Yes
问题
Keya
Char
100
Yes
选项A
Keyb
Char
100
Yes
选项B
Keyc
Char
100
Yes
选项C
Keyd
Char
100
Yes
选项D
Answers
Char
10
Yes
答案
4.4.3试卷备份
表4.13试卷备份表
列名
数据类型
长度
是否为空
注释
Id
Char
16
No
考生学号
Test
Vartest
80000
Yes
考生答题卷
4.5考试系统模块功能简介
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，并点击确定，进行身份验证，如果没有通过身份验证，则返回登录界面。
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。
2.身份验证模块：
在考生进入考试系统时，要求确认其考试资格，并根据不同的情况返回不
升级会员 