在线考试系统的设计与实现.docx
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在线考试系统的设计与实现
《软件工程》课程设计
2017-2018学年第2学期
题目：
在线考试系统
院系：
计算机科学与技术
专业：
计算机科学与技术
班级：
1501班
学号：
20151103107
姓名：
胡建东
时间：
2017.06.20
第1章概述
1.1背景及课题来源
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。
现在，计算机硬件技术的发展已经达到了相当高的水平。
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。
1.2目的和意义
在线考试是建立在国际互联网上的应用系统，客户端的配置可以极为简单，使考试不受地域的局限。
一个完备的在线考试系统可以使用户在网上学习过后及时检验自己的学习效果，已发现自己的不足，使得学习效率得到很大提高。
在线考试系统中题目的生成、试卷的提交、成绩的批阅等都可以在网络上自动完成。
只要形成一套成熟的题库就可以实现考试的自动化。
这样一来，教师所要做的只是精心设计题目、维护题库，而不是组织考试，从而大大减轻了教师的负担，这表明其经济性是相当可观的。
第2章可行性分析
2.1技术可行性
该系统是一个小型的信息管理系统。
目前国内许多院校均已成功实现，开发技术成熟，并有成功经验借鉴。
虽然，购买通用的商业化软件系统也能满足需要，但价格昂贵而且将来维护升级不便。
鉴于学院计算机系教师有十几项信息管理系统成功开发经验，请学院教师带领学生开发此系统，既把握十足又节省费用。
通过该项目开发，还能够为计算机系《软件工程》等课程改革提供实训教学案例，从而促进学院的专业建设、课程建设等教学改革工作。
总之，利用现有的技术，本系统的功能能够实现。
开发人员的数量和能力满足开发要求。
在规定期限内，本系统的开发能够完成。
2.2经济可行性
开发本系统需要的硬件设备主要有2台PC服务器、20台PC机、3台打印机、5台条码扫描仪、1台交换机、3个集线器，所有设备由学院统一购置。
软件开发由学生团队课程设计来完成，不需要费用。
2.3社会可行性
本系统的开发与应用不涉及侵犯专利权、侵犯版权等方面的问题。
在线考试系统是人工系统的优化，操作步骤更为简单。
教务处工作人员只需短期培训即可掌握软件的使用。
本系统的开发与应用与用户单位的行政管理、工作制度没有冲突，员工素质能够满足软件系统的要求。
第3章需求分析
3.1性能需求
3.1.1准确性和及时性
本系统要能容纳最多60人同时在线考试，系统的处理能力和响应时间要满足需求。
在线考试系统要确保在线考试过程中有一定的处理突发事件的能力，且在提交试卷后所评阅的试卷的失误率保证最小，保证成绩的准确性和真实性
3.1.2主存储量
本系统所需要的主存储量大约为2G。
3.1.3安全性
本考试系统只有管理员才能修改系统的信息，只有经过授权的用户才可以登录使用，要防止信息的非法、非授权泄露。
3.1.4出错处理需求
对于输入信息不规范和硬件方面出现的错误（网络传输超时、硬件出错等），需要给出相应的错误提示语句；对于一些关键的操作（例如删除），应该提供确认机制。
3.1.5易用性和易维护性
系统要能够提供良好的用户接口，易用的人机交互界面，系统要对在线考试系统中涉及的数据提供方法方便维护人员备份，以及系统意外奔溃时数据恢复的工作。
3.2功能需求
3.2.1界面需求
本系统共有三个界面：
第一个界面用于学生登陆、注册，主要负责学生在线考试、查询成绩和相关考试内容等；第二个界面用于老师登陆，主要负责试题管理、主观阅卷、查看成绩等；最后一个界面用于管理员登陆，主负责全部内容的管理以及维护。
3.2.2试卷管理
教师可以从课程、每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，同时，教师还可以对库中已有的试卷进行修改和删除，添加新试卷等。
3.2.3题库管理
教师可以对题库中的试题进行三种操作，添加新的考题、删除旧有考题，修改原有考题，其中试题类型包括客观题和主观题，对于每种试题的类型，教师可以设置题干、答案和属性。
3.2.4阅卷管理
对于客观题，系统应该自动阅卷评分，对于主观题，应该进行人工打分，进而让系统自动统计总成绩。
3.2.5成绩管理
学生可以查询到自己的单科成绩以及总成绩排名，教师可以查询到自己所带课程所有人的成绩以及此课程学生的排名，管理员可以查询到所有人的成绩以及排名。
3.2.6学生管理
管理员可以对学生的资料进行修改、删除、查询等。
3.2.7考试管理
学生、教师管理员通过登陆均可查询到关于考试的信息。
3.3数据流图
3.4数据字典
（1）数据流
表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3填空题
数据流名：
填空题
组成：
题名+题号+{问题+答案+结果}
注释：
结果为空
表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5备份答题
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8选择题存储表
数据流名：
选择题存储表6
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
（2）数据结构
名字：
考生信息
描述：
考生的个人信息，用于对考生的确认
定义：
考生信息=准考证号+姓名+性别+系别班级+联系电话
位置：
输入到考生信息文件
名字：
管理员信息
描述：
管理员的个人信息，用于对在线考试系统的管理
定义：
管理员信息=管理员号+姓名+性别+职位+联系电话
位置：
输入到管理员信息文件
数据结构名：
试卷信息
描述：
试卷的类型，用于对试卷分类
定义：
试卷信息=试卷类型+出题者
位置：
输入到试卷记录文件
数据结构名：
试题信息
描述：
试题类型信息，用于记录试题的类型和试题内容
定义：
试题类型=试题类型号+试题内容
位置：
输入到试题记录文件
数据结构名：
考生成绩信息
描述：
考生成绩信息，用于记录考试成绩信息
定义：
考生成绩=准考证号+姓名+试卷号+成绩
位置：
输出到打印机
（3）数据存储
名称：
试题库
组成：
{课程名+试题类型+试题号}
组织方式：
按课程以及题型分类存储
名称：
试卷库
组成{课程名+试卷号+专业名}
组织方式：
按课程以及专业分类存储
名称：
成绩库
组成：
{课程名+教师姓名+成绩+排名}
组织方式：
按不同课程分数从高到低排列
（4）加工逻辑
名称：
试题管理
输入：
添加、删除、修改的试题类型以及内容
输出：
操作失败或者操作成功
加工逻辑：
IF是授权用户且正确操作
THEN操作成功
ELSE操作失败
名称：
试卷管理
输入：
添加、删除、修改的试卷内容
输出：
操作失败或者操作成功
加工逻辑：
IF是授权用户且正确操作
THEN操作成功
ELSE操作失败
名称：
考生管理
输入：
添加、删除、修改、查询的考生信息
输出：
操作失败或者操作成功
加工逻辑：
IF是授权用户且正确操作
THEN操作成功
ELSE操作失败
名称：
考试管理
输入：
添加、删除、修改、查询的相关考试内容
输出：
操作失败或者操作成功
加工逻辑：
IF是授权用户且正确操作
THEN操作成功
ELSE操作失败
第4章总体设计
4.1功能结构图
4.1.1学生考试系统功能结构图
4.2数据库设计
4.2.1概念模型设计
E-R图
4.2.2逻辑设计
学生（学号，姓名，性别，密码，准考证号）
教师（工号，姓名，性别，密码，职务，教授课程）
管理员（编号，姓名，性别，密码，账号）
试题库（课程代码，课程名称，题目类型，题目内容，被选答案，参考内容）
试卷（试卷代码，课程名称，题号，题型，分数）
成绩（学号，姓名，试卷编号，课程编号，成绩）
4.2.3物理结构设计
1学生信息表
字段名
说明
类型
宽度
ID
主键
自动编号
8
Stnum
学号
数字
10
Stsex
性别
文本
10
Stpass
密码
文本
20
Stname
姓名
文本
16
Stcardnumber
准考证号
文本
30
2教师信息表
字段名
说明
类型
宽度
ID
主键
自动编号
8
Tenum
工号
数字
10
Tesex
性别
文本
10
Tepass
密码
文本
20
Tename
姓名
文本
16
Teposition
职务
文本
30
Teclassname
教授课程
文本
30
3管理员信息表
字段名
说明
类型
宽度
ID
主键
自动编号
8
Sanumber
编号
数字
10
Sasex
性别
文本
10
Sapass
密码
文本
20
Saname
姓名
文本
16
4成绩信息表
字段名
说明
类型
宽度
ID
主键
自动编号
8
Stnum
学号
文本
10
Exmid
考试试卷编号
文本
50
Exname
考试科目名称
文本
50
Stname
学生姓名
文本
16
Score
分数
文本
8
5试题信息表
字段名
说明
类型
宽度
ID
主键
自动编号
8
Exname
试题名称
文本
50
Excontent
试题内容
文本
100
Extype
试题类型
文本
20
Exanswer
参考答案
文本
60
6试卷信息表
字段名
说明
类型
宽度
Exmid
考卷编号
文本
50
Exname
考试科目名称
文本
20
Maketype
随机组卷
文本
50
Totaiper
总分值
数字
8
Pdcount
判断题数
数字
8
Pdleper
判断题分值
数字
8
Singlecount
单选题数
数字
8
Singleper
单选题分值
数字
8
Tkcount
填空题数
数字
8
Tkleper
填空题分值
数字
8
Jdcount
简答题数
数字
8
Jdleper
简答题分值
数字
8
第5章软件测试与分析
5.1功能测试
5.1.1介绍
功能测试是对考试管理系统的各项功能进行测试，从系统产品的界面、架构出发。
被测试对象主要包括，考试管理系统的登录界面，在线考试，生成试卷，阅卷评分、更改题库等功能。
5.1.2目的
测试各个功能是否正常运行。
5.2测试用例
5.2.1用户登录测试
用例目的
测试用户能否正常登录
前提条件
操作系统正常运行，硬件配置恰当
输入/动作
期望输出
实际情况
学号：
20110203056
密码：
sdgeigiui
登陆成功
与期望吻合
学号：
00101010
密码：
yg8ewgeg
输入学号格式不正确
与期望吻合
管理员ID：
25130
密码：
dyugedf
密码输入错误
与期望吻合
5.2.2在线考试测试用例
用例目的
测试学生能否正常进行考试
前提条件
考生成功登录，并且符合考试要求
输入/动作
期望输出
实际情况
点击开始按钮
考试卷面
与期望吻合
点击选择题答题
所有选择题
与期望吻合
点击答案
光标正确选择
与期望吻合
输入答案
自动保存，每10s更新一次
与期望吻合
提交试卷
请确认，一旦提交不可更改
与期望吻合
5.2.3生成试卷测试用例
用例目的
测试系统能否准确生成试卷
前提条件
教师成功登录，题库试题充足
输入/动作
期望输出
实际情况
课程：
软件工程
选择题：
15
填空题：
10
简答题：
5
试卷生成成功
与期望吻合
课程：
正正在
选择题：
15
填空题：
10
简答题：
5
未搜索到对应课程
与期望吻合
5.2.4阅卷评分测试用例：
用例目的
测试系统能否准确阅卷
前提条件
学生正确提交试卷，系统运行正常
输入/动作
期望输出
实际情况
查看指定试卷某一题得分
该题考生答案、参考答案以及评分
与期望吻合
查看指定试卷总分
试卷考生答案、参考答案以及评分
与期望吻合
提交空白试题
该题不得分
与期望吻合
5.2.5更改题库测试用例：
用例目的
测试题库功能能否实现
前提条件
教师成功登录
输入/动作
期望输出
实际情况
在选择题部分增加选择题
试题录入成功
与期望吻合
在填空题部分增加简答题
题型有误，请重新输入
与期望吻合
增加新的题型
题型增加成功
与期望吻合
增加已有题型
题型已存在
与期望吻合
删除题
删除成功
与期望吻合
删除题型
删除成功
与期望吻合
修改题目
答案未修改，是否确认
与期望吻合
修改答案
答案已修改，是否确认
与期望吻合
查询存在的题
该题内容及答案
与期望吻合
查询不存在的题
未查询到内容
与期望吻合
5.3性能测试
5.3.1介绍
性能测试是对考试管理系统的各项性能进行测试，主要是系统的负载能力、承压能力等。
5.3.2目的
测试系统的性能是否高效稳定。
5.3.3负载能力测试
用例目的
测试系统的负载能力
前提条件
负载之前，系统正常运行
输入/动作
期望输出
实际情况
在系统中进行考试
系统正常运行
与期望吻合
在模拟工具中模拟100台电脑同时运行系统
系统瘫痪
与期望吻合
5.3.4承压能力测试
用例目的
测试系统的承压能力
前提条件
承压测试之前，系统运行正常
输入/动作
期望输出
实际情况
系统正常运行的同时，打开200个页面
系统崩溃
与期望吻合
同时进行题型增加和试题增加
系统正常运行
与期望吻合
5.4图形用户界面测试
5.4.1介绍
被测试对象主要包括各种图形用户界面。
5.4.2目的
目的是测试各种图形用户界面是否都正常运行
5.4.3用户界面检查表
检查项
测试人员评价
窗口切换、移动、改变大小时是否正常
是
各种界面元素文字是否正确
是
各种界面元素状态是否正确（选中，无效，有效）
是
各种界面元素是否支持键盘操作
支持
各种界面元素是否支持鼠标操作
支持
数据项能否正确回显
可以
执行有风险的操作时，是否有“确认”“放弃”等提示
是
操作顺序是否合理
是
图标是否直观
是
5.5信息安全测试
5.5.1介绍
安全性测试信息检查系统对非法侵入的防范能力。
测试期间，测试人员假扮非法入侵者，采用各种办法试图突破防线。
5.5.2目的
安全性测试检测学生考试系统能否抵制各种危机，从而保证系统的各项安全。
5.5.3测试用例
假想目标A
想方设法截取或破译口令
前提条件
系统口令正常或者已设口令
非法入侵手段
是否实现目标
代价－利益分析
安装窃取口令的软件
否
代价大于利益
假想目标B
想法设法去破坏系统的保护机制
前提条件
系统已经安装相应的保护机制
非法入侵手段
是否实现目标
代价－利益分析
安装绕过杀毒软件的木马
否
代价大于利益
5.6压力测试用例
5.6.1介绍
压力测试和负载测试差不多，压力测试是在计算机数量较少或系统资源匮乏的条件下进行的测试。
压力测试的对象包括内存，CPU的可用性，磁盘空间等等。
5.6.2目的
目的是测试考试管理系统各部分的承压情况。
5.6.3压力测试用例
极限名称A
最大并发用户数量
前提条件
系统正常
输入/动作
输出/响应
是否能正常运行
10个用户并发操作
系统正常
能
20个用户并发操作
系统正常
能
100个用户并发操作
系统反应慢
不能
5.7测试结果
5.7.1缺陷报告
新建
摘要
模块
新建
删除试卷时没有确认提示
试卷管理
新建
添加考题时，编号不改变
题库管理
新建
个别科目里面的考题不能删除
题库管理
新建
在题库里查询题目时，不能按关键字查询
题库管理
新建
增加题型时不成功
题库管理
新建
成绩一经系统计算得出结果，不能修改
成绩管理
新建
学生不能查询单科成绩
成绩管理
新建
单科成绩不能导出
成绩管理
新建
学生登录账号可以是数字
考试管理
新建
教师账号登录可以是非法符号
考试管理
新建
学生内容不可以修改
学生管理
新建
学生账号删除没有确认提示
学生管理
5.7.2缺陷分析
试卷管理模块：
测试用例10个，发现bug1个，用例质量为10%；
题库管理模块：
测试用例13个，发现bug4个，用例质量为7.6%；
阅卷管理模块：
测试用例10个，发现bug0个，用例质量为0%，
成绩管理模块：
测试用例15个，发现bug3个，用例质量为20%；
考试管理模块：
测试用例15个，发现bug2个，用例质量为13.3%；
学生管理模块：
测试用例12个，发现bug2个，用例质量为16.7%。
5.8系统评价
该系统达到了预定的开发目标，在实际使用中的功能可以满足用户需求。
本系统的测试综合了白盒测试、黑盒测试两种方法，但主要使用的是黑盒测试方法。
在测试当中遵循了“尽早地和不断进行测试”，“保证测试用例的完整性和有效性”原则。
通过测试达到以下测试目的：
功能检查，检查功能是否争取，是否遗漏或实现不了应该实现的功能等。
接口检查：
检查能否正确地接受信思或输出信息。
数据检查：
检查数据结构或外部信息是否有（如数据文件）访问错误。
性能检查：
检查性能需求能否得到满足初始化、终止检查：
检查是否能进行正确地初始化或终止。
通过对系统的全面测试，所有测试条目都已经通过，实现了基本要求，系统可以正常运行。
针对本系统的评价如下：
系统功能评价：
根据本系统开发前所订的目标，在系统完成后经过测试运行，该系统达到了预定的开发目标，在实际使用中的功能可以满足用户需求系统技术评价：
本系统设计计合理，功能达到了预期目标，且系统运行后稳定可靠，安全性高，具有实用性，大大提高了办公效率。
系统经济评价：
在规定时间内，该系完成了系统分析时所确定的系统开发目标，达到了设计要求，投入使用后为用户节省了大量人力物力，提高了科学管理水平。
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