【毕业学位论文】（Word原稿）基于ASP.NET在线考试系统的设计与实现-软件工程

硕士学位论文 （专业学位） 基于 线考试系统的 设计与实现 姓 名： 学 号： 所在院系：软件学院 职业类别：工程硕士 专业领域：软件工程 指导教师： 副指导教师： 二一四年四月 A in 2010 2014 F N 同济大学 学位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名： 年 月 日 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名： 年 月 日 同济大学 硕士学位论文 摘要 I 摘要 当前，网络在线考试系统已发挥了不可替代的作用，它的优势不但体现在人力上也体现在物力上，在线考试系统采用自动评阅、计分、成绩存档功能将有效地避免资源的浪费，有利于环保，减少人员，提高效率。在新形势下，为进一步推广岗位练兵活动，提高练兵效能，节省练兵成本，建立基于网络在线考试与无纸化办公的岗位练兵系统已势在必行。 本文首先研究了网上考试系统的背景、现状和意义，然后针对开发网上考试系统中所所需的核心技术 进行了详细讨论。研究了目前流行 B/S 体系结构，对于 架、 C#语言、 及 术进行了简要介绍。完成了系统功能性需求分析，同时完成了数据库概念模型设计和数据表物理模型。经过上述的技术研究、分析和设计，本文采 用 010 作为 开发平台，用 实现了数据库的连接与访问，用 008 作为后台数据库管理，开发中使用了面向对象的开发 方法和三层体系结构 设计，实现了考试管理、用户管理、成绩管理、题库管理、系统管理等功能模块，完成了在线考试系统的具体实现。 本文设计的在线考试系统，具有安全性高、通用性强、易于程序的扩展及维护等优点，该系统的使用可以真正实现无纸化考试，加强考试管理，提高考试效率，降低了人力、物力的消耗，同时也提高了试卷评阅的公平公正性。目前该系统已正式上线并取得良好的实际效果，具有很好实际应用价值。 关键词 ： 试系统， C#， 008，模块设计 I an is in in us in to to of is At B/S as of 010 as of 000 as of of of At an in It of At C#， 008, 同济大学 硕士学位论文 目录 目录 第 1 章 引言 . 1 题背景与意义 . 1 内外网上考试系统现状 . 1 内计算机考试的现状 . 2 外网上考试的现状 . 2 关工委考试系统现状 . 3 论文研究的主要内容 . 3 章小结 . 4 第 2 章 系统涉及的相关技术 . 5 述 . 5 态网页开发技术 . 6 述 . 6 数据库访问技术 . 8 #语言简介 . 12 择 发网上考试系统的原因 . 14 向对象的程序设计 . 14 计模式 . 15 术介绍 . 17 章小结 . 19 第 3 章 网上考试系统的设计 . 20 统总体设计 . 20 统体系架构设计 . 20 统功能结构设计 . 21 统主要功能详细设计 . 22 试管理模块设计 . 22 库管理模块设计 . 23 绩管理模块设计 . 24 生管理模块设计 . 25 统管理模板设计 . 26 试系统流程图 . 29 同济大学 硕士学位论文 目录 库设计与组卷策略 . 31 据库设计 . 34 统的安全设计 . 40 章小结 . 40 第 4 章 网上考试系统的实现 . 41 据访问层的 实现 . 41 据库操作类 . 41 务逻辑层的实现 . 42 体类的实现 . 42 务逻辑层的实现 . 44 示层的实现 . 47 录界面的实现 . 47 试管理模块的实现 . 48 库管理模块的实现 . 50 绩管理模块的实现 . 51 户管理模块的实现 . 53 统管理模块 . 54 生登录及考试界面的实现 . 56 统测试 . 58 统测试环境 . 58 统测试用例的设计 . 59 统测试的执行与结果分析 . 59 章小结 . 60 第 5 章 总结与展望 . 61 结 . 61 望 . 61 致谢 . 63 参考文献 . 64 个人简历、在读期间发表的学术论文与研 究成果 . 65 第 1 章 引言 1 第 1 章 引言 题背景与意义 随着互联网的出现，我们已深深地感到政府行政的社会环境已发生了深刻变化。全球化的经济要求每一个政府都必须做出有效而灵活的反应，产生并依赖于工业化时代的传统政府运转方式，因其程序繁琐、效率低下、成本较高而无法适应互联网时代的需要，利用信息化手段改进政府行政方式、创新政务流程势在必行。用现代信息手段开展岗位练兵技能比武，是落实领导 “广泛证求意见，使岗位练兵形式更鲜活、效果更明显 ”指示要求，推动机关 岗位练兵技能比武创新发展的重要举措和有益尝试。传统的人工出卷方式 ， 考试需要花大量的人力 ,物力和财力去组织考试人员出考卷 ， 考试方式不仅费时、费纸 ,而且批改起来也十分费力 ,并且科学性、合理性、公平性和保密性都不能达到需求 ,而且造成经费的重复投入。计算机在线考试相对于纸面考试而言具有降低考试成本 ， 解决繁重的考务工作的优点。它可以免去大量的临考工作 ， 试卷根据题库中的内容即时生成 ，计算机自动判卷直接把成绩送到数据库中通过系统进行统计、汇总，实现无纸化考试 ， 大大提高了工作效率 。 在线考试系统的主要作用首先体现在无需准备 专门的场所（只需办公用的计算机），也无需在特定的时间将相对分散的考生组织起来，练兵时间灵活，可以在规定的时间段内的任意时间参加考试，有效利用了碎片时间，非常适合人员较多但各部门又分布松散的市直机关；其次在线系统可以动态地管理各种比武信息，只要准备好足够量的题库，从题库中抽取一定数量的考题生成练兵试卷，便可有效地避免练兵作弊，相互抄袭，同时计算机阅卷也给了参与人员最大的公平感，提高了员工自主学习的意识，将练兵有效地推广到员工的日常工作中，深化了岗位练兵的意义。 内外网上考试系统现状 网上考试系统有其 明显的优点，使得在各国飞速发展。国外有许多专门的考试机构采用计算机辅助测试方式对考生进行考核，国内也有各种各样的考试系统 同济大学 硕士学位论文 基于 线考试系统的设计与实现 2 1。下面简要说明国内外对网上考试系统的研究状况。 内计算机考试的现状 网上考试首先是从计算机类考试开始的，从 90 年左右开始使用计算机进行考试的全国性计算机考试。 1993 年开始的计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试和全国计算机等级考试，这些考试在社会上有着很大的影响力，累计有几百万人参加考试，软件水平考试为推动我国信息产业特别是软件产业的发展和提高各类 才 的素质、等级考试为以考促学，向社会推广和普及计算机知识做出了积极的贡献。各种职称考试。 2007 年银行从业人员资格考试首次实行上机考试；人事部门评定职称用的计算机应用水平考试；财务部门推出的会计电算化职称考试；使用计算机网上的考试是我国教育的一次飞跃，用计算机考试取代了传统考试中的纸和笔，引发了形式、考试内容和考试方法的深刻变革，使考试更加公平化、合理化同时也提高了考试效率 2。 外网上考试的现状 托福考试考生可通过互联网与位于美国新泽西州的考试中心总部互动，托福网络考试的试题，随机抽题 ，不会重复使用。这种全球性的考试现在已采用网上考试，从这也看出网上考试是考试改革的一个重要方向 3。 美国 限公司， 是全球最大的计算机化认证考试服务公司。 创了计算机化考试技术和管理标准，在世界的 6 大洲 141 个国家建立认证考试网络 , 可用 25 种不同语言提供 2400 多种考试，涉及学业领域（如 域证书认证和职业证书等考试。 大的业务是 域的业务，给 60 多家科技信息公司和认证机构提供 优质服务。 供的远程考试方案是在代理环境下的一个可以任意地点、任意时间举办的在线考试。它提供了填空题、单项选择题、简答题等多种考试题型。通过 络可以创建一个在线考试，并且让学生立刻开始考试。 第 1 章 引言 3 关工委考试系统现状 机关工委目前还没有网上考试系统，现在的考试还处于传统的手工考试阶段，全市目前在共有公务员 5000 多人，过去组织公共项目技能比武每年至少支出费用 5 万余元。此外，还需确定专门的时间、借用专门的场地，将分散考生集中起来，化零为整，涉及面广 ， 牵扯精 力大，受制约因素多，浪费了很多人力、物力财力，不利于提高政府部门的办事效率。随着网上考试系统的开发，可弥补自动化命题考试的空白，管理人员根据课程的实际需要，采取网上考试，不必集中大量的人员；同时还能从繁重的命题，阅卷、统计成绩、上报成绩等繁重的劳动中解放出来，提高工作效率。所以考试系统的成功开发和使用对改善机关工委岗位练兵考试现状有重要的意义。 论文研究的主要内容 本论文使用 术、 据库技术、面向对象技术、实现一个 B/S 模式的网上考试系统。整个系统将被设计 成具有三层体系结构的、易修改和扩展的通用性很强的考试系统，系统还提供了数据统计分析模块可以对考试中成绩进行统计和排行。由于目前条件限制，考试的题型只涵盖客观题型，包括单选、多选和判断。考试采取随机出题的组卷策略，系统根据设置好的题库数量和题型数量随机出题，保证试题的公平性。具体包括以下几个方面： 软件工程是针对软件产品的工程化方法，它关注软件产品的生命周期，包括从需求、设计、开发、测试到运行和维护的所有阶段。其中，需求分析获得了越来越多的重视，对于软件开发总体过程来说，这是控制风险以及保证软件 质量最关键的一环。在需求分析的基础之上进行系统设计及详细设计。 统 架 在软件工程的工程化思想的指导下，在项目开发前要进行合理的需求调研，形成有效的符合用户要求的需求文档，在需求确定之后，进行系统的设计架构，以便开发的合理展开。针对 网上考试 系 系统，我们采用 术 ，在 计模式的基础上开发构建 用框架，为构建 网上考同济大学 硕士学位论文 基于 线考试系统的设计与实现 4 试 系统 提供一种可参考的方案。 在系统中如何有效应对大量考生同时在线考试也是我们要研究的重点内容，数据库的设计就在 保持合理、可应用的前提下，更要注意效率、空间以及可扩展性的设计。同时考虑高并发情况及事务的提交与回滚。 试题库的管理是网络考试的重要部分。结合用户的实际需求分析本系统 考试的题型只涵盖客观题型， 我们将试题划分为单选题、多选题、判断题三种题型。每种题型建立相应的录入、删除、修改操作模块，包括题库的批量导入和单个输入。 系统目前使用随机抽题法，本系统可以根据用户的需求，按照公平、公正、客观合理的原则，采取随机的方式，从题库中抽出一定考题范围、给定题型、给定题量、各题分值总和为用户给定的分值 总和的试题，组合成正式试卷或模拟考卷，存储到试卷库中。为保证考试的公平性每个用户的试卷都是不相同的。 论文分为五个部分进行了论述，第一章介绍了网上考试系统发展的现状；第二章介绍了网上考试系统开发过程中涉及的一些主要开发技术和手段；第三章讨论系统的设计，包括系统的结构、各个模块的介绍以及数据库设计；第四章介绍了系统的具体实现并给出了部分源代码；第五章对论文进行了总结和对未来的展望。 章小结 本章阐述了目前传统考试的敝端，分析了当前国内外网上考试系统的现状及不足，介绍了本考试系统使用具有高开发 效率及 B/S 结构的开发技术。最后阐述了论文中的主要章节及研究内容。第 2 章 系统涉及的相关技术 5 第 2 章 系统涉及的相关技术 本论文内容涉及 架、 术、术、面向对象技术、 据库技术及 台编程语言 C#等。 述 微软 2000 年面向全球发布用来快速开发、部署网站服务及应用程序的开发平台。 我们提供了一个一致的 面向对象的编程环境，无论是在本地的代码编写和执行还是在 执行，它都使我们在编写 用程序和 用程序时提供一致的编程环境。按照工业标准生成所有通信，以确保基于 代码可与任何其他代码集成 4。 强大功能体现在以下几个方面。 有两个主要组件（见 加、语言、操作系统的关系图）： 库和公共语言运行库。 基础就是公共语言运行库。我们可以 把运行库看作是一个在程序执行时管理代码的一个代理，它提供线程管理、内存管理和远程处理等核心的服务，并且还具有严格的类型安全以及可提高可靠性和安全性的其他形式的代码准确性。事实上，代码管理的概念是运行库的基本原则。不以运行库为目标的代码称为非托管代码而以运行库为目标的代码称为托管代码。 另外一个重要的组件是类库，它是一个综合性、面向对象、可重用的类型集合，可以使用它快速的开发很多种应用程序，这些应用程序不仅包括传统的应用程序和命令行应用程序，还包括基于 软所提供 的最新的应用程序（如 由非托管组件承载，这些组件将公共语言运行类库加载到它们的进程中并启动托管代码去执行，从而可以创建一个同时利用托管和非托管功能的软件环境。 但可以提供若干个运行库宿主，而且还支持第三方运行库宿主的开发。框架图如图 示。 同济大学 硕士学位论文 基于 线考试系统的设计与实现 6 图 架图 态网页开发技术 述 司 2002 年发布的新一代的软件开发技术，是建立在公共语言运行库上的程序框架，可用于在 务器建立强大的网络程序。供了一个统一的 发模型，并为开发人员提供了创建企业级 用程序所需的各种服务。 于产生的比较晚，所以它吸取了 C+、 向对象的特点及 好的可视化界面，它吸收了从众家之长，克服了其它开发技术的不足，所以提供了许多比现在的 发工具更强大的功能 56。 1. 代码 是编译执行的，执行效率的大幅提高。 把基于通用语言的程序在服务器上运行。不像先前版本的 解释程序，而是将程序在服务器端首次运行时进行编译，以后执行直接在本地机上运行，这样的执行效果，比一条一条的解释执行强的多，从传统的 度到 在程序的性能、速度等方面的革命性的改进。 第 2 章 系统涉及的相关技术 7 事件驱动的也是完全面向对象的。在 页中，可以使用 集成开发环境、工具箱。这样在编写基于 编程和基于 程序开发所使用的控件等没有什么区别，这样使得原来进行 发的开发人员能很快适应 发。 用 式编程。程序代码和 码的分离，使得 发更像 发，由于代码分离，使的代码更易维护和升级。也使得代码编写人员和美工人员更好的进行分工合作。 因为 基于公共语言运行库的 架类库、消息处理和数据访问解决方案都能无缝的整合到 用中。你可以选择一种最适合你的语言来编写你的程序，或者把你的程序用多种语言来写，现在已经支持的有 C#， 来，这样的多种程序语言协同工作的能力保护您现在的基于 发的程序，能够完整的移植向 括可监视 用程序的运行状况和性能的功能。行状况监视可以报告关键事件，这些关键事件提供有关应用程序的运行状况和错误情况的信息。这些事件显示诊断和监视特征的组合，并在记录哪些事件以及 如何记录事件等方面提供了高度的灵活性。 用运行库调试基础结构来提供跨语言和跨计算机调试支持。可以调试托管和非托管对象，以及公共语言运行库和脚本语言支持的所有语言。 此外， 框架提供使您可以将检测消息插入 页的跟踪模式。 通过 用程序使用配置系统，可以定义 务器、网站或单个应用程序的配置设置。 置设置存储在基于 文件中。由于这些 件是 本文件， 因此对服务器环境和 用程序的设置更加简单。您可以在部署 用程序时定义配置设置，并且可以随时添加或修订配置设置，且对运行的 用程序和服务器具有最小的影响。甚至不需要重新启动服务器。 同济大学 硕士学位论文 基于 线考试系统的设计与实现 8 经被刻意设计成为一种可以用于多处理器的开发工具，它在多处理器的环境下用特殊的无缝连接技术，将很大的提高运行速度。用软件是为一个处理器开发的，将来多处理器运行时不需要任何改变都能提高他们的效能，但现在的 做不 到这一点。 提供了高级的安全基础结构，以便对用户进行身份验证和授权， 并执行其他与安全相关的功能。您可以使用由 供的 份验证对 用户进行身份验证，也可以通过您自己的用户数据库使用 份验证和 员资格来管理身份验证。此外，可以使用 或您自己的自定义角色数据库（使用 色）来管理 用程序的功能和信息方面的授权。您可以根据应用程序的需要方便地移除、添加或替换这些方案。 数据库访问技术 使用 问数据库需要使用 件。 微软在 台下提出的一种全新的数据库访问技术，是一种为 台新设计的。 很大的一个优点是通过 配器可以在连接或在断开的方式下操作数据库。应用程序只有要取得数据或更新数据时才和数据源进行联机，这样可以减少应用程序对服务器资源的占用，提高应用程序的效率。而 不能离线操作的，在应用程序执行期间 ，会一直保持数据库连接，这样当连接服务器的用户很多时，很容易耗尽服务器资源，导致性能瓶颈。10 件，分别是 象、 象、 及 些组件主要负责建立联机和数据操作 78。 第 2 章 系统涉及的相关技术 9 图 件结构模型 象主要是建立应用程序和数据库之间的连结。最底层，我们可以自己定义这个对象。 象主要可以用来对数据库发出一些指令，例如可以对数 据库下达查询、增加、修改、删除数据等命令。 象主要是在数据源以及 间执行数据传输的工作，通过它可以和远程数据库建立连接，把远程数据库中的数据填充到本地内存数据库的 象中。 应用方案中最重要的就是数据集了。数据集是指远程数据库数据在本地内存中的拷贝。一个数据集可以包含多个数据表，每一个一般都对应于数据库中的表或视图。数据集组成了一个非连接的数据库数据视图。只有在读写数据库时才需要和远程服务器建立连接，使用数 据库服务器资源，所以节省了服务器资源和网络传输的压力，提供了更好的可伸缩性。 当我们只需要顺序的读取数据而不需要其它操作时，可以使用 象。 象只是一次向下循序地读取数据源中的一个记录数据，不作其它的操作。因为 读取数据的时候限制了每次只能读取一个记录，而且只能读，所以使用起来不但节省资源而且效率很好。此外，因为不用把数据全部传回，从而可以降低网络的负载。 同济大学 硕士学位论文 基于 线考试系统的设计与实现 10 数据存取和之前的版本不一样。老版的 取数据的方式只有一种 ，那就是透过 B 来存取数据；而现在的 分为两种，一种是直接存取 的数据，另一种是透过 B 来存取其它数据库中的数据。所以 供了两组数据操作组件，分别为 据操作组件以及 据操作组件 。 每组数据操作组件内都有 象、 象、 象及 象，前面加 缀以及 缀加以区分。这两种数据操作组件虽然针对的数 据源不一样，但是这些对象的架构都一样。只要针对所要建立的数据源种类来选择 据操作组件，或是 据操作组件就可以了。但是透过 别对象来存取 的数据效率最好，这是因为 经过 B 这一层，而是直接调用 的 以效率比较好。 一个关系数据库管理系统 9。自 1988 年推出以来第一个版本以来， 展迅猛。 008 推出了许多新的特性和关 键的改进，使得它成为至今为止的最强大和最全面的 本。 008 是一个重大的产品版本，它推出了许多新的特性和关键的改进，使得它成为至今为止的最强大和最全面的 篇文章详细介绍了 008 中的新的特性、优点和功能。 微软的这个数据平台满足这些数据爆炸和下一代数据驱动应用程序的需求，支持数据平台愿景：关键任务企业数据平台、动态开发、关系数据和商业智能。 008 新功能 及 这个平台有以下特点 可信任的 使得公司可以以很高的安全性、可靠性和可扩展性来运行他们最关键任务的应用程序。 高效的 使得公司可以降低开发和管理他们的数据基础设施的时间和成本。 智能的 提供了一个全面的平台，可以在你的用户需要的时候给他发送观察和信息。 （一）保护你的信息 在过去的 005 的基础之上， 008做了以下方面的增强来扩展它的安全性： 1. 简单的数据加密 第 2 章 系统涉及的相关技术 11 008 可以对整个数据库、数据文件和日志文件进行加密，而不需要改动应用程序。进行加密使公司可以满足遵守规范及其关注数据隐私的要求。简单的数据加密的好处包括使用任何范围或模糊查询搜索加密的数据、加强数据安全性以防止未授权的用户访问、还有数据加密。这些可以在不改变已有的应用程序的情况下进行。 2. 外键管理 008 为加密和密钥管理提供了一个全面的解决方案。为了满足不断发展的对数据中心的信息的更强安全性的需求，公司投资给供