学生在线考试系统

学生在线考试系统设计报告班级：计算机科学与技术〔师范〕课题：学生在线考试系统组长：马泽娜组员：陈锐华、林燕旋、朱伟兰、刘秋宜杨秋婷、郑金豪、怀艳秋日期：2023年01月06日一学生在线考试系统需求分析报告引言1.1编写目的编写在线考试系统需求分析报告目的是为了需求提供者和开发方明确对所建信息管理系统所到达的功能和目标。通过双方不断的讨论和交互，最终形成具有建设目标的书面条款。经双方确认后，将作为开发方设计开发的根本依据和需求方的软件验收标准，同时，通过该需求分析报告，开发方可以更加进一步了解客户的需求，从而严格按照流程及时、准确地完成系统的开发，以满足客户的需求。同时，该文档也作为概要设计及后续设计的根底。1.2背景随着网络技术的飞速开展，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开展，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开展起来，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开展，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局部采用这种方式。伴随着远程教育的蓬勃开展，作为教学当中不可分割的一局部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的相关技术的开展，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开展。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开展的主流。数据库平安、共享、数据传输过程的平安性、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，根本实现了基于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。系统设计2.1需求分析系统需求分析学生在线考试系统主要包括学生端，教师端和管理员端。首先是学生端，需要学生在登录后实现考试、查询成绩和修改密码功能。其次是教师端，需要教师在登录后实现学生成绩查询、选课、课程题库的增删改查以及密码的修改。再次就是管理员端，这里管理员要实现学生、教师信息的录入以及其增删改查功能，还要录入学校的全部课程供教师选择。学生在线考试系统要考虑的主要是怎样出题、怎样收集答案、怎样保存，怎样判分这些问题。系统功能需求图：2.2管理模块3分类管理3.1用户用户注册主执行者：管理员功能描述：添加用户以及设置用户角色根本功能：1.管理员点击添加用户按钮，输入用户编号，所属部门，角色类型，系统给出默认初始密码，提交保存扩展：1.即时检查用户名，部门号，角色类型是否为空，是否符合格式2.即时显示用户名是否存在用户登录主执行者：管理员、教师、学生功能描述：管理员、教师和学生进行登录根本功能：1.管理员、教师和学生输入账号密码，点击登录，验证通过，进入系统。系统进入对应的角色页面。扩展：1.验证用户名，密码不正确时，提示用户哪局部出错2.用户输入完账号，按Tab键可以跳到密码输入框用户删除主执行者：管理员功能描述：删除用户根本功能：1.管理员选中要删除的账号，点击删除按钮进行删除，提示用户是否删除，点击确认，删除成功修改用户主执行者：管理员功能描述：修改教师、学生资料，重置密码根本功能：1.管理员选中要修改的账号，点击修改，进入页面修改用户资料，或者重置用户密码3.2试卷管理题库管理主执行者：管理员、老师功能描述：管理员对题库中的科目，系别，题型进行添加，删除，修改老师可以对题库添加，删除，修改试题根本功能：1.管理员可添加系别，科目，题型，并对科目进行系别分类2.管理员可以删除系别，科目，题型3.管理员可以修改系别，科目，题型4.老师可以选中对应的系别，科目，题型，添加试题进入题库，客观题可以输入正常答案。5.老师可以删除自己对应系别，科目下的试题和答案6.老师可以修改自己对应系别，科目下的试题，答案扩展：1.即时检查一些主要信息是否为空，是否符合格式2.可用excel导入试题手动生成试卷主执行者：老师功能描述：手动生成试卷根本功能：1.老师可以选择好系别，科目，题型，手动将题库中的试题选出，并添加进试卷，最后保存，点击生成试卷。自动生成试卷主执行者：老师功能描述：自动生成试卷根本功能：1.老师可以选择好系别，科目，题型，系统将自动根据设置随机抽取试题组成一份试卷。删除试卷主执行者：老师功能描述：删除试卷根本功能：1.老师可以删除不用的试卷批改试卷主执行者：用户：老师功能描述：批改试卷根本功能：1.客观题局部，可以根据题库中的答案比照，直接算出学生得到的分数，主观题局部，老师可以自己给分。3.3其他成绩管理主执行者：教师、学生功能描述：老师可以发布成绩，学生可以查看成绩根本功能：1.老师可以按年段，系别，科目，班级等条件，发布学生成绩，并排名2.学生可以登录系统，查看自己的相关科目的成绩扩展：1.老师可以按条件将学生的成绩排名后导出到excel〔优先级4〕考试管理主执行者：教师、学生功能描述：学生进行考试根本功能：1.学生登录系统，开始进行答题操作。答题完后，学生最早可以在开考30分钟后，提交试卷。如果超过考试规定时间，学生没有主动提交试卷，系统将自动提交试卷。2.如果老师发现学生有违规行为，可以登录系统，强行立即提交该考生试卷，并标记违规，记录违规情况〔优先级4〕3.老师和学生平时可以登录平台首页观看管理员发布的考试信息，比方考试地点，时间等。资料管理主执行者：教师、学生功能描述：用户对资料进行修改根本功能：1.用户可以登录系统，对自己的资料进行修改，包括修改密码。系统数据流图学生在线考试系统顶层数据流图学生在线考试系统一层数据流图二系统总体设计〔一〕系统的体系结构系统结构模块，是新一代分布式计算方案设计的应用软件体系结构。其体系结构模型如下图。系统体系结构是一个综合模型，系统体系结构是由许多结构要素及各种视图〔或观点〕〔View〕所组成的，而各种视图主要是基于各组成要素之间的联系与互操作而形成的。所以，系统体系结构是一个综合各种观点的模型，用来完整描述整个系统。系统体系结构是一个系统建模的方法：在系统体系结构的各种视图中，以组织视图与行为视图最为突出和重要。所以，要完成各种视图的综合，必须先完成组织与行为视图的统一。根本上，通过组织视图与行为视图的合一过程，我们就可以构建出一个可以完整描述的系统。所以，系统体系结构可以作为构建系统模型的一种方法。〔二〕系统用例图1、在需求分析过程中，我们明确了系统的三类角色(Actor)及其相关的用例：系统管理员：系统管理员维护系统的所有信息，包括用户信息、商品信息和用户订单信息。学生：学生用户可以使用系统进行各类测试，包括：单元测试、模拟测试和自我测试。系统可以自动的评判学生的测试成绩，并提供成绩查询效劳。此外，系统还可以为学生提供历史错误记录信息，以便学生能够更好的掌握好知识点。教师：教师为整个系统录入试卷，并对测试的主观局部进行评判。同时，为了准确的掌握学生的测试情况，教师还可以查询学生的成绩并对其进行统计。根据前面的需求分析，我们得到了在线考试系统的用例图。首先我们看到的是整个系统的用例图：1、1用户管理模块系统的用户包括考生用户、教师用户以及系统管理员用户。用户管理模块实现对学生用户、教师用户和管理者用户的信息管理。三种用户在参与系统活动的时候，能进行用户信息的注册与维护。管理员功能包括：查询用户信息、授权用户角色等。不同用户具有不同用户权限，相同用户可执行相同的功能，同一个角色的用户具有的用户权限相同。用户管理模块用例图：1、2题库管理模块题库管理模块包括试题信息管理、题型信息管理。试题录入将试题的题目、题型、知识点、章节、难易度、试题答案等内容输入到题库中。试题查询根据用户给定的相关条件(如题型、知识点、难易度、录入时间等)对试题库中的试题进行查找、筛选等操作。试题修改那么根据用户给定的条件(如题型、知识点、难易度录入时间等)找到相应试题，然后对试题进行修改操作。试题删除根据用户所给定的条件(如知识点、题型、难易度录入时间等)找到相应的试题，然后对试题进行删除操作。题型信息管理实现对考试题型信息的设置。题库管理模块用例图：1、3在线考试模块学生登录考试系统后，通过身份验证后进入在线考试页面，页面上方显示考生的学号、姓名等信息以方便考生核对。考生选择参加的考试课程后，系统给出考场规那么和考试时间进行倒计时，系统提醒考生开始考试。系统根据定制的题型、分数分布、题目数量、难度等级分布、章节分布等参数的设置规那么，随机从试题库中抽取满足规那么的试题，为参加考试的考生自动生成互不相同的试卷。页面上呈现出的考试试卷与考生平时参加的纸试化考试试卷差异不大：单项选择试题和判断试题各选项前为单项选择框；多项选择试题和不定项选择试题各选项前为复选框；填空试题每空为文本框；主观题每个问题后面有一个多行文本框，以便考生编辑答案。考生的答案首先保存到本地临时数据文件中，然后定时发送回考试效劳器。如果考试结束时间已到，系统会自动锁定并提交试卷；如果考试结束时间未到，考生可以提前交卷，考生效劳器会将其考试数据保存，并退出考试系统。在线考试模块用例图：1、4成绩管理模块在考试结束后，系统要对考生答卷进行评阅。阅卷方式分为两种，自动阅卷和手动阅卷。对于客观题和局部主观题系统实现自动评分并保存考生得分；对于分析题和操作题，系统给出参考答案和评分细那么，由阅卷教师评分。考虑到系统的平安性，由管理员在系统考试结束后启动阅卷系统进行自动阅卷；同时，对其它试题采用教师网上人工阅卷。对考生所有的考试结果进行评卷，保存每一个考生每道题的得分，并对考生考试成绩能够进行统计、分析和汇总。①客观题自动评分系统自动实现对选择题的评阅，并保存得分。在评阅选择题、判断题等客观题时，系统将考生的答案与标准答案进行完全匹配计算得分。②手动阅卷分析题和操作题等不易进行自动评阅的试题，可考虑自动评阅和手动评阅相结合，在自动评阅的根底上，教师实现对其的手动评阅。系统自动计算各大题得分，得到考生的最后得分。对学生提供所考课程的分数查询；对老师提供试卷、所授课程的学生分数的查询。教师在查询分数时，可以查询某一个考生的考试成绩，也可以查询某个专业某个班的课程总平分数、各分数段的人数情况、不及格的学生名单等统计信息。成绩管理模块用例图：1、5试卷管理模块教师可以对试卷进行管理，试卷管理包括对试卷管理、试卷信息的管理和对试卷试题的维护。教师可以查看、删除试卷并且可以对试卷信息进行管理，包括对试卷名字、科目、考试时间、出题人、总分等信息进行管理。教师可以对试卷中的试题进行管理，可以直接新增试题，并且对参加试卷的试题设置分值。试卷管理模块用例图：〔三〕系统模块流程学生在线考试系统主要包括学生端，教师端和管理员端。1、学生端：需要学生在登录后实现考试、查询成绩和修改密码功能。2、教师端：需要教师在登录后实现学生成绩查询、选课、课程题库的增删改查以及密码的修改。3、管理员端：这里管理员要实现学生、教师信息的录入以及其增删改查功能，还要录入学校的全部课程供教师选择。根据学生在线系统分析报告画出总体设计流程图：然后是登陆模块流程图：说明：系统的所有用户都必须经过登陆之后才能使用系统所提供的功能，不登陆那么不能使用。系统不为“游客〞身份的用户提供效劳。接下来是管理员模块：说明：1.管理员点击添加用户按钮，输入用户编号，所属部门，角色类型，系统给出默认初始密码，提交保存管理员、教师和学生输入账号密码，点击登录，验证通过，进入系统。系统进入对应的角色页面。管理员选中要删除的账号，点击删除按钮进行删除，提示用户是否删除，点击确认，删除成功管理员选中要修改的账号，点击修改，进入页面修改用户资料，或者重置用户密码管理员可添加系别，科目，题型，并对科目进行系别分类管理员可以删除系别，科目，题型管理员可以修改系别，科目，题型老师可以选中对应的系别，科目，题型，添加试题进入题库，客观题可以输入正常答案。接下来是教师模块流程图：说明：教师可以对多个学生的成绩进行查询。教师的查询条件可以包括一下内容：年级信息、科目信息、测试类型信息、学生信息以及成绩分数段信息。系统应该对查询条件的有效性进行检查。教师可以对查询结果进行排序，排序的标准可以是所显示的查询结果的任何一个字段。教师可以对查询结果进行统计，以便准确的掌握学生的成绩信息。教师只对自己所属科目的试题内容进行评判。教师对试题的评阅内容包括：给所评阅的内容评分，做相应的批示或评价。最后是学生模块流程图：说明：学生只能查询自己的成绩记录，不能查询他人的成绩记录。学生登陆之后，系统将自动记录学生的登陆信息，然后根据学生信息查询对应的成绩记录。查询完毕之后，系统将返回该学生的所有的成绩记录。初次查询结果之后，学生可以对已有的结果做进一步查询，包括指定时间、测试类型以及科目信息等查询条件。三详细设计〔一〕登录模块创立系统的Logical视图首先在Logical视图中创立Sequence框图和Collaboration框图，也就是Interaction框图。Interaction框图一步一步显示使用案例的流程。包括：流中需要什么对象；对象相互发送什么消息；什么角色启动流；消息按什么顺序发送。下列图是系统登录模块的的Sequence框图。用户类型包括：考生，老师和管理员。用户登录序列图用户根据需求发送登录请求到登录页面，由登录页面读取用户的登录信息之后向用户管理发送用户登录信息。用户管理从用户的登录信息中获取关键字，然后向数据库查询用户所输入的用户的真实信息。数据库将查询的结果返回用户信息。由用户管理验证登录信息与用户输入的信息是否一致，将结果返还到登录页面。由登录页面执行相应的处理流程。这样实现三种类型的用户的登录功能。这种情况是能在数据库上找到登录者的信息。而但找不到登录者信息时，用户可通过注册新用户功能建立新的用户信息。用户注册序列图用户注册是向数据库添加新账号的过程，用户进入注册页面之后，注册页面读取信息之后，初始化给用户屏幕，由屏幕提示用户填写注册信息，用户填写完注册信息后，由屏幕连接数据库，数据库创立新账户后向用户输出数据库信息，数据库向屏幕输出验证用户和密码。最后由账户向数据库写入账户信息。这样就在数据库中添加了新的账户，即用户注册了新的账号。协作图强调发送和接受消息的对象之间的结构组织的交互图，显示对象、对象之间的链接以及对象之间的消息，还可以显示当前模型中的简单类实例和类实体实例用户登录协作图用户注册协作图〔二〕考生考试模块〔一〕用例图首先需要需要确定在线考试系统所需要的用例，通过数据流图可以确定出如图1.1所示的用例图在该用例图中涉及到参与者〔Actor〕为学生，用例〔UseCase〕包括登陆测试页面、考试测试以及数据库连接。通过用例图可以看出参与者以及各用例之间的联系层次鲜明并且简单，没有复杂的交集。图1.1〔二〕顺序图和协作图图1.2是关于学生在线测试模块的顺序图，从图中可以看到学生与考试模块相关类以及各个类与数据库之间的操作顺序。图1.2可以从另外的角度观察在线考试相关模块的操作顺序流程。主要的系统流程是：一、考生向测试页面发出测试的请求，测试页面验证完考生的信息之后考试测试类发送考生条件，后者从试题信息类中获取试题信息生成试卷返回给测试页面，一旦开考便开始计时，同时试题信息类当中存储的试题答案信息只在获得考试测试类请求的的情况下才能翻开，否那么处于冻结状态；二、考生做完题目之后提交答案，或者时间结束之后系统强制提交答案信息，测试页面向考试测试类发送答案；三、考试结束后考试测试类从试题信息类获取答案，对试题当中客观题局部进行自动评阅，将自评局部的信息以及主观题的考生答案发送给数据库，此时在线考试流程结束。图1.2说明：1)该用例实际上分为两局部：第一局部是根据用户提供的测试条件从试题库当中提取试题信息；第二局部是用户在试题生成之后开始进行考试2)在线考试是系统中最重要的、最主要的模块，通常要求考生在规定的时间内对试题内容进行做答。3)在线考试过程当中，试题的答案信息将会被冻结，任何对答案信息的访问都被视为非法，考试结束之后，答案信息重新被激活。4)模拟考试的成绩必须被添加到成绩信息库当中，并可以作为成绩的依据。图1.3说明：顺序图和协作图从不同的角度展示系统的操作流程，顺序图侧重于空间上展示系统的流程，协作图那么侧重从文字信息的角度进行说明。〔三〕状态图图1.3，图1.4和图1.5分别展示的是在线测试页面、考试测试类以及试题信息类在整个在线考试系统运行下的状态转化。其中，在线测试页面进入初始化状态后如果的获得符合条件的测试进行状态转化并进行计时，在考生提交答案或者时间结束的情况下转入关闭状态；考试测试类在获得测试页面的考生条件之后启动到获取试题的状态，在提交完试题之后进入等待的状态，在考试结束后获得答案信息进行试题评阅，评阅完毕后转化为提交信息的状态，提交完成后关闭；而试题信息类在一般状态下处于冻结的状态，在获得考试测试类的请求信息后才进入查找试题或者答案的状态，在提交完答案信息之后关闭。图1.4图1.5图1.6〔四〕在线考试模块流程图流程图可以很直观的反响模块的具体操作流程。从流程图1.7可以看出，学生登录进考试系统后先要对学生的身份信息进行验证，查看信息是否正确并且该学生有参加这一次考试的资格。验证结束后根据学生提供的资料在信息库中选择学生的考试题型并生成试卷，考试开始并进入计时。考试开始后，学生可以选择提交试题答案，或者等考试时间结束系统强制提交答案。考试结束后系统获取考试信息中的试题答案信息，对客观题局部进行自动评阅，并生成该学生相应的自评成绩，评阅结束后向数据库提交主观题局部答案以及自评局部成绩，在线考试流程结束。图1.7〔三〕试题管理模块一题库管理的设计题库管理包括题型管理、试题管理和题库类型管理〔1〕题型管理：管理员可以添加、修改和删除题型。〔2〕试题管理：管理员和教师都可以对试题进行管理，教师可以将自己的试题进行管理，而管理员可以对所有试题进行管理。〔3〕题库类型管理：管理员可以添加、修改、删除题库类型。题库管理结构图如下图二试卷管理模块用例图1教师管理试卷教师可以对试卷进行管理，试卷管理包括对试卷试题的管理、试卷信息的管理。教师可以查看、删除、修改、增加试卷并且可以对试卷信息进行管理，包括对试卷名字、科目、考试时间、出题人、总分等信息进行管理。教师可以对试卷中的试题进行管理，可以直接查看、新增、删除、修改试题，并且对参加试卷的试题设置分值。首先需要需要确定在线考试系统所需要的用例，通过数据流图可以确定出如下列图所示的用例图在该用例图中涉及到参与者〔Actor〕为教师，用例〔UseCase〕包括试卷试题管理、试卷题型管理。通过用例图可以看出参与者以及各用例之间的联系层次鲜明并且简单，没有复杂的交集。试卷管理模块用例图如下列图所示：管理员管理试卷〔1〕管理员可以对试卷进行管理，试卷管理包括对试卷试题的管理、试卷信息的管理。〔2〕管理员可以查看、删除、修改、增加试卷并且可以对试卷信息进行管理，包括对试卷名字、科目、考试时间、出题人、总分等信息进行管理。〔3〕管理员可以对试卷中的试题进行管理，可以直接查看、新增、删除、修改试题，并且对参加试卷的试题设置分值。〔4〕管理员可以对题库中的所有信息进行管理，可以直接查看、新增、删除、修改题库。三试卷管理模块序列图1教师管理试卷模块〔1〕录入试题信息：本序列图是描述教师如何向系统中录入测试用的试题信息的。本用例可以进一步细分为自我测试试题录入、单元测试试题录入以及模拟测试试题录入。根据试题内容的不同，有可能需要分别以文字和图片的方式进行录入。说明：<1>试题的属性信息包括：年级信息、科目信息和知识点信息。<2>试题被输入系统之后，将会被附加在相应的属性信息下。系统将对试题的内容做重复性检查，如果发现内容重复了，将会提示重新输入。<3>根据试题的内容的不同，系统应当提供文字和图片两种试题输入方式。〔2〕删除试题信息本序列图是描述教师如何在系统中删除测试用的试题信息的。本用例可以进一步细分为自我测试试题删除、单元测试试题删除以及模拟测试试题删除。说明：<1>试题的属性信息包括：年级信息、科目信息和知识点信息。<2>接收到删除试卷的请求后，系统将对请求删除试题进行检查，如果该内容存在，返回相关信息，执行delete操作。〔3〕修改试题信息本序列图是描述教师如何在系统中修改测试用的试题信息的。本用例可以进一步细分为自我测试试题修改、单元测试试题修改以及模拟测试试题修改。说明：<1>试题的属性信息包括：年级信息、科目信息和知识点信息。<2>接收到修改试题请求之后，系统将对请求修改试题的内容进行检查，如果存在，返回相关信息，执行修改操作。2管理员管理题库〔1〕修改题型、试题本序列图是描述管理员如何在系统中管理题库的。说明：管理员对试题、题型进行修改，首先输入要修改的局部的相关信息，在数据库中找到相应的信息后，系统管理员对