基于Web的在线考试系统的设计与开发毕业论文.doc

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1、*大学2012届学士学位论文在线考试系统学生考试及教师管理模块学 院 计算机科学与技术 专 业 计算机科学与技术 研 究 方 向 软件开发 学 生 姓 名 * 学 号 指导教师姓名 * 指导教师职称 2012年4月20日III基于Web的在线考试系统的设计与开发学生及教师模块 摘 要：随着计算机网络技术和网络教育的不断发展，传统的基于纸笔的考试形式已不能适应当今社会发展的需要，计算机在线考试正在逐步取代传统考试。计算机在线考试是利用网络来实现的考试，不仅可以减少人为因素对考试的影响，而且还减少了教师的工作量。 本系统的开发采用B/S结构，这种结构将系统功能实现的核心部分集中到服务器上，从而简化

2、了系统的开发、维护和使用，并且统一了客户端。本系统在基于jdk1.6开发环境下，使用Java语言对系统后台进行开发，采用JSP技术对界面进行设计。本文首先论述了在线考试的产生背景、研究方法以及本课题研究的意义。接着在对所要开发的在线考试系统做较为详细的需求分析后，给出了在线考试系统的设计方案，该系统主要功能包括学生考试、教师对试卷的管理等。本文所论述的功能模块，即学生模块和教师模块，与陈朋朋同学开发的管理员模块集成在一起，构成了一个较为完整的在线考试系统。最后经过严格的测试，该在线考试系统可以稳定、安全的运行。关键词:B/S结构；在线考试；MVCThe Design and Developme

3、nt of Online Examination System Based on Web students and teachers module Abstract：With the continuous development of computer network technology and network education, traditional examination using paper and pencil can not meet the need of todays society development any more and is gradually replac

4、ed by computer online exam . Computer online examination makes use of network, not only reducing personal effects on test, but also cutting back teachers workload. The development of this system adopts B/S structure, which focuses the core part of realization of the system functions on the Server, t

5、hus simplifying system development, maintenance and use. Based on jdk1.6 development environment, it uses Java language to exploit system background, and adopts JSP skills to design interface. At the beginning, this paper discusses online examination background, research methods, and research signif

6、icance. Then it analyzes the need of online exam system in detail, giving a design scheme of this system, whose main functions consist of Student test, Teachers management to test paper and so on . This papers study modules, namely Student module and Teacher module, together with Chen Pengpengs Admi

7、nistrator module, constitute a relatively complete online examination system. After rigorous testing, the system proves to be stable and safe.Key words：Browser/Server ; Online Examination ; MVC目录1 绪论11.1 研究背景11.2 研究思路21.3 研究的意义22 需求分析42.1 系统功能需求分析42.2 系统设计52.2.1 系统的体系结构52.2.2 系统的用例图53 系统开发73.1系统登录界面

8、73.2 考生考试的整个流程93.3 教师管理试卷主界面133.4 教师管理考试申请主界面134系统测试164.1测试环境164.2测试思路164.2.1基本操作164.2.2并发操作164.2.3非法请求控制164.3测试结果17总结19参考文献20致谢211 绪论现如今，几乎所用的学校都有高速局域网这一非常有使用价值的网络资源，基于Web的开发技术得到了极大的应用。本文使用JSP技术开发了一个基于Web的在线考试系统。系统有效解决了传统考试方式所带来的弊端，将传统的书面笔试的出试卷、考试、评阅等多个环节整合成一个集动态出卷、在线考试、自动评阅及成绩查询等多功能为一体的无纸化考试系统。本系统

9、只是为了让学生在课余时间，对学生自己学习成果的检测，让学生认识到自己学习中弊端，通过学生做错的题目类型，也可以让老师知道自己在教学中的不足。可灵活利用网络完成考生各阶段考试，同时也大大提高了教学与考试质量，减轻教师负担，提高工作效率。1.1 研究背景现今社会对劳动者和技术人员的知识和能力的要求越来越高。考试作为衡量人们能力的重要手段，并已深入到社会的各个方面。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，组织一次完整的考试至少要经历教师出卷、试卷印刷、学生考试、教师改卷、成绩统计等5个步骤。这样的传统考试目前随着考试类型的不断增加和考试要求的不断提高，组织考试的工作量越来越

10、大；管理人员和教师在组织考试的过程中需要花费较多的时间和精力，人为错误率也较高；另外，当考生数量比较大时，对学生成绩统计及分析十分烦琐且容易出错；而且，成绩公布之前学生为查看成绩给教师和教务部门带来的麻烦也不少，考试管理工作效率逐渐降低。可以说，传统的考试方式已经不能适应目前考试的需要。 随着计算机技术的发展和互联网时代的到来，人们已经进入了信息时代，也有人称之为数字化时代。在数字化的网络环境下，学生希望得到个性化的满足，根据自己的情况进行学习，同时希望能够得到科学的评价；老师希望有效改进现有的考试模式，提高考试的效率；教育机构也希望给网上的学生提供更全面灵活的服务，同时希望全面准确地对学生进

11、行跟踪和评价。在线考试系统正是为了迎合这一市场需求而开发的，它旨在探索一种以互联网为基础的考试模式。通过这种新的模式，为学校创造一种新的考试环境，提高考试工作效率和标准化水平，使学校管理者、教师和学生可以随时、随地通过网络完成考试1。1.2 研究思路首先通过分析在线考试的实际需求，分析并设计用户登录、考试科目等与考试相关的其他信息的关系；继而设计考试实现方法，分析计算机答卷的技术要求和阅卷评分的准确性要求，并设计解决方案，最后对系统进行测试。系统采用B/S模式由浏览器、Web服务器、数据库三个层次组成。在这种模式下，客户端只需要使用一个通用的浏览器，用户的所有操作都是通过浏览器进行的。该模式的

12、核心部分是Web服务器，它负责接受远程的HTTP查询请求，然后根据查询条件到数据库获取相关数据，再将结果翻译成HTTP和各种页面描述语言，返回给请求的浏览器2。1.3 研究的意义信息技术的发展对教育的影响是巨大的，随着信息技术和网络技术的迅速发展，教育信息化和网络化也将成为必然的趋势。作为教育评价和衡量学生能力的考试也正经历着无纸化和网络化的飞跃。网络的开放性和分布性的特点以及基于互联网的巨大计算能力使得考试突破了时间和空间的限制。基于网络技术的考试系统正成为人们的研究热点之一，其中，基于Web技术的考试系统已成为互联网的重要应用之一。目前教师采用在线考试系统的还不多见，因为教师个体精力确实有

13、限。但随着教研组制度的完善和教学交流活动的增加。对题库的创建将提上议事的日程，在线考试系统将大有用武之地，且能确保考风考纪的根本好转。在线考试具有动态出题、自动阅卷等优点，不仅大大减轻了教师人工组卷繁琐的的工作量，其运行过程中，组卷速度较快，较少出现重复的现象，而且有利于教考分离的实施。因此，在线考试系统具有很大的使用价值和非常有意义的研究价值。系统采用题库抽题，随机组卷。从题库中抽题随机组卷，所有人都不知道试卷的内容，只有考试的时候才知道，这样能有效防止教师在复习的时候“勾重点”，才能真正认识到自己的不足，真正的实现教考分离，学生必须全面掌握知识，才能考的好成绩。并且考试时间和地点灵活，考生

14、可以在任意时间参加考试；并且基于Web技术的在线考试系统可以借助于遍布全球的Internet进行，因此考试既可以在本地进行，也可以在异地进行，大大拓展了考试的灵活性。同时该系统可以激发考生的学习兴趣，有效地减轻教师和考核部门的工作负担，提高各部门的工作效率。在线考试的最大特点是阅卷快,系统可以在考试结束时当场给出考试结果。计算机判卷，避免人为错误，又节约了成本。考试完成后学生马上可以查看成绩和试卷详细情况，及时知道错在什么地方，了解自己不足之处。这一切都是由电脑完成，减轻了教师的工作量，也有效的避免了因为人为因素出现的错判，误判现象。和传统的纸质考试相比，利用网络资源开发在线考试系统具有明显的

15、优越性，是对传统的考试方式的重要改革，是值得进一步完善后大力推广。2 需求分析2.1 系统功能需求分析(1)满足系统不同用户角色的应用需求根据需要，从试题库建立、考生注册登录、考生在线考试、客观题计算机自动阅卷、主观题教师手工阅卷到成绩汇总，整个过程中参与了管理员、教师、考生三种不同需求的用户类型。因此系统应对三种用户按其使用功能和权限进行角色划分，形成3种角色，分别是：管理员：具有系统的功能变更与维护权限及管理教师和学生等信息的用户。教师：进行试题录入和维护,成绩查阅与管理功能等。考生角色：指参加考试的被测试用户。其身份是由考生本人通过注册生成的。考试时，考生利用该身份登录并参加考试。(2)

16、本系统只能满足单一的选择题要求本系统中试题比较单一，只包括选择题，答题比较简单，能够满足学生平时检测自己的学习成果的需求。(3)满足考试功能的要求试题库管理功能：通过试题库管理功能建立与维护试题，以便在考试组卷时进行抽题。考生登录功能：在正式考试开考前，考生通过计算机登录考试系统，考生登录时需用准考证号码结合自定义的密码进行身份认证，登录后进行考试。自定义考试功能：在考试之前，按照待考科目所依据的考试方案，设定考试限时、参加考试的专业等项目，从而形成一个逻辑考场。随机组卷功能：在线考试充分利用计算机强大的运算和数据处理能力，依据试卷生成规则，动态随机组织生成试卷，保证试卷质量的原则。考试时间控

17、制功能：每场考试都有时间限制，考生可根据时间检查自己的学习状况。计算机阅卷评分功能：在考试交卷后，计算机能立即依据试题标准答案对考生试卷客观题进行评阅，并根据其正误情况进行计分。成绩管理功能：通过此功能能够对各场考试的考生成绩进行查询。2.2 系统设计 2.2.1 系统的体系结构系统采用三层结构(MVC)模型，表示层位于考生电脑上，以web浏览器展现，功能层位于Web服务器上，本系统采用tomcat服务器，数据层理论上应位于数据库服务器上，但本系统是和web服务器、浏览器放在同一台Window XP上。在表示层上，它采用JSP技术提供的界面来发布、编辑和接受数据。这一层中的客户端代码通过调用服

18、务器端的功能接口来提供所需的各种服务4。控制层集中了系统的业务逻辑处理，他通过接受http请求，经过判断，调用处理该请求的业务代码，分析返回的结果，然后把结果返回到表示层，通过JSP页面显示出来。数据层为业务代码提供服务，使业务代码不必关心底层数据库采用哪一种数据库。数据层封装了所有业务关于数据的处理，由它来和数据库直接交互，只提供数据操作的接口。2.2.2 系统的用例图在线考试系统的主要目标是实现在线考试，围绕这一中心任务，必须提供对在线考试的全面支持,由于分工合作，本论文主要负责,包括动态出卷、自动评卷、成绩查询、用户信息管理、试题库管理、成绩管理等。整个系统的用户有三类：考生、教师和系统

19、管理员。这三类用户的相关信息都被存储在数据库中，称之为合法用户。他们具有不同权限，进入考试系统前，必须经过系统的身份验证，用户只有具有其中一种合法用户身份，才能进入系统，对系统规定资源进行访问。本论文只负责教师，学生这个两类用户，这两类用户的用例图如图2-1、图2-2所示。考生登录系统后，可以对自己的信息进行更改，申请考试，开始考试，查看自己的成绩。教师是考试科目的创建者、考试的实施者，登录系统后可以对题库管理、考生申请维护、查看考生成绩几处进行操作5。图2-1 学生用例图图2-1 学生用例图图2-2 教师用例图2.2.3 在线考试的模块流程在线考试是系统的核心模块，其中包含选择考试类型、答卷

20、、交卷、自动评卷、保存答案和保存成绩等几个模块，它们之间的关系如图2-3所示。图2-3 在线考试模块流程图进入系统前进行身份验证，通过后学生便可进入在线考试系统。另外，系统还对考试时间进行控制，时间到了会要求考试者交卷。在抽取试卷、进行考试、交卷时都要进行身份验证，考试者选择将答卷提交后，由计算机自动评卷。自动评卷成绩即记入考试成绩库，以方便查分。3 系统开发经过前面对在线考试系统进行一系列的分析，经过分析之后开始真正开始实施编码阶段，有了充分的分析和设计结果加上坚实的编程语言功底，这个阶段的工作就能快速平稳的进行，据经验得知只有需求分析充分，在编码阶段才可能迅速进行，否则中途返工将非常浪费时

21、间。根据前阶段开发出来的用例图，下一步的工作就是编制实现系统的代码。本设计我使用的编程语言是JAVA。MyEclipse 8.6 +SQL Server 2005作为开发环境提供了一个统一的集成的开发环境，其中集成了许多可视化辅助工具，因此对于用户界面的建立和代码的生成来说是比较简单的。3.1系统登录界面图3-1 登录界面图系统登录的主要代码： protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException request.s

22、etCharacterEncoding(UTF-8); String examID=request.getParameter(examID).trim(); String userPassword=request .getParameter(userPassword).trim(); String msg=; if(examID.equals()|userPassword.equals() msg=信息填写不完整！请填写完整; request.setAttribute(msg, msg); request.getRequestDispatcher(user_login.jsp) .forwar

23、d(request, response); else UserDAO userdao=new UserDAO(); User user=userdao.loginCHK_getUser(examID, userPassword); if(user=null) msg=用户名或密码错误！; request.setAttribute(msg, msg); request.getRequestDispatcher(user_login.jsp) .forward(request, response); else request.getSession().setAttribute(user, user

24、); request.getRequestDispatcher(user_menu.jsp) .forward(request, response); 3.2 考生考试的整个流程 考生成功登录考试系统之后，会出现该考生被允许考试的科目，会进入下图界面图3-2 选择考试的界面图考生点击任何一门允许的考试，会向名为EXAM的servlet发送Http请求，tomcat服务器通过web.xml找到名为EXAM的java servlet类，并向该servlet类传递一个代表该科目的testid：浏览器中显示为：http:/localhost：8080/G_Online/Exam?Testid = 3如

25、下图3-3所示图3-3 考试界面图 Examservlet 通过该testid会从数据库中取得该科目下问题数，得到问题数之后，会进行相应的分页初始化（从config.properties文件读取参数来进行初始化），本系统默认每页只显示一条记录。QuestionDAO qd=new QuestionDAO(); int q_amount=qd.getQuestion_amount_BY_testid(testid); if(q_amount=0) String msg=找不到这门考试的试题！; request.setAttribute(msg, msg); request.getRequestD

26、ispatcher(error_page.jsp) .forward(request, response); return; else request.getSession().setAttribute(ex_testid, testid); request.getSession().setAttribute(ex_q_amount, q_amount); Properties p=new Properties(); InputStreamin=this.getClass(). getResourceAsStream(/config.properties); int row_count=Int

27、eger .parseInt(p.getProperty(row_count); in.close(); 分页初始化之后，Examservlet会通过科目号（testid）、起始问题的序号（offset）以及问题数从数据库中取得符合该条件的问题列表，并把它写进session中，由jsp页面从session中取得该问题列表，并显示出来： int offset=(q_no-1)/row_count)*row_count; request.getSession().setAttribute(ex_offset, offset); request.getSession().setAttribute(e

28、x_row_count, row_count); ArrayList qs=qd.getQuestions_BY_testid (testid, offset, row_count); request.getSession().setAttribute(ex_qs, qs); TestDAO td=new TestDAO(); int timelimit=td.getTimeLimit_BY_testid(testid); request.getSession().setAttribute(ex_timelimit, timelimit); 用户在jsp页面选好问题的答案后，jsp会把该答案写

29、进request的answer里面，待所有问题都解答之后，会把数据发送到名为Finish_EX的servlet，tomcat服务器通过web.xml找到该servlet类，在该类中会对所有的考试所产生的数据进行汇总，然后封装到TestPersonList中，之后把他转发到Grade_test类中： TestPersonList tpl=new TestPersonList();tpl.setTestID(testid);tpl.setUserID(userid);tpl.setQuestionSerialNumber(q_no);tpl.setAnswer(answer);tpl.setIsL

30、abel(islabel);TestPersonListDAO tpldao=new TestPersonListDAO();int i_tpl=tpldao.creat_or_update_TPL(tpl);if(i_tpl=0)System.out.println(TestPersonList未储存成功);然后在该Grade_test servlet中会对考生的答案进行批复、计分，继而存储到数据库中,如图3-4所示。图3-4 考试界面图 for(Answer a : ur_answers) int q_no=a.getQ_no(); String u_answer=a.getUser_an

31、swer(); String r_answer=a.getRight_answer(); if(u_answer!=null&(!u_answer.equals() &u_answer.equals(r_answer) r_count+; NumberFormat nf=NumberFormat.getInstance(); nf.setMaximumFractionDigits(1); float f_score=(float)r_count/(float)q_amount)*100; String score=nf.format(f_score); int i=new TestlogDAO

32、().save_score(testid, userid, score); if(i!=0) request.setAttribute(testname,testname ); request.setAttribute(score, score); request.getRequestDispatcher(grade_test.jsp) .forward(request, response); else String msg=无法正常保存！; request.setAttribute(msg, msg); request.getRequestDispatcher(error_page.jsp)

33、 .forward(request, response); return; 至此该考试流程完成了。3.3 教师管理试卷主界面 该功能用于对科目、章节、知识点的添加、删除以及修改等操作。首先添加课程信息，接着修改章节信息，然后修改知识点信息，最后对题目信息修改，下图显示的是课程信息修改的主界面。下面是添加章节代码如下： protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException Mapsubjects=new Subject

34、DAO().listSubjects(); request.setAttribute(subjects, subjects); request.getRequestDispatcher(subjectCtrlMain.jsp) .forward(request, response); 下面是添加科目的主界面：图3-5教师添加科目的主界面3.4 教师管理考试申请主界面该功能用于维护学生的考试申请，可对学生提交的考试申请进行审批。下图是考生申请维护，主要实现代码： protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletRespon

35、se response) throws ServletException, IOException int curPage=0; int countPerPage=5; String strCurPage=request.getParameter(page); if(strCurPage=null) curPage=1; else curPage=Integer.parseInt(strCurPage); String select=request.getParameter(selectMethod); String keyword=request.getParameter(keyword);

36、 if(select=null | keyword=null | keyword.equals() select=; else keyword= like %+keyword+% ; int pageCount=new RequestDAO().getPageCount(select,keyword); /查看数据库，当前是否有学生申请了考试 MapInteger, ArrayList requests = new RequestDAO().allStudentRequest(curPage,select,keyword); if(pageCount0) request.setAttribut

37、e(requests, requests); request.setAttribute(pageCount, pageCount); request.setAttribute(curPage, curPage); request.setAttribute(requests,requests); request.getRequestDispatcher(userRequest.jsp) .forward(request, response); else String no_stumgs=当前没有学生申请考试!; request.setAttribute(no_stumgs,no_stumgs); request.getRequestDispatcher(userRequest.jsp) .forward(request, response); 下图是考试审批的主界面：图3-6考生申请维护4系统测试4.1测试环境 本测试使