基于B/S的在线测试系统分析与设计

农鸾飞

(肇庆科技职业技术学院信息工程系，广东肇庆 526110)

0 引 言

在国家大力发展职业教育的有利条件下，肇庆科技职业技术学院顺利通过高等学校办学资格的评估，又将于3年后申报建设本科院校(即广东理工学院)。学校发展势头迅猛，招生规模不断扩大，学校面积也在不断增长，但是由于学校的两个校区相距较远，学生分散教学，给教学工作带来了很大的困难，特别是期末考试工作更是难上加难。

鉴于我校的实际情况，为了能有效地达到人才培养的目的，达到教学的数字化、信息化的要求，我们将《计算机应用基础》这一门全院的公共基础课建设为一门精品课程。因此，学院要求以此课程开发一套基于网络的在线考试系统。由于《计算机应用基础》是该院非计算机专业所有学生必修的一门公共基础课，该课程的教学目标是提高学生的计算机处理技术水平，使学生利用计算机更有效地提高分析和解决问题的能力，特别是OFFICE办公组件的应用，在校阶段能顺利地通过国家的计算机一级考试，将来踏上工作岗位后能熟练使用办公软件。因此，为了提高教学效率，实现考试与相应的教学内容挂钩，也为了可以在更大范围地使教学资源得到共享[1]，利用先进的Web技术开发《计算机应用基础》这门课程的在线考试系统很有必要。在线考试系统的开发具有重要的意义，归纳如下:

1)试卷更易于保存和管理。传统的课程考试中，试卷的保存需要占用大量的空间，而本系统只需把考试的数据刻成数据盘，将数据盘保存，占用空间很小[2]。

2)试卷的命题更加科学、合理。本系统试题可以反复利用，根据考试的需要，不断更新试题库，准确界定题库的难易程度和知识点，考试试题覆盖面较广，难度较适中，考试能较准确地反映考生的实际能力，且可信度较好，并与将来实际工作和全国计算机等级考试较为接近。

3)自动抽题和阅卷效率高。本系统可以按照教师制定的组卷策略自动从试题库中抽题目组成试卷，考试结束后，自动评卷，成绩即可出来，极大地提高了工作效率。

4)考试规范、结果公正。考生试卷由计算机随机产生，可以避免考生偷看别人答案，考试自动判卷，严格按照标准答案执行，分数统计准确，避免出现评分情感偏差。结果较为公正、公平[3]。

1 系统分析

1.1 可行性分析

在线考试是无纸化的网络考试，相对于传统的纸质卷面答题的考试方式具有以下几个突出的特点[4]:

1)减少了传统出卷的很多环节，可以节约大量开支;

2)降低了试题泄密的可能性;

3)自动组卷，灵活方便;

4)阅卷快捷方便，准确度高;

5)采用的技术较成熟，实现本系统时，符合软件工程的标准;

6)界面友好，用户操作简便。

因此，不管是从技术上、经济上还是操作上，该系统都是可行的。

1.2 系统的需求分析

经过试用众多考试系统和与一线教师的交流，一套在线考试系统总体上应具备这样的功能:为了保证系统的安全，用户需要经过安全的身份验证才可以登录。为了方便系统用户对自己的信息进行维护，系统应具有人性化、友好的界面。

1.2.1 本系统的用户

考虑到系统的安全可靠，本系统用户模块共分成3部分:学生模块、教师管理模块和管理员管理模块。

1.2.2 系统功能

整个系统分为3种角色，即管理员、教师和学生。

系统管理员的功能为用户管理、角色管理和公告管理。可以给不用的角色指定不同的权限，以确定用户可以对哪个模块进行操作。

教师的功能为题库管理、考试管理和统计分析[5]，其具体功能描述如下:

1)题库管理。教师可以根据教学需求对题库中的试题进行3种基本操作:其一，添加新的试题、删除及修改不适应的试题;其二，系统只支持单项选择题、多项选择题、判断题;其三，现市场上有大量《计算机应用基础》的练习题和全国计算机等级考试的试题，为了减少试题库建设时间，在较短的时间内顺利地导入到系统中，可以将试题进行导入与导出，如要能从文本文件、Word和Excel等常见的文档中的试题导入到系统中。

2)考试管理。对于组卷方案的确定可以采用支持手工的固定试卷和随机试卷两种方式。其中随机试卷的功能，要能通过设定考试所需要覆盖的知识点、试题类型、分数、难度、分值等参数进行出题;考试管理人员可以随时对考试的进展情况进行监控，如果有必要，还可以通过监控台进行延长考试时间、暂停考试和强行交卷等监控操作，方便客户对考试的管理。

3)统计分析。教师可以查看考生的考试成绩，并进行成绩统计分析，以图表和表格的形式显示参考人数、平均分数、及格率、答题人数、答题时间等。针对某个考生可以查看排名、答卷等信息。对学生来说，首先登录，可以进行在线考试、个人资料的修改以及成绩的查询等操作[6]。

1.3 系统用例

所谓的用例图(use case diagram)主要是用于对系统、子系统或类的功能行为进行建模。它呈现的是系统的参与者和系统的用例，以及它们之间的关系，是参与者的外部用户所能观察到的系统功能的模型图。而在以下给出的用例图是从本在线考试系统设计的实体对象及主要行为的角度出发来对系统进行的抽象表示。我们将该在线考试系统分为两类用户:学生用户和系统管理员用户。其中，管理员用户都是由教研组长和担任《计算机应用基础》的几个教师来组成。

角色用例关系如图1所示。

图1 角色用例关系图

管理员描述。管理员(教师)可以进行系统整体参数设置，注册和修改个人注册信息、管理学生信息、设置权限、维护系统、登录考试系统、维护试题库、设置组卷参数要求、查阅考生考试成绩。

考生(学生)描述。考生可以注册和修改个人注册信息、登录考试系统、进行在线考试、查询考试成绩。

由此生成本系统用例模型，如图2所示。

图2 系统用例模型

2 系统设计

2.1 系统总体结构设计

本系统采用B/S的3层体系结构。在该B/S结构的系统中，用户向服务器发出请求时是通过浏览器来进行的，然后等待服务器对浏览器发出的请求进行处理，待处理完毕后将用户所需信息返回到浏览器。本系统之所以采用B/S结构是因为该结构简化了客户机的工作，对客户机的硬件要求相对较低，客户机只需配置Web浏览器即可，因为繁重的工作是由服务器担负的，包括对数据库的访问和应用程序的执行也都是在服务器上完成的。也就是说，当用户提出要求时，只要通过浏览器发出请求即可，其它工作全部由Web Server完成，如数据请求、加工、结果返回以及动态网页生成等。系统体系结构如图3所示。

图3 系统体系结构

2.2 系统功能模块设计

从功能上划分，本系统主要分为后台和前台两大管理系统。

后台为管理员(教师)提供服务，其提供的功能如下[7]:

粗颗粒的冻融循环试验不仅与试验时的含水率有关，还与颗粒的级配有关。袁俊平等[21]认为粗粒土冻融变形量受其颗粒粒径大小的影响，如图5所示。颗粒粒径大小影响水分充满孔隙的多少和水分的迁移通道，以及影响冻融过程中颗粒排列和孔隙分布。试样冻胀变形量随颗粒粒径增大而逐渐减小; 而冻胀融沉后试样总变形率随限制粒径呈现先增大再减小趋势。此外，冻融循环还可以使土的颗粒级配发生变化[4]。

1)管理员登录。验证管理员(教师)是否合法，如果不合法，则不能登录该系统。

2)考题管理。主要实现对题库的添加、修改、删除和查询等功能。其中试题添加功能部分，为了确保内容的保密性、稳定性和严谨性，进入题库的试题必须符合录入标准，题库设置需考虑各题难度、区分度、分值等参数定义的合理性，题库建设的好坏直接关系着组卷质量。目前，本系统暂时只提供3种考试题型，包括:

①单项选择题。从4个可选答案中选择一个正确答案。

②多项选择题。从4个可选答案中选择所有正确答案。

③判断题。判断题目所描述的内容是正确还是错误的。在试题库里规划A选项为正确，B为错误。事实上还是相当于单项选择题。

3)组卷管理。可以选择手动组卷或自动组卷。手动组卷即管理员(教师)根据条件调出一定数量的试题，然后通过复选框提交所选择的试题，直到全部试题选择完毕;自动组卷则由系统自动完成。在管理员(教师)指定组卷策略和组卷条件后系统自动生成，每次生成的试卷都是不同的。

4)考生信息管理。输入参考学生基本信息和初始登录密码。

5)查看考生成绩。以列表形式查看所有参加考试的考生(学生)成绩。

前台为考生(学生)提供服务。它提供的功能如下:

1)考生登录。验证考生(学生)是否合法，如果不合法，则不能登录该系统。

2)在线考试。在线答题，并提交答案。

3)查询考试成绩。可查看本次考试成绩。

从系统功能描述可以看到，本系统可以实现8个完整的功能。根据这些功能，可以设计出系统的功能模块，各个系统功能模块之间的关系如图4所示。

图4 系统功能模块划分图

2.3 数据库设计

对于在线考试系统来说，有很多数据是需要永久存储的，如试题题库、定义好的试卷、考生的基本信息以及考生的成绩等。本考试系统选用关系数据库管理系统SQL Server 2000来作为它的数据管理系统。本系统数据库的E-R模型如图5所示。

图5 数据库E-R图

根据数据库设计中概念设计与逻辑设计的转换原则，可将图5转换为关系模型。每个关系的码用下划线表示。

学生(学号，登录密码，姓名，性别，班级，E-mail);

试题(试题编号，试题名称，试题类型，试题答案，选项A，选项B，选项C，选项D，科目编号，随机是否选中);

管理员(管理员账号，登录密码，管理员类型，邮箱);

试卷(试卷编号，所属课程编号，试卷名称，科目编号，试题编号);

考生成绩(学号，课程编号，试卷编号，考试标识，开始考试时间，结束考试用时，成绩)。

下面是利用SQL SERVER 2000实现本数据库中所需几个固定的表[8]。

1)学生信息表exam_student，用于保存参加考试学生的基本信息及密码等信息，见表1。

表1 学生信息表

2)管理员信息表 admin，用于保存管理员及教师的登录信息，见表2。

表2 管理员信息表

3)试卷表TEST，用于保存考试试卷的信息，见表3。

表3 试卷表

4)考试试题表exam_question，用于保存考试试题、试题选项及答案等信息，见表4。

表4 考试试题表

5)学生成绩表EXAM_SCORE，用于存放考试成绩、考试时间等信息，见表5。

表5 成绩表

3 结 语

对本在线考试系统的设计及实现过程进行了系统的研究。从系统实现的理论和技术角度出发，该系统实现了在线考试系统的用户信息管理功能，并能够根据用户权限进行相应的模块功能操作;实现了试题数据的科学管理、考试试卷的手动和自动生成、试卷的自动批阅功能等。使系统开发的初衷得以基本实现。

[1] 周文琼.基于ASP的在线学习系统设计与实现[EB/OL].(2008-12-19)[2010-12-21].http:// www.docin.com/p-218701280.h tm l.

[2] 赵玉.基于ASP.NET的在线考试系统的设计与实现[EB/OL].(2006-12-19)[2010-12-21].http:// www.docin.com/p-218700978.htm l.

[3] 徐慧.基于ASP.NET的在线考试系统[EB/OL]. (2009-06-29)[2010-12-21].http://zhidao.baidu. com/question/205632922.htm l.

[4] 于洪侠.基于ASP.NET和XML的网络考试系统的设计与实现[EB/OL].(2009-06-29)[2010-12-21].http://www.docin.com/p-218701021.htm l.

[5] 任海涛.基于ASP.NET架构的网上考试系统设计与实现[EB/OL].(2009-06-29)[2010-12-21]. http://epub.cnki.net/grid2008/detail.aspx?filename =2009082618&dbname=cdmdtotal.

[6] 李伟.基于.NET的WEB在线考试系统设计与实现[EB/OL].(2009-06-29)[2010-12-21].http:// wenku.baidu.com/view/b6b1e6f80242a8956bece49b. htm l.

[7] 袁双云.通用考试系统的设计与实现[EB/OL]. (2009-06-29)[2010-12-21].http://www.docin. com/p-196358868.htm l.

[8] 吴树德.基于ASP.NET的在线考试系统设计与实现[EB/OL].(2008-12-19)[2010-12-21].http:// www.docin.com/p-218700978.htm l.