UML課程設(shè)計(jì)—在線考試系統(tǒng)

UML 建模技術(shù)課程設(shè)計(jì)課題名稱： 專 業(yè)： 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 成 績(jī)： 第一章 需求分析1.1、系統(tǒng)的性能需求 為了保證考試系統(tǒng)能長(zhǎng)期、穩(wěn)定、安全、可靠、高效地運(yùn)行，系統(tǒng)應(yīng)滿足以下的一些性能需求： 系統(tǒng)處理的準(zhǔn)確性和及時(shí)性：準(zhǔn)確性和及時(shí)性是考試系統(tǒng)的必要性能。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)過(guò)程中，要充分考慮系統(tǒng)目前和將來(lái)可能承受的工作量，使系統(tǒng)的處理能力和響應(yīng)時(shí)間能滿足用戶要求。 系統(tǒng)的開(kāi)放和系統(tǒng)可擴(kuò)充性：考試系統(tǒng)在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，應(yīng)充分考慮以后的可擴(kuò)充性。例如，系統(tǒng)要能夠承載課程的題庫(kù)、試卷庫(kù)等來(lái)實(shí)現(xiàn)課程考試。題庫(kù)、試卷庫(kù)或單套試卷可以隨時(shí)進(jìn)行增加、刪除和修改等維護(hù)。要求系統(tǒng)提供足夠的手段進(jìn)行功能的調(diào)整和擴(kuò)充。可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的加入和減少系統(tǒng)的模塊，配置系統(tǒng)的硬件。通過(guò)軟件的修補(bǔ)、替換完成系統(tǒng)的升級(jí)和更新?lián)Q代。 系統(tǒng)的易用性和易維護(hù)性：要求系統(tǒng)應(yīng)該盡量使用用戶熟悉的術(shù)語(yǔ)和中文信息的界面。系統(tǒng)界面應(yīng)友好易用，應(yīng)有詳細(xì)的系統(tǒng)使用說(shuō)明，對(duì)一些容易出現(xiàn)的誤操作應(yīng)該有相應(yīng)的提示以及處理辦法?？荚囅到y(tǒng)要具有易用性、友好性，系統(tǒng)安裝方便、維護(hù)簡(jiǎn)單。 系統(tǒng)的安全性：充分考慮用戶、題庫(kù)、服務(wù)器等的安全。系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)不同等級(jí)的用戶分別設(shè)置不同的權(quán)限?？荚嚻陂g由于機(jī)器死機(jī)重新啟動(dòng)機(jī)器后，計(jì)時(shí)器應(yīng)合理進(jìn)行計(jì)時(shí)。考試期間由于機(jī)器原因需要更換考試用機(jī)，學(xué)生重新登錄考試系統(tǒng)后應(yīng)能繼續(xù)做題，考試服務(wù)器應(yīng)能及時(shí)保存學(xué)生的操作結(jié)果。1.2、系統(tǒng)主要功能 系統(tǒng)主要功能包括學(xué)生管理、試卷管理、教師管理、學(xué)生在線考試等等，下面就系統(tǒng)的主要功能做簡(jiǎn)要分析： 用戶信息管理 學(xué)生可以登錄系統(tǒng)，登錄以后可以參加考試和查詢成績(jī)。管理員可以添加、修改、刪除學(xué)生和教師信息。教師登錄后可以添加、修改、刪除試題，并且可以不同類型題目組合試卷，也可以按照試卷專業(yè)或者試卷名稱查詢?cè)嚲怼?在線考試 學(xué)生登錄以后出現(xiàn)學(xué)生信息包括學(xué)號(hào)、姓名、考試課程等，學(xué)生確認(rèn)信息后開(kāi)始考試，考試結(jié)束后需要提交試卷。 題庫(kù)管理 教師或者管理員可以在題庫(kù)里面增加、修改、刪除試卷。 成績(jī)管理 管理員可以查詢學(xué)生的成績(jī)，也可以刪除學(xué)生的成績(jī)，但是不能對(duì)學(xué)生的成績(jī)做出修改。1.3 功能模塊需求分析1.3.1、用戶管理模塊 系統(tǒng)的用戶包括考生用戶、教師用戶以及系統(tǒng)管理員用戶。用戶管理模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生用戶、教師用戶和管理者用戶的信息管理。三種用戶在參與系統(tǒng)活動(dòng)的時(shí)候，都能進(jìn)行用戶信息的登錄。管理員功能包括：錄入用戶信息、查詢用戶信息、授權(quán)用戶角色等。不同用戶具有不同用戶權(quán)限，相同用戶可執(zhí)行相同的功能，同一個(gè)角色的用戶具有的用戶權(quán)限相同。1.3.2 題庫(kù)管理模塊 題庫(kù)管理模塊包括試題信息管理、題型信息管理。試題錄入將試題的所屬課程、題型、知識(shí)點(diǎn)、答案、編號(hào)等內(nèi)容輸入到題庫(kù)中。教師用戶根據(jù)給定的相關(guān)條件(如編號(hào)、題型、知識(shí)點(diǎn)等)對(duì)試題庫(kù)中的試題進(jìn)行查找、篩選、修改、增加、刪除等操作。題型信息管理實(shí)現(xiàn)對(duì)考試題型信息的設(shè)置。1.3.3 在線考試模塊 學(xué)生登錄考試系統(tǒng)后，輸入學(xué)生學(xué)號(hào)后選擇在線考試，進(jìn)入在線考試頁(yè)面，頁(yè)面上方顯示考生的學(xué)號(hào)、姓名、考試試題等信息以方便考生核對(duì)?？忌_認(rèn)參加的考試課程后，系統(tǒng)給出考場(chǎng)規(guī)則和考試時(shí)間進(jìn)行倒計(jì)時(shí)，系統(tǒng)提醒考生開(kāi)始考試。系統(tǒng)根據(jù)定制的題型、分?jǐn)?shù)分布、題目數(shù)量、難度等級(jí)分布、章節(jié)分布等參數(shù)的設(shè)置規(guī)則，隨機(jī)從試題庫(kù)中抽取滿足規(guī)則的試題，為參加考試的考生自動(dòng)生成互不相同的試卷。頁(yè)面上呈現(xiàn)出的考試試卷與考生平時(shí)參加的紙?jiān)嚮荚囋嚲聿顒e不大：?jiǎn)芜x試題和判斷試題各選項(xiàng)前為單選框；多選試題和不定項(xiàng)選擇試題各選項(xiàng)前為復(fù)選框；填空試題每空為文本框；主觀題每個(gè)問(wèn)題后面有一個(gè)多行文本框，以便考生編輯答案?？忌拇鸢甘紫缺４娴奖镜嘏R時(shí)數(shù)據(jù)文件中，然后定時(shí)發(fā)送回考試服務(wù)器。如果考試結(jié)束時(shí)間已到，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)鎖定并提交試卷；如果考試結(jié)束時(shí)間未到，考生可以提前交卷，考生服務(wù)器會(huì)將其考試數(shù)據(jù)保存，并退出考試系統(tǒng)。1.3.4 成績(jī)管理模塊 在考試結(jié)束后，系統(tǒng)要對(duì)考生答卷進(jìn)行評(píng)閱。閱卷方式分為兩種，自動(dòng)閱卷和手動(dòng)閱卷。對(duì)于客觀題和部分主觀題系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)評(píng)分并保存考生得分；對(duì)于分析題和操作題，系統(tǒng)給出參考答案和評(píng)分細(xì)則，由閱卷教師評(píng)分。考慮到系統(tǒng)的安全性，由管理員在系統(tǒng)考試結(jié)束后啟動(dòng)閱卷系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)閱卷；系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算各大題得分，得到考生的最后得分。同時(shí)，對(duì)其它試題采用教師網(wǎng)上人工閱卷。對(duì)考生所有的考試結(jié)果進(jìn)行評(píng)卷，保存每一個(gè)考生每道題的得分，并對(duì)考生考試成績(jī)能夠進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析和匯總。對(duì)學(xué)生提供所考課程的分?jǐn)?shù)查詢；對(duì)老師提供試卷、所授課程的學(xué)生分?jǐn)?shù)的查詢。教師在查詢分?jǐn)?shù)時(shí)，可以查詢某一個(gè)考生的考試成績(jī)，也可以查詢某個(gè)專業(yè)某個(gè)班的課程總平分?jǐn)?shù)、各分?jǐn)?shù)段的人數(shù)情況、不及格的學(xué)生名單等統(tǒng)計(jì)信息。1.3.6 試卷管理模塊 教師可以對(duì)試卷進(jìn)行管理，試卷管理包括對(duì)試卷管理、試卷信息的管理和對(duì)試卷試題的維護(hù)。教師可以查看、刪除試卷并且可以對(duì)試卷信息進(jìn)行管理，包括對(duì)試卷名字、科目、考試時(shí)間、出題人、總分等信息進(jìn)行管理。教師可以對(duì)試卷中的試題進(jìn)行管理，可以直接新增試題，并且對(duì)加入試卷的試題設(shè)置分值。1.4 本章小結(jié) 本章對(duì)單獨(dú)招生在線考試進(jìn)行了功能性和非功能性的需求分析。結(jié)合系統(tǒng)的需求，經(jīng)過(guò)分析與提煉，確定了系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程與主要功能，并對(duì)系統(tǒng)的性能需求等進(jìn)行了分析。第二章 在線考試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 為了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、維護(hù)和升級(jí)的方便，考試系統(tǒng)采用 B/S 模式的 3 層架構(gòu)：第一層是用戶層，為不同用戶設(shè)計(jì)了相應(yīng)的接口，學(xué)生可進(jìn)行網(wǎng)上在線考試，教師可生成試卷、組織考試，管理員可對(duì)考試進(jìn)行設(shè)置管理。用戶通過(guò)瀏覽器向考試的 Web 服務(wù)器提出服務(wù)請(qǐng)求，Web 服務(wù)器對(duì)用戶驗(yàn)證身份后把所需的網(wǎng)頁(yè)傳送給客戶端瀏覽器。第二層是應(yīng)用層，負(fù)責(zé)題庫(kù)管理，試卷的生成、分發(fā)和接收，管理和監(jiān)控考試過(guò)程。當(dāng) Web 服務(wù)器接收到用戶請(qǐng)求時(shí)，將要執(zhí)行相應(yīng)的應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行連接，通過(guò) SQL 方式向數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器發(fā)出數(shù)據(jù)處理請(qǐng)求，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器將處理結(jié)果交給 Web 服務(wù)器，再由其送回到客戶端。第三層是數(shù)據(jù)層，實(shí)現(xiàn)用戶管理和試題管理。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器接受來(lái)自 Web 服務(wù)器的請(qǐng)求，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作和存儲(chǔ)，并將處理結(jié)果返回 Web 服務(wù)器。系統(tǒng)的整體層次架構(gòu)如圖所示。2.2 考試流程設(shè)計(jì) 考生在考試用機(jī)上通過(guò) web 瀏覽器訪問(wèn)考試系統(tǒng)主頁(yè)，考生輸入其姓名和考號(hào)信息后，考試系統(tǒng)對(duì)考生的學(xué)號(hào)及姓名進(jìn)行驗(yàn)證，如系統(tǒng)通過(guò)驗(yàn)證，則可點(diǎn)擊進(jìn)入考試頁(yè)面進(jìn)行考試；系統(tǒng)自動(dòng)把試卷分發(fā)到考試用機(jī)，考生在線進(jìn)行考試，按要求完成考試內(nèi)容。如考號(hào)或姓名有誤，則可點(diǎn)擊取消考試按鈕，返回系統(tǒng)主頁(yè)?？忌M(jìn)入考試頁(yè)面后系統(tǒng)開(kāi)始自動(dòng)倒計(jì)時(shí)，考試過(guò)程中答案即時(shí)保存到考試服務(wù)器上?？忌崆巴瓿煽荚噧?nèi)容后可主動(dòng)提交試卷，或者系統(tǒng)倒計(jì)時(shí)完畢時(shí)自動(dòng)收卷，交卷或收卷時(shí)由系統(tǒng)將自動(dòng)把考生的操作結(jié)果提交給考試服務(wù)器上保存?？荚嚱Y(jié)束后，教師對(duì)考生提交上來(lái)的試卷進(jìn)行批改并保存考生得分，判卷結(jié)束后教學(xué)管理者可以對(duì)考試試卷、考生答卷和教師判卷進(jìn)行管理。教學(xué)管理者還可以對(duì)用戶的基本信息、課程基本信息和題庫(kù)信息等進(jìn)行管理?；?J2EE 的在線考試系統(tǒng)的整體系統(tǒng)流程如圖所示。2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)遵循了安全性、可伸縮性、數(shù)據(jù)交換可靠性、有效的并發(fā)控制的原則，考慮到考試中有多種不同的題型以及各題型有各自的特點(diǎn)，按照試題類別把不同的考試題目要求和具體說(shuō)明單獨(dú)存放，以便于管理和維護(hù)，提高數(shù)據(jù)庫(kù)存取的效率。 2.3.1 數(shù)據(jù)庫(kù) E-R 圖 通過(guò)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行需求分析、網(wǎng)站流程設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)的確定，規(guī)劃出系統(tǒng)中使用的實(shí)體對(duì)象分別為管理員信息、考試試卷、考生信息、考生成績(jī)信息。管理員信息試題 E-R 圖 管理員信息包括管理員編號(hào)、管理員姓名、管理員密碼和注冊(cè)時(shí)間。 考試試卷實(shí)體 考試試卷試題包括試卷名稱、所屬課程、添加時(shí)間和有效時(shí)間等屬性。 考生信息實(shí)體 考生信息實(shí)體包括學(xué)生證號(hào)、姓名、性別、所學(xué)專業(yè)、注冊(cè)時(shí)間、登陸網(wǎng)站密碼、密碼提示問(wèn)題、密碼提示答案以及所學(xué)專業(yè)等屬性。 考生成績(jī)實(shí)體 考生答完考題后可以對(duì)自己的成績(jī)進(jìn)行查詢，后臺(tái)管理員也可對(duì)考試成績(jī)進(jìn)行管理?？忌煽?jī)信息實(shí)體包括學(xué)生證號(hào)、所學(xué)課程、考生總等。 2.3.2 數(shù)據(jù)庫(kù)表設(shè)計(jì) 單獨(dú)在線考試系統(tǒng)建立了多張數(shù)據(jù)表，表 4.1 列出了考試系統(tǒng)中的部分?jǐn)?shù)據(jù)表。系統(tǒng)主要建立了主要包含用戶信息表、試題表、試題類型表、試卷表、試題答案表、考試信息表等，如表所示。 用戶信息表，結(jié)構(gòu)如表所示。試題表，結(jié)構(gòu)如表所示。 試題類型表，結(jié)構(gòu)如表所示。試卷表，也稱為試卷種類表，它并不能標(biāo)識(shí)這套試卷所包含的具體試題，也正因?yàn)槿绱?，才能保證每套試卷的隨機(jī)性。試卷表結(jié)構(gòu)如表所示 考試信息表，結(jié)構(gòu)如表所示。試題答案表，結(jié)構(gòu)如表所示。 2.4 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì) 根據(jù)用戶需求調(diào)研，考試系統(tǒng)的用戶包括學(xué)生用戶，教師用戶和教學(xué)管理員用戶。三類不同的用戶具有不同的訪問(wèn)權(quán)限，成功登錄以后可以訪問(wèn)相應(yīng)的模塊。教師用戶主要實(shí)現(xiàn)的功能包括在線出題、組卷，在線批改學(xué)生答卷，在線查詢成績(jī)和試卷。學(xué)生用戶實(shí)現(xiàn)的功能是進(jìn)行在線考試，查閱考試分?jǐn)?shù)。教學(xué)管理者用戶實(shí)現(xiàn)的功能包括題庫(kù)管理，在線卷紙管理，在線用戶信息管理。 根據(jù)以上要實(shí)現(xiàn)的功能把考試系統(tǒng)劃分為以下六個(gè)模塊：用戶管理模塊、題庫(kù)管理模塊、在線考試模塊、系統(tǒng)閱卷模塊、卷紙管理模塊和綜合查詢模塊。系統(tǒng)的功能模塊如圖所示。 2.4.1 用戶管理的設(shè)計(jì) 用戶管理模塊包括學(xué)生信息管理、教師信息管理和管理員信息管理。用戶管理結(jié)構(gòu)圖如圖所示。 學(xué)生信息管理：考生可以注冊(cè)系統(tǒng)，但是不能修改和刪除自己的信息，管理員可以添加、修改、刪除學(xué)生信息。 教師信息管理：教師可以注冊(cè)系統(tǒng)，但是不能修改和刪除自己的信息，管理員可以添加、修改、刪除教師信息。2.4.2 題庫(kù)管理的設(shè)計(jì) 題庫(kù)管理包括題型管理、試題管理和題庫(kù)類型管理。題庫(kù)管理結(jié)構(gòu)圖如圖所示。 題型管理：管理員可以添加、修改和刪除題型。 試題管理：管理員和教師都可以對(duì)試題進(jìn)行管理，教師可以自己的試題 進(jìn)行管理，而管理員可以對(duì)所有試題進(jìn)行管理。 題庫(kù)類型管理：管理員可以添加、修改、刪除題庫(kù)類型。2.4.3 在線考試的設(shè)計(jì) 在線考試模塊實(shí)現(xiàn)考生在規(guī)定考試時(shí)間進(jìn)行在線實(shí)時(shí)考試?？忌ㄟ^(guò)身份驗(yàn)證登錄進(jìn)入考試系統(tǒng)，系統(tǒng)生成試卷，并對(duì)考試時(shí)間進(jìn)行倒計(jì)時(shí)，考生完成試卷并交卷。在線考試的流程圖如圖所示。2.4.4 成績(jī)管理的設(shè)計(jì) 成績(jī)管理包括成績(jī)查詢和成績(jī)刪除。結(jié)構(gòu)圖如圖 4.11 所示。 成績(jī)查詢：學(xué)生可以查詢自己的成績(jī)，管理員可以查詢所有同學(xué)的成績(jī)。 成績(jī)刪除：管理員可以刪除所有同學(xué)的成績(jī)，但是學(xué)生不能刪除自己的 成績(jī)。 2.4.6 試卷管理設(shè)計(jì) 試卷管理模塊可以實(shí)現(xiàn)對(duì)試卷中試題的添加、修改、刪除、移動(dòng)，試題內(nèi)容編輯等操作。大題的信息包括大題類型、大題分值、小題數(shù)量。試題的內(nèi)容包括題目說(shuō)明、題號(hào)、題干和答案。試卷管理模塊的流程圖如圖4.13 所示。2.5 關(guān)鍵類設(shè)計(jì) 考試系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)了八個(gè)類，分別是User、Administrator、Teacher、Student、Course、Test、TestPaper、StudentPaper。其中 User 類用來(lái)管理用戶的信息，Student 類繼承 User 類用來(lái)管理考生的信息，Teacher 類繼承User 類用來(lái)管理教師的信息， Administrator 類繼承 User 類用來(lái)管理教學(xué)管理員的信息，Course 類用來(lái)管理課程信息，Test 類用來(lái)管理考試信息，TestPaper 類用來(lái)管理考試試卷信息，StudentPaper 類用來(lái)管理考生答卷信息，考試系統(tǒng)的類圖如圖 4.所示。3、動(dòng)態(tài)建模3.1.1 用戶信息管理活動(dòng)圖 3.1.2 題庫(kù)信息管理活動(dòng)圖3.1.3 在線考試活動(dòng)圖3.2 狀態(tài)圖 每次考試由“學(xué)生”將“考試 ID 和密碼”“登錄”狀態(tài)； 如果“學(xué)生”登錄正確轉(zhuǎn)換到“考試規(guī)則閱讀”狀態(tài)，否則轉(zhuǎn)換到“登錄”狀態(tài)繼續(xù)登錄； 如果“學(xué)生”“三次輸入錯(cuò)誤”考試結(jié)束； 處于“考試規(guī)則閱讀”狀態(tài)時(shí)有一定的閱讀時(shí)間，“閱讀時(shí)