基于Java的在線考試系統(tǒng)的設計與實現

1、山西大學論文 編號：2008241063論文題目 基于Java的在線考試系統(tǒng)的設計與實現姓 名 院系、專業(yè) 計算機科學與技術、計算機科學與技術 學習年限 年 月至 年 月指導教師 學位級別 2013年4月4日基于Java的在線考試系統(tǒng)的設計與實現學生姓名： 指導老師：內容提要 當今世界網絡信息技術迅速發(fā)展，網絡在人們生活中的應用越來越廣泛，在線考試已經成為人才選拔的重要途徑。本系統(tǒng)基于B/S模式，使用Java語言及JSP/servlet技術，采用DIV+CSS布局方法，使用SQLServer2005數據庫技術和TomCat服務器實現了B/S模式下的在線考試系統(tǒng)。本系統(tǒng)由學生、教師和系統(tǒng)管理員三

2、種用戶組成。學生登陸系統(tǒng)可以進行在線考試、成績查詢和修改部分個人信息；教師登陸后可以進行判卷和修改部分個人信息；管理員登陸后可以對用戶和試題進行維護并且實現了用戶信息和試題的批量導入。本系統(tǒng)可用性很強，能用來進行多種計算機語言課程的考試。關鍵詞 在線考試；java；SQLServer；JSP/servlet 1 引言1.1問題的提出目前，各行各業(yè)都需要大量的人才，而人才選拔的最重要的途徑則是考試?，F階段，學校的考試模式大都是傳統(tǒng)的考試模式：由老師出紙面上的卷子，學生在在卷子上答題，交卷后有老師人工判卷。這樣的考試模式一是不利于老師提高工作效率；二是傳統(tǒng)的考試模式工作量大容易出錯。隨著考試類型的

3、不斷增加和考試要求的不斷提高，傳統(tǒng)的考試模式已經不能滿足現在選拔人才的要求。隨著計算機各方面技術的迅猛發(fā)展和應用在各行各業(yè)的不斷深入，人們迫切要求利用這些先進的科學技術來實現在線考試，不僅可以減輕教師的工作負擔而且還能提高老師的工作效率和考試的質量。從而使考試變得更加客觀、公正，也可以在一定程度上提高學生的學習興趣。在線考試系統(tǒng)可以實現對學生考試和老師判卷的合理化管理，不僅能節(jié)省人工大量的時間，而且在一定程度上可以消除人的主觀因素造成的影響，使考試變得更規(guī)范，更加客觀、真實、全面的反應考生的水平和教學的實際效果，有助于促進教學質量的提高，有助于真正實現考、教的分離。1.2系統(tǒng)開發(fā)目標本系統(tǒng)計劃

4、實現一個基于Java的在線考試系統(tǒng)。系統(tǒng)主要分為三大模塊，學生、老師和管理員。學生登陸進行考試，考試完成后系統(tǒng)自動為客觀題評分。教師登陸系統(tǒng)，系統(tǒng)還原學生考試試卷，教師對主觀題評完分后系統(tǒng)可以計算出學生總分，并生成各分數段分布信息，供給老師參考，以便能夠了解學生的學習情況。管理員可以實現對用戶信息的增、刪、改、查，也可以實現對考題的增、刪、改、查。1.3開發(fā)工具的選擇本系統(tǒng)開發(fā)語言為JAVA，開發(fā)環(huán)境是MyEclipse,前臺頁面主要用DreamWeaver來設計。由于本系統(tǒng)數據量和負載量都比較大，從經濟和效率上考慮本系統(tǒng)選用SQLServer2005數據庫。本系統(tǒng)的數據庫不限制題量。 Web

5、服務器選Apache開源組織提供的TomCat,因為TomCat是一個免費的開源軟件是被SUN公司推薦的Web服務器。1.4開發(fā)本系統(tǒng)的意義從電子文檔、多媒體的應用，到利用Internet做嘗試，網絡已經滲入到教育體系的各個環(huán)節(jié)網上考試系統(tǒng)作為這場變革中必不可少的環(huán)節(jié)之一，受到越來越多的關注網上考試系統(tǒng)不僅和傳統(tǒng)考試方式一樣要權衡公平性，而且還具有一些新特點:1. 從管理的角度看，在線考試系統(tǒng)可以幫助教師完成一個考試從題的設計，考試的實施，考卷的批改到分數的統(tǒng)計和總結的所有工作，系統(tǒng)實現了考試的無紙化管理，提高了管理效率，也很好地實現了教考的分離。2. 在不改變傳統(tǒng)考試基本步驟的條件下，只要考

6、試客戶端可以連接到考試應用服務器，考生進行身份確認，都能完成考試。3. 考試結果反饋及時準確?？荚嚨慕Y果在教師修改考完之后就可以知道，同時提供一個反饋信息讓考生知道自己哪些題做錯了，考生的考試結果可以被保存下來，供教師進行分析統(tǒng)計和察看。2 系統(tǒng)分析2.1技術可行性分析本系統(tǒng)的開發(fā)將要用到JSP/Servlet、SQLServer數據庫技術。硬件只需要一臺pc機，裝上軟件MyEclipse，DreamWeaver等開發(fā)工具 ，利用SQLserver2005作為后臺的數據庫，利用Tomcat作為Web服務器，所以在這方面來說是可行的。已經掌握了開發(fā)考試系統(tǒng)方法和開發(fā)工具，并且已經了解和熟悉了在線

7、考試系統(tǒng)的業(yè)務流程。綜上所述本系統(tǒng)開發(fā)從技術上是可行的。2.2經濟可行性從經濟效益來分析，本系統(tǒng)的開發(fā)成本不大。由于系統(tǒng)運行的基礎環(huán)境均已具備，無需重新開發(fā)搭建，所以系統(tǒng)的開發(fā)、運行所需費用是比較低的。而系統(tǒng)的效益很高可以提高管理效率實現計算機化、系統(tǒng)化、規(guī)范化操作，效率大于投入，可行性很高。2.3方案可行性根據系統(tǒng)的分析，本系統(tǒng)充分從適用性出發(fā)，全面為不同的使用用戶考慮。使系統(tǒng)的許多功能與規(guī)則都可根據用戶的習慣進行定制，包括軟件界面、操作方式、錄入方式等。本系統(tǒng)的設計充分從使用用戶和教務教學任務考慮。3 需求分析3.1系統(tǒng)用戶本考試系統(tǒng)用戶主要分為三類:學生、教師、管理員。1.學生需求學生登

8、陸系統(tǒng)主要進行兩類操作：在線考試，成績查詢與個人信息管理。（1）在線考試學生登陸時自己選擇考試科目。學生在考試過程中頁面將提供考試時間倒計時功能，讓考生隨時可以知道剩余時間，在考試剩余五分鐘時系統(tǒng)會提醒考生考試快結束了。在考試時間到時，系統(tǒng)自動地將試卷提交，提醒考生離開考場。當試卷提交后，系統(tǒng)自動為選擇題、判斷題等客觀題評分，主觀題由教師評分。（2）成績查詢與個人信息維護學生可以登陸系統(tǒng)查詢各科成績，其中成績信息包括每種題型的得分，如單選題，簡答題等。另外學生還可以查詢自己的考卷，了解自己的考試情況。除此之外，學生登陸系統(tǒng)可以查看和修改個人的部分信息。2.教師需求教師登陸系統(tǒng)主要有三類操作：查

9、看和修改學生試卷，查看各分數段統(tǒng)計，個人信息的修改與維護（1）查看/修改學生試卷系統(tǒng)會將學生試卷從數據庫中讀出供給老師查看和修改，系統(tǒng)已經對客觀題進行了評分，所以這些信息對于教師是只讀的。而對于主觀題，系統(tǒng)將參考答案讀出供給老師參考，再將考生答案讀出供給教師評分。（2）查看分數段統(tǒng)計教師批好試卷之后，系統(tǒng)會自動將成績匯總,生成各分數段統(tǒng)計信息，供給老師查看，以便教師能了解學生的考試情況，并對其進行分析以便及時修改教學計劃。（3）個人信息維護教師登陸系統(tǒng)之后可以對個人的部分信息進行查看和修改。3.管理員系統(tǒng)管理員登陸系統(tǒng)后主要進行四類操作：考題維護，考試信息維護,用戶信息維護和個人信息維護。（1

10、）考題的維護管理員可以往題庫中添加考題，修改錯誤試題和刪除無用試題。為了方便試題的維護，管理員也可以用excel表對試題進行批量導入。（2）考試信息的維護考試信息的維護主要是對于考試設置信息進行維護，這些信息主要是考試總時間，各個類型試題的數量，各試題分值的分布等。（3）用戶維護系統(tǒng)管理員可以對用戶的全部信息（包括學生信息，教師信息等）進行增、刪、改、查操作。管理員也可以批量導入用戶的信息，方便有大量的用戶。（4）個人信息維護管理員也可以對自己的基本信息進行維護。3.2實體關系圖據分析系統(tǒng)實體關系圖如圖3.1所示：圖3.1 系統(tǒng)E-R圖系統(tǒng)各實體關系如下：用戶：用戶標記 1：N考試設置：用戶標

11、記 1：N考題：考試設置 N：1考題：試卷 1：N用戶：試卷 1：N試卷：成績 N：1用戶：成績 1：N4總體設計4.1系統(tǒng)功能模塊圖根據3.1所述需求，設計出系統(tǒng)功能模塊如圖4.1所示圖4.1 系統(tǒng)的功能模塊圖4.2系統(tǒng)功能模塊1在線考試在線考試的流程如下：首先系統(tǒng)按照一定的算法為登陸的考生隨機選取一定的試題生成考試試卷，考生在系統(tǒng)生成好試卷后進行答題操作。答題必須在規(guī)定的時間內進行，此時間是由管理員事先設置好的，如在規(guī)定的時間內沒有完成答題，系統(tǒng)將強制提交學生考試試卷?？忌谠嚲硖峤缓笙到y(tǒng)自動地為客觀題進行評分，本系統(tǒng)的客觀題主要是單選題，多選題和判斷題。主觀題有老師登陸進行判卷得分，主觀

12、題主要是簡答題和編程題。2. 成績查詢 考生根據用戶編號查詢考試成績信息。成績信息包括單選題得分，多選題得分等詳細信息。頁面提供對相應科目試卷的鏈接，使得學生還可以查詢自己的考卷，了解自己的考試情況。3查看/修改考生試卷 系統(tǒng)首先將考生的試卷讀出，再提提醒老師對主觀題進評分，等老師對主觀題進行評分后系統(tǒng)生成考生的成績信息。4. 分數段統(tǒng)計 當教師對考卷的主觀題評定后，系統(tǒng)能自動生成分數段統(tǒng)計信息供給老師查看。此功能有助于老師了解學生的學生情況，以便更好的教學。5. 試題維護試題維護是后臺管理員的重要功能，它包括對試題進行添加，修改，刪除操作。為了使界面更友好，管理員在試題維護時系統(tǒng)會先將考試試

13、題讀出，再提供給管理員進行操作。6. 考試設置信息維護考試設置信息維護是管理員對考試設置信息維護，它包括對考試設置信息的添加，修改，刪除。這些考試信息包括考試時間，各題的數量和分值等。在數據庫中錄入試題后，可以在此設置相關考試信息生成試卷，本系統(tǒng)可進行多種考試，但是必須是程序語言的相關考試。7用戶管理用戶管理是管理員對系統(tǒng)用戶信息的管理。這些用戶包括學生和教師。用戶管理操作包括添加用戶，更新用戶和刪除用戶。管理用戶時，系統(tǒng)會先將用戶信息讀出供給管理員參考，再提供給管理員操作。8個人信息維護學生，教師，管理員都可以對個人信息進行維護。維護操作包括對個人基本信息進行修改和修改密碼等。系統(tǒng)能提供極為

14、友好的界面方便用戶操作。4.3 后臺數據庫的設計數據庫表結構的設計通過對系統(tǒng)功能的分析可知，本系統(tǒng)主要包括如下的數據庫信息：1. 用戶表，該表保存了系統(tǒng)用戶的基本信息，屬性有用戶編號、用戶名稱、用戶類型、用戶性別。其中用戶編號為主碼，它是用戶信息的唯一標識。表結構如表4.1所示。2. 考生標記表，該表用于保存考生是否已經考試的標識信息，屬性有用戶編號、課程名稱、標識信息。其中用戶編號和課程名稱共同作為主碼。3. 考題表，該表用于保存考題的基本信息，屬性有考題編號，課程名稱，考題類型，題目及參考答案等。其中考題編號為主碼。表結構如表4.2所示。4. 試卷設置表，該表用于記錄相應課程的考試設置的相

15、關信息，屬性有課程名稱，單選題、多選題、判斷題、簡答題、編程題數量和分值，考試時間等。其中課程名稱為主碼。5. 試卷表，該表用于保存考生的試卷信息，屬性有考生編號，課程名稱，考題類型，考生答案和得分等。其中考生編號和課程名稱共同作為主碼。表結構如表4.3所示。6. 成績表，該表用于保存考生的考試成績信息，屬性有考生編號，課程名稱，各考題得分，總得分。其中考生編號和課程名稱共同作為主碼。系統(tǒng)部分表結構如下：表4.1 用戶表(UserInfo)字段類型允許為空說明備注UidVarchar(10)否用戶編號pknameVarchar(50)是用戶姓名utypeint是用戶類型1為學生，2為教師，3為

16、管理員passwordVarchar(10)是密碼sexVarchar(2)是性別表4.2 考題表(Question)字段類型允許為空說明備注Qidint否考題編號pk 自增長qtypeint是考題類型1單選題 2多選題 3判斷題 4簡答題 5編程題courseVarchar(20)是課程名稱quesText是題目keyAVarchar(50)是選項AkeyBVarchar(50)是選項BkeyCVarchar(50)是選項CkeyDVarchar(50)是選項Danswertext是參考答案表4.3試卷表(test)字段類型允許為空說明備注UidVarchar(10)否用戶編號pkQidin

17、t否考題編號pk 題庫中的題號CourseVarchar（20）否課程名稱Qtypeint否考題類型1單選題 2多選題 3判斷題 4簡答題 5編程題answerText是考生答案Tnumberint否題目編號試卷中的第幾題scorefloat是得分數據庫的連接在本系統(tǒng)中我們使用JDBC橋連接，要進行數據庫連接首先要配置數據源。按4.3.1和3.2的設計，設計好數據庫ExamOnlie，再建一個名為ExamOnline的數據源。系統(tǒng)連接數據庫的流程圖如圖4.2所示：圖4.2 系統(tǒng)連接數據庫流程圖5.詳細設計5.1公共類的設計1Domain類設計由于數據庫使用的類系統(tǒng)模型，而java數據為對象模型

18、，使得其模型不匹配。為了方便關系模型和對象模型間的轉換，建立對應的Domain類，即數據庫中每個表對應一個類，表中類屬性對應表的各屬性。表和類的對應關系如下：用戶表（UserInfo）用戶類（User）用戶標記表(userflag)用戶標記類(UserFlag)考題表（Question）考題類（Question）試卷表(test)試卷類（Test）試卷設置表(test_set)試卷設置類（Test）成績表（record）成績類（Record）試卷考題類（TestQuestion）試卷表和考題表聯(lián)合查詢視圖2.工具類的設計根據系統(tǒng)設計需求，設計如下工具類及部分代碼：（1）數據庫連接工具類，主要提

19、供連接數據操作等相關方法。（2）用戶操作相關類，主要提供對用戶表操作的相關類。（3）用戶標記工具類，主要提供對用戶標記表的相關操作方法（4）考題工具類，主要提供對考題表的相關操作方法（5）試卷工具類，主要提供對試卷表的相關操作方法（6）考試設置工具類，主要提供對考試設置表的相關操作方法（7）試卷考題工具類，主要提供對試卷表考題表聯(lián)合查詢視圖的相關操作方法（8）成績工具類，主要提供對成績表的相關操作方法。 5.2在線考試模塊在線考試流程為：首先系統(tǒng)將考試信息和考生個人信息提供給考生，并要求考生核對個人信息。在考試開始時系統(tǒng)為登陸的考生選取試題生成考卷，考生在系統(tǒng)生成試卷后進行答題。答題必須在規(guī)定

20、的時間內進行，如在規(guī)定的時間內未完成答題，系統(tǒng)將強制提交學生的考卷。試卷提交后系統(tǒng)自動地為客觀題進行評分，并將試卷保存，供給老師查看和修改。在線考試流程圖如圖5.1所示。圖5.1 在線考試流程圖學生考試打開試卷，試卷的形成用到了抽題算法，抽提算法如下：產生一個隨機整數，這個數在0和相應題型總考題數之間。從這個隨機數開始抽取試題，抽取數量為試卷設置中相應題型的個數（此數小于總題數），其抽題流程如圖5.2如示。圖5.2 選題流程圖隨機選題操作方法主要代碼及說明:此方法輸入參數為課程名稱course，需要題數count,試題類型type；抽題過程使用了一個for循環(huán)；輸出為一個包含抽取的試題信息的集

21、合ArrayList。抽題的部分代碼如下：int temp = (int)(Math.random()*totalCount); /隨機產生一個0-總題數之間的隨機整數 try conn = new DBAccess.getConnection(); /取題 for(int i = 0;i<count;i+) int tempCount = (temp+i)%totalCount; /sql的查詢語句 String sql = "select top 1 * from Question where qtype="+type+" and course='

22、;"+course+"' and Qid not in(select top "+tempCount+" Qid from Question where qtype="+type+" and course='"+course+"')" ps = conn.prepareStatement(sql); rs = ps.executeQuery(); Question ques = new Question(); if(rs.next() /保存試題 ques.setId(rs.get

23、Int(1); ques.setType(1); ques.setQues(rs.getString(4); ques.setKeyA(rs.getString(5); ques.setKeyB(rs.getString(6); ques.setKeyC(rs.getString(7); ques.setKeyD(rs.getString(8); ques.setAnswer(rs.getString(9); al.add(ques); catch(Exception e)e.printStackTrace();/打印出異常信息finallydb.CloseDB(conn, ps, rs);/

24、關閉數據庫連接return al;5.2成績查詢模塊設計考生根據用戶編號查詢考試成績信息，查詢到的成績是考生的所有課程的成績。成績信息包括單選題得分，多選題得分等詳細信息。5.3查看/修改考生試卷模塊設計教師登陸后，可以對考生試卷進行查看和修改。系統(tǒng)首先將考生的試卷讀出，教師可能看到系統(tǒng)對試卷主觀題的評定。系統(tǒng)會提提醒老師對主觀題進評分，等老師對主觀題進行評分，系統(tǒng)會將保存對學生試卷的評定，而后生成考生的成績信息。查看/修改考生試卷的流程圖如圖5.3所示。圖5.3查看/修改學生試卷流程圖5.4分數段統(tǒng)計模塊設計當教師對考卷的主觀題評定后，系統(tǒng)能自動生成分數段統(tǒng)計信息供給老師查看。統(tǒng)計分數段包括

25、及格率、60-69分、70-79、80-89和90分以上，在統(tǒng)計各分數段總人數的同時計算出各分數段占考生總數的比例。5.5試題維護模塊設計試題維護是后臺管理員的重要功能，它包括對試題的添加、修改和刪除操作。在進行這些操作時系統(tǒng)會先將考試試題讀出，再提供給管理中員操作。試題維護流程圖如圖5.4所示。 圖5.4 考題維護流程圖56考試設置信息維護模塊設計考試設置信息維護是管理員對考試設置信息維護，它包括對考試設置信息的添加，修改，刪除。這些考試信息包括考試時間，各題的數量和分值等。設置時，系統(tǒng)先讀取已存在的考試設置信息供給管理員查詢，再提供給管理員操作。考試設置信護流程圖如圖5.5所示。圖5.5

26、考試設置信息維護流程圖5.7用戶管理模塊設計用戶管理是管理員對系統(tǒng)用戶信息的管理。這些用戶包括學生和教師。用戶管理操作包括添加用戶，更新用戶和刪除用戶。添加用戶時，刪除管理用戶時，系統(tǒng)會先將用戶信息讀出供給管理員參考，再提供給管理員操作。用戶密碼不用設置，系統(tǒng)默認為“123456”；修改用戶時用戶編號和用戶密碼不能被修改其它均能被修改；用戶時，系統(tǒng)會先提醒管理員是否刪除，若果確認刪除才能刪除用戶。用戶管理流程圖如圖5.6所示。圖5.6 用戶管理流程圖本系統(tǒng)的用戶信息實現了批量（excel表）導入，用戶信息的批量導入程序實現流程如圖5.7圖5.7 用戶信息批量導入程序流程圖用戶信息批量導入關鍵代

27、碼及說明： /取出excel表中的數據InputStream is = DateStu.class.getClassLoader().getResourceAsStream("student.xls");try Workbook wb = Workbook.getWorkbook(is); / 創(chuàng)建工作簿 jxl.Sheet sheet = wb.getSheet(0); / 創(chuàng)建工作表 String content = null; for (int i = 1; i < sheet.getRows(); i+) / i代表行 從1開始 Student stu = n

28、ew Student(); for (int j = 0; j < sheet.getColumns(); j+) / j代表列 從0開始 content = sheet.getCell(j, i).getContents();/此處實現判斷導入的各屬性信息，部分代碼省略 if (stu.getId() = null) stu.setId(sheet.getCell(j, i).getContents(); continue;getStudentInfo(stu); catch (BiffException e) e.printStackTrace(); catch (IOExcepti

29、on e) e.printStackTrace(); /將取出的值插入數據庫String sql = "insert into UserInfo(Uid,utype,name,password,sex) values('"+ stu.getId()+ "'," + stu.getType()+ ",'"+ stu.getName()+ "','" + stu.getPassword() + "','" + stu.getSex() + &q

30、uot;')"DBAccess db = new DBAccess();Connection con = db.getConnection();try Statement state = con.createStatement();int i = state.executeUpdate(sql); catch (SQLException e) e.printStackTrace();5.8個人信息維護模塊設計系統(tǒng)用戶包括學生，教師，管理員都可以對個人信息進行維護。維護操作包括對個人基本信息進行修改，修改密碼等。系統(tǒng)能提供極為友好的界面方便用戶操作。對其本信息進行時，用戶不能修

31、改自己的編號。對密碼進行修改時按昭一般系統(tǒng)的要求先確認舊密碼，再輸入新密碼和確認新密碼。6.前臺部分界面6.1系統(tǒng)主界面將工程導入Tomcat的項目文件夾中即webapps文件夾中, 再啟動TomCat服務器。在瀏覽器中輸入工程的URL,如“www.localhost:8080/ExamOnline”可進入系統(tǒng)操作界面，用戶可以選擇操作。如圖6.1所示。圖6.1 系統(tǒng)主界面6.2在線考試界面圖6.2 在線考試界面7.致謝時光荏苒，畢業(yè)設計也接近了尾聲，由于時間緊迫任務繁重，同時自己經驗知識的匱乏，在本次設計中難免會遇到一些困難，但多虧了老師和同學的幫助才有幸完成了本次畢業(yè)設計。在此我

32、要多謝我的指導老師。老師工作繁重，但在我做畢業(yè)設計的每個階段，從查閱資料到設計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設計，裝配草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導。同時我還要感謝我的同學，感謝他們在我需要幫助的時候都默默的幫著我，無論是技術方面的還是生活方面的，他們都給了我很大的幫助，其次在此次畢業(yè)設計時發(fā)現了網絡上極大的資源可以供我們利用，雖然有好多不會的，但是可以在網上查到很多資料，現在利用的一部分東西還不是很懂，但是培養(yǎng)了自己的學習和查找資源的能力。希望以后自己更加努力進步。參考文獻1 郝玉龍JavaEE 編程技術北京：清華大學出版社，2008.8：20-352 王珊數據庫系統(tǒng)概論北京：高

33、等教育出版社，2006.5:12-2343 嚴蔚敏.數據結構.北京：清華大學出版社，2003：214-3054 Core Java第1卷.思軟科技內部教材.2011:115-1735 Core Java第2卷.思軟科技內部教材.2011: 46-936JSP/Servlet.思軟科技內部教材.2011:8-937 趙文靖.Java程序設計基礎與上機指導.北京：清華大學出版社，2006：23-1088 王路群.Java高級程序設計.北京：中國水利水電出版社，200635-999 雍俊海.Java程序設計習題集.北京：清華大學出版社，2006:1-1210 朱福喜.Java語言習題與解析.北京：清華大學出版社，2006:12-3311 吳其慶.Java程序設計實例教程.北京：冶金工業(yè)出版社，2006:3-10Design and implementation of the online examination system based on JavaStudent Name：Quan Zhimin Tutor：Sang YanliA