《軟件工程》課程設(shè)計范例

1、軟件工程課程設(shè)計 題 目 C語言在線考試系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 學生姓名 學 號 院 系 計算機與軟件學院專 業(yè) 指導(dǎo)教師 文學志二年 月 日目 錄1.緒論11.1.C語言在線考試系統(tǒng)概述11.2.C語言在線考試系統(tǒng)的可行性分析11.2.1.經(jīng)濟可行性21.2.2.技術(shù)可行性21.2.3.社會可行性32.相關(guān)技術(shù)介紹32.1.B/S/S體系結(jié)構(gòu)42.2.Java Server Pages42.3.Struts52.4.Hibernate62.5.MySQL62.6.Tomcat Web服務(wù)器73.系統(tǒng)的需求分析73.1.系統(tǒng)的功能需求73.2.系統(tǒng)的模塊劃分94.系統(tǒng)的設(shè)計104.1.系統(tǒng)的概要設(shè)計

2、104.1.1.系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)104.1.2.系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計114.2.系統(tǒng)主要模塊的詳細設(shè)計194.2.1.試題管理模塊設(shè)計194.2.2.考試管理模塊設(shè)計214.2.3.在線考試模塊設(shè)計214.2.4.答卷自動評分模塊設(shè)計225.系統(tǒng)主要模塊的實現(xiàn)245.1.創(chuàng)建項目245.1.1.開發(fā)環(huán)境的搭建255.1.2.系統(tǒng)的整體框架265.2.試題管理模塊的實現(xiàn)275.2.1.創(chuàng)建持久化類和數(shù)據(jù)庫訪問相關(guān)類275.2.2.創(chuàng)建Struts相關(guān)類295.2.3.創(chuàng)建表示層JSP文件305.3.考試管理模塊的實現(xiàn)325.3.1.初始種群的生成325.3.2.適應(yīng)度值的計算335.3.3.選擇（Sel

3、ect）345.3.4.交叉（Crossover）355.3.5.變異（Mutation）365.4.在線考試模塊的實現(xiàn)375.4.1.倒計時子模塊的實現(xiàn)375.4.2.故障延時子模塊的實現(xiàn)385.5.答卷自動評分模塊的實現(xiàn)406.系統(tǒng)的測試426.1.系統(tǒng)的測試環(huán)境426.2.系統(tǒng)的測試用例設(shè)計436.3.系統(tǒng)的測試結(jié)果456.4.系統(tǒng)的測試分析46結(jié)束語46參考文獻46致 謝47IIIC語言在線考試系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)張三南京信息工程大學計算機與軟件學院，南京 210044摘 要：隨著計算機技術(shù)、Internet 技術(shù)的迅猛發(fā)展，在線考試模式以其跨地域性、隨時性和用戶廣泛性的特點，成為推動教育

4、現(xiàn)代化的重要手段，已經(jīng)成為對學生練習、考試、評價和分析教學效果的重要工具。本文研究利用三層瀏覽器（B/S/S）體系結(jié)構(gòu)，即Web瀏覽器/Web服務(wù)器/數(shù)據(jù)庫服務(wù)器結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)C語言科目的在線考試系統(tǒng)。該系統(tǒng)實現(xiàn)了試題庫的管理、自動組卷和答卷的自動評分等功能，滿足了廣大教師和考生的需求。該系統(tǒng)的實現(xiàn)以Java語言及其相關(guān)技術(shù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建于MySQL數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)以及Tomcat Web服務(wù)器之上。該系統(tǒng)的實現(xiàn)表明，在線考試系統(tǒng)能夠提高試題庫管理、考試組織和閱卷的效率，并同時保證考試的公正和公平。因此，其他科目的考試也可以開發(fā)相應(yīng)的在線考試系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：在線考試系統(tǒng)；B/S/S體系結(jié)構(gòu)；Java；MyS

5、QL；自動組卷1. 緒論本章對C語言在線考試系統(tǒng)進行了概要性的介紹，并在經(jīng)濟、技術(shù)、社會三個方面對該系統(tǒng)開發(fā)的可行性進行了分析，以說明該系統(tǒng)的開發(fā)是可行的，可以立即開始研制工作。1.1. C語言在線考試系統(tǒng)概述隨著計算機技術(shù)、Internet 技術(shù)的迅猛發(fā)展，絕大部分高校都已接入互聯(lián)網(wǎng)并建成了校園網(wǎng)，硬件設(shè)施也日趨完善。以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的在線考試模式，以其跨地域性、隨時性和用戶廣泛性的特點，成為推動教育現(xiàn)代化的重要手段，已經(jīng)成為對學生練習、考試、評價和分析教學效果的重要工具1。C語言在線考試系統(tǒng)利用開放、動態(tài)的系統(tǒng)架構(gòu)，將傳統(tǒng)的考試模式與先進的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用相結(jié)合，實現(xiàn)了C語言科目考試的無紙化、自動化

6、、網(wǎng)絡(luò)化。第一，本系統(tǒng)能夠幫助教師方便地實現(xiàn)試題的管理，包括試題的錄入、查詢、修改、刪除。第二，本系統(tǒng)實現(xiàn)了自動組卷功能，能夠根據(jù)出題要求自動生成C語言考試試卷，供考生在線作答。第三，考生在使用本系統(tǒng)進行在線考試時，系統(tǒng)將提供倒計時功能，使考生能夠隨時了解考試的剩余時間。第四，本系統(tǒng)在考試時間截止之后將自動完成交卷，以保證考試嚴肅公正地進行。第五，在答卷提交之后，本系統(tǒng)將對答卷進行自動評分并保存結(jié)果，以便考生查詢考試成績。1.2. C語言在線考試系統(tǒng)的可行性分析項目的可行性一般從三個方面進行分析，即經(jīng)濟可行性、技術(shù)可行性、社會可行性。經(jīng)濟可行性分析即進行開發(fā)成本的估算以及效益的評估，確定開發(fā)的

7、項目是否值得投資開發(fā)；技術(shù)可行性分析是指對要開發(fā)的項目的功能、性能和限制條件進行分析，確定現(xiàn)有的資源條件下，技術(shù)風險有多大，項目是否能實現(xiàn)；社會可行性分析是指研究要開發(fā)的項目是否存在侵犯、妨礙等責任問題，要開發(fā)的項目的運行方式在用戶組織內(nèi)是否行得通，現(xiàn)有管理制度、人員素質(zhì)和操作方式是否可行2。本節(jié)從這三個方面對C語言在線考試系統(tǒng)的可行性進行分析，以便后續(xù)工作的展開。1.2.1. 經(jīng)濟可行性C語言在線考試系統(tǒng)的開發(fā)成本包括開發(fā)該系統(tǒng)的人力的費用以及用于購買部署該系統(tǒng)并充當服務(wù)器的計算機的費用。開發(fā)該系統(tǒng)估計需要四個開發(fā)人員一周的工作量，如果每人每月的工資為2000元，則開發(fā)該系統(tǒng)的人力費用約為2

8、000元。為了部署該系統(tǒng)，需要購買一臺帶有較大容量磁盤的高性能計算機，費用估計在1萬元。因此，開發(fā)該系統(tǒng)的成本總計為1.2萬元。在未使用該系統(tǒng)之前，為了進行C語言考試，必須支出相應(yīng)的人力費用進行出卷、組織考試和批閱試卷，這部分費用約為每年4000元。此外，由于傳統(tǒng)考試模式需要用紙，每年需要約3500元的紙張費用。因此，若維護系統(tǒng)每年需花費500元，使用C語言在線考試系統(tǒng)每年可節(jié)省約0.7萬元。根據(jù)以上的估計開發(fā)費用和節(jié)省的費用，在假設(shè)年利率i等于12%的前提下，可以計算得到投資的回收期為2.03年（如表1-1所示），即在使用C語言在線考試系統(tǒng)2.03年以后用戶可以收回全部投資。因此，開發(fā)C語言

9、在線考試系統(tǒng)在經(jīng)濟上是可行的。 表1-1 C語言在線考試系統(tǒng)的成本/效益分析購買設(shè)備1.0萬元人力（四人、一周、2000元/月） 0.2萬元開發(fā)成本總計1.2萬元系統(tǒng)的維護費500元/年每年節(jié)省人力費用0.4萬元每年節(jié)省紙的費用0.35萬元每年節(jié)省的總費用0.7萬元年節(jié)?。ㄔ?+i）的n次方現(xiàn)在值（元） 累計的現(xiàn)在值（元）10.7萬1.120.625萬0.625萬20.7萬1.140.558萬1.183萬30.7萬1.400.498萬1.681萬第三年后純收入0.481萬投資回收期2.03年1.2.2. 技術(shù)可行性（1）對所建議的系統(tǒng)的簡要描述C語言在線考試系統(tǒng)利用數(shù)據(jù)庫對試題信息進行高效

10、、便捷的管理，實現(xiàn)試題的錄入、查詢、修改和刪除。同時，系統(tǒng)提供了自動組卷功能、倒計時功能、試卷提交功能、試卷評分功能，實現(xiàn)了考試的無紙化、自動化、網(wǎng)絡(luò)化，并體現(xiàn)了考試的公正、嚴肅。（2）與現(xiàn)有系統(tǒng)比較的優(yōu)越性C語言在線考試系統(tǒng)利用數(shù)據(jù)庫對試題進行管理，使得對大量試題的管理高效、方便地進行，而傳統(tǒng)考試模式下的試題管理低效耗時，在試題達到一定數(shù)量之后，管理起來十分不便,需要耗費大量的時間和精力。由于試題存放于計算機硬盤中，并采用在線考試這種無紙化的考試模式，與傳統(tǒng)考試模式相比，不僅節(jié)省了試題的存放空間，更是節(jié)約了大量的紙張（試卷和答題冊），更加環(huán)保、節(jié)約。同時，該系統(tǒng)的自動組卷和評分功能使得出卷和

11、評分過程自動化，與傳統(tǒng)的手工出卷評分相比，節(jié)省了大量的勞力，使得廣大教師可以從繁重的出卷、評分工作中解脫出來，從而把更多的時間和精力用于教學和科研。此外，系統(tǒng)的試卷提交功能在考試時間截止時，自動完成試卷的提交，阻止考生繼續(xù)答題，使得考試的公正性和嚴肅性較傳統(tǒng)考試更好得體現(xiàn)。最后，該系統(tǒng)提供的倒計時功能，使得考生在考試過程中更合理地安排時間，有助于考生取得好成績。（3）采用建議系統(tǒng)可能帶來的影響采用C語言在線考試系統(tǒng)之后，試題的管理效率，組織考試和評卷的效率將大為提高，有利于在短時間內(nèi)實現(xiàn)對考生的C語言學習情況的檢驗。同時，本系統(tǒng)將節(jié)約大量的紙資源，節(jié)省組織考試的開支。教師將從繁重的出題、組織監(jiān)

12、督考試、評分的工作中解脫出來，把更多的時間和精力用于教學和科研。采用C語言在線考試系統(tǒng)之后，要求教師適應(yīng)新型的試題管理模式，需要教師掌握該系統(tǒng)的使用。對考生而言，要求他們適應(yīng)新型考試模式，同樣，也需要他們熟悉系統(tǒng)的使用。（4）所建議技術(shù)可行性分析C語言在線考試系統(tǒng)是一個基于B/S/S體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)，開發(fā)這類系統(tǒng)的技術(shù)已經(jīng)比較成熟，比如JSP技術(shù)、ASP技術(shù)等等。同時，考慮到開發(fā)人員對這類系統(tǒng)以及相關(guān)的技術(shù)比較熟悉且開發(fā)期較為充裕，預(yù)計可以再規(guī)定期限內(nèi)完成開發(fā)。1.2.3. 社會可行性（1）法律方面的可行性C語言在線考試系統(tǒng)的研制和開發(fā)的過程，將在嚴格遵守國家各項法律法規(guī)的基礎(chǔ)上進行，將

13、不會侵犯他人、集體和國家的利益。同時，在系統(tǒng)的開發(fā)過程中，將嚴格遵守與客戶簽訂的合同的各項條款。（2）使用方面的可行性C語言在線考試系統(tǒng)的研制和開發(fā)將充分考慮到用戶的業(yè)務(wù)往來、管理流程和人員素質(zhì)等，從而能滿足使用要求。2. 相關(guān)技術(shù)介紹C語言在線考試系統(tǒng)的開發(fā)采用了三層瀏覽器（B/S/S）體系結(jié)構(gòu)，即Web瀏覽器/Web服務(wù)器/數(shù)據(jù)庫服務(wù)器結(jié)構(gòu)7。本文中采用了Java語言及相關(guān)技術(shù)JSP、Struts和Hibernate實現(xiàn)該系統(tǒng)，并以Tomcat作為Web服務(wù)器，以MySQL作為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。本章是對這些技術(shù)和服務(wù)器的介紹。2.1. B/S/S體系結(jié)構(gòu)將Web技術(shù)的B/S結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三

14、層C/S/S體系結(jié)構(gòu)結(jié)合，產(chǎn)生了Web瀏覽器/Web服務(wù)器/數(shù)據(jù)庫服務(wù)器結(jié)構(gòu)，如圖2-1所示。B/S/S體系結(jié)構(gòu)是指在TCP/IP的支持下，以HTTP為傳輸協(xié)議，客戶通過瀏覽器訪問Web服務(wù)器和與Web服務(wù)器相連的后臺數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)，它由Web瀏覽器、Web服務(wù)器、中間件和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器組成。在B/S/S結(jié)構(gòu)中，各組成部分之間通過Internet(或Intranet)相連，遵守HTTP協(xié)議，瀏覽器通過發(fā)送請求和服務(wù)器端建立連接，從而實現(xiàn)以整個Internet為背景的數(shù)據(jù)存儲和訪問。Web瀏覽器Web 服務(wù)器中間件（應(yīng)用程序）數(shù)據(jù)庫服務(wù)器數(shù)據(jù)庫Http請求Html頁面SQL請求結(jié)果圖2-1 We

15、b數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三層B/S/S體系結(jié)構(gòu)B/S/S結(jié)構(gòu)中的表示層有Web瀏覽器，它向網(wǎng)絡(luò)上的Web服務(wù)器提出服務(wù)請求，接收Web服務(wù)器返回的頁面并顯示給用戶；事務(wù)邏輯層有Web服務(wù)器，它接受用戶的請求并判斷請求的類型。如果請求的是一般靜態(tài)頁面，就直接在Web服務(wù)器的文件系統(tǒng)中找到頁面并返回；否則執(zhí)行相應(yīng)的應(yīng)用程序，比如對數(shù)據(jù)庫進行更新、查詢等，隨后獲得數(shù)據(jù)庫操作的結(jié)果，將結(jié)果動態(tài)生成頁面，返回給表示層的客戶端；數(shù)據(jù)層則有數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲、維護、訪問和更新，它接受Web服務(wù)器的數(shù)據(jù)操作請求，并把運行結(jié)果返回給Web服務(wù)器。B/S/S結(jié)構(gòu)具有以下特點：第一，基于TCP/IP開放式網(wǎng)絡(luò)標準協(xié)

16、議，完全實現(xiàn)了跨平臺訪問計算機及其網(wǎng)絡(luò)上的各種資源，具有很強的系統(tǒng)獨立性和平臺無關(guān)性。第二，軟件維護開銷大大降低，只需開發(fā)維護服務(wù)器應(yīng)用程序，無需開發(fā)客戶端程序，規(guī)范和統(tǒng)一了客戶端程序的標準Web瀏覽器，從而統(tǒng)一了用戶界面。第三，充分發(fā)揮了數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）高效的數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)管理能力，實現(xiàn)了更大程度和更大范圍的數(shù)據(jù)庫資源共享。B/S/S結(jié)構(gòu)代表了當前數(shù)據(jù)庫應(yīng)用軟件技術(shù)發(fā)展的趨勢，是目前開發(fā)Web數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)普遍采用的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。它的優(yōu)點使它成為構(gòu)建高效安全Web數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)首選的體系結(jié)構(gòu)7。2.2. Java Server PagesJava Server Pages簡稱

17、JSP12，是由Sun Microsystems公司倡導(dǎo)、許多公司參與一起建立的一種動態(tài)網(wǎng)頁技術(shù)標準。JSP技術(shù)有點類似ASP技術(shù)，它是在傳統(tǒng)的網(wǎng)頁HTML文件(*.htm，*.html)中插入Java程序段(scriptlet)和JSP標記(tag)，從而形成JSP文件(*.jsp)。用JSP開發(fā)的Web應(yīng)用是跨平臺的，既能在Linux下運行，也能在其他操作系統(tǒng)上運行。與前一代Internet/Intranet開發(fā)語言(ASP、PHP)相比，JSP在以下幾個方面有了重大突破：第一，通過JSP的擴展標簽庫和JavaBeans功能，網(wǎng)站邏輯和網(wǎng)站界面可以完美地分離。第二，使用 Enterpris

18、e JavaBeans，可以輕松地在JSP開發(fā)的Web中實現(xiàn)事務(wù)、安全、會話等等企業(yè)級應(yīng)用所需要的功能。第三，JDBC 2.0提供了不同的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品無關(guān)的數(shù)據(jù)庫連接方式，更重要的是，數(shù)據(jù)庫連接池提供了一種比普通的數(shù)據(jù)庫連接方式效率高得多的連接方式。Web服務(wù)器在遇到訪問JSP網(wǎng)頁的請求時，首先執(zhí)行其中的程序片段，然后將執(zhí)行結(jié)果以HTML格式返回給客戶。程序片段可以操作數(shù)據(jù)庫、重新定向網(wǎng)頁以及發(fā)送email等等，這就是建立動態(tài)網(wǎng)站所需要的功能。所有程序操作都是在服務(wù)器端進行，網(wǎng)絡(luò)上傳送給客戶端僅是得到的結(jié)果，對客戶瀏覽器的要求最低，可以實現(xiàn)無plugin，無ActiveX，無Java Apple

19、t，甚至無Frame。JSP具有以下的優(yōu)點6：第一，將內(nèi)容的生成和顯示進行分離。使用JSP技術(shù)，Web頁面開發(fā)人員可以使用HTML或者XML標識來設(shè)計和格式化最終頁面。使用JSP標識或者小腳本來生成頁面上的動態(tài)內(nèi)容。生成內(nèi)容的邏輯被封裝標識在JavaBeans組件中，并且捆綁在小腳本中，所有的腳本在服務(wù)器端運行。Web管理人員和頁面設(shè)計者，能夠編輯和使用JSP頁面，而不影響動態(tài)內(nèi)容的生成。在服務(wù)器端，JSP引擎JSP標識和小腳本，生成所請求的動態(tài)內(nèi)容并且將結(jié)果以HTML(或XML)頁面的形式發(fā)送回瀏覽器。這有助于作者保護自己的代碼，而又保證任何基于HTML的Web瀏覽器的完全可用性。第二，可重

20、用的組件。絕大多數(shù)JSP頁面依賴于可重用的，跨平臺的組件(JavaBeans或者EJB組件)來執(zhí)行應(yīng)用程序所要求的更為復(fù)雜的處理。開發(fā)人員能夠共享和交換執(zhí)行普通操作的組件，或者使得這些組件為更多的使用者或者客戶團體所使用。基于組件的方法加速了總體開發(fā)過程，并且使得各種組織在他們現(xiàn)有的技能和優(yōu)化結(jié)果的開發(fā)努力中得到平衡。第三，用標識簡化頁面開發(fā)。Web頁面開發(fā)人員不會都是熟悉腳本語言的編程人員。JSP技術(shù)封裝了許多功能，這些功能是在易用的、與JSP相關(guān)的XML標識中進行動態(tài)內(nèi)容生成所需要的。標準的JSP標識能夠訪問和實例化JavaBeans組件，設(shè)置或者檢索組件屬性，下載Applet，以及執(zhí)行用

21、其他方法更難于編碼和耗時的功能。2.3. StrutsStruts 是Apache 軟件基金組織Jakarta 項目的一個子項目，Struts 的前身是Craig R. McClanahan 編寫的JSP Model2 架構(gòu)。Struts 在英文中是支架、支撐的意思，這表明了Struts 在Web 應(yīng)用開發(fā)中的巨大作用，采用Struts 可以更好地遵循MVC 模式。此外， Struts 提供了一套完備的規(guī)范，以及基礎(chǔ)類庫，可以充分利用JSP/Servlet 的優(yōu)點，減輕程序員的工作量，具有很強的可擴展性。Struts的作者Craig R.McClanahan參與了JSP規(guī)范制定以及Tomcat

22、4的開發(fā)，同時還領(lǐng)導(dǎo)制定了J2EE平臺的Web層架構(gòu)的規(guī)范。受此影響，Struts框架一經(jīng)推出，立即引起了Java 開發(fā)者的廣泛興趣，并在全世界推廣開來，最終成為世界上應(yīng)用最廣泛的MVC 框架9。2.4. Hibernate 當前的軟件開發(fā)語言已經(jīng)全面轉(zhuǎn)向面向?qū)ο?，而?shù)據(jù)庫系統(tǒng)仍停留在關(guān)系數(shù)據(jù)庫階段。面對復(fù)雜的企業(yè)環(huán)境，同時使用面向?qū)ο笳Z言和關(guān)系數(shù)據(jù)庫是相當麻煩的，不但中間的過渡難以理解，而且其開發(fā)周期也相當長。Hibernate 是一個面向Java 環(huán)境的對象/關(guān)系數(shù)據(jù)庫映射工具。對象/關(guān)系數(shù)據(jù)庫映射( Object/Relational Mapping) 表示一種技術(shù)，用來把對象模型表示的

23、對象映射到基于SQL的關(guān)系模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中去10。Hibernate 的目標是：釋放開發(fā)者通常的數(shù)據(jù)持久化相關(guān)的編程任務(wù)的95% 。對于以數(shù)據(jù)為中心的程序而言，往往在數(shù)據(jù)庫中使用存儲過程來實現(xiàn)商業(yè)邏輯，Hibernate 可能不是最好的解決方案。但對于那些基于Java 的中間件應(yīng)用中，設(shè)計采用面向?qū)ο蟮臉I(yè)務(wù)模型和商業(yè)邏輯時，Hibernate 是最有用的。不管怎樣， Hibernate能消除那些針對特定數(shù)據(jù)庫廠商的SQL代碼，并且把結(jié)果集由表格式的形式轉(zhuǎn)換成值對象的形式。Hibernate不僅管理Java類到數(shù)據(jù)庫表的映射(包括Java 數(shù)據(jù)類型到SQL 數(shù)據(jù)類型的映射)，還提供數(shù)據(jù)查詢和獲取數(shù)

24、據(jù)的方法，可以大幅度地減少在開發(fā)時人工使用SQL和JDBC處理數(shù)據(jù)的時間。2.5. MySQLMySQL是最流行的開放源碼SQL數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，它是由MySQL AB公司開發(fā)、發(fā)布并支持的。MySQL AB是由多名MySQL開發(fā)人創(chuàng)辦的一家商業(yè)公司。它是一家第二代開放源碼公司，結(jié)合了開放源碼價值取向、方法和成功的商業(yè)模型。MySQL是一種關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫將數(shù)據(jù)保存在不同的表中，而不是將所有數(shù)據(jù)放在一個大的倉庫內(nèi)。這樣就增加了速度并提高了靈活性。MySQL的SQL指得是結(jié)構(gòu)化查詢語言。SQL是用于訪問數(shù)據(jù)庫的最常用標準化語言，它是由ANSI/ISO SQL標準定義的。SQL標準自1

25、986年以來不斷演化發(fā)展，有數(shù)種版本。MySQL軟件是一種開放源碼軟件。開放源碼意味著任何人都能使用和改變軟件。任何人都能從Internet下載MySQL軟件，而無需支付任何費用。如果愿意，你可以研究源碼并進行恰當?shù)母?，以滿足你自己的需求。MySQL數(shù)據(jù)庫服務(wù)器具有快速、可靠和易于使用的特點。MySQL服務(wù)器還有一套實用的特性集合，這些特性是通過與用戶的密切合作而開發(fā)的。在MySQL的基準測試主頁上，給出了MySQL服務(wù)器和其他數(shù)據(jù)庫管理器。MySQL服務(wù)器最初是為處理大型數(shù)據(jù)庫而開發(fā)的，與已有的解決方案相比，它的速度更快，多年以來，它已成功用于眾多要求很高的生產(chǎn)環(huán)境。盡管MySQL始終在不

26、斷發(fā)展，但目前MySQL服務(wù)器已能提供豐富和有用的功能。它具有良好的連通性、速度和安全性，這使得MySQL十分適合于訪問Internet上的數(shù)據(jù)庫。MySQL服務(wù)器工作在客戶端/服務(wù)器模式下，或嵌入式系統(tǒng)中。MySQL數(shù)據(jù)庫軟件是一種客戶端/服務(wù)器系統(tǒng)，由支持不同后端的1個多線程SQL服務(wù)器，數(shù)種不同的客戶端程序和庫，眾多管理工具和廣泛的應(yīng)用編程接口API組成。還能以嵌入式多線程庫的形式提供MySQL服務(wù)器，你可以將其鏈接到你的應(yīng)用程序，從而獲得更小、更快、和更易管理的產(chǎn)品4。2.6. Tomcat Web服務(wù)器Tomcat服務(wù)器是一個免費的開放源代碼的Web應(yīng)用服務(wù)器。它是Apache 軟件

27、基金會（Apache Software Foundation）的Jakarta 項目中的一個核心項目，由Apache、Sun 和其他一些公司及個人共同開發(fā)而成11。由于有了Sun 的參與和支持，最新的Servlet和JSP規(guī)范總是能在Tomcat中得到體現(xiàn)，Tomcat 5支持最新的Servlet 2.4和JSP 2.0規(guī)范。因為Tomcat技術(shù)先進、性能穩(wěn)定，而且免費，因而深受Java愛好者的喜愛并得到了部分軟件開發(fā)商的認可，成為目前比較流行的Web 應(yīng)用服務(wù)器。Tomcat很受廣大程序員的喜歡，因為它運行時占用的系統(tǒng)資源小，擴展性好，支持負載平衡與郵件服務(wù)等開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)常用的功能；而且它還

28、在不斷的改進和完善中，任何一個感興趣的程序員都可以更改它或在其中加入新的功能。Tomcat是一個小型的輕量級應(yīng)用服務(wù)器，在中小型系統(tǒng)和并發(fā)訪問用戶不是很多的場合下被普遍使用，是開發(fā)和調(diào)試JSP程序的首選。對于一個初學者來說，可以這樣認為，當在一臺機器上配置好Apache 服務(wù)器，可利用它響應(yīng)對HTML 頁面的訪問請求。實際上Tomcat部分是Apache服務(wù)器的擴展，但它是獨立運行的，所以當你運行Tomcat 時，它實際上作為一個與Apache獨立的進程單獨運行的。這里的訣竅是，當配置正確時，Apache為HTML頁面服務(wù)，而Tomcat實際上運行JSP頁面和Servlet。另外，Tomcat

29、和IIS、Apache等Web服務(wù)器一樣，具有處理HTML頁面的功能，另外它還是一個Servlet和JSP容器，獨立的Servlet容器是Tomcat的默認模式。不過，Tomcat處理靜態(tài)HTML的能力不如Apache服務(wù)器。3. 系統(tǒng)的需求分析在系統(tǒng)的可行性分析完成以后，并確定系統(tǒng)可以立即投入設(shè)計和研制時，下一步要做的工作便是系統(tǒng)的需求分析，即通過各種途徑（訪談、調(diào)查問卷、實地考察等）了解并明確用戶對所要開發(fā)的系統(tǒng)各方面的需求，包括功能上的要求、性能上的要求、操作方便性的要求等等。本章對C語言在線考試系統(tǒng)進行了需求分析，主要是根據(jù)用戶對系統(tǒng)功能方面的要求，明確了系統(tǒng)所要實現(xiàn)的各個功能的相關(guān)細

30、節(jié)，并在此基礎(chǔ)上對系統(tǒng)進行了模塊劃分，為后續(xù)的系統(tǒng)的設(shè)計打下基礎(chǔ)。3.1. 系統(tǒng)的功能需求根據(jù)用戶對系統(tǒng)功能方面的實際要求，C語言在線考試系統(tǒng)的主要功能包括：用戶登錄驗證功能、用戶管理功能、試題管理功能（試題的錄入、查詢、修改、刪除）、考試管理功能、自動組卷功能、倒計時功能、試卷提交功能、故障延時功能和答卷自動評分功能。本節(jié)詳細地說明了用戶對這些功能的需求。（1）用戶登錄驗證功能 用戶在登錄C語言在線考試系統(tǒng)時必須進行身份驗證，只有通過了身份驗證，才能進入并使用該系統(tǒng)。系統(tǒng)的用戶應(yīng)分成三大類，即管理員、教師和考生。用戶在登錄時，系統(tǒng)應(yīng)提供用戶類別的選擇，以區(qū)別不同用戶的登錄；用戶在選擇好登錄身

31、份之后，系統(tǒng)應(yīng)該要求用戶提供用戶名和密碼，以進行登錄驗證。系統(tǒng)應(yīng)該為管理員（有若干位）預(yù)置登錄的用戶名和密碼，并允許管理員修改用戶名和密碼。在系統(tǒng)提供給教師和考生使用前，管理員負責向系統(tǒng)中提前錄入教師和考生的一些相關(guān)信息，比如教師的編號、考生的學號以及各自的身份證號等等，這些信息可用來作為這兩類用戶首次登錄時的驗證信息。用戶首次登錄之后，系統(tǒng)應(yīng)該要求用戶修改登錄信息，特別是登錄密碼，以防止他人冒用。此外，為了防止惡意軟件進行系統(tǒng)攻擊，每個用戶登錄之前都要以圖片的形式產(chǎn)生一組隨機驗證碼8，用戶必須輸入正確的驗證碼才能進入系統(tǒng)。（2）用戶管理功能 C語言在線考試系統(tǒng)應(yīng)該對用戶進行有效的管理。系統(tǒng)的

32、用戶分成了三類，即管理員、教師和考生。管理員具有系統(tǒng)操作的最高權(quán)限，負責添加教師和考生用戶，并查看其用戶信息（不包括密碼）。管理員的初始用戶名和密碼是內(nèi)置的，管理員可以修改自己的用戶名和密碼，并添加和修改其他相關(guān)信息。對于教師用戶來說，用戶信息應(yīng)至少包括登錄的用戶名和密碼，初始時可以選擇教師的教師編號作為用戶名，身份證號作為密碼，之后可以修改。教師可以添加和修改自身相關(guān)的其他信息，并查看考試結(jié)果（包括相關(guān)分析）。對于考生來說，用戶信息應(yīng)至少包括用戶名、密碼，初始時，用戶名為考生的學號，密碼為考生的身份證號，之后可以修改?？忌梢蕴砑雍托薷淖陨淼南嚓P(guān)其他信息，并查看考試成績。（3）試題管理功能

33、C語言在線考試系統(tǒng)需要實現(xiàn)試題的管理功能，即組建一個試題庫，以便對大量的C語言試題進行高效、便捷的管理。該功能包括：試題的錄入，即使得教師能夠方便地將C語言試題及其參考答案錄入系統(tǒng)的試題庫。試題錄入子功能應(yīng)該根據(jù)教師錄入的試題的類型（選擇題、填空題、程序設(shè)計題）對試題進行分類管理；試題的查詢，即使得教師能夠根據(jù)試題的某些關(guān)鍵字方便地查詢試題，以便檢查和修改試題。試題的查詢子功能同樣應(yīng)該對不同的題型進行分類查詢，以提高查詢的效率；試題的修改，即使教師能夠?qū)σ呀?jīng)錄入系統(tǒng)的試題及其參考答案進行不限次數(shù)的修改，以便提高試題本身或參考答案的準確性；試題的刪除，即使教師能夠刪除已經(jīng)錄入系統(tǒng)的試題（連同參考

34、答案），以便更新試題庫。（4）考試管理功能 考試管理功能，即系統(tǒng)提供管理員對考試信息以及考試公告的管理功能。具體來說，系統(tǒng)管理員用戶可以安排考試、編輯考試信息、利用自動組卷功能生成試卷投入考試使用；系統(tǒng)管理員可以發(fā)布、編輯考試公告。而教師和考生用戶則只能瀏覽考試公告。（5）自動組卷功能自動組卷功能，即系統(tǒng)能夠自動生成C語言試卷，供考生作答。自動組卷功能應(yīng)該根據(jù)管理員的要求組卷，即管理員可以設(shè)置試卷所包括的題型，各類題型的分值和題數(shù)，各類型的試題在試卷上的先后順序以及考試的時間限制。自動組卷功能應(yīng)該按照管理員設(shè)置的出卷要求按照某種算法從試題庫中選擇相應(yīng)的試題，保證每個試題都有機會出現(xiàn)在試卷上，并

35、且每次組卷試卷相同的概率盡可能小。（6）倒計時功能 倒計時功能，即在考生進行測試的界面上提供倒計時，以便考生隨時了解考試的剩余時間。倒計時功能應(yīng)該根據(jù)教師設(shè)置的考試的時間限制準確地進行，保證考試的公平性。倒計時功能應(yīng)該在考試結(jié)束前10分鐘時給出相應(yīng)的提示，提醒考生抓緊時間作答。此外，該功能出現(xiàn)在界面上的位置應(yīng)該合理，顯示的大小適中，不至于分散考生的注意力，產(chǎn)生負面效果。（7）試卷提交功能試卷提交功能包括兩種情況，一種情況是考生在考試時間截止之前就已經(jīng)完成答題，應(yīng)允許考生提交試卷；另一種情況是考生在規(guī)定的考試時間內(nèi)沒能完成答題，此時，系統(tǒng)將自動完試卷的提交，以避免考生繼續(xù)答題，破壞考試的公平性。

36、對于提前完成考試并欲提交試卷的考生，試卷提交功能在正式提交試卷之前，應(yīng)該給出確認提示，保證考生不是由于誤操作而提交試卷。自動提交試卷的情況則應(yīng)該與倒計時功能相一致，確保倒計時到零時自動提交試卷并切換主界面到考試結(jié)束界面。（8）故障延時功能故障延時功能，即當某個考生的電腦發(fā)生故障，例如死機時，監(jiān)考人員可以暫停該考生的答題倒計時。當故障排除之后，考生可重新登錄系統(tǒng)，進入考試，此時考生的考試剩余時間同故障發(fā)生時相同，即考生的考試時間被延遲。（9）答卷自動評分功能 答卷自動評分功能完成考生答卷的批閱和評分工作，得出考生的成績。由于C語言考試試題一般包括選擇題、填空題和程序設(shè)計題，所以系統(tǒng)應(yīng)能夠自動完成

37、這三類試題的批閱和評分。對于程序設(shè)計題，應(yīng)能將考生的程序保存下來，批量編譯、運行，得出結(jié)果以判斷程序是否正確。3.2. 系統(tǒng)的模塊劃分根據(jù)系統(tǒng)的功能需求，將C語言在線考試系統(tǒng)分成六大模塊進行設(shè)計：（1）用戶登錄驗證模塊；(2)用戶管理模塊；（3）試題管理模塊；（4）考試管理模塊；（5）在線考試模塊；（6）答卷自動評分模塊。各個模塊及子模塊的劃分和功能說明如表3-1所示：表3-1 C語言在線考試系統(tǒng)的模塊劃分編號模塊名稱子模塊名稱功能說明1用戶登錄模塊實現(xiàn)用戶登錄時的身份選擇、驗證。2用戶管理模塊管理員信息管理模塊添加、刪除教師和考生用戶；修改和查看教師和考生的部分信息；修改和查看管理員個人信息

38、。教師信息管理模塊修改和查看教師個人信息；查看考生的部分信息。考生信息管理模塊修改和查看考生個人信息、查詢考試相關(guān)信息。續(xù)表3-1編號模塊名稱子模塊名稱功能說明3試題管理模塊試題錄入模塊允許教師錄入試題及參考答案。試題編輯模塊允許教師對試題庫中的試題進行查詢、修改、刪除。4考試管理模塊自動組卷模塊自動組卷；保存、查看、刪除試卷。考試信息管理模塊發(fā)布考試；保存、修改、刪除考試信息?？荚嚬婀芾砟K對考試公告進行添加、修改、刪除。5在線考試模塊倒計時模塊給出考試剩余時間和相應(yīng)的提示信息。試卷提交模塊允許考試提前交卷；考試時間截止時自動交卷。試題顯示及作答模塊顯示試題，供考生在線作答。故障延時模塊故

39、障發(fā)生時，暫停考生的答題倒計時。6答卷自動評分模塊客觀題評分模塊對選擇題、填空題進行自動評分，并保存得分。程序設(shè)計題評分模塊對程序設(shè)計題自動評分，并保存得分。4. 系統(tǒng)的設(shè)計在C語言在線考試系統(tǒng)的需求分析和模塊劃分完成的基礎(chǔ)上，本章論述了該系統(tǒng)的概要設(shè)計和主要模塊的詳細設(shè)計。4.1. 系統(tǒng)的概要設(shè)計本節(jié)對C語言在線考試系統(tǒng)進行概要設(shè)計，給出了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖和數(shù)據(jù)庫的設(shè)計。4.1.1. 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)根據(jù)上一章需求分析中的系統(tǒng)模塊劃分，對C語言在線考試系統(tǒng)進行總體設(shè)計，得到系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖如圖4-1所示（各模塊的功能說明見上一章表3-1）：用戶登錄驗證C語言在線考試系統(tǒng)用戶管理試題管理在線考試

40、答卷自動評分管理員信息管理教師信息管理考生信息管理試題錄入試題編輯自動組卷倒計時試卷提交客觀題評分程序設(shè)計題評分試題顯示及作答考試管理考試信息管理考試公告管理故障延時圖 4-1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖4.1.2. 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計 本節(jié)根據(jù)系統(tǒng)各模塊的功能和模塊間的相互關(guān)系，對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計進行論述，包括了數(shù)據(jù)庫的需求分析、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計、邏輯設(shè)計和表設(shè)計。（1）數(shù)據(jù)庫的需求分析C語言在線考試系統(tǒng)實現(xiàn)了用戶管理、試題管理、在線考試、試卷評分等功能，這些功能所涉及到的數(shù)據(jù)庫的需求說明如下： 為實現(xiàn)用戶的管理，必須在數(shù)據(jù)庫中保存用戶的信息，由于用戶分成管理員、教師和考生三類，數(shù)據(jù)庫中應(yīng)建立對應(yīng)的管理員表、

41、教師表和考生表。此外，為了方便管理同一考場的考生，數(shù)據(jù)庫中應(yīng)建立考生組表。為實現(xiàn)試題的管理，數(shù)據(jù)庫中應(yīng)建立試題表以保存試題信息。為實現(xiàn)考試的管理，數(shù)據(jù)庫中應(yīng)建立試卷表保存自動組卷功能生成的試卷；應(yīng)建立考試信息表和考試公告表，保存考試信息和考試公告。為實現(xiàn)在線考試和試卷評分，數(shù)據(jù)庫中應(yīng)建立答題表存放考生的答題結(jié)果。此外，應(yīng)建立考生的成績表用于保存考生的成績和相關(guān)的考試信息。對于系統(tǒng)E-R圖中的m:n關(guān)系（即多對多關(guān)系），也應(yīng)建立相應(yīng)的表。（2）數(shù)據(jù)庫的概念結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)C語言在線考試系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫需求分析進行概念結(jié)構(gòu)設(shè)計，畫出系統(tǒng)的實體-聯(lián)系圖，即E-R圖3（圖4-2）以及實體圖（圖4-3圖4-18

42、）。管理員考生組教師試題答題卡成績單試卷考試考試公告考生教師管理考生組管理考試管理、屬于、答題組卷試題管理自動閱卷指導(dǎo)查看1mpmmqn1m1mnnnmnn1p11mn公告管理、m使用1屬于包含1pm圖4-2 C語言在線考試系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)設(shè)計（E-R圖）管理員密碼用戶名編號真實姓名圖4-3 管理員實體圖教師密碼用戶名編號真實姓名院系圖4-4 教師實體圖考生密碼用戶名編號真實姓名考生組編號所在院系圖4-5 考生實體圖試題分值難度試題描述參考答案類型編號圖4-6 試題實體圖考試編號監(jiān)考人編號考場描述考試日期考生組編號試卷編號總分考試時長圖4-7 考試實體圖考試公告編號公告內(nèi)容瀏覽次數(shù)公告標題作

43、者圖4-8 考試公告實體圖試卷編號是否使用生成時間管理員編號圖4-9 試卷實體圖考生組編號組名教師編號備注圖4-10 考生組實體圖答題卡編號考生答案考試編號得分考生編號試題類型試題編號是否批閱圖4-11 答題卡實體圖 考生成績單考生編號考生成績考試編號是否暫?？荚嚳荚囀Ｓ鄷r間編號是否交卷圖4-12 考生成績單實體圖管理員編號操作日期操作公告編號公告管理編號圖4-13 公告管理實體圖管理員編號操作日期操作考生組編號考生組管理編號圖4-14 考生組管理實體圖管理員編號操作日期操作教師編號教師管理編號圖4-15 教師管理實體圖教師編號操作日期操作試題編號試題管理編號圖4-16 試題管理實體圖管理員編

44、號操作日期操作考試編號考試管理編號圖4-17 考試管理實體圖試卷編號組卷編號試題編號圖4-18組卷實體圖（3）數(shù)據(jù)庫的邏輯設(shè)計及表設(shè)計根據(jù)系統(tǒng)的總體概念設(shè)計模型、E-R圖向關(guān)系模式的轉(zhuǎn)化規(guī)則和數(shù)據(jù)庫的范式理論，得到系統(tǒng)優(yōu)化后的邏輯模型5，如表4-1表4-17所示：表4-1 管理員表 （admin 表）字段名稱類型默認值是否主鍵是否為空說明AdminIDInt自增YesNo管理員編號RealNamevarChar(20)NoNo真實姓名續(xù)表4-1字段名稱類型默認值是否主鍵是否為空說明PasswordvarChar(20)NoNo密碼UsernamevarChar(20)NoNo用戶名表4-2 教

45、師表（teacher 表）字段名稱類型默認值是否主鍵是否為空說明TeacherIDInt自增YesNo教師編號RealNamevarChar(20)NoNo真實姓名PasswordvarChar(20)NoNo密碼UsernamevarChar(20)NoNo用戶名AcademyvarChar(20)NoNo所在院系表4-3 考生表(student 表)字段名稱類型默認值是否主鍵是否為空說明StudentIDInt自增YesNo考生編號UsernamevarChar(20)NoNo用戶名PasswordvarChar(20)NoNo密碼RealNamevarChar(20)NoNo真實姓名Gr

46、oupIDIntNoNo考生組編號，外鍵AcademyvarChar(20)NoNo所在院系表4-4 試題表（question 表）字段名稱類型默認值是否主鍵是否為空說明QuestionIDInt自增YesNo試題編號TypeChar(10)NoNo試題類型DescriptionNvarchar(500)NoNo試題描述DifficultyChar(10)NoNo難度ScoreOfQuestionNvarchar(200)NoNo該題分值A(chǔ)nswerNvarchar(200)NoNo參考答案表4-5考試表（exam表）字段名稱類型默認值是否主鍵是否為空說明ExamIDInt自增YesNo考試編

47、號GroupIDIntNoNo考生組編號，外鍵 續(xù)表4-5字段名稱類型默認值是否主鍵是否為空說明PaperIDIntNoNo試卷編號，外鍵SupervisorIdvarChar(20)NoNo 監(jiān)考人編號（管理員監(jiān)考）ExamRoomvarChar(20)NoNo考場DescriptionNvarchar(500)NoNo考試描述ExamDateDateTimeNoNo考試日期DurationIntNoNo考試時長（分鐘）TotalScoreIntNoNo考試總分表4-6考試公告表（notice表）字段名稱類型默認值是否主鍵是否為空說明NoticeIDInt自增YesNo公告編號NoticeT

48、itleNvarchar(30)NoNo公告標題ReadCntInt0NoNo瀏覽次數(shù)ContentNvarchar(500)NoNo公告內(nèi)容AuthorChar(30)NoNo發(fā)布人表4-7試卷表（exam_paper 表）字段名稱類型默認值是否主鍵是否為空說明PaperIDInt自增YesNo試卷編號AdminIDIntNoNo管理員編號，外鍵AddTimeDateTimeNoNo試卷生成時間IsUsedInt0NoNo是否使用表4-8 考生組表（stu_group 表）字段名稱類型默認值是否主鍵是否為空說明GroupIDInt自增YesNo考生組編號GroupNameNvarchar(2

49、0)NoNo考生組名TeacherIDIntNoNo指導(dǎo)教師編號，外鍵MemoNvarchar(100)NoNo備注表4-9答題卡(answer_sheet 表)字段名稱類型默認值是否主鍵是否為空說明SheetIDInt自增YesNo答題卡編號續(xù)表4-9字段名稱類型默認值是否主鍵是否為空說明ExamIDIntNoNo考試編號，外鍵StudentIDIntNoNo考生編號，外鍵QuestionIDIntNoNo試題編號，外鍵TypeChar(1)NoNo試題類型IsCheckedBit(1)0NoNo是否批閱AnswerVarchar(300)NoNo考生答案ScoreIntNoNo該題得分表4

50、-10 考生成績單表(mark_sheet 表)字段名稱類型默認值是否主鍵是否為空說明SheetIDInt自增YesNo成績單編號ExamIDIntNoNo考試編號，外鍵StudentIDIntNoNo考生學號，外鍵IsPaperSubmittedBit(1)NoNo試卷是否提交IsExamPausedBit(1)NoNo考試是否暫停RemainMinuteIntNoNo考試剩余時間ScoreOfStudentIntNoNo考生總分 表4-11公告管理表(notice_org表)字段名稱類型默認值是否主鍵是否為空說明NoticeOrgIDInt自增YesNo編號AdminIDIntNoNo管理

51、員編號，外鍵NoticeIDIntNoNo公告編號，外鍵OperationChar(10)NoNo操作（修改信息等）OperationDateDateTimeNoNo操作日期表4-12考生組管理表(stu_group_org 表)字段名稱類型默認值是否主鍵是否為空說明GroupOrgIDInt自增YesNo編號AdminIDIntNoNo管理員編號，外鍵GroupIDIntNoNo考生組編號，外鍵OperationChar(10)NoNo操作（修改信息等）OperationDateDateTimeNoNo操作日期表4-13 教師管理表(teacher_org 表)字段名稱類型默認值是否主鍵是否為空說明TeacherOrgIDInt自增YesNo編號AdminIDIntNoNo管理員編號，外鍵TeacherIDIntNoNo教師編號，外鍵Operation C