在线考试系统的设计与实现毕业设计_本科毕业设计论文.doc

本科毕业论文题 目： 在线考试系统的设计与实现 院 部： 信息工程学院 专 业： 计算机科学与技术 摘 要随着科技的发展，传统的考试系统已经不再适合现在的社会，在线考试系统是基于传统的考试流程设计的，建立在以网络为平台的Web应用程序。在线考试系统为学校营造了一种新的考试环境，提高了工作效率，避免了印刷试卷造成的纸张浪费和环境污染，给老师减轻的负担，为学生提供了方便，是一种值得提倡的新型的考试方式。该系统选用Windows XP作为操作系统，以Visual Studio2008、SQL Server 2005数据库作为开发平台，以C#为主要的编程语言，利用II6.0发布网页，采用了B/S结构体系。该系统使用方便、操作简单，工作效率很高，具有试题录入、修改、查询和删除功能，自动生成试卷以及进行在线考试等重要功能，满足考生随时进行考试并迅速获得客观题的成绩，同时也大大减少了教师的工作时间。用户采用自己的用户名和密码进行登录，确保了安全性，更便于实施。随着社会的发展，在线考试系统取代传统的考试已经成为一种必然，成为社会发展的趋势。关键词： 在线考试系统 Visual Studio SQL ServerABSTRACTWith the development of science and technology, the traditional examination system is no longer suitable for social, online examination system based on the traditional examination process designed to establish the network as a platform for Web applications. Online examination system for the school to create a new test environment, improve the work efficiency, avoid paper waste and environmental pollution caused by the printing paper to alleviate the burden to the teacher to provide students with a convenient, is a worthwhile to promote new examination of the manner. The system selected Windows XP as the operating system, SQL Server 2005 database as a development platform with Visual Studio2008, C # programming language, using II6.0 publish web pages, using the B / S structure system. The system is easy to use, simple operation, high working efficiency, has the entry questions, modify, query, and delete functions. Automatic generated papers as well as the important functions of the online examination, meet the candidates at any time the exam and quickly obtain the results of objective questions, but also greatly reduced the working hours of teachers. Users using their username and password to login, and ensure safety, more convenient implementation.With the social development, online examination system to replace the traditional exam has become an inevitable trend of social development.Keywords：Online examination Visual Studio SQL Server青岛滨海学院计算机科学与技术专业毕业设计目 录1 引言12 相关技术综述22.1 ASP.NET介绍22.2 C#介绍42.3 应用软件介绍53 系统需求分析73.1 业务需求73.2 功能需求73.3 可行性研究104 系统总体设计124.1 系统总体设计目标124.2 功能模块设计124.3 系统数据库设计205 系统详细设计295.1 学生在线考试模块295.2 教师管理模块305.3 管理员管理模块316 数据访问层的基类编码实现367 系统测试397.1 测试的目的和方法397.2 测试项目说明39结束语40致 谢41参考文献421 引言现阶段学校和社会上采用的就是传统的考试方式，但是传统的考试存在很多的弊端，传统的考试分为人工出卷、印刷试卷、人工阅卷、成绩统计和试卷分析等环节。这样繁琐的步骤浪费大量的人力物力，而且人工阅卷带有感情因素，对考试有失公平，人工阅卷容易出现错误，给考生造成心理负担。所以说传统的考试模式已经越来越不适合现代考试的需要1。随着科学技术的发展，在线考试已经初具规模，与传统考试模式相比，在线考试具有很多优越性：1、在线考试系统可以将传统考试过程中各个环节缩小到一至两个环节，几乎屏蔽了所有人工直接干预考试的可能性，不但能够节约大量的时间、人力、物力与财力，而且还可以大幅度提高考试的客观性和公正性。2、 在线考试系统的可以动态地管理各种考试信息，只要老师准备好各科考试试题的题库，就可以随机抽取试题生成试卷。随机抽题也确保了学生题目的差别，有效的防止了作弊行为。3、 在线考试系统时间灵活，可以在规定时间段内的任意时间参加各科的考试。可以根据自己的情况选择考试的时间。4、 提供了考试的计时功能，能够让学生根据自身的情况确定做题的速度。5、 可在教室内安装摄像头，不需要老师监考，避免了对学生答题的干扰，也确保学生能够自主完成题目。6、 界面美观大方，操作简单。在线考试系统选用Windows XP作为操作系统，以Visual Studio2008、SQL Server 2005数据库作为开发平台，以C#为主要的编程语言，利用II6.0发布网页，采用了B/S结构体系。用户采用自己的用户名和密码进行登录，确保了安全性，更便于实施。随着社会的发展，在线考试系统取代传统的考试已经成为一种必然，成为社会发展的趋势。672 相关技术综述2.1 ASP.NET介绍ASP.NET是在Active Server Page (ASP) 的基础上开发出来的，是一种建立在通用语言上的程序构架，能被建立强大的Web应用程序。ASP.NET集成了许多Web开发模式的强大优势。.NET框架是高生产率的、基于标准的多语言应用程序执行环境，处理基本杂务和减轻部署任务。应用程序执行环境管理内存，解决版本控制问题以及提高应用程序的可靠性、可伸缩性和安全性。.NTE平台具有高安全性，.NET框架通过其核心安全功能提供保护客户机和服务器的方法。由于公共语言运行库在核心层透明地处理安全性，因此开发人员可以将精力集中于应用程序的逻辑。开发人员仍然可以随时使用和扩展安全模型2。2.1.1 ASP.NET特性介绍(1)强大性和适应性ASP.NET是基于通用语言的编译运行程序，所以它几乎可以在所有Web应用软件开发平台上运行。通用语言的基本库、消息机制、数据接口的处理都能无缝的整合到ASP.NET的Web应用之中。ASP.NET同时也是language-independent的独立化，所以，你可以选择任何一种适合你的语言来编写程序，在ASP.NET中已经支持的有C#，VB，J#，C+等。ASP.NET一般可分为两种开发语言，C#和VB.NET，C#是目前比较常用的语言，它是.NET独有的语言，VB.NET则是Visual Basic程序设计，适用于Visual Basic程序员。(2)简单性和易学性ASP.NET相对于其他技术来说使一些日常的应用变得非常简单。例如表单的提交、网站的配置等。其中包含的强大控件可以使初学者轻松地制作一些简单的网页。(3)灵活性和可扩展性很多ASP.NET功能都可以扩展，这样便可以轻松地将自定义的功能集成到应用程序中；其中的程序模型可以为不同的数据源提供插入支持。(4)安全性和完整性Web应用项目中的验证控件可以更好地为开发的程序提供安全保障；并且新增的功能和现有的功能协同工作，可以创建解决实时Web开发挑战的端对端方案。2.1.2 ASP.NET三层架构介绍表示层业务逻辑层数据访问层SQL DBOracal DBOther DB 图2.1三层架构图如图2.1三层架构图所示，ASP.NET应用程序一般分为三层：表现层（UI）、业务逻辑层（BLL）数据访问层（DAL）。区分层次的目的即为了“高内聚，低耦合”的思想。 (1)表示层(User Show Layer，USL)表示层主要表现为web或win form方式，主要包括用户控制、服务器控制、aspx页面以及某些与安全有关的类和对象。(2)业务逻辑层(Business Logic Layer，BLL)业务逻辑层用于对数据业务逻辑的处理，业务逻辑层在数据访问层之上，就是用BLL调用DAL的类和对象。DAL访问数据并将其转给BLL。(3)数据访问层(Data Access Layers，DAL)数据层主要是对数据的操作。在ASP.NET中，起到数据接口的作用。2.2 C#介绍在线考试系统采用的是C#编程语言。C#是一种安全的、稳定的、简单的，由C和C+衍生出来的面向对象的编程语言。它在继承C和C+强大功能的同时去掉了一些它们的复杂特性，也综合了VB简单的可视化操作和C+的高运行效率，以强大的操作能力、优雅的语法风格、创新的语言特征和便捷的面向组件编程的支持成为.NET开发的首选语言。.NET框架为C#提供了一个强大的、易用的、逻辑结构一致的程序设计环境。利用C#编程语言可以创建Windows客户端应用程序、分布式组件、数据库应用程序等3。C#是专门为.Net应用而开发的语言，与.NET框架的完美结合，C#巨有以下突出的特点:1.语法简洁：C#不再提供对指针类型的支持，使程序不能随便访问内存地址空间，从而更加健壮，不再支持多重继承，避免了以往类层次结构中由于多重继承带来的可怕后果。C#对字符类型等进行了简化，只保留了常见的形式。2.精心的面向对象设计：在C#的类型系统中，每种类型都可以看做一个对象。C#只允许单继承，从而避免了类型定义的混乱。整个C#的类模型是建立在.NET虚拟对象系统的基础上，其对象类型是建立在.NET基础架构的一部分，而不再是其本身的组成部分4。3.与Web的紧密结合：.NET中新的应用程序开发模型意味着越来越多的解决方案需要与Web标准相统一。仅使用简单的C#语言结构，C#组件将能够方便的为Web服务，并允许它们通过Internet被运行在任何操作系统上的任何语言所调用。4.完整的安全性与错误处理：C#会帮助开发者通过更少的代码完成相同的功能，这不但减轻了编程人员的工作量，同时更有效的避免了错误的发生。5.版本处理技术：C#提供内置的版本支持来减少开发费用，使用C#将会使开发人员更加轻易地开发和维护各种商业用户。6.灵活性和兼容性：C#遵循.NET的公共语言规范（CLS），从而保证能够与其他语言开发的组件兼容。2.3 应用软件介绍2.3.1 SQL Server 2005介绍SQL Server 2005是微软公司SQL Server生产线上的最受期待的产品。在成千上万的电子邮件、成百上千的规格说明以及大量的编译的基础上，SQL Server 2005确保了自己是Windows平台上数据库应用程序中最具戏剧性的新型数据库平台5。从功能的角度看，SQL Server 2005提供了下列各项功能。数据库引擎增强。SQL Server 2005为数据库引擎引入了诸多改进和新的功能。这些改进和功能包括与Microsoft.net、新的XML技术、增强SQL处理、新的数据类型，以及对关系型数据库可伸缩性和可用性的改进。管理工具。SQL Server 2005引入一整套管理工具和管理API，管理工具和管理API使得SQL Server使用更方便、管理更轻松，并且支持大规模SQL Server部署操作。数据转换服务（DTS）的增强。DTS在SQL Server 2005中全部重新设计了、提供全面的企业提取、转换和装载平台。它也被重新命名为SQL服务器集成服务（SQL Server Integration Services）。复制增强。SQL Server 2005对复制服务进行了一些改进和增强，简化了安装、配置和复制拓扑的监控。数据访问接口。针对ADO.NET进行了改进。引入了一个新的SQL本地客户端。分析服务增强。SQL Server 2005分析服务在多方面进行了扩展，包括可伸缩性、易管理性、可靠性、有效性和数据仓库的可编程性、商业智能和商业解决方案。报表服务。SQL Server 2005报表服务是一个新的报表服务器和工具集，可以构建、管理和部署企业报表。报表服务允许业务轻松地将各种数据源和数据仓库中的业务数据集成到功能丰富的、交互的、可管理的报表中，并且可以通过内部网、外延网和互联网浏览和导航这些报表。2.3.2 Visual Studio 2008介绍Visual Studio 2008是一个功能强大、高效并且可扩展的编程环境。，提供统一的集成开发环境，支持在同样的开发环境里用Visual Basic、Visual C+、Visual C#、Visual J#和其他数十种编程语言，编写、调试和部署各种应用程序。它充分展现了应用程序的开发潜能、并提供了生成应用程序的所需要的工具和技术。这些应用程序给当今的企业、机构提供了强大的支持，为开发下一代以XML Web服务为中心的应用程序而设计，并推动下一代基于XML Web服务软件的发展，是有始以来功能最强大、最受欢迎的软件开发工具。3 系统需求分析软件需求分析就是把软件计划期间建立的软件可行性分析求精和细化，分析各种可能的解法，并且分配给各个软件元素。需求分析是软件定义阶段中的最后一步，是确实系统必须完成哪些工作，也就是对目标系统提出完整、准确、清晰、具体的要求6。软件需求包括三个不同的层次：业务需求、功能需求（也包括非功能需求）和用户需求。3.1 业务需求业务需求反映了组织机构或客户对系统、产品高层次的目标要求，它们在项目视图与范围文档中予以说明。在线考试系统主要包括学生端、教师端和管理员端三个登陆部分。在线考试系统对学生的主要要求就是在线考试，学生通过登陆自己的账号和密码进入在线考试系统，然后在系统中可以更改自己的用户密码，可以选择自己需要考试的科目进行考试，考试结束点击交卷，由系统自动评出客观题的分数。教师通过登陆系统进行出题，也可以查看学生的试卷，查看学生的答题情况，评判学生的主观题。管理员主要是对系统进行维护，对学生和教师进行管理，可以实现添加试题、更改试题、试卷维护、添加考试科目、添加用户、更改密码等操作。3.2 功能需求功能需求定义了开发人员必须实现的软件功能，使得用户能完成他们的任务，从而满足了业务需求。3.2.1功能性需求在线考试系统通过网络对学生进行在线测试，实现考试系统的无纸化办公。在线考试系统是面向学生的，进行考试之前应该登录用户名和密码，登录成功后选取自己需要考试的科目后进行考试。在线考试系统可以将传统考试过程中各个环节缩小到一至两个环节，几乎屏蔽了所有人工直接干预考试的可能性，不但能够节约大量的时间、人力、物力与财力，而且还可以大幅度提高考试的客观性和公正性。在线考试系统的可以动态地管理各种考试信息，只要老师准备好各科考试试题的题库，就可以随机抽取试题生成试卷。随机抽题也确保了学生题目的差别，有效的防止了作弊行为。系统应该具备的基本功能：用户登陆：用户分为管理员、教师和学生，用户通过用户名和密码登录后进入不同的界面。用户信息的管理：管理员和教师可以增删用户。用户密码修改：学生可以自己修改密码，密码丢失后，教师和管理员可以对密码进行重置。试题库管理：可以增加、修改、删除试题。试卷生成：从已经录入的试题中选择题目的数目和分数随机抽取试题。在线考试：学生考试过程中系统进行计时，确保学生更好的把握时间，准时交卷。3.2.2 非功能性需求一个系统必须在两方面达到用户的需求，一方面是基本功能，另一方面是非功能因素，比如界面是否美观，操作是否直观，图标是否标准化规范化等。在需求阶段，与功能性需求不同，非功能性需求是需要需求人员主动引导的。因为客户并非计算机方面的专家，除了使用性能之外，客户很少会考虑其他的非功能性需求。即使提出，也是很模糊的要求，例如速度要快，报表要在一分钟之内能够统计完成等模糊的语言。需求人员在需求过程中了解清楚系统的应用环境，包括硬件环境、网络环境、用户情况、预期使用人数、并发使用情况等等，这些新宿都是确定非功能性需求的重要依据。1. 可靠性在线考试系统采用了SQL Server 2005 作为后台数据库，数据是安全的，而且系统是通过浏览器使用的，普通的用户只能抽取到自己范围内的试题，不能修改一下参数，管理人员需要设置他们的使用权限，保证系统的安全性。在线考试系统使用时，用户登录时需要密码验证。2. 稳定性在线考试系统的主要数据在服务器的数据库中。后台选用SQL Server 技术，稳定性很高。3可用性在线考试系统界面风格采用的是简洁型，界面的色调和风格应与企业文化相符合；系统面向的主要是学生，学生的计算机水平不高，因此界面设计一定要简洁直观，方便学生使用。4有效性系统数据的平均访问量很低，但是数据的熟练很大，系统在同一时间内的用户的访问很少。1） 硬件环境要求硬盘的容量不应少于80GB；内存不小于512MB；CPU为P4以上。2） 软件环境要求操作系统WindowsXP;已安装SQL Server 2005.5.兼容性系统要有一定的兼容性，应该兼容当前的主流操作系统平台，比如Windows XP以及Windows 7等。硬件方面应当要求配置低一点。6.数据的安全与保密数据的安全与保密在系统中至关重要。安全性是指用户参加考试这一活动的一个安全的过程，保密性是用户在网上的所有信息要有一定的保密度，不同用户之间的信息是相互保密的。为了确保数据的安全与保密，主要通过以下途径实现：第一，只有通过身份验证才能进入考试系统，每个用户都有自己的用户密码，用户可以自行修改自己的密码，不允许用户执行非法的操作，防止错误操作。第二，用户和管理员权限不同，所查看到的界面不同，用户不能看到试卷以外的信息。另外，禁止鼠标右键操作，禁止拷贝功能。可以在一定程度上保证数据的安全与保密性。3.3 可行性研究用最小的代价在最短的时间内解决确定的问题是可行性研究的主要目的，当然不能靠主观猜想而是要靠客观分析。必须分析集中可借法的利弊，从而判定系统目标和规模是否现实，系统完成后所能带来的效益是否到值得去投资开发这个系统的程度。可行性研究实质上是进行客观分析因此大大地压缩简化了系统分析设计的过程，也就是在较高层次以较抽象的方式进行系统分析设计的过程。可行性分析可以从经济、技术和操作三个方面对系统的可行性进行分析研究，从而确定该项目的开发决策提供科学的依据。经济可行性：该系统代替了传统的考试方式，由计算机生成试卷，节省了试卷印刷的纸张浪费和环境污染，系统对客观题进行评判，节省了教师的工作时间，提高了工作效率，而且系统操作简单，使用方便。该系统的开发环境只需要一台电脑和相应的的软件Microsoft Visual Studio 2008和SQL Server 2005，软件可以从网上进行下载，不需要支付任何费用。在线考试系统主要是针对学生考试而开发的，开发系统的成本与收益相比较，具有较强的经济性。现在是信息化时代，信息化管理可以使对学生管理更加系统化、全面化、快速化。开发本系统可以减少教师的工作量，管理上的便捷远远超过了开发本系统的成本，所以经济上具有完全的可行性。技术可行性：技术可行性主要是分析以现在的技术能否完成该系统的开发。基于浏览器的在线考试，关键技术在于网页的动态显示和管理，即从数据库中取得相应的试卷数据，并收集用户输入数据，能够对学生的考试进行管理。该系统选用Windows XP作为操作系统，以Visual Studio2008、SQL Server 2005数据库作为开发平台，以C#为主要的编程语言，采用现在流行的三层架构技术，可维护性和可扩展性强，数据库软件功能强大，所以系统开发中技术不会存在障碍。系统对硬件的要求并不需要太高，首先，系统硬件应具备一定的运算和存储能力，例如采用InterPentium 4（处理器），256MB（内存），80G（硬盘）等配置的计算机；其次系统硬件应具有一定的稳定性，例如采用原装配件以及UPS漏电保护器等。再次，系统的硬件应支持网络功能，例如配置10M/100M网卡等。以上的要求对于在线考试时不成问题的。在软件配置方面，系统采用B/S（浏览器/服务器）结构开发。在服务器端使用ASP.NET技术，数据库服务器使用SQL Server 2005来实现。ASP技术是目前比较成熟的技术，比较容易编写，也比较容易实现。SQL Server 2005是一种用于开发中大型数据库的数据库设计系统，对于目前的需求和数据量，SQL Sever 2005能够适用，并且能够保证系统的稳定性。所以通过上述的研究及分析，可以确定本系统在技术上是可行的。操作可行性：目前，大多数PC机和局域网能够运行该系统，该系统的安装、调试、运行不会改变原计算机系统的设置和网络的布局，并且大多数用户几乎不用做任何培训都能够方便的操作系统。系统的操作方式在用户组织内能不能行得通。在进行需求分析时，对用户需求进行了详细分析，并在设计过程中，不断完善，针对他们的情况设计出适合学生的人机界面，使操作方式简单明了。4 系统总体设计4.1 系统总体设计目标信息技术改进了人类信息资源管理、传播和应用的方法，为人们提供了一个吸取信息资源的良好环境。学生在线考试已经全面展开，已经改变了传统的考试模式。教师迫切需要改变传统的考试方式，积极制定具体的工作计划和措施，展开在线考试系统的建设。在线考试系统的测试对象是学生，在线考试系统的运行明显改变了对学生的考试方式，方便了学生考试，也方便了学校的实施。综上所述，学生可以通过使用系统，可以随时根据需要进行考试，教师可以通过本系统可以随时增加试题内容。在线考试系统操作简单，拥有有好的界面。4.2 功能模块设计4.2.1 系统功能模块系统功能模块如图所示4.1所示：在线考试系统管理员试卷类别管理单选题维护多选题维护判断题维护填空题维护简答题维护试卷制定试卷维护考试科目试卷评阅用户成绩添加用户用户管理修改密码试卷制定维护个人信息管理用户信息管理用户试卷管理学生在线考试修改密码成绩查询教师试卷制定维护用户试卷管理单选题维护多选题维护判断题维护填空题维护简答题维护试卷评阅用户成绩试卷查询个人信息管理图4.1 系统功能模块图系统功能模块实现的功能有：1.试卷类别管理：主要实现了单选题、多选题、判断题、填空题和简答题的管理。可以根据考试科目选择需要添加的题型添加试题、试题答案，把试题录入到题库中。可以编辑试题，将已经存在的试题修改题干、答案。可以删除试题，将已经存在的试题删除。2.试卷制定维护：主要实现了人工抽题和随机抽题，根据需要选择需要抽取的题型、题目个数、每个题型的分数。3.用户试卷管理：主要实现了试卷的评阅和用户成绩的查看，考生交卷后系统可以直接评判客观题的分数，主观题需要教师进行评阅，评阅完成后，管理员可以查看考生的成绩和考生的答题情况。4.用户信息管理：主要实现了用户添加和删除，管理员可以对用户的密码进行重置。5.个人信息管理：主要实现了用户密码的修改和重置。6.学生在线考试：主要实现了学生根据需要选择需要考试的科目进行在线考试，学生还可以修改密码和对密码进行重置。4.2.2 系统用例图系统用例图列出系统中的用例和系统外的参与者，并显示哪个参与者参与了哪个用例的执行。学生主要进行考试，对自己的密码进行修改和重置，查看自己的考试记录。学生用例图见图4.2所示：图4.2 学生用例图 教师主要用户试卷管理、试卷制定维护、个人信息管理，实现了试卷的制定，学生试题的评判、学生成绩的查询等功能。教师用例图见图4.3所示：图4.3 教师用例图管理员主要试卷类别管理、试卷制定维护、用户试卷管理、用户信息管理、个人信息管理，实现了试题的添加、试卷的制定、用户的添加、密码的修改、试卷的评判等操作。管理员用例图见图4.4所示：图4.4管理员用例图4.2.3 系统流程图流程图是流经一个系统的信息流、观点流或部件流的图形代表。在企业中，流程图主要用来说明某一过程。这种过程既可以是生产线上的工艺流程，也可以是完成一项任务必需的管理过程。流程图是揭示和掌握封闭系统运动状况的有效方式。作为诊断工具，它能够辅助决策制定，让管理者清楚地知道，问题可能出在什么地方，从而确定出可供选择的行动方案3。 流程图有时也称作输入-输出图。该图直观地描述一个工作过程的具体步骤。流程图对准确了解事情是如何进行的，以及决定应如何改进过程极有帮助。这一方法可以用于整个企业，以便直观地跟踪和图解企业的运作方式。流程图使用一些标准符号代表某些类型的动作，如决策用菱形框表示，具体活动用方框表示。但比这些符号规定更重要的，是必须清楚地描述工作过程的顺序。流程图也可用于设计改进工作过程，具体做法是先画出事情应该怎么做，再将其与实际情况进行比较。学生操作流程图如图4.5所示：学生登录界面进入学生界面正确错误进行在线考试退出输入帐号密码考试完成图4.5 学生操作流程图教师操作流程图如图4.6所示：教师登录界面进入教师界面正确错误进行试卷管理退出输入帐号密码操作完成图4.6 教师操作流程图管理员操作流程图如图4.7 所示：开始管理员登录界面进入管理员界面正确错误进行管理操作退出输入帐号密码操作完成图4.7 管理员操作流程图4.2.4 系统时序图时序图，亦称为序列图或循序图，是一种UML行为图。它通过描述对象之间发送消息的时间顺序显示多个对象之间的动态协作。它可以表示用例的行为顺序，当执行一个用例行为时，时序图中的每条消息对应了一个类操作或状态机中引起转换的触发事件。时序图中包括如下元素：角色，对象，生命线，激活期和消息。用户时序图体现了用户登录系统的过程，简单直观的显示了登录的步骤。学生登录进入登录界面，输入账号和密码，从数据库中查找用户名和密码，登录成功后转到学生主界面，学生可以进行在线考试，也可以修改自己的密码，考试结束，退出界面。学生时序图如图4.8所示：图4.8 学生时序图教师登录进入登录界面，输入账号和密码，密码正确后转到主界面，密码错误则不能登录，教师可以在主界面中进行试卷的管理，可以评判试卷，将学生成绩导出，操作完成后退出界面。教师时序图如图4.9所示：图4.9 教师时序图管理员登录进入登录界面，输入账号和密码，若帐号和密码错误则不能登录，密码正确后，管理员可以进行试卷类别管理、试卷制定维护、用户试卷管理、用户信息管理，操作完成后，退出界面。管理员时序图如图4.10所示：图4.10 管理员时序图4.3 系统数据库设计近年来，数据库技术和计算机网络技术的发展相互渗透，相互促进，已成为当今计算机领域发展迅速，应用广泛的两大领域。数据库技术主要目的是有效地管理和存取大量的数据资源。数据库技术主要研究如何存储、使用和管理数据。数据库设计是建立数据库及其应用系统的技术，是信息系统开发和建议中的核心技术。由于数据库应用系统的复杂性，为了支持相关程序运行，数据库设计就变得异常复杂，因此最佳设计不可能一蹴而就，而只是一种“反复探寻，逐步求精”的过程，也就是规划和结构化数据库中的数据对象以及这些数据对象之间关系的过程7。数据库系统是现代计算机软件系统和现代计算机系统的重要组成部分。数据库技术与网络相结合，方便局域网上发布数据库数据。数据库技术的核心和基础是数据模型。数据模型是数据特征的抽象。数据模型按不同的应用层次分成三种类型：概念数据模型、逻辑数据模型、物理数据模型。数据库领域采用的数据模型有层次模型、网状模型和关系模型，其中应用最广泛的是关系模型。层次模型使用树形结构来表示数据以及数据之间的联系，网状模型使用网状结构表示数据以及数据之间的联系，关系模型是一种理论最成熟，应用最广大的数据模型。在关系模型中，数据存放在一种称为二维表的逻辑单元中，整个数据库又是由若干个相互关联的二维表组成的。4.3.1数据库概念模型设计数据字典是指对数据的数据项、数据结构、数据流、数据存储、处理逻辑、外部实体等进行定义和描述，其目的是对各个元素做出详细的说明。数据字典是一种用户可以访问的记录数据库和应用程序结构进行修改时，其内容可以由数据库管理系统自动更新的数据字典。被动数据字典是指修改时必须手工更新其内容的数据字典8。如图4.11所示用户表的数据字典：用户表 名字：用户表别名：Users描述：记录用户基本信息定义：用户表=用户编号+用户姓名+用户密码+用户权限位置：数据库图4.11用户表的数据字典如图4.12所示用户回答表的数据字典：用户回答表名字：用户回答表别名：UserAnswer描述：记录用户答题的基本信息定义：用户回答表=自动编号+用户编号+纸张编号+题型+题目编号+分数+用户答案+考试时间位置：数据库图4.12用户回答表的数据字典根据数据库的需求分析，可以设计出能够满足用户需求的各种实体，以及反映它们之间关系的概念模型。概念模型用于信息世界的建模，是数据库设计人员进行数据库设计的有力工具，也是数据库设计人员和用户之间进行交流的语言。概念模型设计的目的是产生一个用户易于理解，反映系统信息需求的整体数据库概念模型。实体联系方法，即设计ER图是数据库概念设计阶段广泛采用的方法。构成ER图的基本要素是实体、属性和关系。实体是指客观存在并可相互区分的特性。属性指实体所具有的每一个特性9。ER图提供了表示实体、属性和联系的方法。在ER图中椭圆表示实体属性，方框表示实体，菱形表示联系。在线考试系统的数据库ER图如4.13所示。姓名编号密码帐号用户名密码管理员管理学生mn维护管理选择题库题目ID问题ID选题ID类型ID试卷名称ID答案ID考题nm图4.13 ER图4.3.2数据库逻辑结构设计逻辑结构设计的任务就是把概念结构设计阶段设计好的基本E-R图转换为关系模型的转换，按照需求进行关系规范化，并进行整体模式优化10。在线考试系统逻辑设计所包含的关系如下：1) 用户表（用户编号、用户姓名、用户密码、用户权限）2) 用户回答表表（自动编号、用户编号、纸张编号、题型、题目编号、分数、用户答案、考试时间）3) 个人回答表（自动编号、课程编号、题目、答案A、答案B、答案C、答案D、答案）4) 成绩表（用户编号、纸张编号、成绩、考试时间、阅卷时间）5) 权限表（用户编号、用户名字、部门管理、用户管理、权限管理、权限、用户分数、课程管理、纸张设置、纸张；列表、用户纸张列表、单选题管理、多选题管理、填空题管理、判断题管理、简答题管理）。6) 问题表（自动编号、课程编号、题目、回答）4.3.3数据库物理结构设计所谓数据库关系图，并非是指描述数据库之间关系的图，而是指某数据库的表之间的关系图，即数据库关系图描述的是表之间的关系，至于连接查询也只是在查询时用到多个表11。这里所谓的表之间的关系是指在创建表时，确定的表之间的关系，包括一对一关系、一对多关系、多对多关系。而表的这些关系是通过主键和外键实现的12。在线考试系统中，各实体之间的联系在数据库中的表示如图4.14所示：图4.14 数据库关系图1) Users表结构用户表用于添加用户时自动生成用户编号，通过用户密码进行登录。设定权限后，可以进入不同的界面，方便使用。用户表的字段说明如表4.1所示：表4.1 Users表结构列名数据类型可否为空说 明UserIDVarchar(20)否用户编号UserNamevarchar(20)否用户姓名UserPwdvarchar(20)否用户密码RoleIdint否用户权限2 )UserAnswer表用户回答表用于存储参加考试的考生的试卷信息。考生成绩表的字段说明如表4.2所示。表4.2 UserAnswer表结构列名数据类型可否为空说 明IDint否自动编号UserIDvarchar(20)否用户编号PaperIDint否试卷编号Typevarchar(50)否题型TitleIDint否题目编号Markint否分数UserAnswervarchar(500)否用户答案ExamTimedatetime否考试时间3)SingleProblem表个人回答表用于查看学生的回答答案。个人回答表的字段