基于UML的在線考試系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

翟亞紅，徐龍艷，楊亞會，楊艷霞

（1.湖北汽車工業(yè)學院 電氣與信息工程學院，湖北 十堰442002；2.武漢科技大學城市學院 信息工程學部，湖北 武漢430083）

隨著Internet的高速發(fā)展，計算機技術與網(wǎng)絡技術越來越廣泛地應用于各個領域，改變著人們的學習、工作、生活乃至思維方式，也引起了教育領域的重大變革。傳統(tǒng)的考試方式存在著工作量大、周期長和反饋能力弱等諸多弊端，通過采用在線考試系統(tǒng)進行考試，能有效減少人力、物力和財力的投入。在線考試系統(tǒng)借助準確、高速、網(wǎng)絡化的信息技術手段，能夠在任何時間、任何地點進行，超越了時空的限制。因此，采用在線考試系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的考試方式，是改革教育模式，提高學校教學效果和教學效率、提高科研和管理水平的必要手段。在線考試系統(tǒng)有著其科學、及時、準確、公平等優(yōu)點，具有傳統(tǒng)考試形式無法替代和比擬的優(yōu)勢。因此，設計與開發(fā)一個符合實際的在線考試系統(tǒng)，具有重要和深遠的意義。

1 系統(tǒng)分析與設計

在線考試系統(tǒng)的總體目標包括：1）實現(xiàn)考試題目設計與考試安排，實現(xiàn)試卷客觀題的自動批閱；2）試題內(nèi)容和考試成績保存到數(shù)據(jù)庫，方便對試題和考試成績進行管理；3）保證考題內(nèi)容的安全性和可靠性，設置權限管理；4）考試題目要有一定的隨機性和一致性，在避免考生考試作弊的同時，保證考試的公平性；5）提交試卷后，客觀題答案由系統(tǒng)自動批閱完成給出成績，主觀題答案由教師在線批閱，兩部分成績之和為考試成績。

1.1 用例圖分析

基于以上需求分析，在線考試系統(tǒng)主要包括三大模塊：管理員模塊，老師模塊和學生模塊。系統(tǒng)管理員用例圖如圖1所示，教師和學生用例圖見圖2。

1.2 交互圖分析

交互圖包括順序圖和協(xié)作圖，描述對象之間的消息發(fā)送關系，用于對系統(tǒng)的用例進行分析。以在線考試用例為例描述考試流程的順序圖如圖3所示。根據(jù)此順序圖，在Rational Rose2003中按F5，即可生成與此對應的協(xié)作圖。

1.3 狀態(tài)圖設計

狀態(tài)圖描述一個特定對象的所有可能狀態(tài)以及由于各種事件的發(fā)生而引起的狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移。以在線考試為例描述考試過程的狀態(tài)圖如圖4所示。

2 數(shù)據(jù)庫設計

在對在線考試系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫部分進行設計時，先對系統(tǒng)的各個功能進行需求分析，從而獲得在線考試系統(tǒng)的各個模塊要實現(xiàn)的功能，同時，畫出系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖，得到數(shù)字字典；然后，再進行概念結構設計，將需求分析得到的需求抽象為信息結構，既概念模型，畫出關系模型的E－R圖；其次，再進行邏輯結構設計，將概念結構設計階段設計好的基本E－R圖轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)模型相符合的邏輯結構，并設計出數(shù)據(jù)庫表。

2.1 數(shù)據(jù)流圖

老師上傳題目的數(shù)據(jù)流圖如圖5所示，老師上傳題目要將增加的題目信息傳到題目信息清單中，然后再顯示到界面。

學生完成試卷的數(shù)據(jù)流圖如圖6所示，學生參加考試，要先獲得試卷，而試卷完成后提交試卷分成兩條數(shù)據(jù)流，非簡單題直接保存到成績表中。

2.2 數(shù)據(jù)庫概念設計

數(shù)據(jù)庫概念設計是整個數(shù)據(jù)庫設計的關鍵，它通過對用戶需求進行綜合，歸納與抽象，形成一個獨立于具體DBMS的概念模型。本在線考試系統(tǒng)的具體的概念設計采用自頂向下的設計方法，具體E－R圖如圖7所示。

2.3 數(shù)據(jù)庫表設計

數(shù)據(jù)庫概念模型設計完成之后，以E－R圖為主要依據(jù)，設計出關系模式，同時分析完整性約束，設計出數(shù)據(jù)庫表，在此不一一舉例。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

在線考試系統(tǒng)是基于JSP+Oracle10g數(shù)據(jù)庫技術來實現(xiàn)的。

3.1 創(chuàng)建與數(shù)據(jù)庫的連接

配置數(shù)據(jù)源，然后通過封裝好的公用類連接數(shù)據(jù)源，再對數(shù)據(jù)庫進行操作。

配置數(shù)據(jù)源：

將Oracle的驅(qū)動包ojdbc14.jar包導入。

編寫數(shù)據(jù)源java文件：

3.2 訪問數(shù)據(jù)庫的Java類

在對數(shù)據(jù)庫進行訪問和操作時，每個數(shù)據(jù)庫表對應一個Model和ModelManager類。Model類中是數(shù)據(jù)庫表中的每一個字段對應model中每一個屬性。而ModelManager類則是對數(shù)據(jù)庫中相應的表進行相應的增刪查改操作，返回一個Model對象或其他操作成功或失敗的行數(shù)。

對數(shù)據(jù)庫中多個表進行操作或訪問，或者要返回大量的值時，就可以使用SqlHelper類，這個類中封裝定義了很多類型的返回值和條件。

3.3 系統(tǒng)主要模塊頁面

在線考試系統(tǒng)都是采用JSP+Servlet+Java類來實現(xiàn)的，采用MVC模式實現(xiàn)了代碼的重用，降低了層與層之間的依賴，有利于標準化，同時有利于各層邏輯的復用。學生登陸成功之后的頁面如圖8所示。登錄成功后，學生可以進行在線考試、模擬考試、查詢成績等操作。當學生進行在線考試時，在線考試的頁面如圖9所示。

4 結論

在線考試系統(tǒng)具有降低考試成本，解決繁重的考務工作的優(yōu)點。它可以免去教師大量的臨考工作，試卷可以根據(jù)題庫中的內(nèi)容即時生成；教師也無須去做考后客觀題的閱卷、統(tǒng)計、分析工作，計算機可以自動判卷，直接把成績送到數(shù)據(jù)庫中進行統(tǒng)計、排序、匯總。實現(xiàn)了無紙化考試，大大提高了工作效率。同時，試卷是隨機組成的，不存在試卷的泄密和考試作弊問題，使考試的公平性、答案的安全性得到有效的保證。同時，學生也可以在線進行考試和模擬測試，將傳統(tǒng)的考試模式與先進的網(wǎng)絡應用相結合，實現(xiàn)了在線考試及模擬測試的無紙化、自動化、網(wǎng)絡化。本系統(tǒng)目前正處于試用階段，系統(tǒng)運行基本穩(wěn)定，人機界面友好，操作簡單，靈活性好，部分功能還需要進一步完善。

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