UML 建模技術課程設計課題名稱： 專 業： 班 級： 學 號： 姓 名： 指導教師： 成 績： 第一章 需求分析1.1、系統的性能需求 為了保證考試系統能長期、穩定、安全、可靠、高效地運行，系統應滿足以下的一些性能需求： 系統處理的準確性和及時性：準確性和及時性是考試系統的必要性能。在系統設計和開發過程中，要充分考慮系統目前和將來可能承受的工作量，使系統的處理能力和響應時間能滿足用戶要求。 系統的開放和系統可擴充性：考試系統在開發過程中，應充分考慮以后的可擴充性。例如，系統要能夠承載課程的題庫、試卷庫等來實現課程考試。題庫、試卷庫或單套試卷可以隨時進行增加、刪除和修改等維護。要求系統提供足夠的手段進行功能的調整和擴充。可以實現簡單的加入和減少系統的模塊，配置系統的硬件。通過軟件的修補、替換完成系統的升級和更新換代。 系統的易用性和易維護性：要求系統應該盡量使用用戶熟悉的術語和中文信息的界面。系統界面應友好易用，應有詳細的系統使用說明，對一些容易出現的誤操作應該有相應的提示以及處理辦法?？荚囅到y要具有易用性、友好性，系統安裝方便、維護簡單。 系統的安全性：充分考慮用戶、題庫、服務器等的安全。系統對系統不同等級的用戶分別設置不同的權限?？荚嚻陂g由于機器死機重新啟動機器后，計時器應合理進行計時?？荚嚻陂g由于機器原因需要更換考試用機，學生重新登錄考試系統后應能繼續做題，考試服務器應能及時保存學生的操作結果。1.2、系統主要功能 系統主要功能包括學生管理、試卷管理、教師管理、學生在線考試等等，下面就系統的主要功能做簡要分析： 用戶信息管理 學生可以登錄系統，登錄以后可以參加考試和查詢成績。管理員可以添加、修改、刪除學生和教師信息。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或者試卷名稱查詢試卷。 在線考試 學生登錄以后出現學生信息包括學號、姓名、考試課程等，學生確認信息后開始考試，考試結束后需要提交試卷。 題庫管理 教師或者管理員可以在題庫里面增加、修改、刪除試卷。 成績管理 管理員可以查詢學生的成績，也可以刪除學生的成績，但是不能對學生的成績做出修改。1.3 功能模塊需求分析1.3.1、用戶管理模塊 系統的用戶包括考生用戶、教師用戶以及系統管理員用戶。用戶管理模塊實現對學生用戶、教師用戶和管理者用戶的信息管理。三種用戶在參與系統活動的時候，都能進行用戶信息的登錄。管理員功能包括：錄入用戶信息、查詢用戶信息、授權用戶角色等。不同用戶具有不同用戶權限，相同用戶可執行相同的功能，同一個角色的用戶具有的用戶權限相同。1.3.2 題庫管理模塊 題庫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、知識點、答案、編號等內容輸入到題庫中。教師用戶根據給定的相關條件(如編號、題型、知識點等)對試題庫中的試題進行查找、篩選、修改、增加、刪除等操作。題型信息管理實現對考試題型信息的設置。1.3.3 在線考試模塊 學生登錄考試系統后，輸入學生學號后選擇在線考試，進入在線考試頁面，頁面上方顯示考生的學號、姓名、考試試題等信息以方便考生核對。考生確認參加的考試課程后，系統給出考場規則和考試時間進行倒計時，系統提醒考生開始考試。系統根據定制的題型、分數分布、題目數量、難度等級分布、章節分布等參數的設置規則，隨機從試題庫中抽取滿足規則的試題，為參加考試的考生自動生成互不相同的試卷。頁面上呈現出的考試試卷與考生平時參加的紙試化考試試卷差別不大：單選試題和判斷試題各選項前為單選框；多選試題和不定項選擇試題各選項前為復選框；填空試題每空為文本框；主觀題每個問題后面有一個多行文本框，以便考生編輯答案?？忌拇鸢甘紫缺４娴奖镜嘏R時數據文件中，然后定時發送回考試服務器。如果考試結束時間已到，系統會自動鎖定并提交試卷；如果考試結束時間未到，考生可以提前交卷，考生服務器會將其考試數據保存，并退出考試系統。1.3.4 成績管理模塊 在考試結束后，系統要對考生答卷進行評閱。閱卷方式分為兩種，自動閱卷和手動閱卷。對于客觀題和部分主觀題系統實現自動評分并保存考生得分；對于分析題和操作題，系統給出參考答案和評分細則，由閱卷教師評分?？紤]到系統的安全性，由管理員在系統考試結束后啟動閱卷系統進行自動閱卷；系統自動計算各大題得分，得到考生的最后得分。同時，對其它試題采用教師網上人工閱卷。對考生所有的考試結果進行評卷，保存每一個考生每道題的得分，并對考生考試成績能夠進行統計、分析和匯總。對學生提供所考課程的分數查詢；對老師提供試卷、所授課程的學生分數的查詢。教師在查詢分數時，可以查詢某一個考生的考試成績，也可以查詢某個專業某個班的課程總平分數、各分數段的人數情況、不及格的學生名單等統計信息。1.3.6 試卷管理模塊 教師可以對試卷進行管理，試卷管理包括對試卷管理、試卷信息的管理和對試卷試題的維護。教師可以查看、刪除試卷并且可以對試卷信息進行管理，包括對試卷名字、科目、考試時間、出題人、總分等信息進行管理。教師可以對試卷中的試題進行管理，可以直接新增試題，并且對加入試卷的試題設置分值。1.4 本章小結 本章對單獨招生在線考試進行了功能性和非功能性的需求分析。結合系統的需求，經過分析與提煉，確定了系統的業務流程與主要功能，并對系統的性能需求等進行了分析。第二章 在線考試系統的設計2.1 系統結構設計 為了系統開發、維護和升級的方便，考試系統采用 B/S 模式的 3 層架構：第一層是用戶層，為不同用戶設計了相應的接口，學生可進行網上在線考試，教師可生成試卷、組織考試，管理員可對考試進行設置管理。用戶通過瀏覽器向考試的 Web 服務器提出服務請求，Web 服務器對用戶驗證身份后把所需的網頁傳送給客戶端瀏覽器。第二層是應用層，負責題庫管理，試卷的生成、分發和接收，管理和監控考試過程。當 Web 服務器接收到用戶請求時，將要執行相應的應用程序與數據庫進行連接，通過 SQL 方式向數據庫服務器發出數據處理請求，數據庫服務器將處理結果交給 Web 服務器，再由其送回到客戶端。第三層是數據層，實現用戶管理和試題管理。數據庫服務器接受來自 Web 服務器的請求，實現對數據庫的操作和存儲，并將處理結果返回 Web 服務器。系統的整體層次架構如圖所示。2.2 考試流程設計 考生在考試用機上通過 web 瀏覽器訪問考試系統主頁，考生輸入其姓名和考號信息后，考試系統對考生的學號及姓名進行驗證，如系統通過驗證，則可點擊進入考試頁面進行考試；系統自動把試卷分發到考試用機，考生在線進行考試，按要求完成考試內容。如考號或姓名有誤，則可點擊取消考試按鈕，返回系統主頁。考生進入考試頁面后系統開始自動倒計時，考試過程中答案即時保存到考試服務器上?？忌崆巴瓿煽荚噧热莺罂芍鲃犹峤辉嚲?，或者系統倒計時完畢時自動收卷，交卷或收卷時由系統將自動把考生的操作結果提交給考試服務器上保存?？荚嚱Y束后，教師對考生提交上來的試卷進行批改并保存考生得分，判卷結束后教學管理者可以對考試試卷、考生答卷和教師判卷進行管理。教學管理者還可以對用戶的基本信息、課程基本信息和題庫信息等進行管理?；?J2EE 的在線考試系統的整體系統流程如圖所示。2.3 數據庫設計 數據庫的設計遵循了安全性、可伸縮性、數據交換可靠性、有效的并發控制的原則，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，按照試題類別把不同的考試題目要求和具體說明單獨存放，以便于管理和維護，提高數據庫存取的效率。 2.3.1 數據庫 E-R 圖 通過對系統進行需求分析、網站流程設計以及系統功能結構的確定，規劃出系統中使用的實體對象分別為管理員信息、考試試卷、考生信息、考生成績信息。管理員信息試題 E-R 圖 管理員信息包括管理員編號、管理員姓名、管理員密碼和注冊時間。 考試試卷實體 考試試卷試題包括試卷名稱、所屬課程、添加時間和有效時間等屬性。 考生信息實體 考生信息實體包括學生證號、姓名、性別、所學專業、注冊時間、登陸網站密碼、密碼提示問題、密碼提示答案以及所學專業等屬性。 考生成績實體 考生答完考題后可以對自己的成績進行查詢，后臺管理員也可對考試成績進行管理?？忌煽冃畔嶓w包括學生證號、所學課程、考生總等。 2.3.2 數據庫表設計 單獨在線考試系統建立了多張數據表，表 4.1 列出了考試系統中的部分數據表。系統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，結構如表所示。試題表，結構如表所示。 試題類型表，結構如表所示。試卷表，也稱為試卷種類表，它并不能標識這套試卷所包含的具體試題，也正因為如此，才能保證每套試卷的隨機性。試卷表結構如表所示 考試信息表，結構如表所示。試題答案表，結構如表所示。 2.4 系統功能模塊設計 根據用戶需求調研，考試系統的用戶包括學生用戶，教師用戶和教學管理員用戶。三類不同的用戶具有不同的訪問權限，成功登錄以后可以訪問相應的模塊。教師用戶主要實現的功能包括在線出題、組卷，在線批改學生答卷，在線查詢成績和試卷。學生用戶實現的功能是進行在線考試，查閱考試分數。教學管理者用戶實現的功能包括題庫管理，在線卷紙管理，在線用戶信息管理。 根據以上要實現的功能把考試系統劃分為以下六個模塊：用戶管理模塊、題庫管理模塊、在線考試模塊、系統閱卷模塊、卷紙管理模塊和綜合查詢模塊。系統的功能模塊如圖所示。 2.4.1 用戶管理的設計 用戶管理模塊包括學生信息管理、教師信息管理和管理員信息管理。用戶管理結構圖如圖所示。 學生信息管理：考生可以注冊系統，但是不能修改和刪除自己的信息，管理員可以添加、修改、刪除學生信息。 教師信息管理：教師可以注冊系統，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 題庫管理的設計 題庫管理包括題型管理、試題管理和題庫類型管理。題庫管理結構圖如圖所示。 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試題進行管理，教師可以自己的試題 進行管理，而管理員可以對所有試題進行管理。 題庫類型管理：管理員可以添加、修改、刪除題庫類型。2.4.3 在線考試的設計 在線考試模塊實現考生在規定考試時間進行在線實時考試?？忌ㄟ^身份驗證登錄進入考試系統，系統生成試卷，并對考試時間進行倒計時，考生完成試卷并交卷。在線考試的流程圖如圖所示。2.4.4 成績管理的設計 成績管理包括成績查詢和成績刪除。結構圖如圖 4.11 所示。 成績查詢：學生可以查詢自己的成績，管理員可以查詢所有同學的成績。 成績刪除：管理員可以刪除所有同學的成績，但是學生不能刪除自己的 成績。 2.4.6 試卷管理設計 試卷管理模塊可以實現對試卷中試題的添加、修改、刪除、移動，試題內容編輯等操作。大題的信息包括大題類型、大題分值、小題數量。試題的內容包括題目說明、題號、題干和答案。試卷管理模塊的流程圖如圖4.13 所示。2.5 關鍵類設計 考試系統主要實現了八個類，分別是User、Administrator、Teacher、Student、Course、Test、TestPaper、StudentPaper。其中 User 類用來管理用戶的信息，Student 類繼承 User 類用來管理考生的信息，Teacher 類繼承User 類用來管理教師的信息， Administrator 類繼承 User 類用來管理教學管理員的信息，Course 類用來管理課程信息，Test 類用來管理考試信息，TestPaper 類用來管理考試試卷信息，StudentPaper 類用來管理考生答卷信息，考試系統的類圖如圖 4.所示。3、動態建模3.1.1 用戶信息管理活動圖 3.1.2 題庫信息管理活動圖3.1.3 在線考試活動圖3.2 狀態圖 每次考試由“學生”將“考試 ID 和密碼”“登錄”狀態； 如果“學生”登錄正確轉換到“考試規則閱讀”狀態，否則轉換到“登錄”狀態繼續登錄； 如果“學生”“三次輸入錯誤”考試結束； 處于“考試規則閱讀”狀態時有一定的閱讀時間，“閱讀時