UML 建模技術課程設計課題名稱： 專 業(yè)： 班 級： 學 號： 姓 名： 指導教師： 成 績： 第一章 需求分析1.1、系統(tǒng)的性能需求 為了保證考試系統(tǒng)能長期、穩(wěn)定、安全、可靠、高效地運行，系統(tǒng)應滿足以下的一些性能需求： 系統(tǒng)處理的準確性和及時性：準確性和及時性是考試系統(tǒng)的必要性能。在系統(tǒng)設計和開發(fā)過程中，要充分考慮系統(tǒng)目前和將來可能承受的工作量，使系統(tǒng)的處理能力和響應時間能滿足用戶要求。 系統(tǒng)的開放和系統(tǒng)可擴充性：考試系統(tǒng)在開發(fā)過程中，應充分考慮以后的可擴充性。例如，系統(tǒng)要能夠承載課程的題庫、試卷庫等來實現(xiàn)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(tǒng)提供足夠的手段進行功能的調整和擴充?？梢詫崿F(xiàn)簡單的加入和減少系統(tǒng)的模塊，配置系統(tǒng)的硬件。通過軟件的修補、替換完成系統(tǒng)的升級和更新?lián)Q代。 系統(tǒng)的易用性和易維護性：要求系統(tǒng)應該盡量使用用戶熟悉的術語和中文信息的界面。系統(tǒng)界面應友好易用，應有詳細的系統(tǒng)使用說明，對一些容易出現(xiàn)的誤操作應該有相應的提示以及處理辦法?？荚囅到y(tǒng)要具有易用性、友好性，系統(tǒng)安裝方便、維護簡單。 系統(tǒng)的安全性：充分考慮用戶、題庫、服務器等的安全。系統(tǒng)對系統(tǒng)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(tǒng)后應能繼續(xù)做題，考試服務器應能及時保存學生的操作結果。1.2、系統(tǒng)主要功能 系統(tǒng)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(tǒng)的主要功能做簡要分析： 用戶信息管理 學生可以登錄系統(tǒng)，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(yè)或者試卷名稱查詢試卷。 在線考試 學生登錄以后出現(xiàn)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(tǒng)的用戶包括考生用戶、教師用戶以及系統(tǒng)管理員用戶。用戶管理模塊實現(xiàn)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(tǒng)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(zhí)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(jù)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(xiàn)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(tǒng)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?？忌_認參加的考試課程后，系統(tǒng)給出考場規(guī)則和考試時間進行倒計時，系統(tǒng)提醒考生開始考試。系統(tǒng)根據(jù)定制的題型、分數(shù)分布、題目數(shù)量、難度等級分布、章節(jié)分布等參數(shù)的設置規(guī)則，隨機從試題庫中抽取滿足規(guī)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(xiàn)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(shù)據(jù)文件中，然后定時發(fā)送回考試服務器。如果考試結束時間已到，系統(tǒng)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(shù)據(jù)保存，并退出考試系統(tǒng)。1.3.4 成績管理模塊 在考試結束后，系統(tǒng)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(tǒng)實現(xiàn)自動評分并保存考生得分；對于分析題和操作題，系統(tǒng)給出參考答案和評分細則，由閱卷教師評分?？紤]到系統(tǒng)的安全性，由管理員在系統(tǒng)考試結束后啟動閱卷系統(tǒng)進行自動閱卷；系統(tǒng)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(tǒng)計、分析和匯總。對學生提供所考課程的分數(shù)查詢；對老師提供試卷、所授課程的學生分數(shù)的查詢。教師在查詢分數(shù)時，可以查詢某一個考生的考試成績，也可以查詢某個專業(yè)某個班的課程總平分數(shù)、各分數(shù)段的人數(shù)情況、不及格的學生名單等統(tǒng)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(tǒng)的需求，經過分析與提煉，確定了系統(tǒng)的業(yè)務流程與主要功能，并對系統(tǒng)的性能需求等進行了分析。第二章 在線考試系統(tǒng)的設計2.1 系統(tǒng)結構設計 為了系統(tǒng)開發(fā)、維護和升級的方便，考試系統(tǒng)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(fā)和接收，管理和監(jiān)控考試過程。當 Web 服務器接收到用戶請求時，將要執(zhí)行相應的應用程序與數(shù)據(jù)庫進行連接，通過 SQL 方式向數(shù)據(jù)庫服務器發(fā)出數(shù)據(jù)處理請求，數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)層，實現(xiàn)用戶管理和試題管理。數(shù)據(jù)庫服務器接受來自 Web 服務器的請求，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的操作和存儲，并將處理結果返回 Web 服務器。系統(tǒng)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(tǒng)主頁，考生輸入其姓名和考號信息后，考試系統(tǒng)對考生的學號及姓名進行驗證，如系統(tǒng)通過驗證，則可點擊進入考試頁面進行考試；系統(tǒng)自動把試卷分發(fā)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(tǒng)主頁?？忌M入考試頁面后系統(tǒng)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(tǒng)倒計時完畢時自動收卷，交卷或收卷時由系統(tǒng)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(tǒng)的整體系統(tǒng)流程如圖所示。2.3 數(shù)據(jù)庫設計 數(shù)據(jù)庫的設計遵循了安全性、可伸縮性、數(shù)據(jù)交換可靠性、有效的并發(fā)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(shù)據(jù)庫存取的效率。 2.3.1 數(shù)據(jù)庫 E-R 圖 通過對系統(tǒng)進行需求分析、網站流程設計以及系統(tǒng)功能結構的確定，規(guī)劃出系統(tǒng)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(yè)、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(yè)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(shù)據(jù)庫表設計 單獨在線考試系統(tǒng)建立了多張數(shù)據(jù)表，表 4.1 列出了考試系統(tǒng)中的部分數(shù)據(jù)表。系統(tǒng)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(tǒng)功能模塊設計 根據(jù)用戶需求調研，考試系統(tǒng)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(xiàn)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(xiàn)的功能是進行在線考試，查閱考試分數(shù)。教學管理者用戶實現(xiàn)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(jù)以上要實現(xiàn)的功能把考試系統(tǒng)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(tǒng)閱卷模塊、卷紙管理模塊和綜合查詢模塊。系統(tǒng)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(tǒng)，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(tǒng)，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(xiàn)考生在規(guī)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(tǒng)，系統(tǒng)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(xiàn)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(shù)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(tǒng)主要實現(xiàn)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(tǒng)的類圖如圖 4.所示。3、動態(tài)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(tài)圖 每次考試由“學生”將“考試 ID 和密碼”“登錄”狀態(tài)； 如果“學生”登錄正確轉換到“考試規(guī)則閱讀”狀態(tài)，否則轉換到“登錄”狀態(tài)繼續(xù)登錄； 如果“學生”“三次輸入錯誤”考試結束； 處于“考試規(guī)則閱讀”狀態(tài)時有一定的閱讀時間，“閱讀時