1、在线考试系统3河北北方学院毕业论文题 目： 在线考试系统的设计与实现 姓 名： 院系（部）： 信息工程 专 业： 电子信息工程 年 级： 学 号： 指导教师： 提交时间： 河北北方学院教务处制目录摘要 .1abstract 2第1章 绪论 31.1 引言 31.2 研究的内容和意义 31.3 研究现状 41.4 在线考试存在的问题及目标 41.5 论文结构及主要内容 51.6 本章小结 5第2章 可行性分析与需求分析 62.1 在线考试系统应用的必要性与可行性 62.2 系统的需求分析 62.3 系统的体系结构分析 72.4 开发技术需求分析 82.5 系统的设计思想和目标 102.6 本章小
2、结 11第3章 在线考试系统的设计 123.1 考试系统的总体结构 123.2 试题库设计 143.3 考试系统的设计 153.4 本章小结 17第4章 数据库的设计 184.1学生成绩表 184.2考试设置表 184.3主观题暂存表 194.4考试题目表 194.5用户表 204.6 本章小结 20第5章 系统的性能测试和分析 215.1系统的主要功能模块 215.2客户端的设计与实现 215.3其他功能界面 245.4本章小结 26第6章 系统研究工作的总结和展望 27致谢 28参考文献 29摘要 随着网络的迅速发展和广泛普及,网络化教育代表了教育改革的一个发展方向,已经成为现代教育的一个
3、特征,并对教育的发展形成新的推动力。远程教育成为现代教育技术未来发展的重要方向之一，考试测试作为远程教育的一个子系统也成为一个重要的研究领域。本系统旨在通过网络和计算机技术，在网络的环境下实现无纸化考试，同时实现组卷的随机性和科学性。系统通过对题型、分值和难度的管理来实现对试题的管理。在此基础上，通过设置试卷的题量、题型和难度，使系统从题库中组卷存储到数据库中,然后客户端再从数据库中随机提取试卷显示，供考生答题。关键词：在线考试系统、题库、C#、SQL Server AbstractWith the rapid development and extensive spread of netwo
4、rk, education under network represents a kind of trend of the education reform and it has become a feature of modern education and a new impetus for the development of education. . Distance education has become an important direction for the future development of modern education technology .Consequ
5、ently ,the examination test ,as a subsystem of distance education, has become an important research area as well.Through the network and computer technology, the system is designed to realize the paperless test under the network environment, achieving the paper generation randomness and scientificne
6、ss .The system achieves test papers management by managing the type, score and difficulty. On this basis, by setting the amount, type and difficulty, the generated papers are stored by system from the bank to the database, where then the clients randomly extract the papers for the candidates to answ
7、er. Keywords: on-line examination system; Question bank; C #; SQL Server 第1章 绪论要设计在线考试系统，就要先了解在线考试系统的发展史，还要了解它区别于其他考试系统的优越性以及发展的情况。只有经过初步的分析、考核，才能明白制作考试系统的重要性、必要性和可行性。这样才不会盲目的，达到有利于目前考试系统的改革和发展。1.1 引言 纵观在线考试的研究和应用的历史，计算机技术在八十年代以后得到迅速发展，在线考试在测试中的应用从当初单纯的判分，到IRT模型出现后的自适应考试，再到现在的基于网络的情境化、模拟化测试, 发挥的作用越来
8、越大。试题的形式也在此过程中发生着变化，从固定在单一试卷中的试题发展到了可以自由组合的题库，再到现在的多媒体试题库。随着题库的建立，组卷变得方便了，测试的形式也发生着变化，由所有学生同考一张试卷的大规模的集体测试发展到了同一场考试使用等同考查效力的不同试卷的小组测试，随着题库的增大和计算机技术的发展，个别化的测试试卷成为研究人员和教师们新的关注对象。 计算机的使用使教师和教育专家们的许多设想逐渐能够得以实现。但是，技术的先进与否不能作为评判一个教学平台好坏的关键，只有最适合教学需求的才是最好的。作为网络教学平台，就是要帮助教师实现教学理念，作为网络教学平台中最为重要的组件之一评测系统，当然也要
9、秉承这个宗旨：帮助教师实现教育测量功能。1.2 研究的内容和意义在以上发展之下，本人选择了本题目作为研究方向。在对大量关于在线考试系统的资料的研究和学习后，针对本校实际情况特别是教学的需求，利用网络已有长足发展的基础条件，研究开发自测的在线考试系统。系统采用C/S结构，运用了C#语言和SQL数据库技术来进行设计。系统具有完善的考试与管理功能，可以在Windows各个版本中运行。系统可以应用于考试，也可用于学生日常在线自测练习，教师布置无纸的发展使得考试的技术手段和载体发生了划时代的变化。本系统的客户端采用C/S模式，即客户端/服务器模式。 C/S模式主要由客户应用程序、服务器管理程序两个部分组
10、成。由于客户端实现与数据库的直接相连，没有中间环节，因此响应速度快。同时由于开发是针对性的，因此，操作界面漂亮，形式多样，可以充分满足客户自身的个性化要求。1.3 研究现状1.3.1 国外研究现状 大约在1996年底1997年初，国外开始出现支持网上教学的系统和平台，近年来层出不穷。近几年，基于Internet的在线考试系统得到了长足的发展，已经成为现代远程教育研究的一个热点;相反地，也正是因为技术和相关理论的不够成熟，基于Internet的在线考试系统还需要不断研究和完善，因此它还没能够完全地在现代远程教育的教育评价和学习中开展和实施。1.3.2 国内研究现状 国内网络教育和网络大学已经兴起
11、，通过对国内网上学校了解发现，网上课程考试支撑系统明显不足。国内也有一些报道网络考试系统的开发，大型的教育培训机构由于面向的培训对象分布范围广，他们是研制和使用在线考试系统的积极力量。目前发展起来的各个学校，包括中小学校在内也正在努力发展起来，加快学校现代化的发展。1.4 在线考试存在的问题及其目标 纵观现有的网络课程，多数还是处于资源建设阶段，配套成熟的网络考试系统不多。通过对一些远程教育学校、市场上的在线考试系统分析，总结如下。1.4.1 目前在线考试系统存在的问题 (1)缺乏开放性。由于考试系统是一个复杂的工程，其维护、管理、更新、数据统计分析等都是由专业人员来进行，系统比较封闭。教师在
12、其中只能使用部分功能，这样无法在实际教学中真正发挥其作用。 (2)多数没有保存考生答卷的功能。由于每次考试题目都不同，考生的答题情况也不一样，不能保存考生的答卷将使考生失去了从考试中获取知识的途径。 (3)重视组卷功能，轻视教育评价功能。一些考试系统同专业开发人员开发，他们缺乏必要的教学理论与实践指导，多数是按照自己的主观想法或是从一些参考书中找一些题目录入题库。然后用精密的算法来组卷。这样的试卷对不同的教师、不同的测试对象是不实用的。教师需要对生成的考卷有更多的控制权，以面向不同阶段、不同对象的考试。 (4)安全性。当前的考试系统大多没有足够的安全性和完整性考虑。在开放的Internet空间
13、，这样的考试就不能保证考试的真实性。1.4.2 在线考试系统的目标 (1)实现考试的远程化。可以不受时间和空间限制的开展考试，不必将考生集中到一个具体的考场。 (2)测试方式多样化。可以针对客观题，如选择题，也可以针对主观题，如填空题、简答题、视频题。 (3)实现了考试和评分自动化。除了部分主观题，在线考试系统都可以在考试结束后自动地立即评阅考卷，从而快速得到考试结果。体现了高效与准确。 (4)充分发挥教师的主动性。教师可方便地对题库进行增添、删除、修改等工作。 (5)自动对学习者的考试结果进行记录和处理，为面向学习者的个别指导提供依据。1.5 论文结构及主要内容论文一共分为六章，第1章绪论，
14、对本研究工作的总的分析，包括研究背景和国内外研究，并分析了目前系统存在的问题及开发系统的目标。第2章是分析系统的必要性和可行性分析并就系统的体系结构、开发技术进行需求分析，确定系统的思想和目标，并确定了系统的软硬件配置。第3章是对考试系统各模块的研究，就系统的出题和组卷两大方面进行详细分析，第4章首先就发现系统问题并解决问题，再进行数据库的设计，最后就前一章的分析具体设计和实现在线考试系统。第5章是对系统的性能测试和分析，得到开发在线系统的最终性能测试结果。第6章对系统研究工作的总结和展望。1.6 本章小结通过了解在线考试系统的国内外发展及其优点、缺点，对研究的内容和意义进行了了解，并对在线考
15、试系统应用的必要性和可行性进行了必要的分析。明确了本次研究的目标与方向。第2章 可行性分析与需求分析综观目前所开发出来的考试系统，类型多样，形式也不尽相同，要制作一个在线考试系统，首先就要看需求，就目前对这套系统的需求量、要求、代价做一个全面的需求分析，得到一个合理的解析，才能着手制作系统。2.1 在线考试系统应用的必要性与可行性 现阶段，网络教育评价模式多借鉴或沿袭传统教学的考核方式。目前，学校与社会上的各种考试大都采用传统的考试方式，即纸笔考试。在此方式下，组织一次考试通常要经过如下几个步骤:人工出卷、考生考试、人工阅卷、成绩评估和试卷分析。显然，随着考试类型的不断增加及考试要求的不断提高
16、，教师的工作量将会越来越大，并且其工作将是一件十分烦琐和非常容易出错的事情，可以说传统的考试方式已经很难适应现代考试的需要。这种考试方式，通常要将学生集中到一个特定的场合(即考场)，在规定的时间内同时进行考试，这种考试方式对于远程教育是完全不适应的，它削弱了远程教育的功能，教育方与受教育方的成本将显著增加。随着计算机应用的迅猛发展，网络应用不断扩大，如远程教育和虚拟大学的出现等等，且这些应用正逐步深人到千家万户。人们要求利用这些技术来进行在线考试，以减轻教师的工作负担及提高工作效率，与此同时也提高了考试的质量，从而使考试更趋于公证、客观。Internet技术的发展使得考试的技术手段和载体发生了
17、划时代的变化，计算机技术、网络技术和考试理论的日渐成熟，使考试从传统的纸笔考试到计算机辅助考试再发展到基于Internet的在线考试成为现实。Intemet的开放性、分布性的特点和基于Internet的巨大的计算能力使得考试突破了时间和空间的限制。Internet的发展和伴随着出现的远程教育，也使网络考试有了更广阔的发展空间和更美好的应用前景。由于各种考试不再只局限于单机化，使得网络考试的概念应运而生并迅速发展。目前，软件工程开发方法也得到不断地发展，基于Internet的编程方法得到了方泛的应用，多媒体技术、动态网页技术、组件技术、数据库访问技术、基于C/S的双层架构技术、面向对象技术和人工
18、智能技术等不断完善和加强，新的网络开发技术在不断出现。所有这些都为基于Internet的在线考试系统的研究与设计打下了坚实的基础。2.2 系统的需求分析 系统需要解决的主要问题:首先，因为考试是面向特定的某些对象的，所以考试者进入系统应该进行身份验证。鉴于目前考试环境一般为机房，考试者之间的距离很近，为规范考试，对于每个应试者来说，试卷的题量应是相同的，但试题并不相同。在线考试基于网络环境，试卷应该从服务器的数据库随机抽取试题后动态生成的。另外，系统还应该对考试时间进行控制，时间到了会要求考试者交卷或强制停止考试。考试者选择答案提交后，应该由计算机自动判卷，得到成绩后显示出来。此外，应该能够方
19、便、快捷的对在线考试系统管理，特别是管理员需用拥有对用户的管理权、对题库的修改权及对出题的干预权和对考试结果的分析。2.3 系统的体系结构分析 设计开发一个应用系统，采用哪种结构取决于系统的网络配置、应用需求及功能的实现等因素。在线考试系统实现的关键技术就是网络环境下数据库的运用，所以问题就归结到数据库系统的体系结构如何选择的问题。以下是常用的几种体系结构：(1)终端/主机体系结构 这是一种早期处理数据采用的模式，这种结构使得终端用户尽可能地共享资源，终端所需要作的是输人命令，显示结果。有关的一切数据处理都交给了主机去完成，这要求主机具有十分高的性能，并且随着信息量的增加而不断更新。这种模式中
20、，服务器存储所有数据，进行所有运算，优点是资源得到充分的共享，缺点是用户界面单一，主机负载过大。(2)客户端/服务器体系结构(C/S) 这种结构的出现最初是为了缓解前种模式中主机繁重的工作负担，将原来功能很强大的主机退化成数据库服务器，同时转移原来主机的一部分工作到客户机上，显然这就增加了客户机的要求。为了运用C/S这样的模式，就需要为客户端和服务器端分别安装相应的运用程序，即所谓的两层结构。为了适应一些大型的结构复杂的系统应用，出现了三层结构的C/S结构模式，它把两层结构中服务器部分和客户端部分的应用单独划出来，通过联网实现数据的操作，从而满足大型应用系统的要求。 此种模式中，客户端应用程序
21、常以图形用户界面表现，易于生成和修改，界面友好，应用服务器和数据库服务器位于不同的主机上，可扩充性好，能够适应客户机数目的增加和应用处理负荷的变动。(3)浏览器/服务器结构体系(B/S) 在具备上网条件的每台客户机都安装有浏览器的今天，似乎为解决这一瓶颈问题找到了答案，因此基于浏览器服务器(BIS)结构体系孕育而生。在此种模式中，客户端的标准配置是浏览器，如TE，Netscape等;Web服务器成为应用处理的标准配置，数据处理仍然由数据库服务器(DB Server)完成。即为三层分布结构。依据以上的分析，本系统选择第二种的结构作为本考试系统的数据库系统体系结构。其优势是: (1)交互性强。在C
22、S中，客户端有一套完整应用程序，在出错提示、在线帮助等方面都有强大的功能，并且可以在子程序间自由切换。 (2) CS模式提供了更安全的存取模式。由于CS配备的是点对点的结构模式，采用适用于局域网、安全性可以得到可靠的保证。而BS采用点对多点、多点对多点这种开放的结构模式，并采用TCPIP这一类运用于Internet的开放性协议，其安全性只能靠数据服务器上管理密码的数据库来保证。由于CS在逻辑结构上比BS少一层，对于相同的任务，CS完成的速度总比BS快，使得CS更利于处理大量数据。由于客户端实现与服务器的直接相连，没有中间环节，因此响应速度快。 (3) 由于开发是针对性的，因此，操作界面漂亮，形
23、式多样，可以充分满足客户自身的个性化要求。2.4 开发技术需求分析2.4.1 C#简介C#(C Sharp)是微软(Microsoft)为.NET Framework量身订做的程序语言，C#拥有C/C+的强大功能以及Visual Basic简易使用的特性，是第一个组件导向(Component-oriented)的程序语言，和C+与Java一样亦为对象导向(object-oriented)程序语言。C#是微软公司在二零零年六月发布的一种新的编程语言,并定于在微软职业开发者论坛(PDC)上登台亮相.C#是微软公司研究员Anders Hejlsberg的最新成果.C#看起来与Java有着惊人的相似;
24、它包括了诸如单一继承,界面,与Java几乎同样的语法,和编译成中间代码再运行的过程.但是C#与Java有着明显的不同,它借鉴了Delphi的一个特点,与COM(组件对象模型)是直接集成的,而且它是微软公司.NET windows网络框架的主角。C#拥有比C,C+或者Java更广泛的数据类型.这些类型是bool, byte, ubyte, short, ushort, int, uint, long, ulong, float, double,和decimal.象Java一样,所有这些类型都有一个固定的大小.又象C和C+一样,每个数据类型都有有符号和无符号两种类型.与Java相同的是,一个字符变
25、量包含的是一个16位的Unicode字符.C#新的数据类型是decimal数据类型,对于货币数据,它能存放28位10进制数字.C#对Windows程序最大的卖点可能就是它与COM的无缝集成了,COM就是微软的Win32组件技术.实际上,最终有可能在任何.NET语言里编写COM客户和服务器端.C#编写的类可以子类化一个已存在的COM组件;生成的类也能被作为一个COM组件使用,然后又能使用,比方说,JScript语言子类化它从而得到第三个COM组件.这种现象的结果是导致了一个运行环境的产生,在这个环境里的组件是网络服务,可用任何.NET语言子类化.2.4.2 SQL Server 简介 SQL全称
26、是“结构化查询语言(Structured Query Language) 。由IBM公司1981年推出。SQL语言结构简洁，功能强大，应用广泛。如今无论是像Oracle ,Sybase,lnforTnix,SQL server这些大型的数据库管理系统，还是像Visual Foxporo,PowerBuilder, Access这些微机上常用的数据库开发系统，都支持SQL语言作为查询语言。SQL的特点:(1)是一种非过程化语言SQL是一个非过程化的语言，因为它一次处理一个记录，对数据提供自动导航。SQL允许用户在高层的数据结构上工作，而不对单个记录进行操作，可操作记录集。所有SQL语句接受集合作
27、为输人，返回集合作为输出。SQL的集合特性允许一条SQL语句的结果作为另一条SQL语句的输人。SQL不要求用户指定对数据的存放方法。这种特性使用户更易集中精力于要得到的结果。所有SQL语句使用查询优化器，由它决定对指定数据存取的最快速度的手段。查询优化器知道存在什么索引，哪儿使用合适，而用户从不需要知道表是否有索引，表有什么类型的索引。 (2)是统一的语言SQL可用于所有用户的数据库活动模型，包括系统管理员、数据库管理员、应用程序员及许多其它类型的终端用户。 (3)SQL为许多任务提供了命令，包括:在线考试系统的设计与实现，在表中插入、修改和删除记录，建立、修改和删除数据对象，控制对数据和数据
28、对象的存取，保证数据库一致性和完整性。 (4)是所有主要关系数据库的公共语言 由于所有主要的关系数据库管理系统都支持SQL语言，用户可将使用SQL的技能从一个DBMS转到另一个。所有用SQL编写的程序都是可以移植的。基于以上特点，在本系统的设计中，所有对数据库记录进行的操作使用的都是SQL语句。2.4.3 .NET Framework.NET Framework是Microsoft为开发应用程序而创建的一个富有革命性的新平台，是支持生成和运行下一代应用程序和 XML Web services 的内部 Windows 组件。它提供一个一致的面向对象的编程环境，而无论对象代码是在本地存储和执行，还
29、是在本地执行但在 Internet 上分布，或者是在远程执行的。提供一个将软件部署和版本控制冲突最小化的代码执行环境。提供一个可提高代码（包括由未知的或不完全受信任的第三方创建的代码）执行安全性的代码执行环境。 提供一个可消除脚本环境或解释环境的性能问题的代码执行环境。使开发人员的经验在面对类型大不相同的应用程序（如基于 Windows 的应用程序和基于 Web 的应用程序）时保持一致。 按照工业标准生成所有通信，以确保基于 .NET Framework 的代码可与任何其他代码集成。 2.5 系统的设计思想和目标2.5.1 系统设计的思想 在线考试系统充分利用了C/S结构的特点，实现将考试系统
30、移植到Intemet的功能，其优势在于极大的简化了教师的工作和学生考试的选题，做到了出题的多样性。此外，系统可以让学生在平时做高仿真的模拟练习，极大地扩大了学生的学习资源，方便学生的学习，学生只要在校园网内即可做题，并且可以无纸化交卷，并由系统自动判分，教师不用对试卷一一判分，就可以得到结果。这减轻了教师的工作量，减少了出题的五个步骤，即人工出题、考生考试、人工阅卷、成绩评估和试卷分析。极大地提高教与学的效率。另外也提高了考试的质量，从而使考试更趋于公证、客观，更加激发学生的学习兴趣。2.5.2 系统设计的目标 跟据系统需求分析，为了帮助考试部门提高工作效率，实现考试信息管理以及考试流程的系统
31、化、规范化和自动化。系统的功能应包括如下要点：题库管理设置部分：包括管理员对题库的增加、删除和修改操作。 考试科目的设置：包括管理员对考试科目的增加、删除和修改操作 试卷的信息的设置：由管理员设置考试信息，经过特定的人员审核后通过考试。在考场上，系统将根据考试信息的设置对每个考生自动生成试卷。 考场控制：系统控制考试时间、考试成绩自动生成、多功能查询。2.6 本章小结 需求分析是对在线考试系统的体系和结构、开发系统所需要的技术的一种市场考察，并确立出系统设计的思想，明确本系统设计要达到的目标，根据目前的环境配置好系统运行所需要的软硬件环境情况。第3章 在线考试系统的设计一个好的考试系统，其题库
32、尤为重要，所以在出题方面对题目的属性的设计要多加考虑，考虑要全面，在出题方面，要实现各方面的要求，试卷题目的不同，难度等却要等同。或者顺序不一样。只有配合好，才能完成一个理想的考试系统。3.1 考试系统的总体结构 本系统由五个子模块组成：登陆模块、考试管理模块、成绩管理模块、考试控制模块、用户管理模块，如下图3-1所示： 图3-1 系统的功能模块1.登录模块 考生输入用户名和密码进行登录，系统进行识别，如果是合法信息，则显示该考生的个人信息，考生确认后进入实体抽取界面。其流程图如图3-2所示：2.用户管理模块 此模块主要是对各用户信息进行管理，主要包括学生对自己信息的管理、教师对自己信息的管理以及管理员对学生、教师和管理员自己信息的管理。如图3-3所示： 图3-3 用户信息
