1、在线考试管理系统摘 要本文以苏州高等职业技术学校现有的考试业务为背景，按照软件工程的基本原理，对考试管理系统进行需求收集，利用 UML 建立需求模型，并进行详细的需求分析，在此基础上设计系统的总体结构、功能模块、数据库表结构及关系。在系统实现上，使用面向对象的设计方法，采用.NET 框架，以 ASP.NET、C#技术为支撑，以 MS SQL Server 为后台数据库，最终实现一个基于 B/S 三层架构的学校考试管理系统。该系统实现考试管理、题库管理、试卷管理、在线考试、成绩统计分析等主要功能。极大地满足学校考试管理信息化、智能化的要求。最后，在系统的开发完成后，总结系统的特点和优势及不足之处
2、，对未来发展前景进行展望。关键词：考试管理系统;BS模式;ASP.NET;数据库前 言在网络技术逐渐渗入社会生活各个层面的今天，传统考试模式已经越来越不适应现代教学的需要，而网络考试则是一个很重要的方向。随着当前我国职业教育规模的日益扩大，职业院校的教学管理任务日趋繁重，考试作为教务管理的核心环节，按照传统的手工方式组织考试，效率低下。信息技术的快速发展以及计算机网络技术的日趋成熟为学校的信息化建设提供了坚实的技术支持， 建立一套多层次、信息化、网络化的考试管理系统，利用现代计算机技术实现传统考试过程中的组卷、考试、阅卷和试卷分析等过程，可提高教务工作效率，规范管理，适应学校未来发展的需要。目
3、前，各地出现了一批网络测评系统和实现类似功能的系统，如上海交通大学远程教育中心开发的远程考试系统、计算机等级考试和Microsoft，CISCO等计算机公司的资格认证考试等。在此，提出网络考试系统的设计与开发，该系统采用BS模式，由浏览器、web服务器和数据库服务器组成，并利用ASPNET技术，后台数据库采用SQL Server 2010开发及运行环境。第一章 绪 论1.1系统开发背景随着信息技术的快速发展以及计算机网络技术的日趋成熟，网络应用不断扩大，信息技术越来越多的被应用于现代教学，为教育的发展带来了新的机遇，注入了新的活力， 从而促进教育方法和教育手段的更新。考试作为现行学校学生学习效
4、果的重要认证方式，受到教育相关部门的高度重视，在线考试成为网络研究与应用的热点之一。基于 Internet 的在线考试已经成为现代考试方式的有力补充和发展。学校校园网的实施不仅宣传了学校的形象，而且也为学校的网络应用搭建了良好的平台。对于每学期举行的考试来说，从试卷出题、印刷、准备考场、考生身份审核、监考，到阅卷、评分，往往要持续很长时间，花费大量的人力、物力，从而使得考试成为一项庞杂的工作。此外，由于整个考试操作过程，全部采用手工操作模式，难免出现错误，严重影响考试的公正性和严肃性。因此，学校决定开发基于校园网平台的考试管理系统，对考试的相关事宜进行信息化管理，即采用计算机为工具替代手工出题
5、、分发试题、考试相关人员身份验证、考试过程中的监考、回收试卷、评阅试卷、统分和试卷分析等过程，使考试更加严谨公正、真实可信， 从而降低考试成本，提高考试管理效率。1.2 国内外研究现状在线考试系统最早是由计算机辅助测试系统发展而来，在国外，很早就开始对计算机辅助测验系统的研究，并且在题库建设，统计测试等方面取得丰富的研究成果。计算机在线考试系统目前的应用范围也非常广泛，在美国，有航空工业计算机辅助训练委员会(AICC)最早提出的计算机管理教学标准；美国国防部提出的可共享课程对象参照模型(SCORM)；还有IMS全球学习联合公司提出的学习系统技术规范。在欧洲，有ARIADNE(欧洲远程教育多媒体
6、制作与销售网联盟)，PROMETEUS(促进欧洲社会教育和培训中使用多媒体工程)，CENISS(欧洲标准委员化信息社会标准化系统)等组织进行多媒体和远程教学技术标准的研究、国际合作及本土化工作。目前在国际电气和电子工程师协会学习技术标准委员会(简称IEEE LTCS)的主持下，若干个工作小组正开展网络远程教育技术标准的制定和修订工作，将形成IEEEl484标准。国际标准化组织ISO于1999年成立了一个JTClSC36委员会，专门从事学习、教育、培训技术标准的征集、修订和批准工作，目前已有美国、英国、德国、日本、乌克兰等国提交了标准议案。世界上许多国家十分重视教育技术国际标准的采用，组织力量参
7、与国际标准制定与本土化工作，其中法国、德国、西班牙已完成了部分IEEE LTSC标准的本土化工作，荷兰、希腊、意大利等国家即将推出他们的教育技术标准草案。美国IMS公司从1999年开始在美国、澳大利亚、新加坡以及欧洲一些国家推广IEEE LTCS的标准并收集各地的反馈结果以丰富和完善标准。美国教育考试服务中心(ETS)，从2006年8月开始在中国大陆使用新一代托福网络考试系统TOEFL iBT(IntemetBased Test)，即托福网考。和传统纸制托福考试相比，托福网考更能突出以能力为本的特点，体现语言学习的根本性质，测试效率有很大提高。在我国，教育部对网络教育技术标准化建设工作极为重视
8、。2000年11月，组织国内8所重点高校的有关专家开展网络教育技术标准研制工作， 并成立了教育部教育信息化技术标准委员会，简称CELTSC(Chinese e-LearningTechnology Standardization Committee)。该委员会同时也是国家信息技术标准化技术委员会的专业分委员会以及国际标准组织ISO JTClSC36和IEEE LTCS的团体会员。该委员会以研究、制订、推广与教育信息化相关的技术标准为使命。委员会的专家们经过一年的努力工作，提出了一个比较完整的中国现代远程教育技术标准体系结构，并且产生了11项规范，现予发布作为部颁试用标准。这套标准不仅作为现代远
9、程教育系统开发的基本技术规范，也可作为在网络条件下开发其他各种教学应用系统的参考规范。国内的软件厂商也积极开发了在线考试系统，比较著名的如杰佛公式开发的通用考试系统WebExam。它是2000年国内推出的第一款基于互联网的考试系统。石家庄顶天科技发展有限公司开发的E考天下网上学习考试系统，包含有BS版，Web客户端版和个人版等版本。北京瑞日科技有限公司开发的ExamManager网络考试系统。目前国内外在线考试系统主要有以下特点：1 单客户机模式考试系统以软件形式安装在每台计算机中，不需要网络支持，学生在计算机中完成考试。这种系统实现简单，开发难度小，系统成本低。但是这种考试系统维护和升级非常
10、困难，自动化程度低，不适应大规模的考试，属于早期的计算机考试系统模式。2 CS模式基于ClientServer(客户端/服务器)结构的考试模式。它由两部分构成：前端是客户机，通常是PC，主要完成考试系统界面显示，接受考生数据输入，校验数据有效性，向后台数据库发请求，接受返回结果。后端是服务器，提供数据库的查询和管理。这种系统可伸缩性差，考生同时在线人数多则会出现通信的堵塞，安全性管理能力相对较低，所有客户机都需要安装，配置数据库等客户端软件，这将十分繁琐。3 BS模式BS模式(BrowserServer)在线考试系统中，考生的客户端运行浏览器软件。浏览器以超文本形式向Web服务器提出访问数据库
11、的要求，Web服务器接受客户端请求后，将这个请求转化为SOL语法，并交给数据库服务器，数据库服务器得到请求后，验证其合法性，并进行数据处理，然后将处理后的结果返回给Web服务器，Web服务器再一次将得到的所有结果进行转化，变成HTML文档形式，转发给客户端浏览器以友好的Web页面形式显 示出来。BS模式在线考试系统不需要客户端安装软件程序，系统易于维护和管理，应用广泛。1.3 系统开发的意义本课题根据作者本人所在学校教学工作的需要，从本校考试业务实际出发，对学校现有考试业务进行深入研究，依据软件工程的基本原理，开发一套适合本校实际考务需求的考试管理系统，该系统利用校园网强大的服务功能，采用 B
12、/S的三层体系结构作为系统的总体结构，以 Web 数据库技术为依托，综合运用 HTML、ASP.NET 等技术，研究并实现学校考试管理系统。利用校园网强大的服务功能，在权限控制下，教师或教务管理人员可利用终端进入组卷系统组卷、编辑并输出试卷；学生可不受地域和时间的限制在任何一个用户终端进行考试，待教师阅卷完毕后，可以进行成绩查询；教师可以利用考试系统登分和进行试卷分析，从而检验自己的教学效果。考试管理系统利用信息技术将考试资源整合，实现无纸化考试， 方便、快捷实施考试业务，强化考试管理，提高了考试的组织和管理效率，进而提高学校的整体教学管理水平。1.4 论文的工作本文以软件工程基本理论为指导，
13、综合利用数据库、 UML、 .NET 等相关技术，设计与实现学校考试管理系统，支持学生有认证地考试、成绩自主查询等业务；支持教师智能组卷、手工组卷、网上阅卷、考试结果统计分析等业务；支持教务管理人员有效地控制相关考试事务。同时采用多项安全措施，保证系统的安全性。1.5 论文的组织结构本文包含以下几个部分：第一章 介绍本课题的开发背景、研究的目的、意义、内容等，通过考察国内外考试系统的研究现状，为将来的系统开发指明目标。第二章 研究考试管理系统相关的开发技术，对所选用的开发工具的合理性及适用性进行了全面分析。其中软件工程规范系统的开发过程；数据库理论为系统数据库的设计提供理论依据和实践平台； U
14、ML 可以方便地为系统的分析与设计构建模型；通过讨论不同开发模式的优劣，确定了基于 B/S 的 Web 开发模型，最后通过对不同的 Web 程序实现形式，选择使用 ASP.NET 作为系统的开发平台。第三章 系统需求分析。按照软件工程的理论，对现有学校考试业务进行调研，结合 UML 对系统的需求的需求建模，设计出系统的基本功能和系统配置方案。第四章 系统设计。提出系统设计的基本原则、总体设计思路和逻辑功能设计方案；利用 ER 图的方法设计整个系统的数据库结构；对系统的界面设计进行简要的规划。第五章 主要功能模块实现。本章利用 VS2010 实现系统的主要功能模块。第六章 总结与展望。对考试系统
15、开发和测试情况进行总结，指出系统存在的问题和进一步改进中要完成的工作。第二章 系统开发技术综述学校考试管理系统是对学校考试业务的信息管理系统，该系统涉及学生、教师、系统管理员等多个角色，实现传统考试、成绩查询、 题库建设与维护、 成绩统计分析等相关业务，系统规模大，结构复杂。为了使开发工作有条不紊地进行，本系统采用软件工程的管理方案进行开发，下面就本系统开发所使用的技术和相关原理进行简要阐述。2.1 软件工程软件工程是运用科学知识和技术原理来定义、开发、维护软件的一门学科，它是计算机科学的一个分支，其主要思想是在软件生产中用工程化的方法代替传统手工方法， 从管理和技术两方面研究如何更好地开发和
16、维护计算机软件。软件工程将系统化的、规范的、可度量的方法应用于软件的开发、运行、维护过程。其目标是提高软件的质量与生产效率，最终实现软件的工业化生产。 软件工程将软件开发分为如下六个步骤：（ 1）制定计划：确定要开发软件系统的总目标，研究软件可行性，探讨解决问题的可能方案。（ 2）需求分析：对待开发软件提出的需求进行分析并给出详细的定义。（ 3）软件设计：把已确定了的各项需求转换成一个相应的体系结构。进而对每个模块要完成的工作进行具体的描述。（ 4）程序编写：把软件设计转换成计算机可以接受的程序代码。（ 5）软件测试： 使用测试用例检验软件。（ 6）系统维护： 对软件的运行过程进行维护。瀑布模
17、型作为软件工程模型的基础，不仅规定了各项软件工程活动， 而且规定了它们自上而下，相互衔接的固定次序， 参看图2-1， 如同瀑布流水，逐级下落。然而软件开发的实践表明，上述各项活动之间并非完全是自上而下。 如果前一项活动出现问题，必须返回重做， 当其工作得到用户确认，才能继续进行下一项活动，在图 2-1 中由向上的箭头表示。图2.1软件生存周期的瀑布模型2.2 数据库SQL ServerSQL Server 即是一款成熟的关系型数据库管理系统，是一个采用 SQL 语言的关系型数据库管理系统系列。 SQL Server 是一经推出迅速成为 Windows NT 网络方案的首选数据库系统，经历 SQ
18、L Server 7.0、 SQL Server 2000、 SQL Server2005至最新的 SQL Server 2008，它着眼于 Internet 背景下网络数据库的应用与开发，具有现代数据库管理系统所应具备的各种强大功能外，并且在支持 Internet 技术方面提供了 HTTP 的支持，为 Web 用户提供了功能完善的网络数据管理与数据分析解决方案。本系统采用的 SQL Server 2000 在客户机/服务器模式、多层结构式以及 Database Web应用等软件中都扮演着后端数据库的角色。2.3 UML 建模为了进行有效的开发，有必要按照实际情况构建学校考试业务模型，然后进行
19、可视化分析与设计，选择建模语言是至关重要的， UML 作为一种优秀的建模语言，适用于开发过程的各个阶段，是一种定义良好、易于表达、功能强大的通用可视标准图形化建模语言。它有助于开发者对整个系统有清晰的认识，从而建立各种系统模型并为后期编码做准备。UML(Unified Modeling Language，统一建模语言)是一种用于描述、构造软件系统以及商业建模的语言，它综合了在大型、复杂系统的建模领域得到认可的优秀软件工程方法。 UML 提供五类（ 9 种） 图形， 能够系统的用户和开发人员之间建立起沟通的桥梁，让开发者用标准的、易于理解的方式建立起能够表达出他们想象力的系统蓝图，并且提供一种机
20、制，以便于不同的人之间有效地共享和交流设计结果。2.4 ASP.NET使用 B/S 模式开发 Web 应用程序的技术手段有 ASP(Active Server Pages)、 PHP(Hypertext Preprocessor)、 JSP(Java Server Pages)、 ASP.NET 等几种。ASP 是一个采用脚本语言 JavaScript 或 VBScript 的服务器端的开发技术， 其优点是简单易学， 缺点是仅局限于使用脚本语言，不能够完成功能完善的语言所做的所有工作，性能低下。 PHP 的特点是开放源代码和跨平台，与 MySQL 是绝佳的组合。缺点是安装的步骤相当复杂，会话管
21、理较弱。 JSP 依托强大的 JAVA 类库，功能非常强大，其技术特点是：将内容的生成和显示进行分离；强调可重用的组件；采用标识简化页面开发。 ASP.NET 是一个 Web 开发平台，提供了构建企业级应用程序所需的服务、编程模型和软件基础架构。作为 Microsoft.NET 平台的一部分， ASP.NET 提供了一种基于组件的、可扩展且易于使用的方式来构建、部署及运行面向任意浏览器的 Web应用程序。2.6 本章小结本章结合考试管理系统的设计与实现对软件工程、数据库、 UML、开发模式、 ASP.NET 等相关知识进行简单介绍，重点介绍了 ASP.NET、 SQL Server 数据库基本
22、知识，这些技术是考试管理系统开发的理论基础与技术手段，有了这些技术才能保证系统开发得以顺利开展。第三章 系统需求分析依据软件工程的基本原理，本章将对学校考试管理系统进行需求分析，软件需求反映用户对目标软件系统在功能、行为、性能、设计等方面的期望，是系统设计开发的依据。 本章结合 UML 建模工具，与学校考试业务相关用户沟通，了解现有的考试组织管理结构、业务流程及目前工作实际情况，从宏观上把握系统的具体需求方向和趋势。结合现有的硬件、软件实现环境，设计系统原型和系统用户、相关人员一起探讨设计的合理性、准确性、便易性，最终得到明确的系统开发需求。3.1 现有考试体系业务调查与分析考试是目前学校检验
23、教师教学成果和学生学习 效果的重要方法之一，我校每学期要对所开设的课程进行一次考试，由学校教务处负责此项工作，其工作流程简述如下：（ 1） 教务处启动考试业务，核实各个教学班学生人数和相应的教师信息，以便确定考试的规模。通知各任课教师结合课程目标提交一套考试卷，为了规范考试，教务管理人员制作 Word 模板，让教师利用统一的模板产生试卷。（ 2） 教师在接到通知后，根据教学计划和教学大纲，搜索查找或自己设计相关的题目，组合形成考卷。（ 3） 教务处收取试卷，根据各班学生人数， 大量印制考试试卷，安排各门课程的考试时间，依据学校现有教室情况为每个教学班分配考场， 组织单人单桌考试。（ 4） 教师
24、根据考试时间安排的要求， 在规定的时间领取试卷， 在考前指定的时段内对入场考生进行身份核对，监督学生考试。（ 5） 学生根据考试时间安排，在规定的教室接受教师的身份验证，一般是通过身份证和学生证的核实来确认身份；在指定的考试位置答题，根据学科不同，进行单选、复选、判断、简答、论述、编程对应题目的解答，学生必须在规定的时间完成答题任务，一般是 2 小时，可提前交卷，但不可超时，如果在规定的时间没做完，教师将强行收取学生试卷。（ 6） 学生考试结束后，教务处组织相关科目的任课教师阅卷。教师到教务处领取所教授课程对应班级的试卷，检查学生客观性试题的答题情况，核对标准答案， 根据对错情况，给对应的分值
25、；对于主观性题目，教师结合参考答案和学生的做题情况，酌情给出分数。判卷完毕后，合计学生的得分，产生学生本门课程的考试成绩。（ 7） 教师统计分析所担任科目、班级的考试情况。根据学生平时听课、作业等情况给每个学生一个平时成绩，结合考试成绩加权求和，核算出该学生的对应课程的期末总评成绩，绘制课程平时成绩、考试成绩、总评成绩表格上报教务处。图 3.1 目前考试业务流程学校每学期对每门课程都在重复这一过程，随着学校招生规模的递增， 这种传统的考试组织方式大部分都是手工完成的，效率低下，容易出错，对于有限的教务人员和教师来讲，组织一场考试要付出的工作量是可想而知的。 同时大量试卷的印制也造成巨大的浪费。
26、学校考试管理系统的开发将会大大规范化传统考试模式中的教师出题、制卷、分配考场、考试、阅卷、成绩统计等多个环节，可以节约大量的人力、物力和财力， 实现无纸化考试，使考试这项常规而繁琐的任务的实现变得更加方便，提高管理效率，提升学校的整体教学管理水平。 可见，考试管理系统的成功开发将会为学校带来一定的经济和社会效益。3.2 可行性分析（ 1） 使用的可行性：目前学校已成功搭建校园网，学校领导十分注重及强调提高教学质量，注重提高效率，改革教学观念、教学手段、教学内容、考试方式等，这些为开发考试管理系统提供了基础条件和管理上的支持。同时学校拥有数量众多的计算机，学生普遍具备了熟练操作计算机的基本技能，
27、只要考试管理系统本身界面友好，操作简单，就不会因为使用计算机进行考试影响考生考试中的正常发挥。以上情况可以表明使用计算机进行考试是完全可行的。（ 2） 技术上的可行性：开发人员已经具有软件设计的经验，掌握了开发考试管理系统所必须的前台控制技术、后台的数据库技术，以及相关的网络平台构建技术，并且当前的软、硬件环境完全能够满足设计考试系统开发的要求。（ 3） 经济上的可行性：学校考试管理系统由学校立项开发，开发人员全部是学校教师及相关技术人员，开发团队利用业余时间进行设计开发，他们熟悉学校现行的考试机制，拥有一定的项目开发经验，系统开发成本较低。综合以上因素，开发学校考试管理系统是可行的。3.3
28、系统用例分析系统用例描述人们如何使用一个系统。 在 UML 建模过程中，用例图是需求分析的有效工具，使用用例视图可明确显示谁是相关的用户、用户希望系统提供什么样的服务，以及用户需要为系统提供的服务，直观形象的图形化表示不仅方便和系统的各类用户交流系统模型， 而且也便于软件开发人员清晰地认识整个系统的流程和功能， 最终实现这些元素。图 3.2 考试管理系统用例图3.4系统配置从以上的分析可以看出， 要实现学生网上考试、教师组卷和题库管理等功能，考试管理系统构造为 Web应用程序类型。在开发中可采用 ASP.NET技术， 利用.NET强大功能， 增加 Web 页面的动态性和交互性。用户界面在客户端
29、运行，业务逻辑放置 Web 服务器上， 实现集中控制。在这种结构下，用户所需要的仅仅是页面浏览器，不需要安装客户软件。3.5 本章小结本章按照软件工程的理论，对现有学校考试业务进行调研，结合 UML 对系统的需求的需求建模，并进行详细分析， 归纳系统的基本功能，提出系统配置方案。第四章 系统设计由上一章的系统需求分析的结果可知，考试管理系统适合采用 Web 应用程序模式进行设计实现。考虑到系统的灵活性、稳定性、安全性、可扩展性、兼容性及使用的方便性，采用最新的面向对象方法与技术，设计系统的逻辑功能和数据库结构。4.1系统总体设计为增强系统的可维护性，采用了分层的设计理念，在整体上将系统划分为数
30、 据库、数据访问层和业务逻辑层三个层次。如图 4.1 所示。图 4.1 系统整体架构其中，数据库系统是考试管理系统的最底层，它存储系统的所有基础数据和动态生成的业务数据。数据访问层根据业务的需要封装了数据库的选择、添加、更新和删除等操作，同时还为业务逻辑层提供访问数据的接口等，是数据库与业务逻辑层间的桥梁，业务逻辑层通过该层对象的操作即可访问系统数据库，实现数据库与业务逻辑层的独立，有效地提升了系统的可扩展性和业务变更的灵活性。业务逻辑层是对系统的业务逻辑的具体实现，本系统的业务逻辑主要利用 .NET 页面类进行实现，.NET 页面类在.NET 机制下，通过浏览器驱动业务运作。4.2功能模块设
31、计本程序基于Asp.Net架构，使用C#语言及SQL Server等软件，将程序划分为学生功能模块，教师功能模块，管理员模块等三大模块，如图4.2所示；采用“学生答题，教师出题，自动阅卷”的理念，初步完成该系统的各项功能。图4.2 功能模块关系4.3 结构设计4.3.1学生功能设计学生主要功能实现为:当学生输入自己学号及对应密码后进入考试系统中勾选考试须知后正式进入考试,选择选择学生当前需要考试的项目并开始考试(只能选择一次),完成后交卷即查看结果，如图4.3所示。图4.3学生主要功能4.3.2教师功能设计教师主要功能如图4.4所示。图4.4教师主要功能4.3.3管理员功能设计管理员功能的设计
32、主要有：对学生信息、教师信息、管理信息的增删查改。4.4数据库设计4.4.1 管理员信息表：Admin管理员信息表用来存放管理员的信息，如表4.1所示：表4.1管理员信息表列名类型允许Null说明IDintNotNull管理员IDNameVarchar(50)NotNull姓名PWDVarchar(50)NotNull密码JoinTimeVarchar(50)Null创建时间4.4.2 教师信息表：Teacher教师信息表用来存放教师信息，如表4.3所示： 表4.2教师信息表列名类型允许Null说明IDVarchar(50)NotNull教师IDnameVarchar(50)NotNull姓名pwdVarchar(50)NotNull密码JoinTimeVarc
