《數(shù)據(jù)庫原理及應用》在線考試系統(tǒng)的設計

韓笑++章偉++劉振源

摘要：隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)考試的諸多弊端日益突出，基于網(wǎng)絡的在線考試是網(wǎng)絡技術和教育信息化發(fā)展的必然趨勢?！稊?shù)據(jù)庫原理及應用》在線考試系統(tǒng)以解決傳統(tǒng)考試過程中的工作量大、效率低、資源浪費等問題為目的，采用B/S架構設計，是一個典型的基于教師、學生、管理員三類用戶的信息管理系統(tǒng)。

關鍵詞： 在線考試系統(tǒng)；設計； B/S； 需求分析； 數(shù)據(jù)庫設計

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）07-0113-03

1 概述

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術、多計算機技術的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡技術、多媒體技術、計算機技術等在現(xiàn)代教育領域大范圍普及，教育方式正面臨著一場巨大的變革。傳統(tǒng)的考試的諸多弊端日益突出，例如考試效率不高、缺乏公平性、試題再利用性差、保密性低、成本較高等，使得傳統(tǒng)考試很難與新的教育方式接軌，線上考試應運而生。作為一種適應時代的新型的考試方式，在線考試解決傳統(tǒng)考試過程中的工作量大、效率低、資源浪費等問題，越來越多的高等院?？荚囈呀?jīng)選擇了采取線上考核的形式[1]。

基于網(wǎng)絡的在線考試是網(wǎng)絡技術和教育信息化發(fā)展的必然趨勢。在線考試系統(tǒng)使考試管理工作更加規(guī)范化、信息化與自動化，不僅減輕教師的工作負擔，而且提升考試管理水平與工作效率[2]。

在線考試系統(tǒng)的實現(xiàn)可以避免傳統(tǒng)考試方式中的一些缺陷。首先，節(jié)約了教學成本，在線考試系統(tǒng)無需印刷上的費用，工作人員需求量相對減少，節(jié)約大量人力、物力[3]；其次，計算機自動從卷庫中抽取試卷、批閱試卷，減輕教師負擔，提高管理效率[4]。最后，考試批閱由計算機完成，避免教師批閱過程中的主觀影響，提高了考試成績的準確性和公平性[5]?？傊?。在線考試系統(tǒng)在實際應用中具有重要的實踐意義。

基于《數(shù)據(jù)庫原理及應用》課程的在線考試系統(tǒng)實現(xiàn)基于教師、學生、管理員三類用戶的個人信息管理、考試資格管理、考試管理、批閱試卷、成績管理等功能。

2 系統(tǒng)需求分析

2.1 功能需求

《數(shù)據(jù)庫原理及應用》課程考試僅涉及單選題、判斷題和主觀題，為了便于學生考試的管理及老師統(tǒng)計分析考試結果，急需將考試由線下模式轉化為線上考試。軟件實現(xiàn)了學生隨機抽取某套試卷進行《數(shù)據(jù)庫原理及應用》課程的考試，提交試卷后立刻反饋客觀題考試成績，教師評閱完主觀題之后，得到學生考試總成績及考試結果統(tǒng)計分析等功能[6]。具體功能如下：

登錄驗證：系統(tǒng)根據(jù)用戶登錄的賬戶、密碼和用戶身份驗證用戶狀態(tài)；

個人信息修改：用戶根據(jù)自身情況修改個人信息；

密碼修改：用戶根據(jù)自身情況修改個人密碼；

參加考試：用戶登錄系統(tǒng)，抽取試卷，參加考試；

提交試卷：參加考試后，提交試卷，得到客觀成績；

查看成績：用戶查看考試成績；

批閱主觀試卷：老師選擇學生，給出主觀題得分；

查看試卷分析：系統(tǒng)通過分析學生成績得到成績分析圖；

創(chuàng)建學生用戶： 管理員導入EXCEL表；

審核考試資格： 管理員修改考生考試權限；

開通補考權限： 管理員審批補考學生權限。

2.2 性能需求

在線考試系統(tǒng)主要功能是實現(xiàn)學生在線考試，所以對系統(tǒng)的速度、負載、容量、實時性都有相應的要求。系統(tǒng)自動生成報表時間需小于10s，更新數(shù)據(jù)庫時間平均小于1s；系統(tǒng)在100個用戶并發(fā)訪問時90%的時間能正常工作，允許500M以上的并發(fā)數(shù)據(jù)流量；數(shù)據(jù)庫的每個表單能存儲10萬條記錄，服務器能存儲100G的文件，并且系統(tǒng)必須及時更新數(shù)據(jù)庫。

2.3 質量屬性

在線考試系統(tǒng)需要滿足用戶所有的需求功能完備，符合法定的相關標準、協(xié)議、規(guī)則，并且系統(tǒng)需要易于維護、修改、剔除缺陷，及時給用戶反饋結果。系統(tǒng)界面簡潔明了，用戶可以短時間內學會該軟件，在崩潰時可以自動保存數(shù)據(jù)，因軟件缺陷而導致的故障頻率比較低[7]。

2.4 對外接口

在線考試系統(tǒng)對外接口提出了基本要求，外觀要求界面操作簡單、方便、美觀、一致；實用靈活，系統(tǒng)操作快捷、按用戶操作習慣。

3 系統(tǒng)設計

3.1 功能模塊設計

《數(shù)據(jù)庫原理及應用》課程在線考試系統(tǒng)包括系統(tǒng)登錄、個人信息管理、考試資格管理、考試管理、批閱試卷、成績管理等功能。系統(tǒng)共包括三種身份用戶，管理員賬戶是系統(tǒng)自動分配的，系統(tǒng)不提供注冊功能。

管理員主要實現(xiàn)審核學生考試信息、查看成績、創(chuàng)建學生賬戶、創(chuàng)建教師賬戶、對學生信息增刪改查、查看成績報表、增刪改查教師信息等功能。

教師具有管理個人信息、批閱學生主觀題試卷、查看成績等功能。

具體功能模塊劃分如下圖所示：

3.2 數(shù)據(jù)庫設計

3.2.1 數(shù)據(jù)庫概念模型設計

系統(tǒng)共包括三種身份用戶：管理員、教師、學生，包括管理員表、學生表、教師表、單選題表、課程表、判斷題表、主觀題表、成績表、審核結果表等9張表。數(shù)據(jù)庫每一個關系都滿足3NF，具體如下：

管理員表（管理員編號、管理員姓名、管理員登錄密碼）；

教師表（教師編號、教師姓名、教師登錄密碼）；

學生表（學生學號、學生姓名、學生性別、學生年級、學生登錄密碼、學生審核結果）；

課程表（課程編號、課程名稱、課程教師編號、考試時間）；

單選表（單選題序號、題目內容、A選項、B選項、C選項、D選項、正確答案、試卷編號）；

判斷題表（判斷題序號、題目內容、正確答案、試卷編號）；

主觀題表（主觀題序號、題目內容、試卷編號）；

成績表（序號、學生學號、課程編號、學生單選答案、單選得分、學生判斷題答案、判斷題得分、學生主觀題第一題答案、主觀題第一題得分、學生主觀題第二題答案、主觀題第二題得分、學生主觀題第三題答案、主觀題第三題得分、學生主觀題第四題答案、主觀題第四題得分、學生主觀題第五題答案、主觀題第五題得分、學生主觀題第六題答案、主觀題第六題得分、學生主觀題第七題答案、主觀題第七題得分、學生主觀題第八題答案、主觀題第八題得分、學生主觀題第九題答案、主觀題第九題得分、學生主觀題第十題答案、主觀題第十題得分、客觀題得分、主觀題得分、總成績）；

審核表（編號、學生學號、學生姓名、學生專業(yè)、學生年級、課程名稱、授課教師姓名、學生審核結果）。

數(shù)據(jù)庫概念模型設計如圖2數(shù)據(jù)庫概念模型圖所示：

3.3 技術路線及關鍵技術

系統(tǒng)采用B/S架構（Browser/Server，瀏覽器/服務器模式）設計，避免了客戶端的安裝，直接在有互聯(lián)網(wǎng)的情況下可以訪問系統(tǒng)頁面[8]。系統(tǒng)基于.NET的標準三層架構模式，三層分別為：數(shù)據(jù)訪問層、業(yè)務邏輯層、視圖層即表示層。

數(shù)據(jù)訪問層封裝了對數(shù)據(jù)庫中原始數(shù)據(jù)的一些操作，根據(jù)業(yè)務邏輯層的需求制定相應的SQL語句，返回數(shù)據(jù)庫中的值或將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，例如對數(shù)據(jù)的增加、刪除、修改、查詢等。業(yè)務邏輯層主要是對程序接收的數(shù)據(jù)進行相應的處理，針對數(shù)據(jù)訪問層進行操作，來完成一系列的功能，基本上所有的用戶命令由這一層通過調用數(shù)據(jù)訪問層的方法來實現(xiàn)。表示層為面向用戶的部分，可以是web方式也可以是WinForm方式，其為面向用戶的部分，為用戶提供交互式的界面，用來接收用戶的請求并顯示返回的數(shù)據(jù)給用戶。具體系統(tǒng)架構如下圖3系統(tǒng)體系架構所示。

《數(shù)據(jù)庫原理及應用》在線考試系統(tǒng)關鍵技術：利用CSS3提供的多媒體查詢功能使頁面實現(xiàn)自適應屏幕，可在多個終端上使用該系統(tǒng)；使用動態(tài)生成圖片的技術生成驗證碼；文件下載采用二進制流式下載；信息查詢采用動態(tài)數(shù)據(jù)庫綁定技術；為方便頁面統(tǒng)一規(guī)劃采用母版頁、TreeView控件的形式；動態(tài)引用JavaScript生成日歷，方便教師選擇考試時間。

4 總結

本文針對《數(shù)據(jù)庫原理及應用》在線考試系統(tǒng)做了詳細設計，分析了在線考試系統(tǒng)的意義，介紹了系統(tǒng)需求，明確了系統(tǒng)所需實現(xiàn)的功能，提出了系統(tǒng)整體解決方案，完善了數(shù)據(jù)庫設計。以《數(shù)據(jù)庫原理及應用》在線考試系統(tǒng)為例，對在線考試系統(tǒng)的設計提供了參考價值。

參考文獻：

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[3]楊露，朱誠，葉勇.基于B/S模式的無紙化考試系統(tǒng)研究[J].實驗科學與技術，2011（3）：62-63+142.

[4]董紅影.程序設計在線練習與考試系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].廣州：中山大學，2014.

[5]王瑞.網(wǎng)上評卷與自學考試信息化建設——以甘肅省為例[J].中國考試，2014（5）：46-51.

[6]何員子.在線考試系統(tǒng)的需求分析和總體設計[J].電腦知識與技術，2015（32）：49-51.

[7]祿柳.基于WEB的試題庫組題策略的研究與實現(xiàn)[D].大慶： 東北石油大學，2013.

[8]李曉慧.asp.net三層架構體系的分析與應用[J].計算機光盤軟件與應用，2012（18）：221-222.