1、 摘 要 计算机及其相关技术的发展使其产生了很多与人们日常生活息息相关的产品， 网络考试 就是其中之一， 其作为 现代远程教育的一个重要组成部分，其因 公正性， 准确性， 安全性，灵活性， 方便性 以及 及时性 等特点，已成为当前国际上普遍采用的一种考试和认证方式，而试卷管理系统的设计与开发关系着整个考试系统的性能与功能， 本系统 是一个基于 B/S 模式的管理 系统，它的 实现结合了网络技术和数据库技术，利用当前的校园网络资源，可以实现本校范围内各种可以进行 试卷管理 和 测试，能够切实的减轻教师和考生的负担，提高教学效率。 本文 首先 分析 了 当前考试 方式的 特点和不足 之处， 同时，
2、指出了 采用无纸化试卷管理 的优点 ， 并因此提出 试卷管理 系统 构成 ，设计思想和实现， 本文的特别之处在于对一些组卷方面的算法深入 的 研究和探讨， 最后分析了当前系统的不足和下一步的开发方向。 关键词： 试卷管理 系统 ； MVC 模式 ； 试卷生成算法； 数据库 ABSTRACT With the development of computer and its relate technology, more and more products which relate to the peoples life are produced, the network examination,
3、 which is an important part of distance education and for its advantage including equity, veracity, security, agility, celerity, has been widely used in the international examination. And the development of paper management system is related to the function and performance of the network examination
4、 system. This system is based on B/S mode and is an important application of computer in this age of Information Technology in that it can realize paperless management and the examination on all courses, using the resource of campus network. This article analyzes the speciation and weaknesses of the
5、 recent way of examinations indicating that it will gradually be substituted by network examinations, thus present a design of a web-based paperless management system as well as its structure and implementation. The special of this paper is discussing many algorithms to realize generate test paper,
6、At last the insufficient of the system and the future work directions are discussed. Key words： paperless management system； MVC patterns； the algorithms to generate test paper； Database目 录 第一章 绪论 1 1.1 系 统背景 1 1.2 主要内容和研究意义 1 1.3 论文的组织结构 3 第二章 无纸化试卷管理系统研究综述 4 2.1 试卷管理系统研究现状与发展趋势 4 2.2 试卷管理系统的作用 5 2
7、.3 试卷管理系统设计的相关原理 5 第三章 无纸化试卷管理系统的分析 10 3.1 系统需要解决的主要问题 10 3.2 系统需求功能描述 11 3.3 系统运行环境 12 3.4 系统数据库的设计 12 第四章 无纸化试卷管理系统的总体设计 20 4.1 整 个系统的总体设计 20 4.2 试题管理与阅卷子系统 22 4.3 科目与用户管理子系统 23 第五章 无纸化试卷管理系统的实现 24 5.1 试题管理与阅卷子系统模块设计 24 5.2 用户与科目管理子系统模块设计 26 5.3 对组卷算法的探讨与研究 28 5.4 与数据库的连接 31 第六章 系统的不足与展望 33 6.1 系统
8、的不足 33 6.2 总结与未来的发展展望 33 参考文献 35 外文资料 中文译文 致 谢 第一章 绪论 1.1 系统背景 自从 人类进入 21 世纪以 来 ，随着 以 计算机和互联网为代表的信息技术的高速发展和 现代化 教育改革的不断深入，使得远程教育和 无纸化的 考试将成为人们接受再教育 或 终身教育的主要形式，传统的考试方式必将面临着变革，因此 ， 基于 Web 技术的网络考试 将会 是一个很重要的发展方向 ， 网络考试 因其公正性，安全性，准确性，灵活性，及时性以及方便性等特点，已成为当前国际 上普遍采用的一种考试和认证方式。 例如全球闻名 的美国思尔文学习系统有限公司（ Sylva
9、n Learning System Inc.）的计算机化考试，包括计算机类的微软专家认证，外语的 GRE， TOFEL 等，还有 IBM， Cisco 等公司推出 的各类认证考试，他们设计的这些考试形式可以说从一个侧面反映了未来考试的发展方向。 在这些红火的考试背后无一不有着试卷管理系统的重要作用，只有通过这个系统对试题和生成的试卷进行良好的管理才能保证考试的顺利进行。 基于 Web 技术的网络 考试系统可以借助于遍布全球的互联网进行，因此考试既 可以在本地进 行，也可以在异地进行， 将不会再受到 时间和空间的限制， 这就 大大 提高 了考试的灵活性 ， 同时， 试 题是 根据题库中的内容即时
10、生成 的 ， 这样就 可 以 避免考试前的押题 ， 而且可以采用大量标准化试题，从而 可以 用计算机 进行 自动阅卷， 这将 大大提高阅卷效率 ， 还可以直接把成绩送到数据库中，进行统计、排序等操作 ， 现在 的 网络考试 通常是把 试题内容放在服务器上，考生通过 用户 名和考号进行登录，考试 的标准 答案 存放在服务器 的数据库 中，这样考试的公平性、答案的安全性 都 可以得到有效的保证。 因此，采用 Web 网络考试方式将是今后考试发展的趋势 ，而 作为考试系统的重要和基础的组成部分，无纸化试卷管理系统是当前研究的热门领域。 1.2 主要内容和研究意义 目前， 学校与社会上的各种考试大都采
11、用传统的考试方式，在 这种 方式下，组织一次考试至少要经过五个步骤，即人工出卷、考生考试、人工阅卷、成绩 登记 和试卷分析。显然，随着考试 种类 的不断增加 和 考试要求的不断提高，教师的工作量将会越来越大，其工作将 会 是一件十分 繁 琐和 容易出错的事情， 同时，一次考试 所能得到 的反馈较弱， 组卷 的随意性大，全凭教师的主观感觉来评价一套试卷的难易程度，对成绩的分析停留在平均分，及格率的表面层次上 ，难以统计出学生对于各 个 知识 点 的掌握程度，再者，成绩公布前考生为查看成绩而给教师和教务部门带来的麻烦也不小，人情分的情况难免出现， 因此， 可以说传统的考试方式已经不能适应现代 教育
12、 的需要。 当然利用计算机考试也不是一件容易的事，首先，人们习惯于传统笔和纸的考试方式，如果利用计算机考试就必须考虑到实施中很多具体的问题，其次，目前计算机考试还有一定的局限性，特别是在题型方面，虽然计算机可以很好的完成客观题的阅卷评分工作，但目前对于主观题还主要是靠人工阅卷，再次，利用计算机考试需要购置相应的终端设备，如架设网络，添置 服务器 和个人终端等，这 将 会 是一笔不小的投资 。 尽管当前计算机考试技术还有一些不足的地方，但是我们可以看到现在传统的考试方式已经显得捉襟见肘，现在我们可以将计算机考试运用于一些合适的场合，如客观题比较多的科目上，而且随着计算机信息技术和人工智能技术的进
13、一步发展，上述提到的种种问题将逐步得到解决，计算机考试的应用范围也将越来越广，因此， 计算机考试虽是一项新生事物，当我们已经可以看到它必将有着蓬勃的生命力，而作为无纸化考试系统的一个重要组成部分， 我们 很 有必要研究一下 试卷管理 系统的 开发与建设，使其能在各种考试中发挥 作用。 目前，网络应用软件的模式主要有二类： Client/Server 模式 （简称 C/S 模式） ，Browser/Server 模式 （简称 B/S 模式） 。前者 需要在客户端上安装相应的软件， 这样可以减少服务器与客户端的通讯负担，但同时在 维护、升级 方面 也会变得很 麻烦，后者是近几年伴随 着互联网 迅速
14、发展起来的一种技术 ， 它的出现大大减轻了客户端的负担， 客户端是一个标准的浏览器， 如 IE, Mozilla Firefox等浏览器，服务器端是 Web Server， 而 Web Server 与数据库和应用服务器的紧密结合，使得这种模式的 应用范围不断扩大，它已不仅仅用于网上查询，有很多部门的业务系统、企业的 MIS 系统纷纷采用这种模式， 其 主要优点 在于 便于扩充应用 ， 便于升级维护 ，降低了用户的总体成本。 利用 目前的 网络和 数据库技术，结合 互联 网 快速发展 的有利优势 ，我 们 开发了基于 Java EE 的 B/S 模式的 无纸化 试卷管理 系统。它 使 用方便、
15、操作简单，效率很高 。现阶段 该 系统已经 实现了 随机出题、 客观题 自动阅卷，试题管理、修改题库、用户管理、科目管理、管理员管理、 成绩管理等重要功能， 实现了真正的无纸化 试卷管理 ，大大减轻了教师出题和阅卷等繁重的工作量。 同时，由 于采用了当前先进的开发技术和架构，这套考试系统能够很方便的增加新功能，为将来的升级打下了良好的基础。 整个考试系统采用 基于 MVC（ model-view-controller） 架构的 Java Web 开发方案 ，在服务器端我们采用 Mysql数据库系统 ， 采用 Tomcat 作为 Web 服务器，同时使用 Java， JSP， Struts， H
16、ibernate 等技术 和理论 来实现 考试的应用服务系统 ，客户端采用 普通的 浏览器来完成 试卷管理的 全过程，同时还可进行远程系统维护 、用户和科目的 管理。 Web 服务器接受请求，通过应用程序服务器执行 一个 JSP 程序，实现 了 客户机与服务器之间 信息资源的交互 。 数据库服务器用来存储 管理 系统中所用到的各种数据 ， 数据由数据库管理程序直接录入。系统的客户端只需要一个浏览器即可。相关人员通过浏览器来实现增加、删除和修改数据的操作，对信息进行管理。 本论文 论 述了一个功能较强大的 试卷管理 系统的 实现过程， 特别是在组卷算法方面 进行了深入 地 探讨和研究， 对不同算
17、法的优缺点及适用范围提出了自己的见解，同时，在对数据库的设计方面也提出了自己的看法。目前通过本论文中的设想构建的 系统基本上可以满足学校及现代信息 化企业的内部考试要求，可以 实现学校或企业的低成本投入，高效率 产出 的宗旨。 如果选用了本系统，老师和领导将可以通过互联网轻松地 组织试卷、 安 排 考试，大大节省了时间， 目前 本系统包括六种考试 题型 ：单选题、多选题、判断题、打字题、填空题、简答题 等 ， 其中前三种题型可以通过系统自动完成阅卷工作，这可以大大加快教师 和领导 的工作效率，减少负担，这六种题型已经基本覆盖了当前大多数考试的题型，因此能够 很容易满足学校、企事业单位的考核要求
18、，具有很强的实际意义和利用价值。 1.3 论文的组织结构 第一章：绪论。介绍了论文的选题背景、主要内容和研究意义。 第二章 ： 试卷管理 系统研究 综 述。简述 该系统 研究概况、存在的问题和国内外 发展现状，以及与系统设计相关原理。 第三章： 试卷管理 系统分析。介绍本系统的需求分析、功能需求描述、目标系统要求、系统平台选择、数据库设计、总体设计图及说明。 第四章： 试卷管理 系统的总体设计。简述系统总体设计图及其子系统。 第五章： 试卷管理 系统的功能实现。重点介绍各个模块以及子系统的实现过程 、特别是对组卷算法进行了 研究与探讨。 第 六 章： 该 试卷管理 系统的不足 、 改进设想 和
19、 总结。 提出目前本系统需要进一步完善的地方，以及 对整个系统 的 研究、开发工作进行归纳 和综合。 第二章 无纸化 试卷管理 系统研究综述 2.1 试卷管理 系统研究现状与发展趋势 网上考试 现在已经成为了 国际上普遍采用的考试和认证方式，通过 网络考试系统，考生可以 就近 完成考试 ，这可以大大减少时间和金钱的浪费，同时， 网络考试 现在也已经发展成为一门产业，通过它创造了很大的利润空间，解决了很多人的就业需要。 在国内 ， 随着各种网上课堂，远程教育的兴起，也出现了 不少的网络考试形式，虽然这些考试的规模和影响并不是很大 ， 但是他们从一个侧面也推动了中国现代化教育的发展。 目前， 网络
20、考试 呈现出以下的特点和发 展趋势： 方便学生考试，无时间和地域的限制，考生可以在一个考场里完成多门考试而不需要对考场进行大的调整。考生可以选择就近的考点和合适的时间来完成考试，这样有利于杜绝客观因素对考试的影响，有利于考生发挥出自己的真实水平。 能够随时更新考题，由于题目是保存在后台的数据 库中，在终端上只是显示考题，因此教师可以通过终端向数据库中容易地 添加、删除和修改试题 ，这样将可以很方便的将最新的试题反映到试卷中 。 考试透明度高，现在许多认证考试都能在考 试 完 成 后当场就得到分数和考试的分析，这都是借助于计算机系统自动完成的，这样就可 以减少评分过程中的主观因素，考试的公开度和
21、透明度都很高。 安全和保密性高， 由于题目是保存在数据库中，而访问数据库需要相应的密码才能进行，同时，在一个考场中的 每个考生的题目各不相同的，同一考生 即使多次 考同一门考试 ，其 题目也是不同的，因此这可以保证考试的公正性，防止作弊现象的发生。 考试正走向标准化和全球化，计算机考试的应用打破了传统的考试模式，通过计算机考试能够保证考试的严谨性，也使得授权认证能够得到广泛的认可。在考试界普遍认为计算 机考试是二十 一世纪的考试方式，目前，全球的计算机化考试正在迅猛的发展，现在我们 在学校里 就能通过互联网参加诸如 IBM、 Cisco、Microsoft 的公司组织的计算机认证考试，这些认证
22、为我们以后出去工作起到了添砖加瓦的作用。 作为考试系统的一个重要组成部分，试题的管理与试卷的生成将直接关系到考试能否顺利的进行 。 可以说，对于试卷的管理是考试的中心和灵魂环节。而无纸化的试卷管理系统又是实现网络考试的关键一环，它将直接决定网络考试的适应性、稳定性 以及其所能具有的功能。 2.2 试卷管理 系统的作用 利用 试卷管理 系统，教师只要将自己精心设计的试题和分值等信息存入数据库，将来在需要的时候计算机就 能自动生成试卷，自动完成评分工作，这将大大减轻 教师的 工作 负担 并 提高 了 其 工作效率，与此同时 考试的质量 也得到了保证 ，从而使考试更趋于公正、客 观，更 能 激发学生
23、学习兴趣。 2.3 试卷管理 系统设计的相关原理 2.3.1 开发工具的工作原理 本系统基于 Java EE 构建，采用 MVC 的 Struts 架构，在这个系统中用到了Java， JavaBean， HTML， JSP， JavaScript， Struts， Hibernate 以及数据库的相关技术。 MVC 模式是 “Model-View-Controller“的缩写，译为 “模式 -视图 -控制器 “。 MVC应用程序总是由这三个部分组成。 事件 (Event)的发生将会 导致 Controller 改变Model或 View，或者同时改变两者。只要 Controller 改变了 M
24、odels 的数据或者 属性，所有依赖的 View 都会自动更新。类似的，只要 Controller 改变了 View，View 会从潜在的 Model中 获取数据来刷新自己 ， 参 见图 2-1 和 表 2-1。 MVC 模式最早是 smalltalk 语言研究团提出的，应用于用户交互应用程序中。 Smalltalk 表 2-1 MVC 的分工与协作 模型 M 视图 V 控制器 C 分工 抽象系统应用的功能 封装系统的状态 提供使用系统功能的方法和路径 管理数据的存储和一致性 当数据发生变化时通知相关部分 抽象数据表达 表示针对用户的数据 维护与 Model 的数据一致性 抽象用户和系统的事
25、件的语 意映射 把用户的输入翻译为系统事件 根据用户的输入和上下文情况选择合适的显示数据 协作 当他改变系统数据时通知 View 能够被 View 检索数据 提供对 Controller 的操作路径 把 Model 表征给用户 当数据被相关 Model改变时更新表示的数据 把用户的输入提交给 Controller 把用户的输入转成对 Model 的系统行为 根据用户的输入和 Model 的动作结果选择合适的 View 语言和 java 语言有很多相似性 ,都是面向对象语言，很自然的 Sun 微系统公司 在petstore(宠物店 )事例应用程序中就推荐 MVC 模式作为开发 Web 应用的架构
26、 1。 Jakarta-Struts 是 Apache 软件组织提供的一项开放的源代码项目，它为 Java Web 应用提供了模型 -视图 -控制器 (Model-View-Controller ,MVC)框架，尤其适用于开发大型可扩展的 Web 应用 2。 MVC 模式其实是一种架构模式，需要其他模式协作完成 ， Struts 实现了 MVC 的 View 和 Controller 两个部分， Model 部分需要开发者自己来实现， Struts 提供了抽象类 Action 使开发者能将 Model 应用于Struts 框架中。 图 2-1 MVC 组件类型的关系和功能 Java 是由 Su
27、n 微系统公司所发展出来的程序语言，它本身是一种 面向对象（ Object-Oriented）的程序语言。 Java 是 一种 能跨平台使用的语言，这主要是因为 Java 本身被编译之后，并不是直接产生可执行的码，而是产生一种中间码叫做 “字节码” ，这种码必需在 通 过 Java 的 虚拟机 来解读它 才能够真正的被执行，所以只要平台上装有这种 Java 的 虚拟机 ，就能解读 字节码 也就能执行 Java 编译过的程序， 因此， 与 Java 程序是在 哪 种平台上被编译的，就完全没有 关 系了 3。Java 写出来的程序可分为两类，分别是 Java Applet 与一般的 Applica
28、tion。Application 类 与一般的程序如 C+的作用是 相 似的，是一个独立可执行的应用程序 。 Applets 类似于应用程序，但 是它们不能单独运行 ， Applets 可以在支持 Java的浏览器中运行 ， Applets 主要是内置于 HTML 网页中，在浏览时发挥作用 4。 Java 语言 的目标是为了满足在一个充满各式各样不同种机器，不同操作系统平台的网络环境中开发软件。利用 Java 程序语言，可以在网页中加入各式各样的动态效果。可以放上一段动画，加入声音，也可以建立交互式网页等 5。 JavaBean 是描述 Java 的软件组件模型，有 些 类似于 Microsoft 的 COM 组件
