试题库平台的设计与实现-本科毕业论文.doc

试题库平台的设计与实现通用试卷生成系统计算机科学与技术 魏 婧 指导老师：符开耀摘 要：随着当今计算机技术的飞速发展，计算机辅助教育（CAI）正在受到整个教育领域越来越广泛的重视。其中利用计算机进行考试题库的管理作为计算机辅助教育的一个重要分支和重要环节，是实现教考分离，提高学校教学质量的有效方法，因而已成为院校教学改革的重要内容。正是在这样一个背景下，为实现我们湖南科技大学计算机学院课程的教学改革，我们着手开发了一套通用试题库系统软件。本通用试题库系统是采用当今流行的Visual Basic语言开发而成。经过我们的多次测试，证明本套通用试题库系统软件具有界面友好，易于使用，通用性强的特点，其具有的录入系统，能录入可包含图形的各科目试题，从而生成不同科目的试题库系统，具有自动组卷方式的成卷系统，可以帮助非任课人员轻松地组成一套满意的试卷，还具有试卷编辑打印功能，能对生成的试卷进行再编辑，并可将编辑好的正式试卷打印出来。从而最终实现了考试出题的自动化。本文主要对通用试题库系统的子系统通用试卷生成系统的分析和设计进行了详细阐述。通用试卷生成系统采用的是当今最先进的遗传算法组卷，组成的试卷具有高智能性，试题重复度少，难度控制好等特点。关键词：通用试卷生成系统；数据库；Visual Basic语言；遗传算法The Design and Implementation on the General Test Library SystemThe General Paper Making SystemComputer Science and Technology Wei Jing Tutor：Fu KaiyaoABSTRACT：With the development of the computer technique, the Computer Aided Instruction (CAI) is becoming more and more important in the education field .Among them using computer to manage the test library as an important branch of the Computer Aided Instruction is a way to separate the testing and the teaching,in the same time, it also can improve the teaching quality.So this has been an important content of the college reform in education. It is under this background,in order to realize our education reform in the Computer course, that we develop a general test library system.This system is developed in Visual Basic language. This software has been tested by us and proved it has many characteristics, such as a friendship interface, convenience for using and general-utility. The system can copy all subjects test including graphics and automatically generate diferent test library system, It also has the function to make test paper manually or auto matically. This can help the teacher who doesnt teach the subject to make a satisfying paper. Furthermore the system can edit and print the test paper. It also can reorganize the test paper that has been generated and then print it. The software makes generating test paper automatically be true.This paper elaborates on the design and analysis of the General Paper Making System which is the sub system of paper making system.The system adoptes one of the most advanced paper-making algorithms,the GA paper-making. So the papers are characteristic of high intellegent,low repetition,adviable difficulty and so on.Keywords：The General paper making system;Database; VB Language; GA(Genetic Algorithms) 目 录摘 要IABSTRACT.II1 引 言11.1 研究的背景及意义11.1.1 研究试题库系统的背景11.1.2 研究试题库系统的意义11.2 现有题库系统状况及分析11.2.1 现有题库系统状况11.2.2 试题库系统实现分析21.3 研究通用试题库组卷系统的可行性22 开发工具简介32.1 Visual Basic 6.0 简介32.2 SQL Server 简介42.2.1 SQL基础42.2.2 SQL Server组件52.2.3 SQL语句52.2.4 DDL与DML52.2.5 复杂操作的实现62.3 ADO62.3.1 ADO简介62.3.2 部分ADO对象72.3.3 ADO存取数据73 需求分析93.1 系统功能分析93.2 系统数据分析93.2.1 数据录入和处理的准确性和实时性93.2.2 数据的一致性与完整性103.2.3 数据的共享性与独立性103.3 通用试卷生成系统分析103.3.1 试卷生成系统功能分析103.3.2 通用试卷生成系统业务流程图113.4 通用试卷生成系统的功能特点114 系统设计134.1 概要设计134.2 数据库设计134.2.1 系统E-R图134.2.2 系统数据表144.3 系统主要模块设计144.3.1 自动出题模块144.3.2 试卷参数分析模块154.3.3 试卷生成模块功能实现164.3.4 实现所需步骤165 通用组卷195.1 通用组卷系统的算法195.1.1 组卷算法的发展和概述195.1.2 遗传算法基本知识205.1.3 遗传算法设计的基本步骤225.1.4 遗传算法应用于组卷系统的优势225.2 基于遗传算法的组卷方法235.2.1 智能组卷模型235.2.2 智能组卷的遗传算法设计与实现265.3 实验结果及分析285.4 通用组卷系统实现界面295.4.1 参数输入295.4.2 试卷生成预览界面30结束语31参考文献32致 谢3311 引 言1.1 研究的背景及意义1.1.1 研究试题库系统的背景考试是整个教学过程中的重要环节，它是对学生所学知识和能力的一种评价，也是衡量教师教学效果优劣的一种教育测量手段。但是，目前许多考试的实施过程不完全科学，命题内容，评分标准等缺乏普遍的可比性，考试不够客观和准确。随着计算机科学的迅速发展和广泛应用，计算机技术已进入了现代教育领域，并形成了了一门新兴的边缘学科CAI（Computer Aided Instruction）。利用计算机建立试题库，实现计算机自动选题组卷，是CAI工程的重要组成部分，也是实现教考分离的一个重要手段。利用计算机组卷，不仅能节省教师的宝贵时间，提高工作效率，而且能消除出卷人主观意志的影响，使考试更加标准化，更加客观、真实、全面地反映教学的实际效果，有利于教学质量的提高。建立了试题库系统后，可实行教考分离，促使任课教师必须按照教学大纲的要求认真备课，认真组织教学内容，改进教学方法，对提高教学质量和整体教学水平有着非常重要的意义。每次考试后，还可利用计算机对试卷和考试分数进行分析和评价，使考试这一教学环节更加科学化1。1.1.2 研究试题库系统的意义考试是一项“测量工程”。从统计学的角度来看，考试是一种抽样测量，通常我们告诉学生的应考内容是考查的总体，而试题实际考查到的内容则是我们从总体中抽取的样本。要提高考试质量，在实施考试之前，先要进行设计。实施一次考试命题，不论主观上的认识如何，都在进行着不同形式、不同水平的设计，命题是考试设计的核心2。传统的命题是人工命题，往往凭主考者的经验编制试卷和评阅试卷。而我们许多重要考试的命题不够理想，往往不是命题人员专业知识缺乏和命题经验不足造成，而主要是命题计划不周及试题取样代表性不足。先经科学的设计而后按设计实施考试是现代考试的特点。提高考试的科学化程度，最重要的是加强考试的设计工作，提高考试设计的科学程度，把数理统计的方法引入考试工作，对试卷的编制和考试的质量进行定量分析。建立试题库，实现机器组卷能使科学的考试设计得以实施，是对教学工作加强宏观指导和管理的重要措施之一，有助于将课程教学的科学管理变成现实。研制试题库系统，是一项自然科学与教育科学，学术研究与教学研究相结合的研制课题，它的目的是运用教育测量学、考试学、教育统计学的理论和方法，总结广大教师的考试经验，建立科学的成卷理论，借助于计算机的先进技术，实现能用计算机生成试卷。1.2 现有题库系统状况及分析1.2.1 现有题库系统状况在国外，早己建立了一些针对标准化考试的试题库系统。例如：美国的TOEFL，GRE，GMAT等试题库计算机系统，已成功地运作了几十年，一直都能科学地测试出学生的实际水平。这表明用计算机来成卷是可能的而且是有效的。但是，这些系统涉及到的具体内容与细节，以及其设计思想与原理几乎都是保密的，要建立一套适合中国国情的试题库就只能靠自己努力。在国内，目前部分高校已联合开发了一些基础学科的试题库系统，但就使用范围而言，这些系统大多是某一学科的“专用”题库系统，而且有很强的封闭性，不能根据自己学科的实际情况进行调整，缺乏可扩充性和灵活性。这样，同一所学校要实现所有学科的计算机命题成卷，就必须为每一学科都开发或购置一套相应的试题库系统，这就必将导致大量的重复性劳动，浪费大量的资金。显然这种系统在一定程度上给人们的使用带来不便，也阻碍了系统的推广，因此这样的试题库系统是不完善的。1.2.2 试题库系统实现分析从组卷方面看，现有的试题库系统大体分三种：一种是将试题库看做试题集，命题时由具有丰富经验的教师逐题抽取；二是将试题库看做试卷集，将己经出好的试卷存储起来，在组卷时任意抽取一份；三是有自动形成试卷的功能，利用某种组卷策略，自动形成合理的试卷。前两种虽能保证试卷质量，但第一种与人工命题无异，第二种只能出有限份试卷，第三种则是随机出题，又有组卷策略可遵循，会形成千变万化的试卷，但所使用的组卷技术和策略有优有劣。在统计分析方面，现有的试题库系统大多只统计学生考试的结果，而没有对试题和试卷的评估，甚至有的系统连这一功能都没有。因此，为了更好地普及计算机命题，有必要研制一个通用的采用先进的组卷方法的试题库成卷系统。为此，本文着重对组卷算法进行研究，探讨一种合适的算法解决题库系统中自动选题成卷的问题，同时，在此基础上应用VB语言生成一个面向多学科的试题管理与自动成卷系统。1.3 研究通用试题库组卷系统的可行性从目前已运行的成卷系统来看，虽然不同学科的试题特征指标的命名不同，但其内涵是一样的；虽然不同学科的试题特征指标的个数不同，但有几个是必须的；从试卷的总体来看，关于试卷的质量评价标准有极大的共性，根据考试学理论，一份试卷质量的好坏与下列几个方面有关：（1）组成试卷的各个试题是否科学、合理；（2）试卷中试题的难度比例、考查的深度是否合理；（3）试卷的覆盖面、考查点是否能很好地代表整个考试的内容；（4）试卷所涉及到的知识是否很好地代表着需要考生掌握的知识，反映大纲要求；（5）试卷中的题目的形式是否新颖、丰富，比例是否恰当；（6）试卷能否达到考试功能，如选拔尖子或区分优劣等。因此，建立通用的多学科成卷系统是可能的。我们认为，系统的“通用性”的含义是：系统运行的软、硬件环境设置是通用的；系统的文件内部格式是通用的；系统采用的算法是通用的。通用试题库系统可以派生出任意学科的试题库系统，为多学科的试题管理和组卷服务，不仅可以节省经费，避免重复开发，而且还可以使学校管理走上规范化。2 开发工具简介随着微型计算机技术的快速发展，美国微软公司的Windows操作系统以具有多任务性、图形用户界面、动态数据交换、对象链接与嵌入式等强大功能，成为当今微型计算机操作系统的主流产品。为了适应这一趋势，许多商用软件公司提出了面向对象的可视化编程新理念，先后推出了基于Windows操作系统平台的软件开发工具，如Visual C+、Visual basic、Delphi、Java、PowerBuilder等。相对于其余面向对象的软件开发工具而言，Visual Basic（后面简称VB）简单易学，且强大的功能也绝非早期的Basic所能比拟。可以利用VB开发数学计算、数据库管理、客户/服务器软件、通信软件、多媒体软件和Internet/Intranet等应用软件。因此，我们选择VB系列产品中的一员VB6.0作为通用试题库系统的开发工具。而数据库，我们则选择功能强大且当今较流行的SQL Server 2000。2.1 Visual Basic 6.0 简介作为一种功能强大的开发工具，Visual Basic 6.0具有以下特点：（1）可视化的设计平台可视化设计工具把Windows界面设计的复杂性“封装”起来，程序员不必为界面设计编写代码，只需要利用系统提供的工具，在屏幕上画出各种对象，并设置对象的属性即可。可视化的设计平台为用户实现了程序设计过程的所见即所得，简化了编程的难度，提高了编程效率。（2）结构化的语言VB6.0是在结构化的Basic语言基础上发展起来的，继承了Basic语言结构化特点，语法简单，比较接近人类的语言和逻辑思维方式。（3）面向对象的程序设计方法面向对象的程序设计方法是把数据和程序封装起来作为一个对象，并为每一个对象设置所需要的属性。这些对象的建立不必用语句来描述，只需要从工具箱中拖出所需的对象放置在用户界面上，非常方便、快捷。由此建立了与面向过程程序设计截然不同的新的程序设计理念。（4）事件驱动的编程方式在VB6.0中对象与对象之间、对象与程序之间是靠事件来联系的。一个对象可以有多个事件过程，由用户操作引发某个事件来实现某个功能。开发人员不需要编写传统意义上的程序，没有明显的开始和结束标志，程序的执行是由“事件”的驱动来完成的。所以由事件来控制整个应用程序的流程。（5）交互式开发VB6.0使用交互方式开发应用程序。程序的编码、编译、测试三个步骤之间没有明显界限，用户输入代码时就进行解释，即时捕获并突出显示大多数语法或拼写错误，以便开发人员及时更正。同时，VB6.0为用户提供了大量的在线信息，供开发人员使用。（6）资源共享VB6.0提供动态数据交换编程技术（DDE），实现了Windows应用程序间的数据交换、数据通信功能。同时，它还可以通过动态链接库技术（DLL）将CC+或其他语言编写的程序加入到VB的应用程序中，或直接调用Windows的API函数，实现SDK所具有的功能。VB6.0提供的对象链接与嵌入技术（OLE），把应用程序作为对象链接起来嵌入到某个应用程序中，从而得到具有多种信息的集合式文件。（7）开放的数据库功能VB6.0具有强大的数据库管理功能。它支持多种格式的数据库访问和维护，如Microsoft Access、FoxPro、Paradox等。VB6.0提供了开放数据库互连技术（ODBC），可以通过直接访问或建立连接的方式操作后台大型网络数据库，如SQL Server、Oracle等3。2.2 SQL Server 简介2.2.1 SQL基础SQL（Structured Query Language，结构化查询语言）是一个功能强大的数据库语言，通常使用于数据库的通讯。ANSI（美国国家标准学会）声称，SQL是关系数据库管理系统的标准语言。SQL语句通常用于完成一些数据库的操作任务，比如在数据库中更新数据，或者从数据库中检索数据。使用SQL的常见关系数据库管理系统有：Oracle、Sybase、Microsoft SQL Server、Access、Ingres等等。虽然绝大多数的数据库系统使用SQL，但是它们同样有它们自立另外的专有扩展功能用于它们的系统。但是，标准的SQL命令，比如“Select”、“Insert”、“Update”、“Delete”、“Create”和“Drop”常常被用于完成绝大多数数据库的操作3。SQL语言有着非常突出的优点，主要是：（1）非过程化语言（2）统一的语言（3）是所有关系数据库的公共语言非过程化语言：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语句接受集合作为输入，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语句的输入。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，它是RDBMS的一部分，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，在哪儿使用索引合适，而用户则从不需要知道表是否有索引，有什么类型的索引。统一的语言：SQL可用于所有用户的DB活动模型，包括系统管理员、数据库管理员、应用程序员、决策支持系统人员及许多其它类型的终端用户4。SQL为许多任务提供了命令，其中包括：（1）查询数据（2）在表中插入、修改和删除记录（3）建立、修改和删除数据对象（4）控制对数据和数据对象的存取（5）保证数据库一致性和完整性以前的数据库管理系统为上述各类操作提供单独的语言，而SQL将全部任务统一在一种语言中。所有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RDBMS（关系数据库管理系统）转到另一个，所有用SQL编写的程序都是可以移植的。2.2.2 SQL Server组件SQL Server中提供了四种基本的服务类型，即SQL Server、SQL Server Agent（代理服务）、Distributed Transaction Coordinator（分布式事务协调器，DTC）和Microsoft Search（全文检索服务）。不同的服务完成不同的功能，SQL Server的正常运行离不开这些服务的支持。2.2.3 SQL语句SQL功能强大，是一种完备的数据处理语言，不仅用于数据库查询，而且用于数据库中的数据修改和更新，概括起来，它可以分成以下几组：（1）DML（Data Manipulation Language，数据操作语言）：用于检索或者修改数据。DML组还可以细分为以下的几个语句：SELECT：用于检索数据；INSERT：用于增加数据到数据库；UPDATE：用于从数据库中修改现存的数据；DELETE：用于从数据库中删除数据。（2）DDL（Data Definition Language，数据定义语言）：用于定义数据的结构，比如创建、修改或者删除数据库对象，DDL语句还可以用于创建用户和重建数据库对象。下面是DDL命令：CREATE TABLE，ALTER TABLE，DROP TABLE，CREATE INDEX，DROP INDEX（3）DCL（Data Control Language，数据控制语言）：用于定义数据库用户的权限。2.2.4 DDL与DML数据定义语言DDL：它是用来创建和修改数据库结构的一种语句，包括Create、Alter和Drop语句。数据操作语言DML：包括数据查询与数据更新。数据查询主要是由Select语句完成，这一点不再赘述。而数据更新所造成的风险大大超过数据查询。数据库管理系统必须在更改期内保护所存储的数据的一致性，确保有效的数据进入数据库，数据库必须保持一致性，DBMS还必须协调多用户的并行更新，以确保用户和它们的更改不至于影响其它用户的作业。用于修改数据库内容的SQL语句主要有以下三个：（1）Insert：向一个表中加入新的数据行。Insert语句还可以将多行数据添加到目标表中去，在这种形式的Insert语句中，新行的数据值不是在语句正文中明确地指定的，而是语句中指定的一个数据库查询。添加的值来自数据库自身的行，在某些特定的状态下，这是非常有用的。多行Insert语句为拷贝数据提供了一种紧凑而高效的方法，但我的试卷生成系统中没有使用这种方法，我在系统中是使用循环来完成多个记录的插入。（2）Delete：从一个表中删除数据行。（3）Update：更改数据库中已经存在的数据。Update语句用于更新单表中选定行的一列或多列的值。要更新的目标表在语句中定义，Set子句则指定要更新哪些列并计算它们的值。Update语句总是包含Where语句，而且Update语句比较危险，所以您必须明确地认识到Where语句的重要性，Where语句被用来指定需要更新的行。标准语法：UPDATE table_nameSET columnname1 = value1columname2 = value2WHERE search_conditionDelete语句标准语法：DELETE FROM tablename WHERE condition2.2.5 复杂操作的实现在信息管理系统中，我们往往会遇到归类、汇总、映射、索引、子查询等复杂操作，相应的支持与实现也比较复杂。如：GROUP BY方法GROUP BY子句语法为：SELECT column1，SUM（column）FROM list-of-tablesGROUP BY column-list；这个GROUP BY子句将集中所有的行在一起，它包含了指定列的数据以及允许合计函数来计算一个或者多个列。2.3 ADO2.3.1 ADO简介微软的JET数据库引擎提供了与数据库打交道的途径，我们是通过它以及Visual Basic 来访问数据库并对其进行各种操作。Visual Basic以及其他微软的软件产品都是通过共用JET数据库引擎，从而给用户提供了丰富的数据类型。ADO（ActiveX Data Objects）是基于组件的数据库编程接口，它是一个和编程语言无关的COM组件系统。本节主要简单介绍用ADO接口，希望对ADO开发人员有一定的帮助作用。因为ADO是一个和编程语言无关的COM组件系统，所以这里讨论的要点适用于所有的编程语言和编程环境，比如：VB、VBScript、VC、Java等等。ADO控件在数据库中的信息与将信息显示给用户看的Visual Basic程序之间架起了一座桥梁。我们可以设置ADO控件的各个属性，告诉它要调用那个数据库的哪个部分。缺省情况下，ADO控件根据数据库中的一个或多个数据表建立一个dynaset-type（动态集合）类型的记录集合。一个记录集合是动态的也就意味着，当原来的数据表中的容改变了以后，该记录集合中的记录也会随之改变。ADO控件还提供了用来浏览不同记录的各种跳转按钮。将ADO控件放置在窗体中之后，我们还必须在该控件与要处理的数据库之间建立联系5。2.3.2 部分ADO对象对于ADO其中对象来说，我个人觉得比较重要的是：Connection对象，Command对象和Recordset对象。下面就分别来谈一下。（1）Connection对象Connection对象用于建立与数据库的连接。通过连接可从应用程序访问数据源，它保存诸如指针类型，连接字符串，查询超时，连接超时和缺省数据库这样的连接信息。（2）Command对象在建立Connection后，可以发出命令操作数据源。一般情况下，Command对象可以在数据库中添加，删除或更新数据，或者在表中进行数据查询。Command对象在定义查询参数或执行一个有输出参数的存储过程时非常有用。（3）Recordset对象Recordset对象只代表一个记录集，这个记录集是一个连接的数据库中的表，或者是Command对象的执行结果返回的记录集。在ADO对象模型中，Recordset对象是在行中检查和修改数据的最主要的方法，所有对数据的操作几乎都是在Recordset对象中完成的。Recordset对象用于指定、移动行，添加、更改、删除记录。2.3.3 ADO存取数据下面具体地说说如何用ADO存取数据：在实际编程过程中使用ADO，一个典型的存取数据的步骤为：（1）连接数据源（2）打开记录集对象（3）使用记录集（4）断开连接ADO定义了一个可编程的对象集合，ADO对象模型如图2.1所示。图2.1 ADO对象模型3 需求分析需求分析的是软件定义时期的最后一个阶段，它的基本任务还不是确定系统怎样完成它的工作，而是确定系统必须完成哪些工作，即准确回答“系统必须做什么？”这个问题。它对整个系统的成败起着决定性的作用，所以需求分析应对目标系统提出完整、准确、清晰、具体的要求6。3.1 系统功能分析本系统是专门为我们计算机学院考试改革而设计的，针对我们计算机课程种类繁多，难度较大，课程跨度较大，且内容更新速度快的特点，该试题库应具有通用性强，操作简便，界面友好的特点，并且真正能实现了图文混合输入，混合编排，混合打印。该系统的功能需求如下：（1）题库录入功能：能将每道试题的全部信息（包括每道题的编号、章节号、试题题目、答案、难度等级等），按不同的题型录入到相应科目的试题库中，而且若试题或答案中含有图形，可以录入相应的图形。查询浏览功能对题库中的试题与答案可进行整体浏览。（2）题库维护功能：修改，更新题库中的试题（包括修改其所属科目）。（3）题库删除功能：删除试题库中的试题（包括删除某一科目的所有试题）等维护操作。（4）组卷功能：包括自动组卷和试卷输出两种子功能。l 自动组卷功能：根据用户输入的题型、每种题型的数量、所占的分值、难度比例以及章节知识点分布状况，先进行参数分析，通过后即可从试题库中按一定的组卷算法抽取试题组成一套试卷，答案亦随之生成。l 试卷输出功能：可通过调用Word将当前生成的试卷嵌入标准的试卷模板进行编辑排版，从而生成一套正式的试卷，可预览，并且审核后可将其打印输出。（5）试卷管理：主要是对生成的试卷进行分类保存，试卷查询等功能。（6）用户管理功能：包括添加用户、删除用户和权限管理等子功能。添加新用户时是必须填入相应的用户名和密码，并选定相应权限。只有系统管理员才具有添加新用户功能。权限管理为不同级别的用户设定密码，登录后方可进行对应的操作，如试题录入用户只具有试题录入和试题维护权限。而命题用户只具有所教课程的命题权限，系统管理员的权限则为整个系统，所有功能都可执行。3.2 系统数据分析作为一个信息处理系统，系统必须处理的信息和系统应该产生的信息在很大程度上决定了系统的面貌，对系统有深远的影响，因此，必须分析系统的数据要求，这是需求分析的一个重要任务。下面从三个方面来介绍。3.2.1 数据录入和处理的准确性和实时性数据的准确性对于一个系统来说是非常重要的，错误的输入会导致系统输出的不正确和不可用，从而使系统的工作失去任何意义，而数据录入的准确性又是数据处理准确的前提。特别是对于试题库系统来说，数据录入和处理的准确性更为重要，因为考试本身就是一项对准确度要求高的工作，如果试题录入错误就会导致试卷中出现错题，学生无法正常的考试；而处理不准确，后果则更加严重，将导致该试卷不能正确衡量学生的学习状况，学习水平，失去了考试的意义。在该系统中，数据录入和处理的实时性也非常重要。尤其是对于我们计算机学院来说，我们计算机专业本身就是一个发展、更新速度非常快的专业，专业更新，试题的录入处理也要时常更新才能跟的上当今计算机发展节奏。如果实时性不强的话，可能会导致试题老套，过时，没有新意且同一题出现频繁现象。3.2.2 数据的一致性与完整性由于系统的数据是共享的，在不同的题库类别中，题库是共享数据，所以如何保证这些数据的一致性，是系统必须解决的问题。要解决这一问题，要有一定的人员维护数据的一致性，在数据录入处控制数据的去向，并且要求对数据库的数据的一致性进行严格的约束。对于输入的数据，要为其定义完整性规则，如果不能符合完整性约束，系统应该拒绝该数据。如我们在输入一道试题时，不仅要输入其题目，还要输入其余所有的信息（包括每道题的编号、章节号、试题题目、答案、难度等级、题型等），否则该题不能入库。3.2.3 数据的共享性与独立性整个题库发布系统的数据是共享的。然而，从系统开发的角度上看，共享会给设计和调试带来困难。因此，应该提供灵活的配置，使各个分系统能够独立运行，而通过人工干预的手段进行系统数据的交换。这样，也能提供系统的强壮性7。3.3 通用试卷生成系统分析由于本系统是一个合作开发项目，我主要负责通用试卷生成子系统的设计与开发。所以从这一节开始下面的章节主要介绍通用试卷生成子系统的设计与开发。3.3.1 试卷生成系统功能分析试卷生成系统在试题库系统中的作用如图3.1所示，根据图3.1，我们分析通用试卷生成系统应该具有以下功能：l 选择科目：选择要出题的科目。l 输入分值和题数：输入每种题型分值和题数。l 参数分析：输入各项要求后，进行参数分析，检查试题总分数是否符合要求，看试题库中的试题能否满足试卷生成的需要，能否生成试卷。l 计算机选题：根据实际需求选择一种合适的组卷算法。l 生成试卷：按照用户输入的信息，按照某种算法从题库中抽取试题生成一套完整的试卷，并附有答案，同时将试卷信息保存到相应科目数据库中。l 试卷输出：将生成的试卷导入WORD，可以进行排版、修改，并且可以保存也可以直接打印。试卷库通用组卷系统Word应用程序用 户试卷查询要求试卷命卷要求查询试卷试题库试题图3.1 系统功能分析试卷3.3.2 通用试卷生成系统业务流程图通用试卷生成系统作为通用试题库系统的子系统，在整个系统中起着决定性的作用。它直接决定通用试题库系统性能的好坏，也直接决定所成试卷的好坏。通过实际调研，得到试卷生成系统的业务流程图，如图3.2所示。图3.2 通用试卷生成系统业务流程输入分值和题数参数分析由计算机选题试卷生成打印选择科目3.4 通用试卷生成系统的功能特点作为我们计算机学院的通用试题库系统的子系统，通用试卷生成系统应具有以下特点：（1）支持通过Word软件管理试题库，容量大且开放性好。试题库已内置七种题型，分别是：填空题，单选题，多选题，判断题，简答题，计算题，程序设计题，每种题型即是一个表，如果想添加新试题，只需用在试题录入窗口将其录至该题型下即可，同时允许删除认为无价值的试题。（2）界面友好，操作方便该软件采用标题提示，可使对象醒目，具有帮助系统方便使用操作。如果操作有误，会发出提示信息，告知使用者哪里出错。（3）出题组卷科学化，智能化且安全性高系统采取随机方式从题库中抽题组卷，确保不重题；运用注册表信息，保证试卷与试卷不相同；通过对软件加密方式，防止非法使用。（4）自动排版，打印规范该系统所生成的试卷，标题、专业、班级、姓名、出卷老师、题型、分值等项一应俱全。4 系统设计4.1 概要设计通用试卷生成系统由三个模块组成：试卷管理模块，自动出题模块，试卷生成打印模块。系统功能模块图见图4.1所示。参数分析出题查看调入word编辑打印试卷查询试卷保存自动出题试卷生成打印试卷管理通用试卷生成系统4.1 系统模块图4.2 数据库设计4.2.1 系统E-R图通用试卷生成系统的数据E-R图如图4.2所示。图4.2 通用试卷生成系统的系统ER图图试卷试卷内容题目编号题型题目科目编号试卷编号组成试卷名称出卷老师出卷时间难度等级4.2.2 系统数据表根据E-R图，得出试卷生成子系统中所用数据表如下。试卷内容表中包括以下几个属性：试卷内容编号，题目编号，试卷代号，题型编号，科目编号，其中试卷内容编号为主键。如表4.3所示。表4.3 试卷内容表（名称标识：ShiJuan Contents）名 称字段名称类 型主 键非 空试卷内容编号SJNRNumintYesNo题目编号STNumintNoNo试卷代号SJNumcharNoNo题型编号TiXingNumintNoNo科目编号KMuNumintNoNo试卷表中包括试卷代号，试卷名称，出卷时间，出卷老师。如表4.4所示。表4.4 试卷表（名称标识：ShiJuanT）名 称字段名称类 型主 键非 空试卷代号SJNumcharYesNo试卷名称SJNamevarcharNoNo出卷时间TimedatetimeNoNo出卷老师TeachervarcharNoNo难易编号NanYiNumintNoNo难易等级表中包括难易编号和难易等级2个属性，其中难易编号为主键，难易等级分为五级。如表4.5所示。表4