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基于UML的在线考试系统分析与设计

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2020年4月19日
文档仅供参考

基于UML的在线考试系统分析与设计

班级 级计本四班
姓名 刘宝同
时间 .1.11

1 在线考试系统可行性分析
随着网络技术的迅猛发展，利用互联网的计算机进行在线考试的考试形式受到各行各业的青睐。在线考试系统能够为考生提供公平、快捷的考试服务，也减轻了教师出题和监考的负担，减少了浪费纸张。能够动态管理各种考试信息，考试时间的灵活性；考试地点灵活，在有网络的任意地点都能够登录后进行考试；考试时间灵活，在规定的时间段内的任意时间参加考试；在线考试的阅卷快，计算机阅卷给考生最大的公平感；统计考试成绩及考试成绩的保存。
2 设计目的
本次课程设计旨在进行的一次全面的综合训练。学生学习完《面向对象分析与设计》课程后，经过课程设计，让学生更好地掌握UML建模原理及实现方法，加深对UML建模基础理论的理解及动手能力。
3设计任务
在线考试方式利用网络进行无软盘，无纸化的在线考试，大大提高考试的可靠性，有效行降低考试成本，提高工作效率。
4 系统分析
4.1设计内容概述
系统基本需求：
1）考试者：
1.1）系统登录
1.2）选择不同科目进行考试
1.3）进行在线考试
1.4）考试结束得到自己成绩
1.5）查看试卷答案
1.6）自身账户管理（所做过的所有试卷及成绩，修改密码等）
2）管理员：
2.1）管理员登录：管理员维护系统的入口。
2.2）考试科目的管理：添加考试科目，修改，删除考试科目。
2.3）题库管理：题型包括单选题，多选题，判断题，简答题，设计题6种，每种题型包括对试题的添加和维护。
2.4）用户管理：添加用户，对用户信息的维护等。
25）成绩管理：查看学生成绩，把成绩导出到Excel等。
2.6）试卷管理：设置参数由系统自动生成试卷，试卷的维护，设置试卷是否可用，设置考试时间等功能。
4.1.1概述[1]
相对于传统的卷面考试而言，传统的卷面考试从出题、印刷到下发试卷等环节需要较长的时间，接触的人员相对较多，因而在保密方面具有一定的困难。而计算机考试系统采用试题库方式提供试题来源，考前无任何成套试卷，考试时考卷由计算机现场随机生成，各考生试卷不完全相同，从而避免了互相参看等作弊现象或不公平成绩的出现。
结构化体系结构是完成模块设计的基础。在线考试系统的主要体系结构如图4.1所示。在线考试系统包括考试者和管理员两个部分，其中考试者先系统登录、选择科目、进行考试、账户管理、得到成绩5个部分，其中帐户管理包括查看试卷、查看成绩、修改密码3个部分。管理员包括科目管理、题库管理、帐户管理、用户管理、成绩管理、试卷管理5个部分。
系统登录
在线考试系统
考试者
管理员
选择科目
进行考试
帐户管理
得到成绩
查看试卷
查看成绩
修改密码
系统登录
题库管理
用户管理
成绩管理
试卷管理
科目管理

图4.1 体系结构图
4.1.2业务流程
根据概述得出考试者选择科目的活动图如图4.2所示。考试者考试的活动图如图4.3所示。

图4.2 考试者选择科目活动图

图4.3 考试者考试活动图
考试者选择考试科目时首先必须要登陆系统，然后系统显示考试科目界面，然后考试者选者考试科目，然后系统根据考试者所选择的科目生成随机试卷，显示试卷信息。
考试者考试时首先登陆系统，然后能够看到系统的科目显示界面，这时能够考试者能够选择下载学生答案进行下载答案，或者选择科目，产生随机试卷进行考试。考试完后能够保存答案，然后能够提交试卷或者重新进行其它考试。
管理者的活动图如图4.4所示。管理员系统登陆后能够选择考试科目管理，题库管理，用户管理，成绩管理，试卷管理和系统维护。其中考试科目管理包括添加科目和修改科目；题库管理包括添加题目和维护题库；用户管理包括添加用户和维护用户；成绩管理包括查看成绩和导入成绩，试卷管理包括设置参数和维护试卷。

图4.4 管理者活动图
4.2 需求分析
在线考试系统可用于学校无纸化考试的平台。该在线考试系统管理员能够管理建设各个科目的试题库，并经过章节难度来组织试题。教师能够根据题库来指定考试策略。然后根据考试策略随机的生成试卷供学生考试。试卷的题型能够包括单选题，多选题，判断题，简答题，设计题5种基本题型。也能够是这五种题的组合题型。
学生参加考试应包括基本的考场规则，比如，迟到多少分钟不能进入考场，不能提前交卷。每次考试能够允许多个班级参加，不属于参加班级的学生不能参加考试。每次考试指定一个考试策略，并根据考试策略为参加考试的学生生成试卷。考试时间到后不再允许交卷。考试结束后老师能够在线的批改试卷。客观题允许自动阅卷、学生能够在线查看自己的考试成绩。
4.2.1 用例图[3]
根据需求分析绘制出考试者端用例图如图4.5所示。其中考试者能够选择科目、进行考试、账户管理、得到成绩4个部分，其中进行考试和得到成绩都包括选择科目，账户管理可
以扩展出查看试卷、查看成绩、修改密码3个部分，账户管理，选择科目和进行考试都包括系统登陆(依赖的版型include)。

图4.5 考试者端用例图
管理员端用户图如图4.6所示，管理员能够进行科目管理、题库管理、账户管理、用户管理、成绩管理、试卷管理5个部分。其中这5个部分都包括管理员登陆。
登陆端用例图如图4.7所示，考试者和管理员都能够进行登陆，登陆包括管理员登陆和系统登陆，还能够扩展出登陆失败。
根据上面上个分用例图，绘制出系统的总用例图如图4.8所示。

4.2.2 用例描述
用例模型一般由一组用例组成，其基本组成部件是用例、参与者和系统。
1、用户登录的用例描述如表4.1所示：
表4.1 用户登录用例描述
用例名称
基本事件流
操作流程
用户登录
1.用户请求系统登录
2.系统弹出系统登录页面
3.用户输入用户名信息
4.用户输入口令信息
5.用户选择登录角色信息
6.用户点击确认登录按钮
7.系统查询数据库获取用户信息赋予相应权限，根据用户权限在管理机能页面上显示相应系统主界面
8.用例结束
用户键入密码、用户名进行用户角色登录，验证正确，进入在线考试页面。

2、考试者考试端的用例规约如表4.2所示：
表4.2 考生考试端用例描述
用例名称
基本事件流
操作流程
进行考试
1.考生请求考试
2.系统随机选择试卷
3.显示随机试卷的基本信息
4.考生进入考试
5.考生保存答案
6.考生提交试卷
7.考生答卷过程中中途断电而未提交试卷，可重新登录进入考试试卷并下载已答过的答案，并提交试卷。
8.用例结束
选择考试类型，进行在线考试。考试完毕，保存答案，提交试卷。
4.3 软件设计
在软件开发时期，设计阶段是富有活力和最需要发挥创造力的阶段。设计的目标，是细化解决方案的可视化设计模式，确保设计模型终能平滑的过度到程序代码。设计的任务就是把分析阶段产生分析模型转换为用适当手段表示的软件设计模型。
4.3.1用例实化
时序图用来描述对象之间的动态交互，着重体现对象间消息传递的时间顺序。它以垂直轴表示时间，水平轴表示不同的对象。对象用一个带有垂直虚线的矩形框表示，并标有对象名和类名。垂直虚线是对象的生命线，用于表示在某段时间内对象是存在的。对象间的通信在对象的生命线间经过消息符号来表示，消息的箭头指明消息的类型。
1、考试者个人信息查询
考试者请求查看自己的个人信息，系统根据考试者登录时的信息，在考试者信息表中找到符合条件的信息反馈给考试者。查看考试者个人信息时序图如图4.9，协作图如图4.10所示。

图4.9 考试者信息时序图

图4.10 考试者信息协作图
2、考试者成绩查询
考试者请求查看考试成绩，系统根据考试者的基本信息，在考试者成绩表中找到符合条件的信息反馈给考试者。查看考试者成绩时序图如图4.11，协作图如图4.12所示。

图4.11考生个人成绩时序图

图4.12 考生个人成绩协作图
3、考试者修改密码
考试者请求修改自己的密码，系统根据考试者修改的信息，在考试者信息表中插入修改的信息并提示考试者修改结果。查看考试者修改密码的时序图如4.13，协作图如4.14所示。

图4.13 考生修改密码时序图

图4.14 考生修改密码协作图
4.3.2 业务逻辑类图[2]
经过时序图基本的类已经出现，时序图中的消息其实对应的是类的方法，从用例规约中能够抽取类的属性，经过不断地迭代能够得到设计类图。设计类在此处只将重要的相关类详细描述。
1、考试者类
考试者类包含的属性主要是考试者编号，考试者姓名，密码，出生年月，年龄，性别，地址，所在系部，所在班级。考试者类的方法主要是一些增、删、改、查等基本操作。设计类图如图4.15所示。

图4.15考生类
2、考生试卷类
考生试卷类包括的属性有考生编号，试卷编号，开始时间，结束时间，剩余时间。考生试卷类主要的方法有随机选择试卷。设计考生试卷类如图4.16所示。

图4.16试卷类

3、考生答卷类
考生答卷类主要的属性有试卷编号，考生编号，题目编号，考生答案，考生得分。设计考生答卷类如图4.17所示。

图4.17 答卷类
4、考生成绩类
考生成绩类主要属性包括试卷编号，考生编号，考生成绩。考生成绩类主要的方法查看考生成绩。设计考生成绩类如图4.18所示。

图4.18 成绩类
5、考生端各个类之间的联系
考生根据自己要考试的科目随机选择试卷进行考试，考生保存并提交考试试卷。老师评卷后，考生能够查看自己的考试成绩。如图4.19所示。

图4.19 各类联系
5 总结与展望
经过本次试验，更加巩固了自己的软件系统UML建模理念，理论联系实际，提高了自己将软件工程的基本原理、工程方法应用到实际的需求分析、项目设计、系统架构的能力。
任何对于用户的需求，必须要准确、清晰地捕获到，对于软件开发应该要有完善性维护及适应性维护。需求的分析，也就是要明确自己将要开发一个满足什么功能的项目。紧接着，运用软件过程开发方法、原理指导项目进度和质量。开发出的软件必须是高质量的，这样才会减少日后带来的维护代价。该在线考试系统，对于管理员、考试者之间的交互，是对于现在有纸化形式的补充，可极大方便操作和统一管理，实现及时、快捷、准确、有力。
在对于该系统进度中遇到一些问题，比如说各个类之间的关系，类的方法、属性。刚开始并没有准确定位，在老师和同学细心建议下，修改了错误，补充不足。最终顺利完成此次课程设计。遇到困难不怕，最怕的是不去解决困难！

参考文献
[1] 屈辉立,陈可明,石武信.JSP网站编程教程[M].第1版, 北京:北京希望电子出版社,
[2] 白勇.用B/S模式构建在线考试系统[J],重庆电力高等专科学校学报, ,10(4): 100～130.
[3] 王少峰.UML面向对象技术教程.清华大学出版社，