1.概述

1.1 选题来源

科技在进步，人们生活和工作的方式正发生着改变，不仅体现在人们的衣食住行，也体现在与时俱进的考试形式上。以前的考试需要组织者投入大量的时间和精力，需要对考试的试题进行筛选，对后期的考卷进行批阅，这么多的步骤影响了整个考试执行的效率。所以，在此提出了一种网络考试系统，用于解决上述的一些问题。

1.2 项目背景

随着网络技术的飞速发展，现在很多国外的大学和社会其他部门都已经开设了远程教育,通过计算机网络实现异地教育和培训。但是，远程教育软件的开发目前还处于起步阶段，随着这项技术的不断深入发展，就要求有更好更完善的软件系统应用到远程教育当中去，这就给软件设计人员提出了更高的设计要求。远程教 育包括很多环节，例如教学系统、答疑系统和考试系统等等。其中很重要的一个环节就是在线考试系统，同时它也是最难实现的环节。在我国，虽然远程教育已经蓬勃地发展起来，但是目前学校与社会上的各种考试大都采用传统的考试方式，在此方式下，组织一次考试至少要经过五个步骤，即人工出题、考生考试、人工阅卷、成绩评估和试卷分析。显然，随着考试类型的不断增加及考试要求的不断提高，教师的工作量将会越来越大，并且其工作将是一件十分烦琐和非常容易出错的事情，可以说传统的考试方式已经不能适应现代考试的需要。随着计算机应用的迅猛发展，网络应用不断扩大，如远程教育和虚拟大学的出现等等，且这些应用正逐步深入到千家万户。人们迫切要求利用这些技术来进行在线考试，以减轻教师的工作负担及提高工作效率，与此同时也提高了考试的质量，从而使考试更趋于公证、客观，更加激发学生的学习兴趣。

1.3 目的和意义

在我们以往的考试经历中，我们可以看到，每次考试都需要经过出试卷、印试卷、发卷、做卷、收卷、阅卷、统计等过程，这几个过程有着很强的先后次序，不能顺序颠倒。这些过程中，又以出卷、阅卷和统计最为复杂，当一次考试涉及的人数众多时，老师需要批阅非常多的卷子，重复的批阅卷子浪费了大量的时间，此外，不仅效率底下，同时大量的阅卷工作也让老师疲于应付，最后导致阅卷的准确率下降。即便阅卷完成之后，工作还没结束，还需要对这些卷子进行分数登记、成绩统计以及对各个题目进行错误率统计，这些工作消耗时间非常多，因此效率也是非常低的。此外，从学生角度出发，每次做卷都要准备笔和草稿纸，麻烦且不符合环保的要求，从老师的角度出发，如果能够减少出卷、阅卷和统计的时间，那么可以腾出更多的时间用在其他的地方。因此本文基于JavaWeb技术希望开发一套网络考试系统来解决出卷、阅卷、统计花费时间过多的问题，同时为学校教务信息化作出一份贡献。

本文开发的网络考试系统具有一定的现实意义，主要是解决教师在出卷、阅卷和统计上花费时间过多的问题。开发一个系统需要考虑很多方面的问题，比如说时效性和高效性这是两个最最常见的因素，因为时效性关系到你的系统在投入使用时是不是真的能够解决当前所存在的这些问题，网络考试系统在国内虽然已经初具规模，一些学校也在使用这种方式考试，但我觉得目前的考试系统还存在着一些未解决的问题，还需进一步完善。同时高效性也是一个非常重要的因素,如果你的系统用了以后还不如不用那么你的系统必定是一个不成功的产品这也是我们开发需要考虑的一个重要问题。本系统目前只可以实现对一门科目的客观题的考试，基本上还不是特别成熟的一个系统，我还需要考虑如何进行多科目的主客观题型的考试是我以后研究的方向。因此是本系统的开发具有很重要的实际意义，能在当前的发展状态下为学生和教师提供适当的帮助的同时也为今后此类软件的发展提供一定的基础。

2.可行性分析

2.1 技术可行性

本课题使用的是Java技术，开发平台选用Eclipse，Eclipse有着完整配备的功能，便于初学者使用还有代码提示，让我使用更加得心应手。在决定了编程框架后，再说用Java语言编码的优点：快，精简，可用性高等。同时，使用的数据库是MySQL，开源的MySQL增添了可视化和稳定化的优点，而且安全方面也做得很好，更别说它的强大的保存数据功能以及查询数据功能。

2.2 经济可行性

经济可行性的重要方面是研究成本,其中软件开发所需的开发成本，需要判断开发成本是不是会大于开发项目前期预计利润进行预算。首先，开发此次软件不要前期的投入资金，其次是自己设计的，最多是自己去图书馆找书，在机房做项目，通过老师教导，同学帮助，这些都是免费的，再有就是需要一台电脑，这些都是能接受的，成本很小的，同时还能提高自己的编码能力。在结合上述所有情况的分析下，我觉得自己本次软件开发，经济上是可行的。

2.3 实施可行性

该网络考试系统部署容器为tomcat，当需要进行考试时，只需要配置tomcat服务器，便可进行考试。本系统采用jsp技术，利用网络就能够进行访问和操作，且界面简单易操作，用户只要有电脑，都能进行访问和操作。本系统具有易操作、易管理、交互性好的特点，在操作上是非常简单的。因此本系统可以进行开发。

3.需求分析

3.1功能需求分析

网络考试系统主要用于实现高校在线考试，基本功能包括：自动组卷、试卷发布、试卷批阅、试卷成绩统计等。本系统结构如下：

（1）学生端：

登录模块：登录功能；

网络考试模块：可参加考试，并查看考试结果，提交试卷后老师允许的情况下查看错题；

（2）超级管理员端：

登录模块：实现管理员登录功能；

用户管理模块：实现用户信息的增加、修改、查看功能；

角色权限管理模块：实现角色的增加、修改、查看功能；

试卷管理模块：实现试卷信息的增加、修改、查看功能；

试题管理模块：实现试题信息的增加、修改、查看功能；

试题管理员端（老师）：

试卷管理模块：实现试卷信息的增加、修改、查看功能；

试题管理模块：实现试题信息的增加、修改、查看功能；

3.2非功能需求分析

1、整个系统的设计中，系统必须满足以下要求：

（1）数据安全性

存储有关隐私权的网络考试等问题的系统数据，需要确保数据的安全性，在网站设计时必须要采取安全防范措施，以解决潜在的安全问题，比如如何防止学生上网查答案。

（2）易用性

在用户权限范围内，可在一个统一风格的界面内即可完成相关的所有业务流程操作或者获取所有相关信息，大大提高操作员的工作效率和易用性，灵活应用本系统。

（3）柔软性

由于这个网络考试系统涉及到范围广泛的业务，设计出的系统必须能够处理接受变化的能力。

（4）扩展性

随着互联网管理业务管理需求的不断变化，老师管理系统必然涉及到业务更新及扩展，这就要求在设计之初就应该考虑良好的可扩展性方案。

3.2 数据流图

图3-1数据流图

4.总体设计

4.1 研究计划

本系统所开发的网络考试系统主要分成了三个模块的主要功能，系统功能、考试功能和学生功能，每个功能都包含了几个子功能，子功能主要包括：对于系统功能方面的管理、角色的管理、用户方面的管理、对于试题管理、对于的试卷管理、学生答题、总结出错题库与得分。

4.2 研究内容

本系统的研究目的在于实现网络考试系统，实现该系统要完成的工作包括如下几个方面：

（1）了解全球的网络考试系统的发展历程和现状。深入解析其工作流程。

（2）根据该系统的工作流程设计其总体结构，绘制其结构图。

（3）设计系统的功能模块，如：后台系统运行维护模块。包括试题的录入、筛选、删除，随机生成，提交，打分等功能。前台考试模块，包括题的分发、时间的记录等功能。教师组题模块，具有考题的生成、选择、分数评判的等能力。设计并实现教师考前出题的组题功能模块。包括题类型，数量，每个题考分的设定等。

（4）熟练地运用和掌握JavaWeb技术和MySQL数据库编程，进行考试系统的程序代码编写、调试运行以及功能测试。

（5）了解电脑服务器的运行问题以及原理；大数据库的储存；以及大数据库与程序的互相交流问题。

4.3 拟采用的技术方案

本网络考试系统运用了很多的开发工具以及以Java为基础的开发语言，在后台的代码编写中主要运用了Java、J2EE；前台的设计中运用了JavaScript、jQuery、CSS等一些开发语言；通过Eclipse来编写这些程序；用MySQL进行数据库的设计与分析；另外该网络考试系统的部署容器为tomcat，当需要进行考试时，只需要配置tomcat服务器，便可进行考试。

4.4 系统总体设计

系统开发结构模块如图4-1所示。

图4-1 系统开发结构模块图

4.5 系统运行环境说明

4.5.1开发语言

4.5.1.1 JAVA简介

 Java作为一种计算机编程语言，其在企业网络和Internet环境的应用更是十分广泛，现在已成为Internet中最受欢迎、最有影响的编程语言之一。其最大的特点就是面向对象，这种面向对象的程序设计更接近我们的思维方式，相对于面向过程的程序设计，它最大的优点就是可扩展性和可维护性，这也使我们的代码更健壮。

我们都知道面向对象主要有四大特性：封装、抽象、继承和多态。

封装：在面向对象语言中，封装特性最为直接的体现在类中，类即现实生活中的实体的抽象，我们将其所拥有的属性和方法封装到类中，对外部我们提供相应的接口，通过实例化的对象可以调用类中封装好的属性和方法，并且在使用这些方法时并不用知晓其内部的具体实现，这是面向对象的封装特性；

抽象：抽象就是将一类实体的所共同拥有的特性抽象出来，封装在一个抽象类中，抽象在面向对象语言中是由抽象类来体现的。抽象类描述的是一类事物共有的东西，而并非特指某种事物，所以在Java编程语言中体现为抽象类不能实例化；

继承：继承就是指子类可以继承父类或者接口，从而可以实现代码重用，其实继承体现的是单继承关系，父类和子类本质上还是一类实体。

多态：Java中的多态具有多重含义。首先多态最为直白的体现就是父类对象引用不同的子类对象实例，调用不同的子类重写的方法从而表现出不同的行为。多态能够提高代码重用，还可为程序提供更好的可扩展性。

4.5.1.2 J2EE

J2EE是一项目架构标准主要用于网页的开发通过这个标准可以制定出一些应用于企业的网站。严格地来说，J2EE并不属于一种产品而是一种约束或者是标准。有的人把它称开发的规范，因此，不管是哪一家公司他们只要在这个架构下进行开发都可以开发出一款比较实用的高级应用程序。J2EE从开发到设计，再到最后的综合管理可以构成一套完整的开发体系，J2EE是由oracle软件公司跟其他多数享誉盛名的科技公司共同努力发明并且应用起来的。J2EE是软件开发的一项标准。J2EE并非是一种生产产品,它既可以说一种开发标准,也能够说是一种开发规范。无论是哪家公司都能够在这种现有统一的标准下开发出一套属于自己企业的高级应用系统的。J2EE是一个公司级平台。它用来给那些在公司经营项目中遇到的研发、设计、系统管控有关难题进行简化。

J2EE可以说这一项技术是根据JAVA标准升级而成而不是凭空独创的，J2EE不断的更新和发展最终形成了现在的约束和规范。J2EE技术首先要不违背它所继承的技术和规范标准，比如说对数据库的访问以及良好的跨平台性质，以及分布式的应用。同时，还要适用于各种各样的使用人群。除此之外必须还要为其他的网页开发或者企业开发提供大量的预留接口，体现其强大的可扩展性。其他的开发人员可以通过这些预留的接口对该规范和准则进行更加标准和一致性高的开发，从而体现出J2EE标准的强大的伸缩性。那么最终的一个目的就是要使得程序开发人员在开发过程中尽量少使用市场上的一些现有的框架，从而规范一个正确的开发体系。那么，他是利用一种开发模型，此模型呈现分布式。以此来完成对所有应用的开发。[1]在开发过程中主要根据系统的各个功能进行划分，也可将这些功能划分为不同的组件。不同的组件会存放在不同的服务器上，并通过不同的用户接口进行管理。那么使用这一标准可以明确的规范开发的流程，并且可以通过MVC来解决系统层次和架构的问题，使得开发人员更加轻松的开发代码，并且让维护人员或者后期的修改人员能更加方便地查看系统的代码和结构。

4.5.1.3JavaScript

JavaScript看样子和Java很像，但是，实际上它们之间并没有直接联系，只是大家都以Java开头而已。目前互联网上最重要的语言是什么是Java，不是.Net，也不是PHP，而是JavaScript，它是互联网上最重要的语言。它不仅能跨平台、跨浏览器，它还能跨后端语言。在WEB2.0时代，JavaScript语言像桥一样，将前端页面和后端服务器连接了起来，这样前端页面不用知道服务器那里是用什么语言编写的，也不用知道是如何编写的，而服务器那头也不用知道前端是用什么语言写的，只需要知道前端会传过来一些固定格式的数据信息。JavaScript编写的程序是在浏览器中运行的，它不会在服务器那头运行，一定程度上减少了服务器那头的压力。JavaScript语言在网页完全加载完毕后，可以与网页产生互动来完成一些操作，利用这个特性，我们经常将JavaScript运用在验证表单、修改HTML元素和存储用户数据等方面上。这些功能，Flash和Silverlight都能完成，但是Flash和Silverlight都要单独的安装插件，使用门槛比较高，而且针对不同的浏览器，插件也不一样，在一堆插件中，用户很难选择正确的插件进行安装。而JavaScript不同，它不需要额外的安装什么东西，只要是个浏览器，就能支持。JavaScript的语法与C的语法类似，语句通过在最后加上“;”符号来表示结束，同样的大小写敏感，注释也是“//”开始。因此学习过C语言的人能够很快的上手JavaScript的开发工作。

4.5.1.4 jQuery

如果把开发人员扔回石器时代，那么JavaScript就是一堆绳子、木头和石头，通过用这些工具，人类就可以在石器时代活下来，同样的，开发人员也能用JavaScript做任何事。但是，如果说我们把绳子、木头和石头组装起来，做成榔头，做成弓箭，那么无论是打猎还是耕作，效率都会有很大的提升。jQuery就是这里的榔头和弓箭。jQuery是由JavaScript写的，它封装了一些我们在创作网页时候常用的操作，比如对DOM的修改、AJAX等操作，这些操作如果让开发人员自己用JavaScript编写，那么可能要花几十行代码，复杂的甚至要上百行，同时考虑到这些操作比较频繁，那么一个页面上你会看到很多很多的JavaScript代码，开发成本和维护成本都会很高，代码也不容易读。在jQuery，这些操作只需要少数几行代码甚至一行代码就能完成，减少了开发人员的负担，也让后期维护更加简单。绳子、木头和石头可以组装成榔头、弓箭等，同样的，JavaScript也能组装成许多和jQuery类似的工具，但是我们为什么选择jQuery，而不选择其他的呢方面是因为jQuery功能强大且容易学习，另一方面，jQuery从发行到现在，经历了许多版本的迭代，不仅稳定，而且网上相关的资料也更齐全，遇到问题也能更容易的解决。此外，在jQuery的支持下，还诞生一大批基于jQuery的插件，比如UI插件、弹窗、选项卡、导航菜单、在线客服、瀑布流、3D、时间轴等等的插件，这些插件不仅简化了开发，还使网页更加美观，用户交互体验更加好。基于上述原因，才在众多工具中，采用了jQuery。

4.5.1.5 CSS3

Cascading Style Sheets(CSS)，中文叫层叠样式表。现在来说我们已经进入了WEB2.0的时代，WEB2.0下的网站不仅需要好看的外观，同时还要用户体验良好的界面。CSS2标准，从现在的大环境下去看，显然已经不能满足日益增长的用户需求和开发需求。因此CSS3标准应运而生。CSS的作用是控制页面的布局，除了控制布局外，它还能够对页面上的字体颜色、大小、字体、背景和你能在网页上看到的一切进行控制。日前很多浏览器都能很好的支持CSS3标准。

CSS3引入许多新特性，以字体为例，在以前的CSS版本中，如果我们将网页的字体设置成“宋体”，那么大多数的电脑都能正常显示，可是我们都知道，MacOS系统里的字体要比Windows下的字体好看，但是如果我们将网页的字体设置为MacOS系统里的字体，那么Windows系统用户就没办法正常访问。这在老版本的CSS中是没办法解决的，但是在CSS3中，通过@Font-face特性，可以允许浏览器从服务器上加载字体文件，换句话说，即便你的电脑上没有这种字体，你也能正常的访问用了这个字体的页面。可见CSS3赋予了更大的灵活性。除了@Font-face特性外，CSS3还引入了包括Word-wrap & Text-overflow样式、文字渲染、多列布局、渐变、阴影、反射、盒子模型、Transforms 和 Animation Transitions等等新特性，这些新特点的引进，降低了创造者的开发难度，也提高了体验。

4.5.1.6 JSP

JSP（Java Script Pages）是由Sun公司建立的一种动态网页技术，它是建立在HTML文件基础上的。在传统的网页HTML文件（*.htm，*.html）中加入Java程序。

首先JSP是跨平台的，因为Java就是可移植跨平台的，而JSP技术是建立在Java平台之上，所以使用JSP开发的Web应用也是跨平台的。

JSP页面不仅可以使用普通网页一样使用标准标记语言的元素（如HTML标记）以外，还可以使用其独有的JSP标记。[2]JSP可以直接向数据库中获取或写入数据，所以通过JSP，我们可以在网页中加入更多动态内容。

JSP有如下优点：

（1）一次编写，到处运行。除了系统之外，代码不用做任何更改。

（2）JSP具有多平台支持。可以在任意平台上的任意环境中开发，在任意环境中进行系统的部署和扩展。相比JSP的多平台支持相比ASP/.net的局限性是显而易见的。

（3）具有可伸缩性。不论是只有一个小的Jar文件就可以运行的Servlet/JSP，还是由多台服务器进行集群和负载均衡，亦或者由多台Application来事务处理，Java显示了其广阔的应用范围和巨大的生命力。

（4）功能强大的多样化的开发工具支持。Java已经有了许多非常优秀的开发工具，其中大部分可以免费得到，并且其中大多都能运行在多平台下。

选取JSP的原因

JSP通过其独有的标签库，使静态HTML网页技术向动态网页技术完善。通过其在网络编程中的使用，可以利用嵌入Java代码使其充分利用Java语言的上手容易，跨平台，运行效率高等优点。具备一定程序设计的基本知识，学习JSP也十分容易。

首先JSP是一种动态网页编程语言，再加上JSP具有跨平台、运行效率高、易学易用等特点和优势，做简单界面比较容易，故选用JSP来实现网络考试系统。

4.5.2开发工具

4.5.2.1 Tomcat服务器

Tomcat 服务器是Apache组织的一个开源子项目。具备基本的web服务的功能，是中小型系统首选的服务器，更是开发和调试JSP 程序的首选。因为Tomcat 技术不仅免费而且性能稳定，我们在本科阶段的很多web项目中也多为使用Tomcat作为服务器，其也成为目前比较流行使用的Web 应用服务器。

如果配置正确，Tomcat 服务器实际上在运行JSP 页面和Servlet容器。此外，Tomcat和其他Web服务器一样，都具有基于处理HTML页面的功能，另外它还是一个Servlet和JSP容器。独立的Servlet容器是Tomcat服务器的默认模式。本次我使用的是Tomcat8。

此外，Tomcat 服务器运行时占用的系统资源较小，可扩展性良好，支持邮件服务和负载平衡等开发应用系统常用的功能。因此利用Tomcat服务器作为网络考试系统的Web应用服务器。

4.5.2.2 MySQL

MySQL是一款开源的数据库。它具有非常实用的价值。他属于中型数据库。MySQL提供了许多的技术支持其中包括了多操作系统的支持也包括了多线程的支持，同时也提供多种资源的支持，除此之外，还可以提供多种的数据库连接方法解决数据库并发和大量数据操作的问题 。使用MySQL的人都会认为这个数据库特别实用。由于它是完全开源和免费的，在使用成本上也不会有太大的损失，因此是目前中小型公司主要使用的数据库之一。从数据库关系来看他是一款关系型数据库具有很多优点比如说用的内存空间较小用户界面简单操作起来十分便捷并且不需要太多繁琐的安装步骤。MySQL是由MySQL公司开发而成，那么这个公司是一个什么公司呢历史数据来看它是一个非常有商业眼光的公司，也是非常成功的一个公司，它所开发的产品都受到了人们的青睐。MySQL本身的特性也非常的突出，他能够兼容多种操作系统，同时也能兼容多种的编程语言，比如说Linux环境下使用，也同时能够支持多种编程语言并为这些编程语言提供他们所要使用的用户接口。在性能方面具有处理大数据高并发的处理能力，并且不会占用太多的主机内存，这一点相对其他的数据库要好很多。MySQL的架构应用图如2-1所示：

图4-2  Mysql架构服务图

MySQL使用了好几种软件进行测试，保证这个可用性；它支持好多种操作系统；支持多线程，提供了很多资源；也提种了很多数据库连接方法；它还可以处理很多比较大的数据库。大部分使用这个软件的人就会有很大的帮助了，而且还因为其他开放源码件，也还大大降低总体拥有成本了。

MySQL数据库是最流行的关系型数据库管理系统，在WEB应用方面MySQL数据库是最好的RDBMS(Relational Database Management System：关系型数据库管理系统)应用软件之一。关系型数据库有较强的灵活性，它将数据保存到不同的表中，这样将数据进一步细分，读取速度和灵活性就会提高。MySQL数据库是真正做到了多线程、多用户的SQL数据库[3]。它使用最常用标准化语言去访问数据库。MySQL数据库以其成本低、体积小、速度快和源码开发的优点，开发中小型的网站都选用MySQL数据库作为数据库。

在大学期间，MySQL做为我们最先接触和理解的数据库其基础应用相对广泛，此次我也选用MySQL做为后台数据库。

MySQL数据库的实现是以一个客户机/服务器结构的形式，它是很多不同的客户程序和库和一个服务器守护程序组合而成的。    

MySQL数据库主要是快度速、比较健壮和易于使用。我们需要这样一个SQL服务器，它能基于不昂贵的基础上，处理数据速度快，加之可视化插件、软件的使用可以使其数据操作更加方便。

可以总结出MySQL具有以下几个特性：

1. 支持AIX、FreeBSD、HP-UX、Linux、Mac OS、NovellNetware、OpenBSD、OS/2 Wrap、Solaris、Windows等多种操作系统；
2. 为多种编程语言提供了API；
3. 支持多线程，充分利用CPU资源；
4. 通过优化的SQL语句算法，有效地增进了查询速度；
5. 能够作为单独的应用程序为客户端服务器网络环境提供数据支持，也能够作为库而嵌入到其他的软件，完成相关的数据存储作用；
6. 提供多种语言支持，数据表名和数据列名都可以使用多种编码方式如中文的GB 2312、BIG5，日文的Shift_JIS等；
7. 提供多种用于管理数据库操作的管理工具；

使用MySql数据库用作集群服务器管理系统的数据库。可以让服务器大量的相关数据得以快捷地查询处理。

4.5.2.3 MyEclipse

MyEclipse是一种有集成效果的开发工具。在Eclipse的基础上进行插件的集成，最终形成功能强大的开发软件。目前主要用于JAVA，JAVAEE的开发，也可以用于移动应用的开发，其主要特点是功能强大，应用广泛，并且支持很多开源的产品，应用前景非常广发。

MyEclipse是由Eclipse通过对插件的集成而来，是对IDE的拓展，可以用来开发网页等应用，可以实现程序的开发，调试，发布等，能极大的提高开发效率，能完美支持HTML、STRUTS等，可以说集成后的MyEclipse包含了当前所有主流的开源产品。MyEclpise也经历了很多代的产品，从最开始的到后来的2014版本，2015版本等都说明了它在发展历程中的变化。

MyEclipse的配置使用也非常智能，不需要使用者懂太多的知识，只需要在自己使用的功能中进行了解即可，在完成项目开发之后，也可以直接通过MyEclipse进行项目部署，可以将网页项目进行选中，直接运行在Tomcat中，也可以将项目打包通过导出功能将项目全部导出，然后将项目发布到tomcat中，通过对配置文件的设置，完成布置，布置完项目以后可以在浏览器中进行查看。可以说，有了MyEclipse之后，基本就能支持所有的web开发，就能使用快捷的编译工具进行快速的开发，也能在各种各样的服务器上进行代码测试。在其他方面，MyEclispe也有很多的开发前景，比如在云开发领域，在移动端开发领域，在企业级开发领域等等，因此，MyEclipse的应用场景非常的广泛。

4.5.3开发环境

MyEclipse2016

Tomcat8

MySQL5.5

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来源：乘云而来