考試管理系統(tǒng)分析與開發(fā)

院系專業(yè)班級(jí)院系專業(yè)班級(jí)姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)老師時(shí)間課題名稱：考試管理系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)基礎(chǔ)綱要1引言2學(xué)生考試管理系統(tǒng)的需求分析2.1系統(tǒng)整體性的分析2.2系統(tǒng)各功能模塊的分析3系統(tǒng)的設(shè)計(jì)部分算法的研究與設(shè)計(jì)3.1隨機(jī)抽題的算法3.2客觀題機(jī)器閱卷算法4小結(jié)一引言隨著計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的迅猛發(fā)展，許多工作已經(jīng)可以借住計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)管理?？荚嚪矫娴墓芾碥浖鼛啄臧l(fā)展很快，但多數(shù)考試系統(tǒng)僅在某些方面給出解決方案，而考試管理工作涉及各種類型、不同性質(zhì)的考試，包含復(fù)雜管理流程：教師命題，教師閱卷和客觀題機(jī)器閱卷，學(xué)生考試，學(xué)生成績(jī)查詢等。考試管理系統(tǒng)是基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用系統(tǒng)。它可以使考試不受時(shí)間，地點(diǎn)的限制，一方面極大地減輕了教師出題、改卷的工作量，另一方面使學(xué)生能隨時(shí)檢驗(yàn)自己的學(xué)習(xí)效果，使學(xué)習(xí)效率得到很大提高?？荚嚬芾硐到y(tǒng)中題目的生成、試卷的提交、成績(jī)的批閱等都可在網(wǎng)絡(luò)上自動(dòng)完成，只要形成一套成熟的題庫(kù)即可實(shí)現(xiàn)真正的無紙化考試。本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了考試管理系統(tǒng)的基本功能，具有較強(qiáng)的實(shí)用性，可有效地解決傳統(tǒng)考試的弊端，實(shí)現(xiàn)無紙化考試，可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地交互性強(qiáng)且內(nèi)容不斷更新的教學(xué)方式。二學(xué)生考試管理系統(tǒng)的需求分析網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的開發(fā)及應(yīng)用，使學(xué)校避免了傳統(tǒng)考試中的紙、筆、監(jiān)考、巡考等各種資源的浪費(fèi)，并且后臺(tái)管理是管理員的單一管理，確保了系統(tǒng)及數(shù)據(jù)的安全性。考試管理系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)是可以動(dòng)態(tài)地管理各種考試信息，管理員登錄后，對(duì)考試的專業(yè)、課程、試題等內(nèi)容做詳細(xì)的分類，只要準(zhǔn)備好足夠大的題庫(kù)，就可以按照要求自動(dòng)生成各種試卷。學(xué)生只需在前臺(tái)準(zhǔn)確地輸入學(xué)生姓名和學(xué)號(hào)，便可以依次進(jìn)行選題和答題，答題完成后，系統(tǒng)自動(dòng)閱卷并給出分?jǐn)?shù)，高效、便捷。這大大的降低了學(xué)生作弊的可能性，給學(xué)生最大的公平感。避免了傳統(tǒng)考試后，教師人工閱卷的繁復(fù)工作，也避免了人工統(tǒng)計(jì)成績(jī)后再通知學(xué)生分?jǐn)?shù)的瑣碎工作，同時(shí)也解決了學(xué)生在焦慮中等待成績(jī)的問題。綜上，可知該系統(tǒng)有如下優(yōu)點(diǎn)：1.易于穩(wěn)定，界面整體美觀，性能穩(wěn)定且效率高。2.題型多樣。可以進(jìn)行單選題、多選題、判斷題、計(jì)算題、填空題、問答題等多種題型的考試。每套試卷可以在這些題型中任意組卷。3.方便題庫(kù)的維護(hù)。對(duì)單選題、多選題、判斷題、計(jì)算題、填空題、問答題通過數(shù)據(jù)庫(kù)可方便的維護(hù)，也可方便的維護(hù)知識(shí)點(diǎn)數(shù)量和內(nèi)容，控制考生需做的題型和數(shù)量。4.大大的減少的人力和物力。采用考試系統(tǒng)可以減少?gòu)?fù)印紙張的使用，達(dá)到了低碳的目標(biāo)，客觀題采用機(jī)器閱卷，節(jié)約了人力，從而提高了效率。2.1系統(tǒng)整體性的分析系統(tǒng)能夠根據(jù)不同的登陸用戶類別,從試題庫(kù)中選取試題,形成試卷,對(duì)于客觀的試題能夠進(jìn)行自動(dòng)批卷,對(duì)于非客觀試題,能夠?qū)W(xué)生的回答答案提交上來,便于教師進(jìn)行批閱。另一方面,教師可以請(qǐng)求登陸,獲得允許后,可對(duì)試題庫(kù)中的內(nèi)容進(jìn)行修改、批改試卷中的主觀性試題并給出成績(jī),并且可以查閱試卷的分析結(jié)果。系統(tǒng)主要由以下的幾個(gè)模塊組成：命題子系統(tǒng)、考試子系統(tǒng)、閱卷子系統(tǒng)、查詢子系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖如下：2.2系統(tǒng)各功能模塊的分析命題子系統(tǒng)該系統(tǒng)集試題管理和試題生成于一身，由教師登陸相應(yīng)的模塊來完成修改、刪除、命題等功能，該系統(tǒng)能完成以下功能：試題管理試題管理是對(duì)本考試系統(tǒng)中的各類題型進(jìn)行管理的模塊。在本考試系統(tǒng)中將考試的試題分為兩大類:客觀題：?jiǎn)芜x題、多選題、判斷題、填空題等主觀題：?jiǎn)柎痤}、計(jì)算題、編程題等試題管理試題管理試題管理試題管理客觀題主觀題客觀題主觀題圖1.試題管理模塊圖試題生成利用客觀試題庫(kù)和主觀試題庫(kù)，隨機(jī)組合生成試卷。供考生選題，避免重復(fù)抽題。試題試題主觀題客觀題主觀題客觀題圖2.試題生成模塊圖考試子系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)機(jī)主觀題答題客觀題答題隨機(jī)抽題考試過程考生登錄本系統(tǒng)的用戶是考生用戶，它要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)是對(duì)考試的過程進(jìn)行控制和管理，考生可以登錄考試系統(tǒng)，進(jìn)行答題，該系統(tǒng)能完成隨機(jī)抽題的功能，考試完成后，系統(tǒng)能自動(dòng)保存考生的試題及答案，然后送至閱卷子系統(tǒng)進(jìn)行閱卷。自動(dòng)關(guān)機(jī)主觀題答題客觀題答題隨機(jī)抽題考試過程考生登錄圖3.考試子系統(tǒng)控制模塊圖閱卷子系統(tǒng)閱卷子系統(tǒng)作為本考試系統(tǒng)的重要組成部分，能最大程度的減輕教師閱卷的工作量，功能主要包括客觀題機(jī)器批閱，對(duì)主觀題提供評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，自動(dòng)累分，并將成績(jī)自動(dòng)匯總到表格中，而主觀題批閱則由教師通過登錄系統(tǒng)，調(diào)出考生試卷，參照評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行閱卷。教師批閱完后，主觀成績(jī)也入庫(kù)，與客觀成績(jī)匯總，形成試卷最后的成績(jī)，自動(dòng)生成保存成績(jī)的文件傳入到查詢子系統(tǒng)中，以供考生查詢。查詢子系統(tǒng)查詢成功登錄成功考生登錄查詢子系統(tǒng)中包括了查詢考試科目信息，查詢考生準(zhǔn)考證號(hào)碼，查詢考生成績(jī)單等功能，考生可以通過登錄查詢系統(tǒng)來查詢自己所需要的信息，從而方便學(xué)生對(duì)自己已考過的科目進(jìn)行一下自我評(píng)定。查詢成功登錄成功考生登錄 N Y 圖4.查詢子系統(tǒng)模塊圖以上完成了各子系統(tǒng)的需求性分析，對(duì)各子系統(tǒng)中的模塊進(jìn)行了分析，總體上完成了整個(gè)考試管理系統(tǒng)的需求性分析和設(shè)計(jì)要求的規(guī)劃。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)部分算法的研究與設(shè)計(jì)3.1隨機(jī)抽題的算法設(shè)相關(guān)題庫(kù)中有n道題，要從中抽取m(m<=n)道題，首先產(chǎn)生m個(gè)隨機(jī)數(shù)。在上面的程序中加入判斷重復(fù)的語句，檢查新抽取的題是否重復(fù)，若重復(fù)則重抽。再按前面所述的方法抽取隨機(jī)數(shù)roundk，將roundk按n求余數(shù)，再將roundk與round1,round2,…,roundk-1（此k-1個(gè)數(shù)已增序排列，roundk-1為前k-1次得到的隨機(jī)數(shù)最大者）相比較，然后進(jìn)入比較程序，先與round1比較，若roundk>=round1，則roundk增一，再與round2比較，若roundk>=round2，則roundk再增一，…，這樣就可以很簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)了無重復(fù)而且各個(gè)試題被抽取的幾率相同的隨機(jī)抽題算法。int*intArray;inti,j,k,temp;time_tt;intArray=malloc(m*sizeof(int));srand((unsigned)time(&t));/*依次產(chǎn)生m個(gè)隨機(jī)數(shù)*/for(i=0;i<m;i++){temp=rand()%n;/*查找temp原先的“真實(shí)”編號(hào)*/for(j=0;j<i;j++)if(temp>=intArray[j])temp++;else{/*temp應(yīng)插在k位置處,這樣數(shù)組intArray就實(shí)現(xiàn)了排序，同時(shí)得到了temp原先的編號(hào)*/k=j-1;break;}for(j=i-1;j>k;j--)intArray[j+1]=intArray[j];intArray[k]=temp;①/*以下根據(jù)題號(hào)產(chǎn)生題庫(kù)部分省略*/……}free(intArray);3.2客觀題機(jī)器閱卷算法選擇題閱卷模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)是自動(dòng)閱卷系統(tǒng)中最容易實(shí)現(xiàn)的一部分?？忌倪x擇題答案存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)的考生文件中下。自動(dòng)閱卷系統(tǒng)首先要做的是打丌該答案文件并從其中讀出考生的答案，然后再將其與標(biāo)準(zhǔn)答案進(jìn)行匹配，并根據(jù)匹配情況給分。在選擇題閱卷模塊中的一個(gè)重要問題是對(duì)于多項(xiàng)選擇的次序無關(guān)問題，即對(duì)于學(xué)生答案中多項(xiàng)選擇題的答案中字母的次序不影響評(píng)分，只要含有參考答案中的所有字母并且不含有其他字母即判對(duì)給分。這個(gè)問題在本系統(tǒng)中的解決方案是子答案?jìng)€(gè)數(shù)匹配和含有式匹配兩中匹配算法結(jié)合。考慮到系統(tǒng)的通用性，能適合各種考試系統(tǒng)，本系統(tǒng)的選擇題閱卷算法和考生答案使用的表形式無關(guān)。即考試系統(tǒng)可以使用各種形式表示考生答案，如大寫字母、小寫字母、阿拉伯?dāng)?shù)字甚至二進(jìn)制數(shù)字等等都可以。考慮到唯一性，如果考試系統(tǒng)對(duì)學(xué)生答案采用的表示形式超過一個(gè)字符，則必須使用分隔符。本閱卷系統(tǒng)對(duì)于多項(xiàng)選擇題答案的表示是采用多字段形式，即一個(gè)字段存儲(chǔ)一個(gè)子答案。在閱卷時(shí)，首先將系統(tǒng)中某題答案中有效字段的個(gè)數(shù)和學(xué)生答案中子答案的個(gè)數(shù)進(jìn)行比較，如果不一致則判錯(cuò)，如果一致則再進(jìn)行含有式匹配。含有式匹配的基本算法是逐一取出閱卷系統(tǒng)中存儲(chǔ)的各子答案，對(duì)每一個(gè)子答案用Delphi提供的Pos函數(shù)判斷該子答案字符串在學(xué)生的答案字符串中是否含有。如果學(xué)生的答案字符串含有閱卷系統(tǒng)中每個(gè)子答案字符串，再加上前面判斷的學(xué)生答案中子答案的個(gè)數(shù)和閱卷系統(tǒng)中存儲(chǔ)的答案一致則可以判定該學(xué)生答案正確并給分。填空題閱卷模塊本系統(tǒng)中考生填空題答案和選擇題答案足存放在同一個(gè)文件當(dāng)中。一個(gè)存放在填空題答案表中，另一個(gè)存放在選擇題答案表中。因此填空題閱卷模塊打開與讀出答案的方法和選擇題相似，下面主要針對(duì)填空題閱卷中的主要問題給出解決的方法與主要算法。1.填空題閱卷的主要問題（1)．答案的答錯(cuò)問題。由于是上機(jī)考試，學(xué)生的填空題答案中可能存在有多余的無關(guān)的字符，如空格等。此外學(xué)生在輸入答案時(shí)可能選擇不同的輸入法狀態(tài)，這樣會(huì)造成一些字符的兩種表示。如全角、半角加號(hào)的表示分別為“+’’“+”。該問題不會(huì)給閱卷評(píng)分帶來誤差(2)．答案的不唯一問題。很多填空題可能有多種不同的答案。如題目“計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)系統(tǒng)一般包括寄存器、CACHE、外存儲(chǔ)器、后援存儲(chǔ)器等?！痹擃}答案可以是“主存”、“內(nèi)存”、“主存儲(chǔ)器”或“內(nèi)存儲(chǔ)器”其中之一。如果對(duì)答案采取匹配法可能直接導(dǎo)致誤判。(3)．多空填空題中子答案的關(guān)系判定問題。如果一道填空題含有多個(gè)“空”，那么“空”與“空”的關(guān)系對(duì)評(píng)閱是否有很大影響。在有些填空題中多空的答案相互無關(guān)，相當(dāng)于多條填空題的合并，這時(shí)閱卷算法就和單“空”填空題的閱卷方法相同。而如果多空填空題的這些子答案相互之間存在關(guān)系，比如為一個(gè)無序集合的不同元素。這時(shí)對(duì)整個(gè)題目而言子答案的任一種組合都應(yīng)判為正確。2.填空題閱卷主要問題的解決方法(1)．答案的容錯(cuò)問題的解決方法。首先在試題描述中要求用戶選擇答案的一些敏感屬性。比如：空格是否敏感、大小寫是否敏感、全角／半角是否敏感等屬性。然后在進(jìn)行匹配之前，首先對(duì)答案不敏感的屬性進(jìn)行統(tǒng)一，即對(duì)空格不敏感則刪除答案中全部空格、對(duì)大小寫不敏感則全部轉(zhuǎn)換成小寫、對(duì)全角／半角不敏感則全部轉(zhuǎn)換成半角等等。這樣就可以有效的增強(qiáng)閱卷系統(tǒng)的容錯(cuò)能力。(2)．解決答案的不唯一問題的方法。在進(jìn)行填空題信息描述時(shí)對(duì)同一題描述多個(gè)可能的答案，在閱卷時(shí)只要和這若干個(gè)答案之一匹配即可判對(duì)。這種方案給出的可選答案是有限的，本系統(tǒng)中設(shè)為4個(gè)。對(duì)該問題還可以選擇另一種方案。在填空題信息描述中設(shè)置一個(gè)“含有匹配(模糊匹配)”選項(xiàng)，如果用戶在試題描述時(shí)選中該選項(xiàng)則只要在學(xué)生答案中含有關(guān)鍵字詞即可判對(duì)。(3)．多空填空題中子答案關(guān)系判定問題解決方法。將填空題的“空”分為“串聯(lián)空”和“并聯(lián)空”?！按?lián)空’’的各“空”答案相互之間不能交換，而“聯(lián)空”則可以互換。不管是“串聯(lián)空”還是“并聯(lián)空”它們?cè)谠囶}信息描述表中的答案都是合并的，用特殊字符分隔。在進(jìn)行對(duì)錯(cuò)判斷之前先要將試題信息描述表中的答案拆分成各空獨(dú)立的答案。由于學(xué)生答案表中的答案同樣各空答案合并的，中間用特殊字符分隔，所以如果是“串聯(lián)空”首先要將學(xué)生該題的答案進(jìn)行拆分，然后再將學(xué)生各空的答案和從描述表中拆分得的各空答案逐一對(duì)應(yīng)比較，并記錄各空得分。如果是“并聯(lián)空”則按本題“空”的個(gè)數(shù)進(jìn)行循環(huán)，逐一看學(xué)生的答案合并字符串中是否“含有”各“空”的正確答案，含有一個(gè)“空”的正確答案則該空判對(duì)，否則該空判錯(cuò)。3.填空題閱卷主要算法對(duì)填空題的閱卷是上述各種問題處理方案的綜合。閱卷算法以來于試題描述模塊對(duì)填空題生成的填空題信息描述表。該表中含有某一填空題答案對(duì)空格等字符是否敏感、多個(gè)答案、是否“含有”容錯(cuò)、多項(xiàng)填空是“串聯(lián)空”還是“并聯(lián)空”等等信息。填空題的閱卷算法如圖7．1所示。填空題的閱卷算法需考慮的主要問題是答案對(duì)空格是否敏感、對(duì)進(jìn)制是否敏感、對(duì)大小寫是否敏感以及試題的可選答案。用戶從閱卷主界面的菜單“試題描述”一“填空題”進(jìn)入填空題試題描述窗口，對(duì)該窗口中的描述項(xiàng)進(jìn)行選擇和填寫。當(dāng)用戶按保存按鈕時(shí)系統(tǒng)執(zhí)行填空題描述函數(shù)生成相應(yīng)的試題描述符并寫入試題數(shù)據(jù)庫(kù)中的填空題試題描述表。主要代碼如下：procedureTFomastnlstksav《1ick(sender=TObject)；vⅡs：strlng；beginadoqulEDIT；adoquerylFieldBy，Value：=spineditIValue；adoquery]FieldBy(’是否空格敏感’)Value：-checkboxl．Checked；adoqu。叫1FieldByNaIⅡd。是否進(jìn)制敏感’)Value：=checkbox2Checked：adequerylFieldByNamc(’是否大小寫敏感’value=ch∞kbox3Checked：ifedit1．text<>”thenbegins：=．<邏輯>'+comboboxI．Text+'<／邏輯>'+editi．Text；adoqueryI．FieldByName(’可選答案1’)．Value：=s；end；ifedit1．text<>”thenbegins：=t<邏輯>'+combobox2．Text+'<／邏輯>'+edit2．Text：adoqueryl．FieldByName(’可選答案2’)．Value：=s；end；ifedit1．text<>”thenbegins：=．<邏輯>'+combobox3．Text+'<／邏輯>'+edit3．Text；adoqueryl．FieldByName(’可選答案3’)．Value：=s；end；ifedit1．text<>nthenbegins：=k邏輯>'+combobox4。Te