1、UML課程設計在線考試系統軟件工程系課程設計課 程:系統建模基礎（UML ）概述編制時間：2011 年 06 月 12 日iUML課程設計在線考試系統目錄1.1、系統的性能需求31.2、系統主要功能31.3功能模塊需求分析41.4本章小結102.1系統結構設計112.2考試流程設計 112.3數據庫設計132.4系統功能模塊設計182.5關鍵類設計 242.6、對象圖253.1、活動圖293.2、狀態圖353.3、順序圖373.4、協作圖394.1、構件圖424.2、部署圖422UML課程設計在線考試系統在線考試系統的需求分析1.1、系統的性能需求為了保證考試系統能長期、穩定、安全、可靠、高效

2、地運行，系統應滿足以 下的一些性能需求： 系統處理的準確性和及時性：準確性和及時性是考試系統的必要性能。在系 統設計和開發過程中，要充分考慮系統目前和將來可能承受的工作量，使系統的處理能力和響應時間能滿足用戶要求。 系統的開放和系統可擴充性：考試系統在開發過程中，應充分考慮以后的可 擴充性。例如，系統要能夠承載課程的題庫、試卷庫等實現課程考試。題庫、試 卷庫或單套試卷可以隨時進行增加、刪除和修改等維護。要求系統提供足夠的手 段進行功能的調整和擴充，可以簡單的加入和減少系統的模塊，配置系統的硬件。 通過軟件的修補、替換完成系統的升級和更新換代。 系統的易用性和易維護性：要求系統應該盡量使用用戶熟

3、悉的術語和中文信 息的界面。系統界面應友好易用，應有詳細的系統使用說明，對一些容易出現的 誤操作應該有相應的提示以及處理辦法。考試系統要具有易用性、友好性，系統安裝方便、維護簡單。 系統的安全性：充分考慮用戶、題庫、服務器等的安全。系統對系統不同等 級的用戶分別設置不同的權限。考試期間由于機器死機重新啟動機器后，計時器 應合理進行計時。考試期間由于機器原因需要更換考試用機，學生重新登錄考試 系統后應能繼續做題，考試服務器應能及時保存學生的操作結果。1.2、系統主要功能系統主要功能包括用戶管理、專業管理、課程管理、試卷管理、學生在線考試等 等，下面就系統的主要功能做簡要分析： 用戶信息管理考生可

4、以注冊系統，但是不能修改和刪除自己的信息，注冊以后可以參加考 試和查詢成績。管理員可以添加、修改、刪除學生信息。 課程專業信息管理管理員可以對課程進行管理，可以添加、修改、刪除、查詢課程，還可以對 專業進行添加、修改、刪除的管理。 試卷管理管理員可以添加、修改、刪除試卷，并且可以按照試卷專業或者試卷名稱查 詢試卷。 在線考試學生登錄以后在同意考試跪著，選擇試卷后開始考試，考試結束后需要提交 試卷。 題庫管理教師或者管理員可以在題庫里面增加、修改、刪除試題。 成績管理管理員可以查詢學生的成績，也可以刪除學生的成績，但是不能對學生的成 績做出修改。1.3功能模塊需求分析1.3.1、用戶管理模塊系統

5、的用戶包括考生用戶、教師用戶以及系統管理員用戶。用戶管理模塊實 現對學生用戶、教師用戶和管理者用戶的信息管理。三種用戶在參與系統活動的 時候，能進行用戶信息的注冊與維護。管理員功能包括：查詢用戶信息、授權用 戶角色等。不同用戶具有不同用戶權限，相同用戶可執行相同的功能，同一個角 色的用戶具有的用戶權限相同。用戶管理模塊用例圖如圖所示。4UML課程設計在線考試系統管理員考生信息管理 J考生信息添加考生信息修改J n考生信息刪除教師信息添加教師信息管理教師信息修改一十-一 一 一教師信息刪除用戶管理用例圖Use Case of User Man ageme nt132題庫管理模塊題庫管理模塊包括試

6、題信息管理、題型信息管理。試題錄入將試題的題目、 題型、知識點、章節、難易度、試題答案等內容輸入到題庫中。試題查詢根據用 戶給定的相關條件（如題型、知識點、難易度、錄入時間等）對試題庫中的試題進行 查找、篩選等操作。試題修改則根據用戶給定的條件 （如題型、知識點、難易度錄 入時間等）找到相應試題，然后對試題進行修改操作。試題刪除根據用戶所給定的 條件（如知識點、題型、難易度錄入時間等）找到相應的試題，然后對試題進行刪除 操作。題型信息管理實現對考試題型信息的設置。題庫管理模塊用例圖如圖所示。5UML課程設計在線考試系統6UML課程設計在線考試系統管理員修改題型題型信息管理刪除題型試題信息管理O

7、添加題型嚴J_一添加試題、3修改試題刪除試題題庫管理用例圖Use Case of Questi ons Man ageme nt1.3.3在線考試模塊學生登錄考試系統后，通過身份驗證后進入在線考試頁面，頁面上方顯示考 生的學號、姓名等信息以方便考生核對。考生選擇參加的考試課程后，系統給出 考場規則和考試時間進行倒計時，系統提醒考生開始考試。系統根據定制的題型、 分數分布、題目數量、難度等級分布、章節分布等參數的設置規則，隨機從試題 庫中抽取滿足規則的試題，為參加考試的考生自動生成互不相同的試卷。頁面上 呈現出的考試試卷與考生平時參加的紙試化考試試卷差別不大：單選試題和判斷 試題各選項前為單選框

8、；多選試題和不定項選擇試題各選項前為復選框；填空試 題每空為文本框；主觀題每個問題后面有一個多行文本框，以便考生編輯答案。 考生的答案首先保存到本地臨時數據文件中，然后定時發送回考試服務器。如果 考試結束時間已到，系統會自動鎖定并提交試卷；如果考試結束時間未到，考生 可以提前交卷，考生服務器會將其考試數據保存，并退出考試系統。在線考試模塊用例圖如圖所示開始考試在線考試用例圖Use Case of Exam On li ne134成績管理模塊在考試結束后，系統要對考生答卷進行評閱。閱卷方式分為兩種，自動閱卷 和手動閱卷。對于客觀題和部分主觀題系統實現自動評分并保存考生得分；對于 分析題和操作題，

9、系統給出參考答案和評分細則，由閱卷教師評分。考慮到系統 的安全性，由管理員在系統考試結束后啟動閱卷系統進行自動閱卷；同時，對其 它試題采用教師網上人工閱卷。對考生所有的考試結果進行評卷，保存每一個考 生每道題的得分，并對考生考試成績能夠進行統計、分析和匯總。 客觀題自動評分系統自動實現對選擇題的評閱，并保存得分。在評閱選擇題、判斷題等客觀 題時，系統將考生的答案與標準答案進行完全匹配計算得分。 手動閱卷分析題和操作題等不易進行自動評閱的試題，可考慮自動評閱和手動評閱相結合，在自動評閱的基礎上，教師實現對其的手動評閱。系統自動計算各大題得分，得到考生的最后得分。對學生提供所考課程的分 數查詢；對

10、老師提供試卷、所授課程的學生分數的查詢。教師在查詢分數時，可 以查詢某一個考生的考試成績，也可以查詢某個專業某個班的課程總平分數、各 分數段的人數情況、不及格的學生名單等統計信息。成績管理模塊用例圖如圖所 示。考試成績用例圖Use Case of Score Man ageme nt135課程專業管理模塊考試試卷的信息主要包括課程編號、課程名稱、課程類型、試卷編號、試卷 狀態等，管理員可實現對試卷的狀態修改、試卷查詢等操作，也可以查看試卷內 容。管理員還可以對包括對專業名稱、專業描述等信息進行管理。課程專業管理用例圖如圖所示。課稈條改焊稈日歸«includsz>專泌忝加nclu

11、le專業修改課程專業管理用例圖Use Case of Courses and Majors Man ageme nt0辛業刪除«includ8»136試卷管理模塊教師可以對試卷進行管理，試卷管理包括對試卷管理、試卷信息的管理 和對試卷試題的維護。教師可以查看、刪除試卷并且可以對試卷信息進行管 理，包括對試卷名字、科目、考試時間、出題人、總分等信息進行管理。教 師可以對試卷中的試題進行管理，可以直接新增試題，并且對加入試卷的試 題設置分值。試卷管理模塊用例圖如圖所示。9UML課程設計在線考試系統曲加試卷«incltidt»修域試卷刪除試卷<<i

12、nelude»試豊題管診改試卷信 息剛除試卷試題管理用例圖Use Case of Courses and Majors Man ageme nt1.4本章小結本章對單獨招生在線考試進行了功能性和非功能性的需求分析。結合學院的 需求，經過分析與提煉，確定了系統的業務流程與主要功能，并對系統的性能需 求等進行了分析。10UML課程設計在線考試系統2在線考試系統的設計2.1系統結構設計為了系統開發、維護和升級的方便，考試系統采用B/S模式的3層架構：第一 層是用戶層，為不同用戶設計了相應的接口，學生可進行網上在線考試，教師可 生成試卷、組織考試，管理員可對考試進行設置管理。 用戶通過瀏覽器

13、向考試的 Web服務器提出服務請求，Web服務器對用戶驗證身份后把所需的網頁傳送給客 戶端瀏覽器。第二層是應用層，負責題庫管理，試卷的生成、分發和接收，管理 和監控考試過程。當Web服務器接收到用戶請求時，將要執行相應的應用程序與 數據庫進行連接，通過SQL方式向數據庫服務器發出數據處理請求， 數據庫服務 器將處理結果交給Web服務器，再由其送回到客戶端。第三層是數據層，實現用 戶管理和試題管理。數據庫服務器接受來自Web服務器的請求，實現對數據庫的 操作和存儲，并將處理結果返回 Web服務器。系統的整體層次架構如圖所示。考生老師、管理員系統的整體架構System layer structur

14、e2.2考試流程設計考生在考試用機上通過web瀏覽器訪問考試系統主頁，考生輸入其姓名和考號信息后，考試系統對考生的考號及姓名進行驗證， 如系統通過驗證，則可進 入考試頁面進行考試；系統自動把試卷分發到考試用機， 考生在線進行考試，按 要求完成考試內容。如考號或姓名有誤，則不能進入考試頁面，返回系統主頁。考生進入考試頁面后系統開始自動倒計時， 考試過程中答案即時保存到考試服務 器上。考生提前完成考試內容后可主動提交試卷， 或者系統倒計時完畢時自動收 卷，交卷或收卷時由系統將自動把考生的操作結果提交給考試服務器上保存。考試結束后，教師對考生提交上來的試卷進行批改并保存考生得分，判卷結束后教學管理者

15、可以對考試試卷、考生答卷和教師判卷進行管理。教學管理者還可以對 用戶的基本信息、課程基本信息和題庫信息等進行管理。基于J2EE的高職院校在線考試系統的整體系統流程如圖所示。系統流程圖System flow char2.3數據庫設計數據庫的設計遵循了安全性、可伸縮性、數據交換可靠性、有效的并發控制 的原則，考慮到考試中有多種不同的題型以及各題型有各自的特點， 按照試題類 別把不同的考試題目要求和具體說明單獨存放， 以便于管理和維護，提高數據庫 存取的效率。2.3.1數據庫E-R圖通過對系統進行需求分析、網站流程設計以及系統功能結構的確定，規劃出 系統中使用的實體對象分別為管理員信息、考試試卷、考

16、生信息、考生成績信息。 管理員信息試題E-R圖管理員信息包括管理員編號、管理員姓名、管理員密碼和注冊時間。管理員 信息實體E-R圖如圖所示。13UML課程設計在線考試系統#UML課程設計在線考試系統管理員信息#UML課程設計在線考試系統#UML課程設計在線考試系統管理員信息E-R圖Ma nager Info En tity E-R 考試試卷實體考試試卷試題包括試卷名稱、所屬課程、添加時間和有效時間等屬性。考試 試卷實體E-R圖如圖所示 考生信息實體考生信息實體包括學生證號、姓名、性別、所學專業、注冊時間、登陸網站密碼、密碼提示問題、密碼提示答案以及所學專業等屬性。考生信息實體 E-R圖如圖4.

17、5所示。考生信息學生證號考生注冊時間考生姓名登陸網站密碼考生性別密碼提示問題密碼提示答案所學專業考生信息E-R圖Stude nt Info En tity E-R 考生成績實體考生答完考題后可以對自己的成績進行查詢， 后臺管理員也可對考試成績進 行管理。考生成績信息實體包括學生證號、所學課程、考生總分等。考生成績信 息實體如圖所示14UML課程設計在線考試系統試卷名稱單選題分數所學課程考生成績信息考生成績編號學生證號試卷編號考生總分數多選題分數I.成績提交時間考生成績信息試題E-R圖Stude nt Score En tity E-R232數據庫表設計單獨在線考試系統建立了多張數據表，表4.1

18、列出了考試系統中的部分數據15UML課程設計在線考試系統#UML課程設計在線考試系統表。系統數據庫表System database tableUseri nfo用戶信息表存儲系統中所有用戶的信息，用戶的信息包括用戶編號、 用戶姓名、用戶密碼、真實姓名、用戶所屬角色等。存儲系統題庫中試題的主要信息，試題的信息應該包括試Questi ons試題表題編號、試題題目、試題內容、所屬知識點、試題分值和難度系數等。存儲系統題庫中試題種類的信息，如單選題、多選題、填Questio nKind試題類型表空題和判斷題等。存儲試題庫的試卷種類信息，唯一地標識一套試卷。但是Pap er試卷表試卷表只是標識一套試卷的

19、整體情況，如難度系數、試卷 總分等。存儲參加考試的考生信息，該表引用用戶表的主鍵作為該Exami nees考試信息表表的外鍵。表名表說明描述An swers試題答案表存儲試題答案信息， 該表引用試題表的主鍵作為表的外鍵。系統主要建立了主要包含用戶信息表、試題表、試題類型表、試卷表、試題 答案表、考試信息表等，如表所示。 用戶信息表，結構如表。用戶信息表User information table字段名數據類型長度是否允許為空備注UserIDint4否編號，主鍵UserNamevarchar32否用戶名UserPwdvarchar200否用戶密碼Namevarchar32否真實姓名Roleint

20、4否用戶所屬角色Departme ntvarchar32否用戶所屬部門 試題表，結構如表。試題表Test questi on table字段名數據類型長度是否允許為空備注Questio nIDint4否編號，主鍵Titlevarchar100否題目Subjectvarchar500否知識點Bodytext2000否題干Scorevarchar500否分值Difficultint4否難度系數Ki ndlDint4否試題類型Selectint4否選中 試題類型表，結構如表。試題類型表Test questi on type table字段名數據類型長度是否允許為空備注Ki ndlDint4否編號，主

21、鍵Ki ndNamevarchar32否問題種類名稱Kin dOrderint4否顯示的順序號 試卷表，也稱為試卷種類表，它并不能標識這套試卷所包含的具體試題, 也正因為如此，才能保證每套試卷的隨機性。試卷表結構如表4.5。表4.5試卷表Table 4.5Paper table字段名數據類型長度是否允許為空備注Pap erlDint4否編號，主鍵PaperNamevarchar50否試卷名稱PaperScoreint4否試卷總分Difficurtfloat4否平均難度TotalTimevarchar50否考試時間Teachervarchar16否任課教師考試信息表，結構如表4.6。表4.6 考

22、試信息表Table 4.6 Exam ine data table字段名數據類型長度是否允許為空備注Exami nelDint4否編號，主鍵UserIDint32否用戶編號Datedatetime4否參加考試時間Markint4否考試成績試題答案表，結構如表4.7。表4.7試題答案表Table 4.7Questio n an swer table字段名數據類型長度是否允許為空備注An swerIDint4否編號，主鍵Titlevarchar200否答案標題Bodytext2000否答案內容Questio nIDint4否答案所屬試題2.4系統功能模塊設計根據用戶需求調研，考試系統的用戶包括學生

23、用戶，教師用戶和教學管理員 用戶。三類不同的用戶具有不同的訪問權限，成功登錄以后可以訪問相應的模塊。 教師用戶主要實現的功能包括在線出題、組卷，在線批改學生答卷，在線查詢成績和試卷。學生用戶實現的功能是進行在線考試， 查閱考試分數。教學管理者用 戶實現的功能包括題庫管理，在線卷紙管理，在線用戶信息管理36。根據以上要實現的功能把考試系統劃分為以下六個模塊：用戶管理模塊、題庫管理模塊、在線考試模塊、系統閱卷模塊、卷紙管理模塊和綜合查詢模塊。系 統的功能模塊如圖所示。高校課程考試系統系統功能模塊System fun ctio ns module241用戶管理的設計用戶管理模塊包括學生信息管理、教師

24、信息管理和管理員信息管理。用戶管 理結構圖如圖所示。 學生信息管理：考生可以注冊系統，但是不能修改和刪除自己的信息，管理員可以添加、修改、刪除學生信息。 教師信息管理：教師可以注冊系統，但是不能修改和刪除自己的信息，管理 員可以添加、修改、刪除教師信息。 超級管理員可以添加、修改、刪除、查詢管理員，對管理員進行管理。用戶管理考生信息管理用戶管理結構圖添加管理員管理員信息管 理修改管理員刪 除 管 理 員查 詢 管 理 員The structure diagram of User Man ageme nt242題庫管理的設計題庫管理包括題型管理、試題管理和題庫類型管理。題庫管理結構圖如圖所 示。

25、 題型管理：管理員可以添加、修改和刪除題型 試題管理：管理員和教師都可以對試題進行管理， 教師可以自己的試題 進行管理，而管理員可以對所有試題進行管理。題庫類型管理：管理員可以添加、修改、刪除題庫類型。20UML課程設計在線考試系統題庫管理題 庫 刪 除題庫信息管理題庫修改題庫添加試題刪除試題信息管理試試題題查添找加試題修改題型添加21UML課程設計在線考試系統#UML課程設計在線考試系統題庫管理結構圖The structure diagram of Questio n Bank Man ageme nt243在線考試的設計在線考試模塊實現考生在規定考試時間進行在線實時考試。 考生通過身份 驗

26、證登錄進入考試系統，系統生成試卷，并對考試時間進行倒計時，考生完成試 卷并交卷。在線考試的流程圖如圖所示。圖4.10 在線考試流程圖Fig. 4.10On li ne test flowchart2.4.4成績管理的設計成績管理包括成績查詢和成績刪除。結構圖如圖 4.11所示。 成績查詢：學生可以查詢自己的成績，管理員可以查詢所有同學的成績。 成績刪除：管理員可以刪除所有同學的成績，但是學生不能刪除自己的 成績。成績管理結構圖The structure diagram of Score Man ageme nt245課程專業管理設計課程專業管理包括課程管理和專業管理，課程專業管理結構圖如圖4.

27、12所示。 課程管理：考試試卷的信息主要包括課程編號、課程名稱、課程類型、試卷編號、試卷狀態等，管理員可實現對試卷的狀態修改、試卷查詢等操作，也 可以查看試卷內容。 專業管理：專業信息管理主要包括對專業名稱、專業描述等信息進行管 理成績管理專 業 管 理課 程 管 理專 業 添 加專業刪除專 業 修 改課程專業管理結構圖The structure diagram of Course and Major Man ageme nt246試卷管理設計試卷管理模塊可以實現對試卷中試題的添加、修改、刪除、移動，試題內容 編輯等操作。大題的信息包括大題類型、大題分值、小題數量。試題的內容包括 題目說明、題

28、號、題干和答案。試卷管理模塊的流程圖如圖 4.13所示。試卷管理流程圖Test paper man age flowchart2.5關鍵類設計考試系統主要實現了八個類， 分別是User、Administrator、Teache、Student、 Course Test、TestPaper StudentPape。其中 User類用來管理用戶的信息，Student 類繼承User類用來管理考生的信息，Teacher類繼承User類用來管理教師的信 息，Administrator類繼承User類用來管理教學管理員的信息，Course類用來管 理課程信息，Test類用來管理考試信息，TestPape

29、r類用來管理考試試卷信息， Stude ntPape類用來管理考生答卷信息，考試系統的類圖如圖 4.14所示。考試系統類圖Class char of exam in atio n system25UML課程設計在線考試系統26UML課程設計在線考試系統2.6、對象圖Student 與 studentPaper對象圖Test 與 studentPater對象圖#UML課程設計在線考試系統uml: testParper10期末考試：Testpaperld=02testld=201testld=02startDate=100629courseld=02endDate=100701paperNumbe

30、r=112courseld=02totalScore=100auditorld=08Submintedstate=90Test 與 testPaper對象圖Teacher與Test對象圖27UML課程設計在線考試系統28UML課程設計在線考試系統Course與Test對象圖Course 與 testPaper對象圖#UML課程設計在線考試系統Teacher 與 testParper對象圖3動態建模29UML課程設計在線考試系統30UML課程設計在線考試系統3.1、活動圖3.1.1、用戶信息管理31UML課程設計在線考試系統32UML課程設計在線考試系統3.1.2、課程專業信息管理#UML課程設

31、計在線考試系統33UML課程設計在線考試系統3.1.3、試卷管理#UML課程設計在線考試系統34UML課程設計在線考試系統3.1.4、在線考試#UML課程設計在線考試系統35UML課程設計在線考試系統3.1.5、題庫管理#UML課程設計在線考試系統36UML課程設計在線考試系統3.1.6、成績管理#UML課程設計在線考試系統37UML課程設計在線考試系統3.2、狀態圖考試結束#UML課程設計在線考試系統開始考試輸入考生ID和密碼廠登錄考試結束每次考試由“學生”將“考試ID和密碼”“登錄”狀態；如果“學生”登錄正確轉換到“考試規則閱讀”狀態，否則轉換到“登 錄”狀態繼續登錄；如果“學生” “三次輸入錯誤”考試結束；處于“考試規則閱讀”狀態時有一定的閱讀時間，“閱讀時間到”就轉換到“選擇考試試題”狀態；考試試題選擇完成后“學生”就裝換到“準備考試”狀態；處于“準備考試”狀態時，有一定的準備考試時間，當“準備考試時間到”時就轉換到“在線考試答題”狀態，如果“在線答題考試”狀態時“考試時間到”就裝換“交卷”狀態；處于“交卷”狀態時不成功繼續停留在“交卷”狀態，交卷成功考試結束，；3.3、順序圖331、登錄考生：User注冊頁面屏幕數據庫賬戶39UML課程設計在線考試