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第一张 引言
1.1开发平台
在现今信息时代，生活速度的加快，使得人们越来越向信息化、数字化发展，武汉职业技术学院在线考试系统（GDCPEOS）是一个由人、计算机等组成的能进行学生信息、学科信息、章节信息、试题信息、试卷信息和学生成绩信息的收集、传递、储存、加工、维护和使用的系统，必然能代替过去大量、繁杂的手工操作。 本系统是通过用 .NET C#编程语言、SQL Server 2005数据库设计在线考试系统，利用软件工程原理，采用生命周期方法学，根据 3NF 的关系模式设计数据库表，用模块化设计方式将系统的各个功能模块层层分解，设计出系统的模块化结构，并根据系统的具体要求和需要实现的功能，详细地定义了各个模块的具体功能。 开发主要包括后台数据库的建立和维护以及前端网页应用程序的开发两个方面，实现了学生在线考试信息的数据库的创建及教师信息、学科、章节、学生、试题、试卷、成绩的输入、浏览、维护和统计，使得系统具有功能强大，界面友好的特点。 1.2课题研究的意义计算机技术和通信技术的发展使得以网络为中心的信息系统获得广泛的使用，基于C/S架构的在线考试系统能给教师出题课考试作答试题带来简便、一切都是无纸化、利于环保、庞大的试题库用计算机来处理显得格外方便快捷，并且用计算机来处理众多学生的信息和各种科目成绩的能力也是人力难以做到的。 基于C/S模式的网上教学是一种以学生为中心的教学方式，它具备个性化和群体化两种方式的优点，可通过计算机网络实现教学资源共享，不受传统的统一教学模式的限制，同时也不受时间和地点的限制。 本课题研究并实现了远程教育中的网上考试系统，该系统可以通过在学校机房上实现教师对题库的管理、试卷生成、试卷批改、网上学生考试，网管人员系统进行维护，以及教师和学生查看分数等功能。本课题不仅为开发基于C/S的远程教育系统做了理论研究和技术准备，也积累了实际的开发经验。 “基于C/S架构的网上考试系统”作为现代远程教育的一部分，以局域网网络作为载体，不受时间、科目利地域的限制，给考生、评卷人和出题者带来巨大的便利，同时也使考试成为真正意义上的平等、公开。它可以杜绝试题泄露、评卷不公、考生作弊。考生可以在规定的期间内选择最佳状态时期参加考试，系统会为每一个考生同样的试卷，同时当场给出成绩， 评卷人和出题者可以在世界任何一个地方进行试题结构、试题内容的维护和进行评卷工作。 1.3 开发技术C#编程语言、WinForms.NET 技术、SQL Server 2005数据库 1.4 在线考试系统的现状信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势，也是我国产业优化升级和实习工业化、现代化是重要战略。信息化实质上就是不断扩大信息技术在各个领域、各个层次上的应用。以信息技术为代表的高新技术突飞猛进的发展和在传统产业上的广泛应用，必将为企业注入新的活力。信息技术、信息网络和信息资源的综合利用，形成了当代最先进的生产力，正以前所未有的速度为社会创造着大量的物质财富和精神财富。 在学校，尤其是在各大高校，对于学生的考试管理是相当重要，而且也是相当麻烦的，它是学校管理中最基本的一项常规性工作。而长期以来，考试管理都是依赖人工来进行的，面对如此众多的学生考试信息，其工作量是相当相当巨大的。这样不仅仅浪费了大量的人力物力，而且由于人工管理存在着大量的不可预知性，造成考试管理的一些不规范，使得信息管理陷入“事倍功半”的地步。而计算机开发的基于单机的学生考试管理系统又只能在特定的时间，地点由特定的管理员才能进行管理，所以造成的管理上的不便性。因此急需要开发学生在线考试来改变这一现状。 1.5开发在线考试系统的意义 1.5.1 开发学生在线考试的原因现在我国的大中专院校的学生考试管理的水平普遍不高，有的还停留在纸介质基础上，这种管理手段已不能适应时代的发展，因为它浪费了许多的人力和物力。而且学生考试是一个非常繁琐与复杂的一项工作，一个原因就是工作量大，不好管。在现在这个信息化的时代,人们需要更快、更准确的查询，更便捷、更全面的学生考试系统，这样无论是学生、授课老师，还是其他教研人员都可以很方便地去查询信息和进行各种信息管理，提高工作效率。在当今信息时代这种传统的管理方法必然被计算机为基础的信息管理系统所代替。如果本系统能被学校所采用，将会改变以前靠手工管理学生考试的状况，可以树立良好的办学形象，提高工作效率。 1.5.2 学生在线考试系统的目标建立学生在线考试系统，采用计算机对学生考试进行管理，进一步提高办学效益和现代化水平。帮助广大教师提高工作效率与准确性，实现学生考试的信息管理工作流程的系统化、规范化和自动化。 1.5.3 开发学生在线考试系统的目的科学以人为本。随着 IT 行业的飞速发展，人民生活节奏的加快，计算机是现代人学习，工作不可缺少的一个好帮手。只有一台好的计算机是不够的，还需要一些好的系统软件去运行。但一些关于生活上细节的软件还需要去开发。我们这个软件就是根据学校的情况，把学生考试相关信息的输入，输出,查询都集在一起，便于老师的管理和总结。这个系统包括学生信息导入，学科信息，试题信息，试卷信息，在线批阅,随机出题,考试成绩和考试成绩统计导出等功能，这些都大大方便了学校工作的开展，他们可以在这个系统上了解到学生的情况,有利于学校工作的开展。 第二章 系统的分析和设计 2.1 管理需求分析学生在线考试系统是为了适应新形式下更好的开展老师、学生工作而开发的一套管理系统。学生在线考试系统涉及学科、章节、班级、学生、成绩、试题、试卷等多种数据信息。 这个系统开发大大方便了教研人员对考试的管理和学生对多样性的考试的方便以及老师对学生学习了解的方便性等等,此系统解决了老师,学生,考试等繁琐的问题,对高校的考试管理起到促进的作用.在不断的开发中还会尽量发现各种需求,按照实际情况进行添加和修改…… 学生成绩管理系统的用户包括系统管理员、教师和学生。系统管理员负责对教师的添加和删除，教师的功能是是负责学生信息、学科信息、章节信息、试题信息、试卷信息的管理工作，学生的功能是负责对相应的学科考试和查看本人的成绩等。 2.2 系统概要设计 2.2.1 系统功能按角色分配如下描述管理员 查看考生信息 查看教师信息 查看课程信息 注册学生信息 注册教师信息 注册课程信息 修改学生信息 修改课程信息 修改教师信息 删除教师信息 删除课程信息 删除学生信息 修改个人信息及密码 教师 查看试题库 添加试题到题库 规定每题正确选项和分值 教师统计考生成绩 学生 查看个人信息 查看个人成绩单 在线答题 提交试卷 2.2.2 系统的概要结构图根据系统功能分析得出了在线考试系统是由三个角色组成，分别是学生、管理员和学生。在各个角色中也相应附加了详细的功能。 根据系统功能分析得出了在线考试系统是由三个角色组成，分别是学生、管理员和学生。在各个角色中也相应附加了详细的功能。
精度：在精度需求上，根据使用的需要，在各项数据的输入，输出及除数过程中，可以满足各种精度的需求。 时间特性要求：在系统方面，响应时间，更新处理时间都比较快且迅速，完全满足用户要求。 灵活性：当用户需求，如操作方式、运行环境，结果精度，数据结构与其他其他软件借口等发生变化时，设计的软件要做适当调整，灵活性非常大。 2.2.4 对输入输出数据的要求该软件给各项录入信息的类型都有进行了严谨的定义，确保信息的精确，用户在输入信息时候，系统会根据用户输入的信息进行判断，确保信息的精确性输入和输出。 2.2.5 数据管理能力的要求该软件采用Microsoft SQL Server 2005作为后台数据库，对用户数据进行有效的管理，确保数据的完整性和准确性。 2.2.6 故障处理要求内部故障处理：在开发阶段可以立即修改数据库里的相应内容。外部故障处理：通过适当的编程手段，即使处理发生故障的内容。 2.2.7 其他专门要求保密性：本系统作为成绩管理辅助工具，规模比较小，可以限定一个程序中的某些区域的规约，给不同的模块分配不同的功能。 可使用性：在装载系统时，正常就运行，异常就停止；系统出现错误，将会产生不可预见的问题，重启。 可维护性：本系统的主要操作为 SQL 语句的增删查改，简单、直观又比较独立。因此该系统的可维护性很强。 第三章 数据描述 3.1 静态数据表3-1 静态数据 类型 数据名称 定义 格式 类型 值域 度量单位 安全控制 currentUserId 当前用户账号 字符串 “” currentUserName 当前用户姓名 字符串 “” 安全管理控制 currentUserType 当前用户的登陆类型 字符串 “” currentScore 用于记录当前考生的成绩 整型 sumScore 该试卷该科目的总分 3.2动态数据数据输入： 表3-2 动态数据输入 类型 数据名称 定义 类型 格式 值域 度量单位 考生信息 对象 Student对象 见构造函数 班级号 班别 Strng 10个字符（可由教师自定义，少于10个字符组成） “” 分值 试题分值 Int 由教师自定 1,2,5,10 试题 出题目 Text 出题者自定 “” 试卷名称 试卷名称 String 学年度+科目+考试类型 “” 数据输出： 表3-3 动态数据输出 类型 数据名称 定义 类型 格式 值域 度量单位 试卷 试题 Text 文本 “” 时间 考试总时间 Datetime dd-hh-mm-ss dd-hh-mm-ss 时间 所剩时间 Datetime dd-hh-mm-ss dd-hh-mm-ss 章节 章节名称 String 科目名称+章节名称 “” 时间 考试时间 Datetime yyyy-MM-dd yyyy-MM-dd 分值 试题分值 Int 由教师自定 0-100 试卷名称 试卷名称 String 学年度+科目+考试类型 “” 分值 客观试题得分 Int 0-100 3.3 数据库介绍 3.3.1 数据表关系图:
管理员表 Admin 列名 数据类型 允许为空 说明 adminId varchar(10) Unchecked 管理员账号 adminName nvarchar(50) Checked 管理员姓名 adminPwd varchar(50) Unchecked 管理员登陆密码 课程表Course 列名 数据类型 允许为空 说明 courseId Varchar(20) 课程号、课程编号,PK courseName Nvarchar(50) 课程名称 isTest Bit 是 是否已经考试 分数表Score 列名 数据类型 允许为空 说明 scoreId Int 分数Id,PK scoreName Nvarchar(50) 是 课程名 FK stuId Varchar(20) 学生学号 courseId varchar(20) 课程号 Score Int 是 分数 courseStatus int 是 课程状态 学生表Student 列名 数据类型 允许为空 说明 stuId varchar(50) Unchecked 学号 stuPwd varchar(20) Unchecked 密码 stuName nchar(10) Unchecked 姓名 stuSex bit Unchecked 性别 stuCurrentCourse nvarchar(50) Checked 当前课程 教师表 Teacher 列名 数据类型 允许为空 说明 teacherId varchar(15) Unchecked 教师编号,PK teacherPwd varchar(20) Unchecked 教师登陆密码 teacherName nchar(10) Unchecked 教师姓名 courseId varchar(20) Unchecked 该教师所任课程 题库表 TestLibrary 列名 数据类型 允许为空 说明 questionId int Unchecked 题目编号 PK testContent nvarchar(4000) Unchecked 题目类容 testAnsA nvarchar(200) Checked A选项类容 testAnsB nvarchar(200) Checked B 选项类容 testAnsC nvarchar(200) Checked C选项类容 testAnsD nvarchar(200) Checked D选项类容 rightAns char(1) Unchecked 正确选项 testScore int Unchecked 分值 courseId varchar(20) Unchecked 课程号 FK 3.3.3数据流图
为了各个队员的分工合作和日后的便于维护为目的，本系统采用三层架构部署的框架来开发。 4.1.1 什么是三层架构三层架构一次的“三层”指表示层（UI）、业务逻辑层（BLL）、数据访问层（DAL）。区分层次的目的即为了“高内聚，低耦合”的思想。 １、表现层（UI）：通俗讲就是展现给用户的界面，即用户在使用一个系统的时候他的所见所得。 ２、业务逻辑层（BLL）：针对具体问题的操作，也可以说是对数据层的操作，对数据业务逻辑处理。 ３、数据访问层（DAL）：该层所做事务直接操作数据库，针对数据的增添、删除、修改、更新、查找等。
在软件体系架构设计中，分层式结构是最常见，也是最重要的一种结构。微软推荐的分层式结构一般分为三层，从下至上分别为：数据访问层、业务逻辑层（又或成为领域层）、表示层。 三层结构原理： 3个层次中，系统主要功能和业务逻辑都在业务逻辑层进行处理。 所谓三层体系结构，是在客户端与数据库之间加入了一个“中间层”，也叫组件层。这里所说的三层体系，不是指物理上的三层，不是简单地放置三台机器就是三层体系结构，也不仅仅有B/S应用才是三层体系结构，三层是指逻辑上的三层，即使这三个层放置到一台机器上。 三层体系的应用程序将业务规则、数据访问、合法性校验等工作放到了中间层进行处理。通常情况下，客户端不直接与数据库进行交互，而是通过COM/DCOM通讯与中间层建立连接，再经由中间层与数据库进行交互。
表示层 位于最外层（最上层），离用户最近。用于显示数据和接收用户输入的数据，为用户提供一种交互式操作的界面。
业务逻辑层 业务逻辑层（Business Logic Layer）无疑是系统架构中体现核心价值的部分。它的关注点主要集中在业务规则的制定、业务流程的实现等与业务需求有关的系统设计，也即是说它是与系统所应对的领域（Domain）逻辑有关，很多时候，也将业务逻辑层称为领域层。例如Martin Fowler在《Patterns of Enterprise Application Architecture》一书中，将整个架构分为三个主要的层：表示层、领域层和数据源层。作为领域驱动设计的先驱Eric Evans，对业务逻辑层作了更细致地划分，细分为应用层与领域层，通过分层进一步将领域逻辑与领域逻辑的解决方案分离。 业务逻辑层在体系架构中的位置很关键，它处于数据访问层与表示层中间，起到了数据交换中承上启下的作用。由于层是一种弱耦合结构，层与层之间的依赖是向下的，底层对于上层而言是“无知”的，改变上层的设计对于其调用的底层而言没有任何影响。如果在分层设计时，遵循了面向接口设计的思想，那么这种向下的依赖也应该是一种弱依赖关系。因而在不改变接口定义的前提下，理想的分层式架构，应该是一个支持可抽取、可替换的“抽屉”式架构。正因为如此，业务逻辑层的设计对于一个支持可扩展的架构尤为关键，因为它扮演了两个不同的角色。对于数据访问层而言，它是调用者；对于表示层而言，它却是被调用者。依赖与被依赖的关系都纠结在业务逻辑层上，如何实现依赖关系的解耦，则是除了实现业务逻辑之外留给设计师的任务。
数据层 数据访问层：有时候也称为是持久层，其功能主要是负责数据库的访问，可以访问数据库系统、二进制文件、文本文档或是XML文档。 简单的说法就是实现对数据表的Select，Insert，Update，Delete的操作。如果要加入ORM的元素，那么就会包括对象和数据表之间的mapping，以及对象实体的持久化。 4.1.3 优缺点优点 1、开发人员可以只关注整个结构中的其中某一层； 2、可以很容易的用新的实现来替换原有层次的实现； 3、可以降低层与层之间的依赖； 4、有利于标准化； 5、利于各层逻辑的复用。 缺点 1、降低了系统的性能。这是不言而喻的。如果不采用分层式结构，很多业务可以直接造访数据库，以此获取相应的数据，如今却必须通过中间层来完成。 2、有时会导致级联的修改。这种修改尤其体现在自上而下的方向。如果在表示层中需要增加一个功能，为保证其设计符合分层式结构，可能需要在相应的业务逻辑层和数据访问层中都增加相应的代码。 4.1.4 规则三层结构的程序不是说把项目分成DAL, BLL, WebUI三个模块就叫三层了, 下面几个问题在你的项目里面： 1. UILayer里面只有少量(或者没有)的SQL语句或者存储过程调用, 并且这些语句保证不会修改数据? 2. 如果把UILayer拿掉, 你的项目还能在Interface/API的层次上提供所有功能吗? 3. 你的DAL可以移植到其他类似环境的项目吗? 4. 三个模块, 可以分别运行于不同的服务器吗? 如果不是所有答案都为YES, 那么你的项目还不能算是严格意义上的三层程序. 三层程序有一些需要约定遵守的规则： 1. 最关键的, UI层只能作为一个外壳, 不能包含任何BizLogic的处理过程 2. 设计时应该从BLL出发, 而不是UI出发. BLL层在API上应该实现所有BizLogic, 以面向对象的方式 3. 不管数据层是一个简单的SqlHelper也好, 还是带有Mapping过的Classes也好, 应该在一定的抽象程度上做到系统无关 4. 不管使用COM+(Enterprise Service), 还是Remoting, 还是WebService之类的远程对象技术, 不管部署的时候是不是真的分别部署到不同的服务器上, 最起码在设计的时候要做这样的考虑, 更远的, 还得考虑多台服务器通过负载均衡作集群 所以考虑一个项目是不是应该应用三层/多层设计时, 先得考虑下是不是真的需要? 实际上大部分程序就开个WebApplication就足够了, 完全没必要作的这么复杂. 而多层结构, 是用于解决真正复杂的项目需求的。 4.1.5 与MVC的区别MVC（模型Model-视图View-控制器Controller）是一种设计模式，我们可以用它来创建在域对象和UI表示层对象之间的区分。 同样是架构级别的，相同的地方在于他们都有一个表现层，但是他们不同的地方在于其他的两个层。 在三层架构中没有定义Controller的概念。这是我认为最不同的地方。而MVC也没有把业务的逻辑访问看成两个层，这是采用三层架构或MVC搭建程序最主要的区别。当然了。在三层中也提到了Model，但是三层架构中Model的概念与MVC中Model的概念是不一样的，“三层”中典型的Model层是以实体类构成的，而MVC里，则是由业务逻辑与访问 |
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