学生选课考试系统的设计与实现（案例分析） |
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学生选课考试系统的设计与实现（案例分析）
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摘 要
信息化社会内需要与之针对性的信息获取途径，但是途径的扩展基本上为人们所努力的方向，由于站在的角度存在偏差，人们经常能够获得不同类型信息，这也是技术最为难以攻克的课题。针对学生在线考试、选课等问题，对如何通过计算机在线考试、选课进行研究分析，然后开发设计出 学生选课考试系统来解决问题。 学生选课考试系统主要功能模块包括登录、试题库录入、更新、删除、在线组卷、在线考试、试卷提交、成绩计算、成绩查询、用户账号、课程信息、学生选课等信息进行维护，采取面对对象的开发模式进行软件的开发和硬体的架设，能很好的满足实际使用的需求，完善了对应的软体架设以及程序编码的工作，采取MySQL作为后台数据的主要存储单元，采用python开发语言的django框架进行业务系统的编码及其开发，实现了本系统的全部功能。本次报告，首先分析了研究的背景、作用、意义，为研究工作的合理性打下了基础。针对学生选课考试系统的各项需求以及技术问题进行分析，证明了系统的必要性和技术可行性，然后对设计系统需要使用的技术软件以及设计思想做了基本的介绍，最后来实现学生选课考试系统和部署运行使用它。 关键词：考试；django框架；MySQL数据库
Student elective examination system Abstract In the information society, there is a need for targeted information acquisition channels, but the expansion of the channels is basically the direction people are striving for. Due to the deviation of the standpoint, people can often obtain different types of information, which is also the most difficult technology to overcome. Subject. Aiming at students' online exams, course selection and other issues, we will conduct research and analysis on how to pass computer online exams and course selection, and then develop and design a student selection exam system to solve the problems. The main functional modules of the student elective exam system include login, test question bank entry, update, deletion, online test paper composition, online test, test paper submission, score calculation, score query, user account, course information, student elective courses and other information to maintain, and take face-to-face The development model of the object carries out software development and hardware installation, which can well meet the needs of actual use. It improves the corresponding software installation and program coding work. It adopts MySQL as the main storage unit of background data and adopts the python development language. The django framework for business system coding and development, to achieve all the functions of the system. This report first analyzes the background, role, and significance of the research, laying a foundation for the rationality of the research work. Analyze the needs and technical problems of the student elective exam system, prove the necessity and technical feasibility of the system, and then give a basic introduction to the technical software and design ideas that need to be used in the design system, and finally realize the student elective exam System and deployment operations use it. Key words:The exam; django framework; MySQL database 目 录 第1章 绪论 1.1 研究背景与意义 1.2 开发现状 1.3 研究方法 第2章 相关技术介绍 2.1 Python简介 2.2 Django框架介绍 2.3 Ajax 应用 2.4 MySQL数据库 第3章 系统分析 3.1 可行性分析 3.2 功能需求分析 3.3 非功能需求分析 3.4 安全性需求分析 3.4.1 系统的安全性 3.4.2 数据的安全性 3.5 业务流程分析 3.6 数据流程分析 第4章 系统设计 4.1 系统架构设计 4.2 系统总体设计 4.3 系统功能设计 4.4 数据库设计 4.4.1 数据需求分析 4.4.2 数据库概念设计 4.4.3 数据库表设计 第5章 系统实现 5.1 系统概要设计 5.2 登录模块的实现 5.3 用户资料修改模块的实现 5.4 公告数据管理模块的实现 5.5 成绩查询模块的实现 5.6 在线考试模块的实现 5.7 试题管理模块的实现 5.8 试卷模块的实现 5.9 选课模块的实现 第6章 系统测试 6.1 测试目的 6.2 功能测试 6.3 性能测试 第7章 总结与展望 参考文献 致谢 第一章 绪 论 1.1 研究背景与意义在20世纪末期，国家提出了教育要面向四个现代化，同时也提出了要大力发展教育手段和教育方式的信息化建设。在这样的背景和需求下，基于当今的互联网技术和计算机信息技术的学生选课考试系统就应运而生了。人们急切地需要再在线考试中利用现代网络技术达到教师工作量减少并且提高学校及其他工作人员工作效率的目的。同时，与传统的考试形式相比，考试的质量也更能得以保证，从而使得考试变得更为客观公正。 学生选课考试系统的实现让考试不再局限于只能在教室中进行，它利用网络的优势，使得考试不再像以前那么复杂，考生也不再需要定时定点而是随时随地就能参与考试。学生选课考试系统具有传统的考试模式无法媲美的准确、科学、公平、方便等优点，于是对学生选课考试系统的研究和建设也就在这样的环境中逐渐发展了起来。 1.2 开发现状在越来越重视知识的当今社会，各个国家都加大了在新一代培育上的投入，都希望在以后的社会发展中走在互联网的前列，从而在信息的飞速发展中占据一个有力的地位，正是这个原因，各地政府依托于互联网来实行教育教学，并把此作为其民族发展的动力之源。 在外国，澳大利亚在早期就开始投资建设“澳大利亚教育网”，这个网络不但包含了澳大利亚全部的高校，还要联通本国境内的每一所中小学。另外美国政府提出要到二十一世纪初，让本国家所有学校和图书馆都搭载上互联网的快车，让国内不论是哪个阶段的考生都可以享受到“21世纪教师”的网络服务，因此提出了“教育技术规划（Educational Technology Initiative）”。到了1995年末，国外一些教育机构开始开发自己的网上教育平台，最早的有美国的NTU、英国的OPEN COLLEGE等这些都是那个时候实施互联网教育的典范。随着教育搭载上互联网的高速公路，在线考试作为远程教育不可分割的一项，随着互联网的大潮也如雨后春笋般迅速发展起来，人们的选课和考试都在互联网上进行，特别是互联网业务的普及、低成本的在线考试从技术和经济条件上已经日趋成熟。 在国内，从大多数来看，很大一部分的教育教学还普遍停留在传统的考试方式上，但是传统的考试每次都需要人为的出卷、组织考试、批改试卷并且做出许多试卷分析和成绩评估，作为老师，一次考试的实施给他们带来了许多的麻烦，并且随着教育现代化，考试类型的增加和考试要求的更加严格，教师的工作也会变得越来越繁重。而现在人们普遍认为的网络教育也是停留在网上报名和成绩查询，没有形成相应的规模，而国外网上提交作业和考试已经变得非常普及，所以传统考试方式终究要被替代，网上考试方式正在以燎原之势飞速发展。 1.3 研究方法首先，通过引擎搜索或者查阅相关文献资料，了解了本系统开发的背景以及设计系统的意义所在，收集用户需求信息。其次，在开发工具上，最终确定选用python平台来设计开发本系统，MySQL作为设计数据库的工具。即利用python语言实现用户界面，并同数据库连接起来实现完整的通信功能。之后，设计出系统大致的功能模块。主要从方便系统用户和系统管理员的角度进行分析，明确该系统应该具有的功能。最终是测试系统，通过用例测试发现存在的问题并找到解决的方案。利用现有的开发平台，结合自己所学的知识，在老师的指导帮助下来完成该设计，确保系统的可用性、实用性。 第2章 相关技术介绍 2.1 Python简介Python 是一个高层次的脚本语言结合了解释性、编译性、互动性和面向对象的。Python 的设计，相比其他语言经常使用英文关键字和其他语言的一些标点符号，它具有比其他语言更有特色语法结构，具有很强的可读性。 解释型语言：类似于PHP和Perl语言，这意味着开发过程中没有了编译这个环节。 交互式语言：可以在一个 Python 提示符 >>> 后直接执行代码。 面向对象语言：Python支持面向对象的风格或代码封装在对象的编程技术。 2.2 Django框架介绍Django是高水准的Python编程语言驱动的一个开源模型．视图，控制器风格的Web应用程序框架，它起源于开源社区。使用这种架构，程序员可以方便、快捷地创建高品质、易维护、数据库驱动的应用程序。这也正是OpenStack的Horizon组件采用这种架构进行设计的主要原因。另外，在Django框架中，还包含许多功能强大的第三方插件，使得Django具有较强的可扩展性。Django 项目源自一个在线新闻 Web 站点，于 2005 年以开源的形式被释放出来。Django 框架的核心组件有： 1.6.1 用于创建模型的对象关系映射； 1.6.2 为最终用户设计较好的管理界面； 1.6.3 URL 设计； 1.6.4 设计者友好的模板语言； 1.6.5 缓存系统。 Django(发音：[`dʒæŋɡəʊ]) 是用python语言写的开源web开发框架(open source web framework)，它鼓励快速开发,并遵循MVC设计。Django遵守BSD版权，初次发布于2005年7月, 并于2008年9月发布了第一个正式版本1.0 。 Django 根据比利时的爵士音乐家Django Reinhardt命名，他是一个吉普赛人，主要以演奏吉它为主，还演奏过小提琴等。 由于Django在近年来的迅速发展，应用越来越广泛，被著名IT开发杂志SD Times评选为2013 SD Times 100，位列“API、库和框架”分类第6位，被认为是该领域的佼佼者。 2.3 Ajax 应用技术在 1998 年前后得到了应用。允许客户端脚本发送HTTP请求（XMLHTTP）的第一个组件由Outlook Web Access小组写成。该组件原属于微软 Exchange Server，并且迅速地成为了 Internet Explorer 4.0 的一部分。部分观察家认为，Outlook Web Access 是第一个应用了 Ajax 技术的成功的商业应用程序，并成为包括Oddpost 的网络邮件产品在内的许多产品的领头羊。但是，2005 年初，许多事件使得 Ajax 被大众所接受。Google 在它著名的交互应用程序中使用了异步通讯，如Google、Google 地图、Google 搜索建议、Gmail等。Ajax 这个词由《Ajax: A New Approach to Web Applications》一文所创，该文的迅速传播加强了人们使用该项技术的意识。另外，对Mozilla/Gecko 的支持使得该技术走向成熟，变得更为易用。 Ajax 前景非常乐观，可以提高系统性能，优化用户界面。Ajax 现有直接框架 AjaxPro，可以引入 AjaxPro.2.dll 文件，可以直接在前台页面 JavaScript 调用后台页面的方法。但此框架与表单验证有冲突。另外微软也引入了 Ajax 组件，需要添加AjaxControlToolkit.dll 文件，可以在控件列表中出现相关控件。
图2.1 2.4 MySQL数据库MySQL 经过多次的更新，功能层面已经非常的丰富和完善了，从MySQL4版本到5版本进行了比较大的更新，在商业的实际使用中取得了很好的实际应用效果。最新版本的MySQL支持对信息的压缩，同时还能进行加密能更好的满足对信息安全性的需求。同时经过系统的多次更新，数据库自身的镜像功能也得到了很大的增强，运行的流畅度和易用性方面有了不小的进步，驱动的使用和创建也更加的高效快捷。最大的变动还是进行了空间信息的显示优化，能更加方便的在应用地图上进行坐标的标注和运算。强大的备份功能也保证了用户使用的过程会更加安心，同时支持的Office特性还支持用户的自行安装和使用。在信息的显示形式上也进行了不小的更新，增加了两个非常使用的显示区，一个是信息区，对表格和文字进行了分类处理，界面的显示更加清爽和具体。第二是仪表的信息控件，能在仪表信息区进行信息的显示，同时还能进行多个信息的比对，为用户的实际使用带来了很大的便捷[7][8]。 针对本文中设计的学生选课考试系统在实际的实现过程中，最终选择MySQL数据库的主要原因在于在企业的应用系统应用及开发的过程中会存在大量的数据库比较频繁的操作，而且数据的安全性要求也是非常的高。综合这些因素，最终选择安全性系数比较高的MySQL来对学生选课考试系统后台数据进行存储操作[9][10]。 数据库管理系统的总体结构图如下图所示。
图2-1 数据库组成结构 第3章 系统分析 3.1 可行性分析技术性方面，采用当前主流的django框架进行系统主体框架的搭建，前台使用jQuery，Ajax，实现前台页面的设计与美观调整，以上技术，均由本人经过系统学习，并且都是在课程设计中实践过的，可以使得开发更加便捷和系统。从技术角度看，这个系统是完全可以实现的。 实用性方面，本次设计的主要任务是在学生选课考试系统内在线考试、在线选课，查询考试成绩等，符合当前潮流的发展。从用户角度出发，同时也考虑系统运营成本和人力资源，采用网络上的便捷方式，实现线上业务，使得业务流程更系统，也更方便用户的体验，比较实用。 经济性方面，由于本课题中设计的学生选课考试系统的主要目的是为了能够更加方便及快捷的进行信息的查询管理及检索服务，也就是能够可以直接投入使用的信息化软件。系统的主要成本主要是集中在对使用数据后期继续维护及其管理更新这个操作上。但是一旦系统投入到实际的运行及使用之后就能够很好的提高信息查询检索的效率，同时也需要有效的保证查询者的信息方面的安全性，同时这个学生选课考试系统所带来的实际应用方面的价值是远远的超过了实际系统进行开发与维护方面的成本，因此，从经济上来说开发这个软件是可行的。 3.2功能需求分析本系统使用的角色大概分为老师，学生和管理员。 1.学生需求 学生登陆系统主要进行以下操作：在线考试，成绩查询，在线选课与个人信息维护管理. （1）在线考试 系统能自动给学生选题,考题必须是随机分配的,以保证考试的公平性。考生在考试过程中页面将提供考试时间倒计时功能，使考生随时了解考试剩余时间。在考试时间到时，系统将自动地将考生考试试卷提交。当考试试卷提交时，系统自动为选择题、判断题、填空等客观题评分。 （2）成绩查询与个人信息维护 考生可以登陆系统查询考试成绩，其中成绩信息包括每种题型的得分，如单选题，判断题等。别外考生还可以查询自己的做错的题目，了解自己的考试情况。 除此之外，考生登陆系统可以查看和修改个人的基本信息，如修改密码等。 （3）查看课程并且进行选课 学生在系统登录以后可以查看当前可选课程，并对课程进行选择，在课程页面查看课程的详细信息，在课程详情页面有选课按钮进行选择，点击按钮进入选课添加页面，填写相关信息进行提交。 2.老师需求1.学生选课管理 老师登录系统能查看学生对自己课程的选择情况，并对学生的选择进行审核是否选课成功。 2.管理员需求系统管理员登陆系统后主要进行四类操作： （1）考题维护，考试信息维护,用户维护和个人信息维护管理员可以往题中添加考题，修改错误试题和删除无用试题，考题维护包括单选题管理（单选题添加、删除、修改）、判断题管理（判断题添加、删除、修改）、填空题管理（填空题添加、删除、修改）。 （2）考试信息的维护 考试信息的维护主要是对于考试设置信息进行维护，这些信息主要是考试总时间，试题数量，各试题分值的分布等。 （3）用户维护 系统管理员可以对用户信息（包括学生信息，老师信息）进行增，删，改查操作。 （4）个人信息维护 管理员也可以对自己的基本信息的维护。 （5）试卷维护 管理员管理试卷信息，方便后面为每门科目开设考试。 （7）考试成绩维护 考试结束后，考生提交试卷后，得分由系统自动打分 学生用例图如下所示。
图3-1 学生用例图 老师管理员用例图如下所示。
图3-2 老师用例图 管理员用例图如下所示。
图3-3 管理员用例图 3.3.非功能需求分析首先主要考虑的是系统功能软件，在具体设计的环节上，是不是能够较好的满足各类用户的基本功能需求，如果不能较好的满足用户需求，那么这个系统的存在是没有价值的。软件系统的非功能性求分析，从7个方面展开，一个是性能分析，针对系统；一个是安全分析，针对系统，一个是完整度分析，针对系统，一个是可维护分析，针对系统，一个是可扩展性分析，针对系统，一个是适应业务的性能分析。面对学生选课考试系统存在的性能、安全、扩展、完整度等7个方面性能综合比对分析后发现，需要相应的非功能性需求分析。 3.4 安全性需求分析 3.4.1 系统的安全性安全性对每一个系统来说都是非常重要的。安全性很好的系统可以保护企业的信息和用户的信息不被窃取。提高系统的安全性不仅是对用户的负责，更是对企业的负责。尤其针对于学生选课考试系统来说，必须要有很好的安全性来保障整个系统。 系统具有对使用者有权限控制，针对角色的不通限制使用者的权限，以此来确保系统的安全性。 3.4.2 数据的安全性数据库中的数据是从外界输入的，当数据的输入时，由于种种原因，输入的数据会无效，或者是脏数据。因此，怎样保证输入的数据符合规定，成为了数据库系统，尤其是多用户的关系数据库系统首要关注的问题。 因此，在写入数据库时，要保证数据完整性、正确性和一致性。 3.5 业务流程分析在线考试流程首先管理员在系统上添加试题名称，并在试题上添加相应的考题，考题类型有单选，多选，判断题，填空题，。在考试开始时系统按照一定的算法为登陆的考生展示一定试题生成的考试试卷，考生在系统生成好试卷后进行答题操作。答题必须在规定的时间内进行，此时间是由管理员事先设置好的，如在规定的时间内没有完成答题，系统将强制提交考生考试试卷。考生在试卷提交后系统自动地改卷、得到最后成绩，考生可以查看个人的成绩。对于选课的流程，管理员先在系统上添加课程信息，包括课程编号，课程名称，任课老师之类的信息，学生登录系统，查看课程并选择对应的课程，同时在后台能查看自己的选课记录。老师登录能查看有哪些学生选择了自己的课程，并对选课的记录进行审核是否选课成功。 考试业务流程图如下所示。 
图3-2 业务流程图 3.6数据流程分析对系统的数据流进行分析，系统的使用者分为二类，一般用户，管理员。系统主要对界面信息传送，登录信息的验证，注册信息的接收，用户各种操作的响应做处理。 系统顶层数据流图如下图所示。
图3-2 顶层数据流图 要判断用户是是什么身份，是根据登录的数据来判断后，跳转到对应的功能界面。在系统的内部用户就可以对数据进行操作，数据库中心就可以接收到系统传输的有效数据流来对数据sql语句进行对应操作。 系统底层数据流图如下图所示。
图3-3 底层数据流图 系统可以分为前台和后台两部分，每一种操作后系统都返回操作结果。前台和后台的数据连接主要通过数据库，既分别对数据库做不同的操作。 第4章系统设计 4.1系统架构设计本学生选课考试系统的架构设计主要分为可以3层，主要有Web层，业务层，Model层。其中web层还包括View层和Controller层，Model层包括元数据扩展层和数据访问层。 系统架构如下图所示。
图4-1 系统架构 4.2系统总体设计学生选课考试系统总体分为前台用户模块和后台管理员模块。 两个模块表现上是分别独立存在，但是访问的数据库是一样的。每一个模块的功能都是根据先前完成的需求分析，并查阅相关资料后整理制作的。 综上所述，系统功能结构图如下图所示。
图4-2 系统功能结构图 4.3系统功能设计课程数据模块：可分为课程数据浏览、课程数据检索、课程数据维护三个模块，管理员对课程数据有维护的权限，发布新的课程数据、更新已有的课程数据等。 试题管理模块：试题管理分为试题添加、修改和试题组卷。试题信息由管理员进行修改、添加、删除操作。 试卷管理模块：试卷管理分为试卷添加、修改和在线考试。试卷信息由管理员进行修改、添加、删除操作；在线考试由学生来执行。 4.4数据库设计 4.4.1数据需求分析从前面可以分析到数据库中最重要的是学生信息，教师信息，管理员信息，同时存在试题信息，试卷信息，课程信息和选课信息等。分析可以得到如下数据描述： 考生用户：用于记录考生的各种信息，包括学号、密码、姓名、性别、手机、班级、系部、身份证、照片等数据项。 管理员：记录管理员的登录信息。包括用户名，密码，权限等数据项。 教师用户：存放给教师用户的账号内容，包括教师编号、密码、姓名、性别、职称、年龄、系部、手机、身份证、照片等数据项。 选择题：存储各种选择题信息。包括编号、课程名称、选项A、选项B、选项C、选项D、答案等数据项。 试卷：存储用户的试卷信息。包括试卷的试卷编号、课程名称、单选题、判断题、填空题、时长等数据项。 考试成绩。存储学生用户的考试成绩。包括考试成绩的用户名、试卷名称、试卷编号、成绩、测试时间等数据项。 4.4.2数据库概念设计根据前面的数据流程图，结合系统的功能模块设计，设计出符合系统的各信息实体。 系统ER图如下图所示。
图4-3 系统ER图 4.4.3数据库表设计学生选课考试系统所拥有的数据表有以下：老师表，选择题信息表，填空题表，判断题表，试卷表，成绩表等。 由于数据表较多，只展示系统主要数据表，如下表所示。 Kechegxinxi表: 名称 类型 长度 不是null 主键 注释 id bigint 20 是 是 主键 addtime timestamp 0 是 否 创建时间 kechengbianhao varchar 200 否 否 课程编号 kechengmingcheng varchar 200 否 否 课程名称 keshi varchar 200 否 否 课时 shangkedidian varchar 200 否 否 上课地点 tupian varchar 200 否 否 图片 kechengbiao longtext 0 否 否 课程表 laoshigonghao varchar 200 否 否 老师工号 laoshixingming varchar 200 否 否 老师姓名 kechengxiangqing longtext 0 否 否 课程详情 Xuankexinxi表: 名称 类型 长度 不是null 主键 注释 id bigint 20 是 是 主键 addtime timestamp 0 是 否 创建时间 kechengbianhao varchar 200 否 否 课程编号 kechengmingcheng varchar 200 否 否 课程名称 laoshigonghao varchar 200 否 否 老师工号 laoshixingming varchar 200 否 否 老师姓名 xueshengzhanghao varchar 200 否 否 学生账号 xingming varchar 200 否 否 姓名 zhuanye varchar 200 否 否 专业 xuankeriqi datetime 0 否 否 选课日期 sfsh varchar 200 否 否 是否审核 shhf longtext 0 否 否 审核回复 xuesheng表: 名称 类型 长度 不是null 主键 注释 id bigint 20 是 是 主键 addtime timestamp 0 是 否 创建时间 xueshengzhanghao varchar 200 否 否 学生账号 mima varchar 200 否 否 密码 xingming varchar 200 否 否 姓名 xingbie varchar 200 否 否 性别 lianxidianhua varchar 200 否 否 联系电话 zhuanye varchar 200 否 否 专业 banji varchar 200 否 否 班级 youxiang varchar 200 否 否 邮箱 laoshi表: 名称 类型 长度 不是null 主键 注释 id bigint 20 是 是 主键 addtime timestamp 0 是 否 创建时间 laoshigonghao varchar 200 是 否 老师工号 mima varchar 200 是 否 密码 laoshixingming varchar 200 否 否 老师姓名 xingbie varchar 200 否 否 性别 lianxifangshi varchar 200 否 否 联系方式 youxiang varchar 200 否 否 邮箱 exampaper表: 名称 类型 长度 不是null 主键 注释 id bigint 20 是 是 主键 addtime timestamp 0 是 否 创建时间 name varchar 200 是 否 试卷名称 time int 11 是 否 考试时长(分钟) status int 11 是 否 试卷状态 examquestion表: 名称 类型 长度 不是null 主键 注释 id bigint 20 是 是 主键 addtime timestamp 0 是 否 创建时间 paperid bigint 20 是 否 所属试卷id papername varchar 200 是 否 试卷名称 questionname varchar 200 是 否 试题名称 options longtext 0 否 否 选项 score bigint 20 否 否 分值 answer varchar 200 否 否 正确答案 analysis longtext 0 否 否 答案解析 type bigint 20 否 否 试题类型 sequence bigint 20 否 否 试题排序 examrecord表: 名称 类型 长度 不是null 主键 注释 id bigint 20 是 是 主键 addtime timestamp 0 是 否 创建时间 userid bigint 20 是 否 用户id username varchar 200 否 否 用户名 paperid bigint 20 是 否 试卷id（外键） papername varchar 200 是 否 试卷名称 questionid bigint 20 是 否 试题id（外键） questionname varchar 200 是 否 试题名称 options longtext 0 否 否 选项，json字符串 score bigint 20 否 否 分值 answer varchar 200 否 否 正确答案 analysis longtext 0 否 否 答案解析 myscore bigint 20 是 否 试题得分 myanswer varchar 200 否 否 考生答案 banjichengji表: 名称 类型 长度 不是null 主键 注释 id bigint 20 是 是 主键 addtime timestamp 0 是 否 创建时间 kechengbianhao varchar 200 否 否 课程编号 kechengmingcheng varchar 200 否 否 课程名称 kechengfenshu float 0 否 否 课程分数 jigerenshu int 11 否 否 及格人数 banji varchar 200 否 否 班级 dengjishijian datetime 0 否 否 登记时间 beizhu longtext 0 否 否 备注 kaoshianpa表: 名称 类型 长度 不是null 主键 注释 id bigint 20 是 是 主键 addtime timestamp 0 是 否 创建时间 kechengbianhao varchar 200 否 否 课程编号 kechengmingcheng varchar 200 否 否 课程名称 kaoshishijian datetime 0 否 否 考试时间 kaoshididian varchar 200 否 否 考试地点 banji varchar 200 否 否 班级 tupian varchar 200 否 否 图片 beizhu longtext 0 否 否 备注 第5章 系统实现 5.1系统概要设计本学生选课系统选择B/S结构(Browser/Server,浏览器/服务器结构)和基于Web服务两种模式。适合在互联网上进行操作，只要用户能连网，任何时间、任何地点都可以进行系统的操作使用。系统工作原理图如图4-1所示：
图5-1 系统工作原理图 5.2登录模块的实现登录模块主要满足了管理员以及用户的权限登录，登录模块顺序图如图5-2所示。
图5-2登录顺序图 前台用户登录界面：
图5-3前台登录界面展示图 后台登录界面：
图5-4后台登录界面展示图 5.2.1添加信息模块顺序图管理员以及用户登录后均可进行添加信息操作，添加信息模块顺序图如图5-5所示。
图5-5 添加信息顺序图 5.3用户资料修改模块的实现用户登录/注册成功之后可以修改自己的基本信息。修改页面的表单中每一个input的name值都要与实体类中的参数相匹配，在用户点击修改页面的时候，如果改后用户名与数据库里面重复了，页面会提示该用户名已经存在了，否则通过Id来查询用户，并将用户的信息修改为表单提交的数据。 5.4公告数据管理模块的实现如果公告数据的信息需要修改，管理员可以通过查询公告数据的基本信息来查询公告数据，查询公告数据是通过ajax技术来进行查询的，需要传递公告数据的标题、编号等参数然后在返回到该页面中,可以选中要修改或删除的那条信息，如果选中了超过一条数据，页面会挑一个窗口提醒只能选择一条数，如果没有选中数据会挑一个窗口题型必须选择一条数据。当选择确认修改的时候，后台会根据传过来的id到数据库查询，并将结果返回到修改页面中，可以在修改页面中修改刚刚选中的信息当点击确认的时候from表单会将修改的数据提交到后台并保存到数据库中，就是说如果提交的数据数据库中存在就修改，否则就保存。 公告数据展示界面如下图所示。
图5-6公告数据展示界面 公告数据管理界面如下图所示。
图5-7公告数据管理界面 5.5成绩查询模块的实现系统还提供了查询学生成绩的功能，学生用户可以登录系统查询个人考试成绩。 成绩查询界面如下图所示。
图5-8成绩查询界面 5.6在线考试模块的实现考生开始考试后，系统要显示考生信息、试卷、交卷。这个界面的功能使用的是Ajax框架，通过客户端的javascript和服务器端脚本实现。选择项和填空项都设置了单击事件。考生答过该题后，系统就把该题答案传送到服务器并保存起来。当学生重新登录时，试题仍然存在。另外，也防止考生集中交卷的时候因系统反应不及而导致答案丢失。 提交答案由客户端函数SelectAnswer()来实现，服务器端函数send_user_answer()把答案保存到数据库中。函数SelectAnswer()实时地把答案提交给服务器，也使得二次登录成为可能。 结束考试有两个部分的功能，当考试答完试卷但是交卷时间未到时，可以提前交卷，但是当考试结束时间已到，考生仍未交卷，系统则会强制收卷。 在线考试流程图如下图所示。
图5-9在线考试流程图 在线考试界面如下图所示。
图5-10在线考试界面 5.7试题管理模块的实现题目管理包括单选题管理、判断题管理、填空题管理、多选题管理。管理员可以点击“添加题目”超级链接，既可跳转到添加页添加题目。题目添加成功后，管理员可以登录到系统查询题目的信息。通过查询数据库的题目表列出所有题目管理信息，每条题目对应一个删除按钮和修改按钮，当管理员点击删除按钮，直接在数据库删除题目信息，并重定向当前页面，当管理员选择点击修改，则进入编辑页面，进行题目信息的修改。 管理员点击左侧菜单“试题信息管理”，页面跳转到试题信息管理外观，调用后台试题查询所有试题信息。并将信息密封到数据集合List，绑定到请求对象，然后页面跳转到相应的链接，显示出试题信息，单击删除按钮完成试题信息的删除。 试题管理流程图如下图所示。
图5-11试题管理流程图 试题录入界面如下图所示。 
图5-12试题录入界面 5.8 试卷管理模块的实现根据需求，需要对试卷进行添加、删除或修改详情信息。删除或修改试卷时，系统根据试卷的状态判定为可删除状态下，才会给出删除和修改链接，点击删除链接按钮时，请求到达后台，还会先查询试卷状态再次做出判定能否删除。点击修改链接按钮时，会跳转到修改信息的页面，重新填写好数据后，数据提交到后台会对数据库中相应的记录做出修改。试卷生成由教师填写试卷编号、选择题数、选择题分值、判断题数、判断题分值、填空题数、填空题分值、考试时长，提价生成新的试卷，添加试卷时，会给出数据填写的页面，该页面根据填写好的试卷编号同样会事先发送Ajax请求查询编号是否已存在，数据填写好之后提交到后台，会调用相关服务在数据库中插入记录。 试卷管理流程图如下图所示。
图5-13试卷管理流程图 试卷录入界面如下图所示。
图5-14试卷录入界面 5.9选课模块的实现课程选课功能需要考虑高并发，防止出现课程重复选课、课程状态显示出错等情况，特对在线课程这一共享数据增加锁机制。在乐观锁、悲观锁以及线程锁中，综合考虑性能效率和错误的可接受性选择了乐观锁机制。乐观锁的实现方式是使用版本标识来确定读到的数据与提交时的数据是否一致，提交后修改版本标识，不一致时可以采取丢弃和再次尝试的策略。在数据库课kechengxinxi表（对应实体课程信息）设计中增加了version字段，每次数据提交时（更改在线课程状态）会判断version是否匹配，若不匹配停止本次提交，若匹配则提交成功并增加version的值。 在线课程课程选课功能整体流程：用户浏览课程信息时，同时会显示课程的状态，系统会在其显示详细信息的页面时便会判断在线课程的状态，若课程状态为可选课，则会显示课程选课的链接按钮。在用户点击课程选课按钮时，会先通过拦截器判断用户是否登录，若未登录，会跳转至登录页面，提示用户先登录，若为登录用户就会跳转至填写选课信息的页面，填写好选课信息之后，点击提交按钮，课程申请成功之后返回提示信息，告知用户课程选课成功。 课程选课流程图如下图所示。
图5-15课程选课流程图 课程展示界面如下图所示。
图5-16课程展示界面 课程信息管理界面如下图所示。
图5-17课程管理界面 课程选课界面如下图所示。
图5-18 课程选课添加界面 课程选课管理界面如下图所示。
图5-18 课程选课管理界面 第六章 系统测试 6.1测试目的对任何系统而言，测试都是必不可少的环节，测试可以发现系统存在的很多问题，所有的软件上线之前，都应该进行充足的测试之后才能保证上线后不会Bug频发，或者是功能不满足需求等问题的发生。下面分别从单元测试，功能测试和用例测试来对系统进行测试以保证系统的稳定性和可靠性。 6.2功能测试下表是系统登录功能测试用例，检测了用户名和密码的不同的输入情况，观察系统的响应情况。得出该功能达到了设计目标。 表6-1 系统登录功能测试用例 功能描述 用于系统登录 测试目的 检测登录时的合法性检查 测试数据以及操作 预期结果 实际结果 输入的用户名和密码带有非法字符 提示用户名或者密码错误 与预期结果一致 输入的用户名或者密码为空 提示用户名或者密码错误 与预期结果一致 输入的用户名和密码不存在 提示用户名或者密码错误 与预期结果一致 输入正确的用户名和密码 登录成功 与预期结果一致 下表是试题管理功能的测试用例，检测了试题管理中对试题信息的增加，删除，修改，查询操作是否成功运行。观察系统的响应情况，得出该功能也达到了设计目标，系统运行正确。 前置条件；用户登录系统。 表6-2 试题管理的测试用例 功能描述 用于试题管理 测试目的 检测试题管理时的各种操作的运行情况 测试数据以及操作 预期结果 实际结果 点击添加试题，必填项合法输入，点击保存 提示添加成功 与预期结果一致 点击添加试题，必填项输入不合法，点击保存 提示必填项不能为空 与预期结果一致 点击修改试题，必填项修改为空，点击保存 提示必填项不能为空 与预期结果一致 点击修改试题，必填项输入不合法，点击保存 提示必填项不能为空 与预期结果一致 点击删除试题，选择试题删除 提示删除成功 与预期结果一致 点击搜索试题，输入存在的试题名 查找出试题 与预期结果一致 点击搜索试题，输入不存在的试题名 不显示试题 与预期结果一致 下表是试卷管理功能的测试用例，检测了试卷管理中对试卷信息的增加，删除，修改，查询操作是否成功运行。观察系统的响应情况，得出该功能也达到了设计目标，系统运行正确。 前置条件；用户登录系统。 表6-3 试卷管理的测试用例 功能描述 用于试卷管理 测试目的 检测试卷管理时的各种操作的运行情况 测试数据以及操作 预期结果 实际结果 点击添加试卷，必填项合法输入，点击保存 提示添加成功 与预期结果一致 点击添加试卷，必填项输入不合法，点击保存 提示必填项不能为空 与预期结果一致 点击修改试卷，必填项修改为空，点击保存 提示必填项不能为空 与预期结果一致 点击修改试卷，必填项输入不合法，点击保存 提示必填项不能为空 与预期结果一致 点击删除试卷，选择试卷删除 提示删除成功 与预期结果一致 点击搜索试卷，输入存在的试卷名 查找出试卷 与预期结果一致 点击搜索试卷，输入不存在的试卷名 不显示试卷 与预期结果一致 下表是考试管理功能的测试用例，检测了考试管理中考试单的操作是否成功运行。观察系统的响应情况，得出该功能也达到了设计目标，系统运行正确。 前置条件；用户登录系统。 表6-4 考试管理的测试用例 功能描述 用于考试管理 测试目的 检测考试管理时各种操作的情况 测试数据以及操作 预期结果 实际结果 未答题，点击试卷提交 考试成绩为0分 与预期结果一致 在考试时间到，用户未答完题 试卷自动提交 与预期结果一致 答完题，并提交考卷 自动计算出考试成绩 与预期结果一致 6.3 性能测试使用阿里云PTS（Performance Testing Service）性能测试服务对线上系统进行压力测试。线上服务器环境为：1核心CPU，1G内存，1Mbps公网带宽，Centos7.0操作系统。 压测过程中使用了2台并发机器，每台机器20个用户并发，对系统主页，登录，数据查询和数据维护等模块进行并发访问，测试结果是有40个用户并发时，数据管理相关页面的响应时间甚至达到了7s，通过查看服务器出网流量发现已经达到1381kb/s，可以看出服务器的带宽已经达到峰值，如果系统使用5Mbps的带宽，系统的响应时间和TPS将会大大增加。在整个测试的过程中，CPU的使用率占用仅8%，也提现出带宽瓶颈对系统的影响非常严重。 第七章 总结与展望随着计算机互联网技术的迅猛发展，各行各业都已经实现采用计算机相关技术对日益放大的数据进行管理。该课题是学生选课考试系统为核心展开的，主要是为了实现考试信息化管理和用户在线考试的需求。 学生选课考试系统的开发是以python编程语言作为基础系统整体为B/S架构，数据库系统使用MySQL。文中详细分析了学生选课考试系统的研究背景、研究目的和意义、开发工具和相关技术以及系统需求、系统详细设计和系统测试等等一系列内容。系统实现了学生选课考试系统所需的一些基本功能，并通过测试对这些实现的功能进行了完善，进而提高了系统整体的实用性。整个系统的开发过程中大量使用了python相关的知识。 系统投入运行时，各功能均运行正常。系统的每个界面的操作符合常规逻辑，对使用者来说操作简单，界面友好。整个系统的各个功能设计合理，体现了人性化。 但是由于自己在系统开发过程中对一些用到的相关知识和技术掌握不够牢固，再加上自身开发经验欠缺，因此系统在有些方面的功能还不够完善，考虑的不够全面，因此整个系统还有待日后逐步完善。 参 考 文 献[1]刘新宇,易蕾香,肖斌斌,赵军霞.期末在线测评系统的设计与实现[J].现代信息科技,2020,4(02):1-3. [2]张丽.学生德育分数管理系统的创意[J].电脑编程技巧与维护,2020(01):92-94. [3]陈旭创,潘远文,王肖文,程捷.基于MVC模式的Web医疗设备租赁系统应用[J].医疗装备,2020,33(01):24-27. [4]谢松清,张桂花.基于MVC的校园闲置物品置换系统设计[J].信息与电脑(理论版),2020,32(01):98-99. [5]耿学.关于pythonWeb中中文乱码问题的探讨[J].现代信息科技,2020,4(01):74-75+78. [6]周灵辉,范国婷,任乐琦,韦斯羽,王妮,侯大有.企业知识库管理系统的设计与实现[J].电脑知识与技术,2020,16(01):77-78+85. [7]徐刚,翟梦娇.基于SSM的美容资讯商务网站的设计与实现[J].商丘职业技术学院学报,2019,18(06):65-71. [8]陈舒祥.基于JSP技术的德育分数管理系统设计与实现[J].电脑编程技巧与维护,2019(12):118-120. [9]毋世晓.基于MVC的BBS论坛创建与实现[J].电脑编程技巧与维护,2019(12):21-23. [10]陈学明.基于SpringBoot+ExtJS的企业应用系统通用平台的设计与实现[J].电脑知识与技术,2019,15(35):63-66+69. [11]吴峰,范文宇,谢宏博,赵丽.基于JSP+Servlet的企业族谱分析[J].计算机时代,2019(12):30-32+37. [12]孟悦,赵诗奎.融合路径重连的混合算法求解作业车间调度问题[J].机械工程师,2019(12):32-36+39. [13]王晓芳,刘鹍,荆山,赵燕.基于工程教育专业认证的JSP应用程序设计课程改革[J].计算机教育,2019(12):46-50. [14]赵国文,夏平平.基于django的人事管理系统的设计与实现[J].现代工业经济和信息化,2019,9(11):88-89. [15]王萍.智能设备下的应用软件开发关键技术分析[J].科学技术创新,2019(34):74-75. [16]MuhamadBahri.Analysisofthewater,energy,foodandlandnexususingthesystemarchetypes:AcasestudyintheJatiluhurreservoir,Westpython,Indonesia[J].ScienceoftheTotalEnvironment,2020,716. [17]BahriMuhamad.Analysisofthewater,energy,foodandlandnexususingthesystemarchetypes:AcasestudyintheJatiluhurreservoir,Westpython,Indonesia.[J].TheScienceofthetotalenvironment,2020,716. [18].TreeGeneticsandGenomics;StudiesfromUniversityofTsukubaYieldNewInformationaboutTreeGeneticsandGenomics(GeneticDiversityandtheOriginofCommercialPlantationofIndonesianTeakOnpythonIsland)[J].AgricultureWeek,2020. 致 谢本次设计历时3个月。在这个毕业设计中，它离不开指导教师的指导，使事情基本顺利。指导老师无论是在毕业设计历经中，还是在论文做完中都给了了我特别大的助益。另1个方面，教师认真负责的工作姿态，谨慎的教学精神厚重的理论水准都使我获益匪浅。他勤恳谨慎的教学育人学习姿态也给我留下了特别特别深的感觉。我从老师那里学到了很多东西。在理论和实践中，我的技能得到了特别大的提高。在此，特向教师表示由衷的感激。 经过对该毕业设计的全部研究和开发，我的系统研发经历了从需求分析到实现详细功能，再到最终测试和维护的特殊进展。让我对系统研发有了更深层次的认识。如今我的动手本领单独处理疑惑的本领也获取到了特别大的演练学习增多，这是这次毕业设计最好的收获。 最后，在整个系统开发过程中，我周围的同学和朋友给了我很多意见，所以我很快就确认了系统的商业思想。在次，我由衷的向他们表示感激。 |
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