(Web模式下基于数据库组卷模块设计).doc
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1、 . . . - 1 - / 31本本科科毕毕业业论论文文(设设计计)征心系统设计征心系统设计学生学生:智高帆梁亮林松涛XXX学号学号:091542228091542226091542237091542227系部系部:计算机科学与技术专业专业: 信息管理与信息系统指导教师指导教师: 钟雪灵提交日期提交日期: 2012 年 06 月 25 日2008-JX16-2008-JX16-金融学金融学院院 注:教师 XX 后留有一个空格,后面填写教师职称。下面加下划线。阅后删除此文本框。 . . . I / 31摘摘 要要随着高校考试制度改革的不断深化与网络技术的飞速发展, 试题库管理系统越来越受到广大
2、高校和教师的青睐。试题库管理系统的主要功能包括试题管理和试卷管理,其中试卷管理的核心是试卷生成。试卷生成具有手工组卷和自动组卷两种方式,自动组卷是在已有题库的基础上,按照考核目的,在若干预设的条件下,按一定算法生成一份满足要求的试卷。本文在认真分析和总结现有各类试题库系统优点和不足的基础上,根据省精品课程规在网络课程方法的基本精神,设计并实现了基于B/S 模式的Web 试题库组卷系统。同时,为提高系统的运行效率,试题库系统采用LINQ TO SQL操作数据库,引入遗传算法的全局优化功能,在预先给定的约束条件下,正确、高效地组卷,并采用微软的Silverlight技术在网页中显示出来。关键词:自
3、动组卷;题库管理; Silverlight;LINQ;WebAbstractAbstractAlong with the university examination system reform unceasing deepening and the networking rapid development, tries the question bank management system more and more to receive the general universities and teachers favor.Tries the question bank managemen
4、t system the main function including the test question management and the examination paper management, in which examination paper management core is the examination paper production.The examination paper production has the hand work team or group volume and the automatic group volume two ways, the
5、automatic group volume was in had in the question bank foundation, according to inspection goal, in if intervened under the condition which supposed, produced one according to certain algorithm to satisfy the request the examination paper.This article is analyzing earnestly with the summary existing
6、 . . . II / 31each kind tries in the question bank system merit and the insufficient foundation, according to the Guangdong Province high-quality goods curriculum standard in the network curriculum method basic spirit, designed and realizes has tried the question bank group volume system based on B/
7、S pattern Web.At the same time, for enhances the system the operating efficiency, tries the question bank system to use LINQ TO the SQL operation database, the introduction genetic algorithm global optimization function, in assigns in advance under constraint condition, correct, highly effective gro
8、up volume, and uses Microsofts Silverlight technology to demonstrate in the homepage.KeyKey WordsWords:Automatic test paper;Question Bank Management;Silverlight; LINQ; Web . . . I / 31目目 录录摘要摘要IAbstractII1 1、绪论、绪论- 1 -1.1 课题的研究背景和意义- 1 -1.2 国外研究现状- 1 -1.3 选题研究容- 2 -2 2、需求分析、需求分析- 2 -2.1 功能分析- 2 -2.2
9、 技术分析- 3 -3.3.总体设计总体设计- 4 -3.1 系统的功能模块- 4 -3.2 主要模块基本流程图- 4 -3.2.1 组卷模块- 4 -3.2.2 试题管理模块- 5 -3.2.3 试卷管理模块- 5 -3.3 系统功能描述- 6 -3.3.1 登录模块- 6 -3.3.2 系统管理模块- 6 -3.3.3 考点管理模块- 6 -3.3.4 试题管理模块- 6 -3.3.5 组卷管理模块- 6 -3.3.6 用户操作模块- 7 -3.4 数据库设计- 7 - . . . II / 313.4.1 用户表设计- 7 -3.4.2 角色表设计- 8 -3.4.3 用户角色表设计-
10、8 -3.4.4 权限表设计- 9 -3.4.5 角色权限表设计- 9 -3.4.6 知识点表设计- 9 -3.4.7 试题表设计- 9 -3.4.8 试卷表设计- 10 -3.4.9 题型表设计- 11 -3.4.10 试题操作记录表设计- 11 -4.4.详细设计与实现详细设计与实现- 12 -4.1 开发环境与技术选择- 12 -4.2 系统架构- 13 -4.3 主要功能设计与实现- 14 -4.3.1 试题添加功能- 14 -4.3.2 试题修改删除功能- 15 -4.3.3 自动组卷功能- 15 -4.3.4 手工组卷功能- 17 -5.5. 毕业设计心得与收获毕业设计心得与收获-
11、 17 -参考文献参考文献- 19 -致致- 20 -附录系统使用说明附录系统使用说明- 21 - . . . - 1 - / 31WebWeb 模式下基于数据库的组卷模块设计模式下基于数据库的组卷模块设计1 1、绪论、绪论1.1 课题的研究背景和意义一直以来, 我国高校和社会上的各种考试大都采用传统的人工出卷方式。显然, 人工出卷存在着种种弊端,譬如自教自考、所考的知识点不全面、考前漏题等,同时试卷的编辑、整理占了很大的工作量,造成了很大的时间和人力资源浪费。随着考试制度改革的不断深化和网络技术的逐步完善,用 Web 试题库系统代替传统的人工出卷方式,已成为高校和社会上各种考试发展的趋势。当
12、前, 很多研究人员进行了试题库组卷系统的研究,也开发出了不少组卷系统,促进了试题库组卷系统的发展。然而,目前的试题库组卷系统仍存在着一些普遍的问题,如性能分析功能不强、组卷速度慢、试题的公式与图片录入往往需要专业人员的操作才能完成,极大的阻碍了智能组卷系统的发展。针对当前系统的开发现状和不足。本文设计了一个 Web 模式下基于数据库的组卷系统,该系统是结合 Silverlight 和 LINQ 技术开发的 Web 应用程序。与其他系统相比,本系统有很多明显的优点:一是系统具有扩展性强的特点, 不需要修改程序代码即可适用于其他科目;二是系统采用微软最新的 RIA 技术 Siverlight,达到
13、一个丰富的媒体体验和交互式应用。三是同时支持自动组卷和手工组卷两种方式,用户可根据需要自行选择;同时,系统还具有完善的用户、角色权限的管理功能,以确保试题库的安全运行。1.2 国外研究现状国外对题库系统的设计做过比较详尽的研究和探讨。早在 1968 年 IBM 公司和美国洛杉矶学区共同开发的一个 CTSS (Classroom Teacher Supporting System),CTSS系统最初用于管理一个美国历史题库。后来,加利福尼亚州开发了一个称为 SOCRATEB CATC 系统,专为加利福尼亚州 19 个州立大学中的 1.6 万名教师和 29 万学生服务。随后,题库系统的研究发展迅猛
14、,研究也逐渐深入。历经 40 余年的发展,国外许多大型教育机构、地方教育部门、高等院校以与工业和专业资格认证机构都对题库构建、试卷编制等进行过各种研究。目前,题库系统已经在国外得到了广泛的应用。 . . . - 2 - / 31最近几年,我国的题库研究和应用发展活跃。华东师大学、师大学、师大学等高校都有人在进行教育测量理论应用于题库建设方面的研究。师大电子系完成的七五科技攻关项目中的子项目“通用试题库生成系统的研究”通过由机电部组织的技术鉴定;清华大学和理工大学分别主持完成了高校工科“大学物理”和“高等数学”两门课程的试题库系统。另外,随着计算机在国普与和应用,题库系统在我国的应用也越来越广泛
15、,很多地方和高校结合自身的需求,纷纷建立自己试题库,题库系统的研究已经成为近年来教育系统中一个十分引人注目的课题。虽然目前存在很多试题库管理系统,但其中仍存在不少问题。这些问题主要表现在以下几个方面:(1)自动组卷速度慢。究其原因是组卷策略不恰当。有些试题库为了设计简单而选取了随机抽取法或回溯试探法。然而这两种算法都存在较大的缺陷,组卷的效率和质量都很难令用户满意,所以必须寻求另外的解决方案。(2)系统的通用性差。很多试题库管理系统只是面向个别学科或者某些公共学科,若要适应其他学科则必须经过比较大的改动或者根本行不通。(3)很多试题库管理系统为 C/S 模式甚至是单机版。用户若要使用试题库则必
16、须安装相应的软件,无论是对用户的使用或者系统的更改或升级都是很不方便的。(4)组卷模式单一。在众多试题库系统中,有不少是只支持手工组卷或者是自动组卷后不能修改的,这给用户的选择比较少,而且也不灵活。1.3 选题研究容本课题研究的系统主要面向教师,目的旨在设计一个在 B/S 模式下,基于数据库,能够在线管理题库并能采用某种组卷策略从数据库里抽取适当的试题并组成一份试卷,最后在网页上显示出来的系统。2、需求分析2.1 功能分析根据用户的使用需求,本系统的主要功能有:1、教师可以选择手工组卷或者自动组卷。在自动组卷方面,教师只要输入试卷的一些约束条件即可进行自动组卷,为了保证组卷的高效性和正确性,必
17、须采用适当的组卷算法进行组卷。对于手动组卷,则要做到用户能够方便的选择试题。 . . . - 3 - / 312、试题管理。试题管理主要体现在试题的增删改查,在试题录入方面,系统为不同的题型提供不同的模板,用户只须根据提示录入相应的题目容即可把题目添加到数据库;试题的修改和删除均建立在试题的检索之上,用户可根据条件查询出相应的试题,然后根据需要修改或删除试题。3、组卷模块通用性。通用性同样是组卷模块要解决的一个重要问题,系统应该不经修改或稍加修改即可得到很好的扩展已适应不同科目的要求,以保证使用价值。同时,也要能非常方便的嵌入到其他考试系统中。4、用户的角色权限管理。系统采用了基本的权限管理机
18、制,每个用户都属于某个角色,每个角色会拥有对试题的若干权限,以保障系统的信息安全。5、试卷的显示。用户可以预览当前生成的试卷或者已保存的试卷。2.2 技术分析本系统的开发环境为 Windows 7 + Microsoft Visual Studio 2008 + Microsoft Expression Blend3 + MicrosoftSQL Server 2005。这在本文的总体设计和详细设计中会有详细介绍。题库系统在构建过程中需要解决一些问题,例如,自动组卷的算法选择,算法的选择决定组卷的效率和质量。随机组卷法和回溯试探法是目前使用比较多的两种,但这两种算法都有很大的缺陷。随机选取法是
19、利用计算机提供的随机函数或随机量,根据组卷状态空间的约束条件,不断抽取符合约束条件的试题放入试卷中,直到组卷成功,或再也无法从题库中抽取满足控制指标的试题为止。这种算法对于单个实体的抽取速度快,但对于整个组卷过程来说组卷成功率较低,花费时间长。回溯试探法是将随机选取法产生的每一状态都记录下来,当搜索失败时释放上次记录的类型,然后再依据一定的规律(正是这种规律破坏了选取试题的随机性)变换一种新的状态类型进行试探,通过不断的回溯试探直到试卷生成完毕或退回出发点为止。对于状态类型和出题量都较小的题库系统而言,组卷成功率较好。但是在实际到一个应用时发现这种算法对存的占用量大,程序结构相对比较复杂,而且
20、选取试题缺乏随机性,组卷时间长,因此它不是一种很好的用来自动组卷的算法。对于这些缺陷,用户通常是无法接受的。基于上述分析,本系统采用了当今公认比较好的组卷算法遗传算法,遗传算法是一种模拟自然选择和自然遗传机制的随机优化算法,其具有并行性、通用性、自 . . . - 4 - / 31适应性、全局优化性和收敛速度快的特点。3.总体设计3.1 系统的功能模块系统功能如图 3.1 所示。试题库管理系统系统登录系统管理试题管理组卷管理用户操作用户管理考点管理新增用户角色管理权限管理考点新增修改试题添加试题修改试题删除试题检索自动组卷修改密码单选题多选题填空题简答题论述题上机题手工组卷试卷管理注销登出系统
21、图 3.1 系统功能模块图3.2 主要模块基本流程图系统的主要模块为组卷模块,试题管理模块,试卷管理模块,这几个模块的流程图如下所示:3.2.1 组卷模块组卷模块的基本流程图如图 3.2 所示: . . . - 5 - / 31图 3.2 组卷模块流程图3.2.2 试题管理模块试题管理基本流程如图 3.3 所示:图 3.3 试题管理基本流程图3.2.3 试卷管理模块试卷管理基本流程如图 3.4 所示:YN登录试卷管理自动组卷手动组卷加载题目输入试卷属性选择题目,设置题型分数注:自动组卷失败是指有一个或多个约束条件不能满足。预览保存试卷自动组卷开始成功NY登录试题管理检索试题添加试题输入属性保存
22、试题输入条件存在试题修改删除 . . . - 6 - / 31图 3.4 试卷管理基本流程图3.3 系统功能描述如图 3.1 所示,交互式题库系统包括以下几个功能模块:3.3.1 登录模块用户必须登录后才能使用系统的功能,题库系统为用户设立账号,以确保题库系统的安全性。3.3.2 系统管理模块系统管理模块主要管理用户的角色权限,每个用户都属于某个角色,每个角色都有若干权限,管理员可以新增或者删除角色,或者更改角色的权限,以达到用户权限的高效、统一管理。此模块只有管理员能够进入操作。3.3.3 考点管理模块用户可以新增或者更改考点。3.3.4 试题管理模块试题管理模块主要是试题增删改查的实现,新
23、增试题方面,系统为六种题型(即单选、多选、填空、简答、论述、上机操作)提供不同的模板,录入时只需输入与题目有关的必要容即可把题目保存到数据库。试题检索方面,系统为用户提供了多个条件的筛选,用户根据某个条件或多个条件的组合来检索试题,试题检索完成后,用户可以根据需要修改或者删除题目。3.3.5 组卷管理模块组卷模块是系统的核心功能模块,用户可以选择手工组卷和自动组卷。手工组卷的目的是为了更好的定制试卷,而自动组卷则是只要用户输入必要的限制条件,系统就会自动组合出满足条件的试卷,自动组卷完成后,用户还可以更改个别试题。试卷的修改和删除和试题管理的设计类似,都须先查询出相应的试卷然后进行修改删除操N
24、Y登录试卷管理检索试卷卷输入条件存在试卷修改删除 . . . - 7 - / 31作。3.3.6 用户操作模块用户可在此模块修改账号密码以与相关的个人信息。3.4 数据库设计本系统使用 Microsoft SQL Server 2005 作为后台数据库,Microsoft SQL Server 2005 以其安全性,扩展性,易用等多个优点著称。在数据库建模方面,采用的是 PowerDesigner,PowerDesigner 提供了一个完整的建模解决方案,通过多次的修改,数据库的关系如图 3.5 所示:图 3.5 数据库的关系图3.4.1 用户表设计本系统为 B/S 模式,用户表主要记录用户的
25、登录和个人信息,用户表的设计如表3.1 所示。 . . . - 8 - / 31表 3.1 用户表(DF_TeaInfo)字段名类型长度主键约束说明IDInt,not null是标识增量用户 IDDIdInt, null否系别 IDNameNvarchar(20),not null20否GenderNvarchar(2),not null2否性别LoginIdNvarchar(50),not null50否登录PasswordNvarchar(50),not null50否密码UserGroupIdNvarchar(20),null20否用户组AdminGroupNvarchar(20),nu
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- Web 模式 基于 数据库 模块 设计