网络考试系统需求分析说明书

网络考试系统

需求分析说明书

学院名称: 计算机科学与工程学院

专业名称: 计算机科学与技术

课程名称:

指导老师:

姓名:

学号:

时间：2011年6月日

目录

1引言 (3)

1.1编写目的 (3)

1.2背景 (3)

1.3定义 (4)

1.4参考资料 (4)

2任务概述 (4)

2.1目标 (4)

2.11开发意图 (4)

2.12任务描述 (4)

2.13应用目标 (5)

2.14作用范围 (5)

2.15开发背景 (5)

2.2用户的特点 (6)

2.3假定和约束 (6)

3需求分析 (6)

3.1系统数据流图 (7)

3.1.1顶层数据流图 (8)

3.1.2考生考试子层数据流图（第二层） (9)

3.1.3老师阅卷子层数据流图（第二层） (9)

3.2功能规定 (10)

3.2.1本网络考试系统用户用例 (10)

3.2.2学生用例 (12)

3.2.3老师用例 (13)

3.2.4管理员用例 (16)

3.3数据库的需求分析 (17)

3.4对性能的规定 (18)

3.4.1精度 (18)

3.4.2时间特性要求 (18)

3.4.3灵活性 (18)

3.5输人输出要求 (19)

3.6数据管理能力要求 (19)

3.7故障处理要求 (19)

3.8其他专门要求 (19)

4运行环境规定 (20)

4.1设备 (20)

4.2支持软件 (20)

4.3接口 (20)

小结 (20)

1引言

在我国随着网络技术、多媒体技术、数据库技术在教育领域中应用的不断发展，教育方式正面临着一场巨大的变革，一些新兴的教学手段如远程教学、网上培训、网上学校在我国越来越普及，已逐渐成为我国发展教育事业的一项战略抉择。作为教育评估指标体系之一的网上考试系统也成为了一个新的发展方向，在整个教学过程和教学结果中扮演着尤为重要的角色。一个完善、健全的网上考试系统能及时、准确地反馈教学结果，为教学提供更有意义的指导性策略，优化整个教学过程。

1.1编写目的

网络考试系统旨在实现考试的无纸化管理，对一些科目的考试可以通过互联网络或局域网进行，方便校方考务的管理，也方便了考生。本需求的编写目的：在于研究方便考生考试的系统软件、开发途径和应用方法，进一步为系统设计提供依据。

本说明书的预期读者是：

◆客户

◆系统分析员

◆测评人员

◆项目经理

◆项目开发人员

1.2背景

a. 本项目的名称：网络考试系统。

b. 提出者:软件工程项目指导教师;

开发者:计算机科学与技术专业学生；

用户：计算机科学与工程学院的学生；

开发地：计科院实验机房。

c. 本网络考试系统能具体化、合理化的管理学生的考试情况，方便考生应试和教师的改卷等管理，提供管理员管理整个系统。本系统不能服务于国家专业规范考试，只能提供于高校、培训等机构的测试服务。

1.3定义

需求：用户解决问题或达到目标所需的条件或功能；系统或系统部件要满足合同、标准，规范或其它正式规定文档所需具有的条件或权能。

用例：规定系统或部分系统的行为，它描述系统所执行的动作序列集，并为执行者产生一个可供观察的结果。

1.4参考资料

[1] 郑人杰, 殷人昆, 陶永雷, 《实用软件工程》, 清华大学出版社, 1997.

[2] 王珊等，《数据库原理及设计》，清华大学出版社.

[3] 张海藩，《软件工程导论》第五版，清华大学出版社，2008.

2任务概述

2.1目标

2.11开发意图

目前，许多高校都在为实现学校信息化作出了很大的努力，并取得了很好的效果，如很多学校都在使用的自动排课系统、教务管理系统、学生管理系统等，部分院校都已经基本实现了这一工程。已有很多的考试系统，如很多学校使用的C/S 架构的系统，在应用到实际的考试中时出现了很多问题，具有专业性不强，安全性不好，灵活度不高等缺点，在很大程度上不能够满足这一领域的需求。

在线考试系统通用软件的商业开发，社会早已进行。一些单位大多利用此类通用软件，进行本单位的学生考试。我们结合学院实际，研究设计本次网络考试系统，以图解决这些问题。

2.12任务描述

本网络考试系统的相关描述：

1）由于考试对应的是特定的对象，所以系统需要经过有效的身份验证才可以登陆。

2）系统的权限一般分为三种：管理员，老师和学生。不同的身份使用不同的权限和功能。

3）老师需要管理试卷参与阅卷，管理题库随时更新，管理考试各项事务并查看公布考生的成绩等。

4）系统管理员需要对网络考试系统的开闭进行有效的管理，还要管理老师和考生信息，负责整个系统正确的良好运转，每次考试前，需要对试场环境和考生状态进行考前初始化工作。

5）系统要有良好的试卷提交功能，确保信息传送的正确性。

6）系统要有一个友善的界面，确保考生考试的顺利进行。

7）试卷中的主观题需要老师人工进行批改，但如果试卷是由客观题型组成的，则由系统对照数据库数据自动批改。最后由老师批改后得出成绩，最终生成成绩单。

8）系统提供对考生成绩的查询和提出复审等管理功能。

9）系统应具有良好的安全性管理

2.13应用目标

网络考试系统目标是：实现题库管理、在线生成试卷、在线控制考试、自动评分（客观题部分）、自动交卷、考生管理、成绩查询、试卷管理等功能，充分利用计算机科学技术，改变传统的考试操作方式，真正实现无纸化考试的模式。

2.14作用范围

A）参加考试的考生：可直接通过准考证号或学号参加在线考试，参考人员根据本人证件号和密码登系统，还可以根据本人考试情况查询考试成绩。

B）管理人员：其登陆有相应的权限实现对试题信息、参考人员信息、老师信息、总体考试情况信息的管理和维护。

C）老师：其登陆有权限实现对生成的试卷进行人工改卷，最后系统统计成绩；可以浏览、查询、添加、删除、修改、统计试题的信息；更新管理题库信息；，具有查询考试和考生信息、打印各种信息的功能。

2.15开发背景

现阶段，学校与社会上的各种考试大都采用传统的考试方式，在此方式下，组织一次考试至少要经过五个步骤，即人工出卷、考生考试、人工阅卷、成绩评估和试卷分析。随着计算机应用的迅猛发展，网络应用不断扩大，如远程教育和虚拟大学的出现等等，且这些应用正逐步深入到千家万户。人们迫切要求利用这些技术来进行在线考试，以减轻教师的工作负担及提高工作效率，与此同时也提高了考试的质量；如今的考试管理人员将面对大量繁杂的考试管理、分类、查询，迫切需要通过计算机来帮助解决，减少认证考试管理理人员的工作量。我们开发的这套考试管理系统采用符合各种常规考试的标准，具有良好的开放性和兼容性的计算机、外部设备、操作系统及应用软件，方便以后的维护及升级。该网络考试系统具有界面友好、功能强大、使用方便、安全可靠等优点。

本系统开发实现的目标：

●良好的人机界面。

●方便的添加和修改数据功能。

●方便的数据查询。

●数据计算自动完成，尽量减少人工干预。

●系统的稳定性和信息的安全性确保系统化管理。

开发本系统需对软件工程、SQL Server 2005数据库管理系统、SQL语言原理、MS office visio数据库建模工具、VisualStudio 2008进行了较深入的学习和相关应用，主要完成对考试管理系统的需求分析、功能模块划分、数据库模式分析等工作。

2.2用户的特点

本网络考试系统的最终用户主要是学生，还包括老师、管理员或是教学办公室工作人员，会汉语、懂计算机的基本操作就可以利用该软件进行所需操作。所以相信在使用本系统方面不会有太大困难。

2.3假定和约束

a. 软件开发期限：3个月；

b. 软件开发人员：辅导老师1人，开发成员5人；

c. 在管理方针，硬件的限制，并行操作安全和保密方面无约束。

假设开发过程出现需求错误，开发管理不完善，设计时没能考虑周全导致严重问题，本项目的开发都将受到很大的影响，也许会造成软件开发失败。

3需求分析

针对目前网络考试系统出现的问题，经过大面积调研，提出了解决方案：

考试系统的主要用户是学生、教师及系统管理员。各部分具体功能包括：

1.在线考试:

学生在输入考号及考试科目后即可在线考试。点击开始按钮选择或填写答案，完成后系统自动跳转到下一题。可以选择上一道题或下一道题，重新答题。在规定的时间内提交试卷，系统确认为此考生此次考试结束；从开始到达规定时间时，系统自动提交试卷，视为考试结束。

2.题库管理、试卷、考试:

丰富的试题、试卷库［内容概括]：采用题库的管理方式，试题、试卷不断积累。

（1）题库类型

基本类型丰富，提供：单选题、多选题、填空题、判断题。

（2）题型选择和管理

用户可以根据需要设定不同科目、部门的题库。各种类型的题目都对应着课程的章节，和知识点，并有自己的难度值，出题时可以自由组合，也可以修改题型的现实名称和在试卷中的显示顺序。

（3）面向各种考试

面向各种考试，可以迅速的做成试卷，提供两种试卷的生成形式：自动生成、手动生成。考试:[内容概括]：试卷生成后，考生在规定的时间内答题，无需人工监控。

3.考试监控功能系统会及时统计考试的考生信息和考场信息。多种形式的分析和统计用户

可以按各种条件分析/ 统计考试结果，例如考试信息、考生信息、成绩分析等。

4.用户管理角色管理

为保证系统权限控制具有良好的可扩展性和安全性，系统将处于不同层次的用户抽象为不同的角色，每一个角色是一个相对独立的权限集合，一个角色可以被多个用户所继承。安全、透明的用户管理

3.1系统数据流图

本网络考试系统分层数据流图包括顶层数据流图和各层数据数据流图（主要列出考生答卷子层和老师阅卷子层两部分的数据流图。

3.1.1顶层数据流图

图9

3.1.2考生考试子层数据流图（第二层）

图10

3.1.3老师阅卷子层数据流图（第二层）

打印、公布

图11

3.2功能规定

在线考试系统是以题库方式、对考试试题进行统一管理的基于网络的一种在线考试系统。适合学校、培训机构及政府、行业及企业的各种网上考试、招聘考试，作业、练习等应用。全面实现了考试工作的网络化、无纸化、自动化。该系统采用新一代纯B/S 的架构，可用于局域网和Internet的在线考试，可以承载大规模在线考试的需求，而且对服务器的配置要求非常低，客户端不用任何设置。通过强大的后台设置功能，用户可以根据自身需要设定考试功能，几乎能满足企业、政府机构、教育单位的所有需求。同时该系统基于当今最流行的Java编写，有效保证了其健壮性和移植性。

为保证系统权限控制具有良好的可扩展性和安全性，系统将处于不同层次的用户抽象为不同的角色，每一个角色是一个相对独立的权限集合，一个角色可以被多个用户所继承。安全、透明的用户管理

学生具有的功能：有登录需求；在线考试；查看考试信息；查看成绩；申请复审。

管理员具有的功能：有修改管理员密码、管理教师基本信息；管理学生基本信息；管理网络考试系统的开放与关闭。

教师具有的功能：有登陆考试系统；维护题库；试卷评分；生成考试试卷；试题试卷评估；综合查询；打印成绩单等。

该网络考试系统至少应该具有下列基本功能：

1.管理员、教师和学生通过自己的工号或者学号，实现系统的登陆。

2.试题中应该包含多门不同科目的试题，考试时能够实现随机抽取试卷，学生能在线考试，

试题可以被添加、删除、查询等。

3.考生答题没有顺序限制，可以随便做任意一个题，考试时间完毕之前且交卷之前可对答

案进行修改，一旦提交不可再进行修改。

4.考生答题有一定的时间限制，在规定时间内没有交卷的，系统将自动结束考试，考试完

之后可以响应用户需求公布客观题答案，考生可以进行核对。

5.教师实现登陆之后，可以查看自己的基本信息，可以上传试题，可以查看学生的成绩，

查看试题库信息，通过查看学生的成绩来了解学生总体学习的情况，还可以对单独题目正确率进行分析判断学生具体知识点掌握状况，并把结果返回给学生，方便了老师的教学和学生学习针对性解决问题。

6.管理员可以实现基本的登陆和对系统和数据库的维护，对学生的基本信息和教师的基本

信息进行管理。

3.2.1本网络考试系统用户用例

系统用户用例图：

图 1

用例的描述如下：

1)在线参加考试

本用例提供学生在考试时的一些基本考试内容，包括试题、选项等。

2)查看考试成绩及查看考试信息

用例提供学生考试的成绩，考试相关信息，方便学生查询。

3)修改个人信息

本用例供用户使用，用户可以修改自己的个人信息和密码等

4)管理用户信息

本用例用于对教师和学生信息进行增删查改的功能。

5)管理系统开放关闭

本用例用于管理员对系统进行开放与不开放，包括维护系统等功能。

6)管理试卷信息

本用例为教师批改试卷所用，最终统计成成绩单公布并可打印。

7)管理考试信息

本用例提供给考生考试科目信息，时间信息，考试事项等，用于管理考试各种信息的公布。

8)管理题库信息

本用例用于管理题库中科目信息，包括增加新科目，删除已过时科目试题等。

9)查看成绩

本用例提供了考生查看考试成绩的功能，并提供统计考生总分、统计考生科目单科的最高分、最低分、平均分、各分数段的人数及所占百分比的功能。老师在管理试卷中可以直接查看成绩。

（详细列举学生、老师和管理员的部分用例）

3.2.2学生用例

学生用例图：

图 2

学生功能模块用例描述

登录：

1.进入登陆界面，输入用户名，密码，验证码（提示相应标准）；

2.登录，若验证码错误，则提示验证码错误；若验证码无误，则检索数据库，对应其

相应权限，该用户存在则允许其进入相应页面；否则提示用户名或密码错误。

考试：

前置条件：开考前

事件流：

1.在考试规定的时间内，考生登陆本系统，用例开始；

2.老师在题库中保存要进行考试的试题，学生选择考试科目，点击开始考试，则系

统自动从题库中抽出一套试题；

3.当学生要进行提交试卷时，点击提交，试卷自动保存。

后置条件：学生提交答卷系统自动保存

查看成绩：

前置条件：成绩公布后

事件流：

1.用户成功登陆本系统，考生在考试之后查看自己的成绩；

2.考生可以进行打印成绩；

3.考生对考试成绩有质疑，可申请复审。

后置条件：用户退出本系统

3.2.3老师用例

老师用例图：

图 3

老师用例描述（列举管理试卷和管理题库2个部分）

管理试卷

管理试卷用例图：

图 4

阅卷管理：

前置条件：当考生提交试卷，考试结束之后

事件流：

1.当学生提交答卷完成后，用例开始；

2.阅卷老师调出考生提交的答卷并进行评阅，给出各题的分值；

3.评阅完成后，老师将改卷进行保存，并给出总分；

4.评卷完成后，老师可查看考试答卷的各题的出错率；

5.老师可修改自己的登陆密码。

后置条件：评卷完成提交，系统会自动保存改卷成绩

维护试卷用例图：

图 5

组卷：

前置条件：考试之前，老师已经登录到该系统

事件流：

1.老师点击开始组一份新试卷；

2.输入试卷名称，考试时间，试卷总分；

3.选择组卷方式（自动组卷，综合组卷）；

4.选择题型，给定数量，选择知识点，给定分值（组卷的总分必须和输入的总分相

等）点击确定；

5.系统将自动生成一份试卷，根据组卷方式，老师可以调整试题或更改顺序；

6.试卷符合老师的要求，点击确定。若不符合老师要求可以删除这份试卷；

7.确定后，系统将对这份试卷进行保存。

后置条件：组卷完成，退出系统

管理题库

管理题库用例图：

图 6

查看分析：

前置条件：学生答卷提交后，阅卷结束后，系统开放时

事件流：

1、试卷修改批阅结束之后，系统开放时刻，用例开始；

2、学生考完试并将答卷提交之后，由老师对试卷进行重新审阅；

3、老师审阅结束后，可查看系统自动统计全部学生每道题的错误率，并进行相应分析；

4、老师可进行查看分析，并可以据此来给学生重点讲解只是点。

后置条件：阅卷结束

维护题目：

前置条件：学生答卷提交后，阅卷结束后，系统开放时

事件流：

1.考试结束并在系统开放时刻，用例开始；

2.由于教学课程的改动或是考试范围的变动，老师可对题库中的题目进行相应调整，添加，

删除或是修改，不断更新题目；

3.老师对题目进行维护后确认保存。

后置条件：维护结束，退出系统

3.2.4管理员用例

管理员用例图：

图7

系统管理员用例描述（选取1个描述）

管理用户

管理用户用例图：

图8

管理教师（管理学生略）：

1.登陆进入页面后，有添加查询等功能选项；

2.或查询：多项选择条件显示信息（按学院、教工编号、教师名字）；

3.或修改：弹出修改教师信息（显示教师信息：教师编号，姓名，密码，性别，教师

类属，学院；对该教师的信息进行修改，若成功，数据将保存到数据库；不成功则警告管理员操作失败）；

4.或删除：删除时弹出警告框以提醒是否确定删除（若成功，则删除教师信息；不成

功则警告管理员删除失败，教师信息仍保留）；

5.或添加：添加教师信息（若成功，数据将保存到数据库；不成功则警告管理员操作

失败）。

3.3数据库的需求分析

MySQL被广泛地应用在Internet上的中小型网站中。由于其体积小、速度快、总体拥有成本低，尤其是开放源码这一特点，许多中小型网站为了降低网站总体拥有成本而选择了MySQL作为网站数据库。

根据系统功能设计的要求以及功能模块的划分

1)对于在线考试系统的试题库数据库，可以列出以下数据项和数据结构；

●试卷表：主要包括试卷的名称、该试卷的总分数、试卷的答题时间，以及试卷内

各类题型的数目等。

●试题信息表：主要包括试题的ID、专业、试题题型、难易程度、试题内容、试题

分数、试题答案，以及一引起附加的内容。值得指出的是试题信息本身包括了3

个表，在本在线考试系统中包括了3个专业的试题表。

2)对于用户记录数据，主要包括了如下的一些数据项和数据结构；

●老师用户信息：用户的ID、用户名、密码、权限等内容。

●管理员信息：用户的ID、用户名、密码、权限等内容。

●考生用户记录表：用户的ID、用户名、密码、权限，以及当前的状态（特别强调：

这个状态可以查看所选用户是否处于考试状态，但包括正在考试和断线两种情况）

等信息。

3)对于在线的考试系统，可以列出以下数据项和数据结构；

●试卷名称：主要包括试卷的名称、试题的分数、试题的题数量，以及试卷的答题

时间等内容。

●试题信息表：主要包括试题的ID、专业、试题题型、难易程度、试题内容、试题

分数、试题答案，以及一些附加的内容。

●暂时试题信息表：主要包括试题的ID、专业、试题题型、难易程度、试题内容、

试题分数、试题答案，以及一些附加的内容。

●成绩登记表：主要包括用户、成绩、当前状态等。

4)对于在线的管理系统，可以列出以下的数据项和数据结构；

●用户记录表：用户ID、用户名、密码、权限，以及当前的状态（特别强调：这个

状态可以查看所选用户是否处于考试状态，但包括正在考试和断线两种情况）等

信息。

此处不再具体说明其他。

3.4对性能的规定

3.4.1精度

由于在线考试系统是面向考生的，所以系统应该对于每个用户应该能够及时给出反馈信息，避免因用户长时间等待而感觉不安。本系统对数据精度的要求极其严格。在数据和文件上传上不允许出现上传数据与真实的上传数据不符合情况。系统因为涉及到的领域是关于考试出题的领域，所以对精确度方面有非常严格的要求，本系统中采用期望和方差的控制方法，保证试卷的质量和有效性，使试卷更具合理性，真实地反映学生的能力。

3.4.2时间特性要求

响应时间：访问本地数据库时，时间不允许超过2 秒。

通过浏览器访问服务器端数据时，时间不允许超过10 秒。

数据的转换和传送及文件的传送时间：上传数据时间不允许超过10 秒。

3.4.3灵活性

系统设计具有良好的易用性、操作简便，符合常规Windows 操作环境下的用户使用习惯。同时，尽量减少用户的记忆工作量，如在信息录入时尽可能充分利用数据字典进行选择录入，以提高用户工作效率。

当用户需求，如操作方式，运行环境，结果精度，数据结构于其他软件接口等发生变化时，本网络考试软件可以方变地对其操作、精度和有效时限进行适当调整,灵活性非常大。

3.5输人输出要求

系统可以上传电子表格和文档，并在题库中添加图片以具体说明题意。出题也可以采取表格形式，并对每次考试的结果成绩进行统计，以报表加图形的形式表现。

3.6数据管理能力要求

在线考试系统可以保存学生的基本信息，老师的基本信息，课程的基本信息，考试环境的基本信息以及涉及到的题库信息等几个主要数据表，每个表格数据量根据学校、培训机构、企事业等单位人员的不同而变化。

3.7故障处理要求

对于软件所出现的问题一定要保证客户看到友好的提示界面，开发人员能够通过日志和异常log信息迅速解决问题。而硬件（服务器）上不允许出现网络堵塞或服务器断电而出现数据上传错误和丢失。

系统对于用户错误输入的处理也应该相对友好，尽量做到以最大限度提升用户体验为前提。

偶尔会遇到个别考生考试意外中断的现象，如某台计算机意外断电等。这就涉及到如何在最大程度上保护学生的考试现场问题。我们的做法是，将考生的主观性试题、试卷以及结果，保存到服务器端硬盘上。因为正式考试是集中在学校机房里面进行的，我们可以在安装机房的应用软件时进行设置。例如：将系统的自动保存时间设置在合理的范围之内，最大程度的保存学生考试过程中试题的考试现场。

3.8其他专门要求

网络考试系统要尽量保证可靠性和可恢复性，要求对数据处理，数据存储等操作要非常灵活，在发生紧急情况时，考试系统要备份数据，不至于整个考试系统瘫痪。这是网络考试的重要特点。用户管理系统要方便，设计更符合考试要求，给考生和老师都人性化的服务。考试系统需经常维护，这就要求该系统具有良好的维护性。系统中所有涉及敏感信息如登录口令、证书等均需进行加密处理，服务器端应设置严格安全访问控制策略。同时，系统应具有完整的日志管理功能，对用户的数据敏感操作应能够完全追踪，可以通过日志调查其操作时间、操作内容、操作人员账号、登录IP等相关信息，从而保证系统安全性和操作责任的可追溯性。

4运行环境规定

4.1设备

内存：1G左右；

驱动器：8倍速CD-ROM以上

硬盘：300MB以上剩余磁盘空间容量

CPU：奔腾200MHz以上

其他必备附属外设

4.2支持软件

系统基于B/S 架构开发，利用最新的J2EE 架构，Struts+Spring+Mysql 数据库相结合，所有管理和维护工作均集中在服务器端，客户机只需安装有IE 浏览器即可，由于系统需要IE 打印功能，因此要求IE 浏览器版本不低于5.5。

1.MyEclipse6.5

MyEclipse 企业级工作平台（MyEc lipseEnterprise Workbench ，简称MyEc lipse）是对Eclipse IDE 的扩展，利用它我们可以在数据库和JavaEE 的开发、发布，以及应用程序服务器的整合方面极大的提高工作效率。

2.服务器Tomcat6.0

Tomcat是一个小型的轻量级应用服务器，在中小型系统和并发访问用户不是很多的场合下被普遍使用，是开发和调试JSP程序的首选。

3.Mysql5.0

MySQL名字的来历MySQL是一个小型关系型数据库管理系统。

4.3接口

由于数据库的独特性，其单数据库内部不需要特别设计接口，各模块根据文档内部控制域值提取其所需的文档。

小结

本系统是一个基于WEB 的在线考试系统的大体实现过程的研究，该系统可以满足学校及现代信息化企业的内部考试要求，可以实现学校或企业的低成本投入，高效率办公的宗旨。

虽然完成了此次系统设计，但由于本身一些技术和能力的限制，设计的该网络考试系统存在很多不足之处，是学习软件工程的一个设计实例，因此总体需要进一步改善，对后台数