基于java的在線考試系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)畢業(yè)論文(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 O 語句、操作符重載、自動(dòng)類型轉(zhuǎn)換等等。(2) 面向?qū)ο驤ava 是一種純面向?qū)ο蟮恼Z言，具有封裝、繼承和多態(tài)的特性，無全局變量或函數(shù)，可以被用于面向?qū)ο筮@種現(xiàn)代軟件工程。(3) 分布式Java 包括一個(gè)支持 HTTP 和 FTP 等基于 TCP/IP 協(xié)議的子庫(kù)。因此，Java 應(yīng)用程序可憑借 URI，打開并訪問網(wǎng)絡(luò)上的對(duì)象，象本地一樣。(4) 解釋型 防災(zāi)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)7Java 寫成的源代碼需要被編譯成高階的字節(jié)碼，它們與機(jī)器架構(gòu)無關(guān)。然后，這種字節(jié)碼在任何 Java 的運(yùn)行環(huán)境中由 Java 虛擬機(jī)解釋執(zhí)行，保證了 Java 的與平臺(tái)無關(guān)性和可移植性。解釋執(zhí)行與及時(shí)編譯技術(shù)（JIT）的完美結(jié)合，提供了相當(dāng)高的運(yùn)算性能。(5) 多態(tài)的支持 Java 是一種非常注重對(duì)象形態(tài)轉(zhuǎn)換的語言，所以在編譯時(shí)期就會(huì)做形態(tài)轉(zhuǎn)換檢查，在執(zhí)行時(shí)期，Java 也會(huì)做一些形態(tài)上的檢查。(6) 垃圾收集和異常處理由于 Java 垃圾收集器會(huì)做自動(dòng)的垃圾收集（Garbage Collection），這里的垃圾指一些不會(huì)被再使用的對(duì)象，所以程序設(shè)計(jì)者不需費(fèi)心，內(nèi)存會(huì)被自動(dòng)地管理，Java 本身提供了許多面向?qū)ο蟮漠惓?Exccption)處理，所以程序在執(zhí)行時(shí)期所發(fā)生的錯(cuò)誤，都可以由程序自己來處理。(7) 安全性Java 設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)系統(tǒng)的安全，特別是網(wǎng)絡(luò)安全做了周密的考慮，通過字節(jié)驗(yàn)證、內(nèi)存調(diào)用方式、資源使用權(quán)限等進(jìn)行多次的安全管理。Java 被認(rèn)為是在任何系統(tǒng)上最安全的應(yīng)用程序之一。二、Java 的技術(shù)平臺(tái)：Java 不僅是一種語言，更重要的是一種區(qū)別于傳統(tǒng)系統(tǒng)，遵循“網(wǎng)絡(luò)就是計(jì)算機(jī)”信條的平臺(tái)技術(shù)。Java 平臺(tái)將面向?qū)ο笙到y(tǒng)擴(kuò)展成包括程序和數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)（CN），而這個(gè)平臺(tái)的核心就是 java 平臺(tái)成為萬能開發(fā)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了 Java 程序“編寫一次，到處運(yùn)行” [9]。Java 虛擬機(jī)（JVM）是一種抽象化的計(jì)算機(jī)，可以再上面執(zhí)行 Java 的字節(jié)碼。它本身的設(shè)計(jì)原則是“小而簡(jiǎn)單”，目的是為了盡可能在所有的機(jī)器上都能安裝。這樣的精簡(jiǎn)原則，使得它能夠在現(xiàn)有的各種平臺(tái)上都可以順利執(zhí)行，適合各種網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境 [10]。Java 的技術(shù)平臺(tái)的工作原理：第一步：Java 用一個(gè)編譯器將資源程序代碼（.java）轉(zhuǎn)換成可執(zhí)行程序（.class），Java 編譯器生成的獨(dú)立于處理器結(jié)構(gòu)的字節(jié)碼。第二步：字節(jié)代碼用一個(gè) Java 虛擬機(jī)（JVM）來執(zhí)行，JVM 是理想化的 Java 處理芯片，通常是在軟件上實(shí)現(xiàn)而不是在硬件上實(shí)現(xiàn) [11]。防災(zāi)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)8三、C/S 與 B/S 結(jié)構(gòu)的選擇：考試系統(tǒng)的研究方向主要是圍繞以 Client/Server(C/S)模式或 Browser/Server(B/S)模式開發(fā)進(jìn)行研究。C/S 模式考試系統(tǒng)常用于局域網(wǎng)范圍內(nèi)的考試。考試前，先在客戶機(jī)安裝客戶端軟件，客戶端軟件遵循相關(guān)協(xié)議連接至服務(wù)器端 [10]。客戶端發(fā)送考試請(qǐng)求后，由服務(wù)器把相關(guān)的考卷傳送回客戶端 [13]。B/S 模式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序技術(shù)是考生在客戶端通過瀏覽器向服務(wù)器發(fā)送考試請(qǐng)求，服務(wù)器將相關(guān)考卷發(fā)送至客戶端瀏覽器。C/S 結(jié)構(gòu)（Client/Server 的簡(jiǎn)稱，客戶機(jī)/服務(wù)器模式）。在上個(gè)世紀(jì)八九十年代以及八九十年代初期已經(jīng)得到了大量應(yīng)用，最直接的原因是可視化開發(fā)工具的推廣。最初為兩層結(jié)構(gòu)，隨著技術(shù)的進(jìn)步以及應(yīng)用的需要，逐步的向三層結(jié)構(gòu)發(fā)展。C/S 結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：（1） 響應(yīng)速度快。C/S 結(jié)構(gòu)是客戶端與數(shù)據(jù)庫(kù)直接相連，沒有中間環(huán)節(jié)，因此響應(yīng)速度快。（2） 軟件設(shè)計(jì)個(gè)性化，可滿足用戶個(gè)性化的需求。因?yàn)?C/S 機(jī)構(gòu)有著自己的客戶端，在客戶端的設(shè)計(jì)上，可以根據(jù)客戶的需求進(jìn)行個(gè)性化的設(shè)計(jì)，可以滿足客戶復(fù)雜的個(gè)性化需求。特別是在操作界面、報(bào)表工具等方面。（3） C/S 結(jié)構(gòu)充分利用客戶端的硬件設(shè)施，將很多的數(shù)據(jù)處理工作在客戶端完成，故數(shù)據(jù)處理能力比較強(qiáng)大，對(duì)一些復(fù)雜的業(yè)務(wù)流程，也容易實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，C/S 結(jié)構(gòu)也有它的缺點(diǎn)：分布能力差。成也蕭何，敗也蕭何，因?yàn)橛锌蛻舳说陌惭b帶來的一系列個(gè)性化的方便的同時(shí)，也造成了在系統(tǒng)部署時(shí)，對(duì)每一個(gè)用戶都要安裝客戶端才能進(jìn)行使用，如用戶數(shù)量龐大分布廣泛的話，此時(shí)給部署帶來及大的不便。維護(hù)成本高昂由于客戶端數(shù)量龐大，對(duì)系統(tǒng)的維護(hù)和升級(jí)都是很大的考驗(yàn)。 跨平臺(tái)使用難以實(shí)現(xiàn) C/S 系統(tǒng)如果需跨平臺(tái)使用，必須重新開發(fā)在其系統(tǒng)平臺(tái)下的客戶端才能使用。B/S 結(jié)構(gòu)（Browser/Server 的簡(jiǎn)稱，瀏覽器/服務(wù)器）。是相對(duì)于 C/S 的登錄方式的不同而命名的。是一種終端只是用來顯示和接受輸入，所有的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、計(jì)算、格式化以及頁面代碼的生產(chǎn)都是在 WEB 服務(wù)器上。B/S 結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：分布性廣，靈活方便 只要有瀏覽器并且能夠上網(wǎng)就能夠登陸服務(wù)器進(jìn)行信息的處理、采集工作。不受客戶端防災(zāi)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)9的限制。維護(hù)簡(jiǎn)單方便 只要在服務(wù)器端進(jìn)行配置就可以完成部署。如需升級(jí)，也只要在服務(wù)器端進(jìn)行維護(hù)，客戶端就自動(dòng)登錄最新的系統(tǒng)。同時(shí)，B/S 結(jié)構(gòu)仍有它的缺點(diǎn)：1）數(shù)據(jù)處理同步方式帶來的時(shí)間 余 WEB 是以一問一答（request/response）的方式來完成信息交互的，并且是同步方式。如果有一問而沒一答，我們就必須等待，等待答復(fù)完成才提出下一問。舉個(gè)大家最為常用的 電子郵件的例子，在使用 web 郵箱時(shí)，你寫完一封郵件提交，只有當(dāng)此郵件提交完成，頁面刷新到 郵件提交已完成時(shí)，你才可以進(jìn)入下一封郵件的書寫，如遇到網(wǎng)絡(luò)問題，前期的工作還有可能全部重新來過。而使用本地郵件客戶端（如 outlook）書寫郵件完成后，你可以按一下發(fā)送按鈕，然后繼續(xù)下一封郵件的書寫，讓客戶端自行在后臺(tái)完成郵件發(fā)送任務(wù)。先滿足你書寫下一封郵件的需求，郵件的提交至少不需要馬上，而可以在后臺(tái)自動(dòng)處理完成。2）響應(yīng)速度慢 頁面的動(dòng)態(tài)更新，響應(yīng)速度明顯降低。主要原因是在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中不僅要傳輸所處理文件的文件，還要同步傳輸頁面的布局等界面控制信息。功能弱化 B/S 模式下很難實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的需求，對(duì)一些在 C/S 下很容易實(shí)現(xiàn)的功能，如報(bào)表工具等，在 B/S 下很難實(shí)現(xiàn)。3）功能弱化 B/S 模式下很難實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的需求，對(duì)一些在 C/S 下很容易實(shí)現(xiàn)的功能，如報(bào)表工具等，在 B/S 下很難實(shí)現(xiàn)。4）無狀態(tài)方式帶來的會(huì)話控制成本 在瀏覽靜態(tài)頁面時(shí)，各個(gè)靜態(tài)頁面并不構(gòu)成一個(gè)需要前后關(guān)聯(lián)的事務(wù)，因此不需要保存當(dāng)前頁面的狀態(tài)，這好比你可以在一本書前后頁隨便翻閱。而一旦前后處理有著明確的邏輯程序，服務(wù)器在保存數(shù)據(jù)的同時(shí)還要保存用戶的狀態(tài)（到邏輯的那一步），開發(fā)人員要精心設(shè)計(jì)提交的次序及信息的完整性，大費(fèi)周章的進(jìn)行控制。而對(duì) C/S 而言，只需全部完成后提交即可。在線考試系統(tǒng)的開發(fā)首先考慮到數(shù)據(jù)的安全性和程序的方便性,該系統(tǒng)沒有采用 B/S模式而采用 C/S 模式 [13]。因?yàn)?B/S 模式不易實(shí)現(xiàn)考試時(shí)間的自動(dòng)控制,提交試題的時(shí)候如果服務(wù)器忙則可能會(huì)造成服務(wù)器長(zhǎng)期沒有響應(yīng),或數(shù)據(jù)丟失。而采用 C/S 模式則比較易于控制,而且數(shù)據(jù)可以反復(fù)提交直到提交成功,從而確保考生答案能夠被提交到服務(wù)器 [14]。 用戶層的設(shè)計(jì)項(xiàng)目實(shí)施之前，我們對(duì)用戶的工作方式、業(yè)務(wù)流程和管理模式進(jìn)行了比較詳細(xì)的了防災(zāi)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)10解和細(xì)致的分析，從總體上進(jìn)行把握，再就工作流程和需求等細(xì)節(jié)問題上進(jìn)行多次的相互交流，并得到用戶的認(rèn)可。為了便于管理和開發(fā)，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)來說，現(xiàn)在我們?cè)诩行纬傻挠脩艚缑嫔象w現(xiàn)的主要功能為: 登錄模塊、題目管理模塊、成績(jī)管理模塊、用戶管理等。 系統(tǒng)功能的總體邏輯層次本課題采用 C/S 開發(fā)模式，采用 MVC 分層設(shè)計(jì)模式，即“模型 M—視圖表示 V—控制器 C”的思路來完成系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。視圖：數(shù)據(jù)的展現(xiàn)。視圖是用戶看到并與之交互的界面。視圖向用戶顯示相關(guān)的數(shù)據(jù)，并能接收用戶的輸入數(shù)據(jù)，但是它并不進(jìn)行任何實(shí)際的業(yè)務(wù)處理。視圖可以向模型查詢業(yè)務(wù)狀態(tài)，但不能改變模型。視圖還能接受模型發(fā)出的數(shù)據(jù)更新事件，從而對(duì)用戶界面進(jìn)行同步更新。模型：應(yīng)用對(duì)象。模型是應(yīng)用程序的主體部分。 模型代表了業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)邏輯； 當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)生改變時(shí)，它要負(fù)責(zé)通知視圖部分；一個(gè)模型能為多個(gè)視圖提供數(shù)據(jù)。由于同一個(gè)模型可以被多個(gè)視圖重用，所以提高了應(yīng)用的可重用性。控制器：邏輯處理、控制實(shí)體數(shù)據(jù)在視圖上展示、調(diào)用模型處理業(yè)務(wù)請(qǐng)求。 當(dāng)用戶單擊視圖層頁面中的提交按鈕來發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，控制器接收請(qǐng)求并調(diào)用相應(yīng)的模型組件去處理請(qǐng)求，然后調(diào)用相應(yīng)的視圖來顯示模型返回的數(shù)據(jù)。 設(shè)計(jì)要求 系統(tǒng)穩(wěn)定性在線考試系統(tǒng)的用戶數(shù)隨著學(xué)生的日益增大而越來越多，在線考試系統(tǒng)對(duì)于學(xué)校管理和學(xué)生實(shí)踐工作至關(guān)重要。那么在設(shè)計(jì)該系統(tǒng)時(shí)，很重要的一個(gè)問題就是系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。我們對(duì)于系統(tǒng)的啟動(dòng)、運(yùn)行和監(jiān)控等各個(gè)環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的不穩(wěn)定因素給予充分的考慮，以確保不影響單位的日常工作。 數(shù)據(jù)的安全性在線考試系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息是非常重要的。數(shù)據(jù)安全性是本系統(tǒng)需要著重考慮的另一個(gè)問題，要確保數(shù)據(jù)完整性和一致性，要確保數(shù)據(jù)經(jīng)常性的備份，即使數(shù)據(jù)意外遭破壞，也要能及時(shí)恢復(fù)，而不能要人工把原始的大量的數(shù)據(jù)重新輸入一遍。因此要在技術(shù)上采取一定的技術(shù)手段和措施來保證數(shù)據(jù)的安全性。Java 設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)系統(tǒng)的安全，特防災(zāi)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)11別是網(wǎng)絡(luò)安全做了周密的考慮，通過字節(jié)驗(yàn)證、內(nèi)存調(diào)用方式、資源使用權(quán)限等進(jìn)行多次的安全管理。Java 被認(rèn)為是在任何系統(tǒng)上最安全的應(yīng)用程序之一。 系統(tǒng)健壯性在線考試系統(tǒng)需要長(zhǎng)期穩(wěn)定地運(yùn)行，用戶在日常的工作中要進(jìn)行各種各樣的操作，而操作水平參差不齊，難免會(huì)產(chǎn)生各種各樣的誤操作和錯(cuò)誤，這就打破了本系統(tǒng)的正常運(yùn)行流程，可能導(dǎo)致預(yù)想不到的后果。因此，在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，我們將預(yù)先考慮各種各樣的誤操作及后果，采取相應(yīng)的預(yù)防措施，確保不產(chǎn)生災(zāi)難性的后果，保證系統(tǒng)的健壯性。 系統(tǒng)規(guī)劃在線考試系統(tǒng)由登錄模塊、題目管理模塊、成績(jī)管理模塊、用戶管理等組成。 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖在線考試系統(tǒng)模塊如圖 341。圖 341 在線考試系統(tǒng)能模塊圖 系統(tǒng)流程圖根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，畫出如圖 342 在線考試系統(tǒng)流程圖。防災(zāi)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)12圖 342 在線考試系統(tǒng)流程圖 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的設(shè)計(jì)無論做什么系統(tǒng)，都要存儲(chǔ)相應(yīng)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫(kù)的種類選擇很多，如 SQL Server，MySQL，Oracle，BD2 等等，但本系統(tǒng)所用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式為文件來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，考慮到存放試題的數(shù)量比較大，文件存儲(chǔ)數(shù)據(jù)易于維護(hù)等，所以采用 txt 文件來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，設(shè)置一些數(shù)據(jù)的存放格式來保存在文件中，對(duì)文件進(jìn)行讀寫操作。一、不管是對(duì)用戶信息還是對(duì)試題信息的存儲(chǔ)，其存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)都要遵守如下特點(diǎn)：(1)能真實(shí)充分地反映現(xiàn)實(shí)世界，包括事物和事物之間的聯(lián)系,能滿足用戶對(duì)數(shù)據(jù)的處理要求。(2)易于理解，從而可以用它和不熟悉計(jì)算機(jī)的用戶交換意見，用戶的積極參與是數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵。(3)易于更改，應(yīng)用環(huán)境和應(yīng)用要求改變時(shí)，容易對(duì)概念模型修改和擴(kuò)充。(4)易于向關(guān)系、網(wǎng)狀、層次等各種數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換。防災(zāi)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)13描述概念模型的有力工具是 ER 模型。根據(jù)以上得到的數(shù)據(jù)項(xiàng)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，就可以設(shè)計(jì)出能夠滿足用戶需求的各種實(shí)體，以及它們之間的關(guān)系，為后面的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。二、設(shè)計(jì)任何一張表都要遵守它的關(guān)系模式，如下：1. 一個(gè)實(shí)體型轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式的集合。實(shí)體的屬性就是關(guān)系的屬性，實(shí)體的碼就是關(guān)系的碼。對(duì)于實(shí)體間的聯(lián)系則有以下不同的情況：2. 一個(gè) 1:1 聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系模式，也可以與任意一端對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式合并。3. 一個(gè) 1:N 聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系模式，也可以與 N 端對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式合并。4. 一個(gè) M:N 聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式，與該聯(lián)系相連的各實(shí)體的碼以及聯(lián)系本身的屬性均轉(zhuǎn)換為關(guān)系的屬性，而關(guān)系的碼為各實(shí)體碼的組合。5. 三個(gè)或三個(gè)以上實(shí)體間的一個(gè)多元聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式，與該多元聯(lián)系相連的各實(shí)體的碼以及聯(lián)系本身的屬性均轉(zhuǎn)換為關(guān)系的屬性，而關(guān)系的碼為各實(shí)體碼的組合。 用戶信息存儲(chǔ)用戶信息的實(shí)體基本屬性如下圖：圖 351 用戶實(shí)體屬性圖當(dāng)用戶登錄考試系統(tǒng)時(shí)，上圖為用戶登錄時(shí)所用到的一些基本信息，在文件中存儲(chǔ)用戶的數(shù)據(jù)時(shí)，還包括用戶的電話號(hào)碼，用戶的郵箱等詳細(xì)信息。為了便于讀寫，在文件中應(yīng)該用相應(yīng)的格式來區(qū)別每個(gè)字段屬性之間的連接，如本系統(tǒng)中用“：”號(hào)來區(qū)分防災(zāi)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)14每個(gè)字段，例如存儲(chǔ)一條用戶的基本信息為，1001（編號(hào)）：張三（姓名）：1234（密碼）：15652496622（電話）：(郵箱)。 試題信息存儲(chǔ)試題信息的實(shí)體基本屬性如下圖：圖 352 試題實(shí)體屬性圖試題的存儲(chǔ)同樣與用戶的信息存儲(chǔ)一樣，在文件中存儲(chǔ)用戶的數(shù)據(jù)時(shí)，也要根據(jù)相對(duì)應(yīng)的格式來存儲(chǔ)，以遍于對(duì)文件讀取的操作，比如每道題目之間用“@”來區(qū)分，舉個(gè)例子來說明一下，如下：指出下面語句沒有編譯錯(cuò)誤的是:（題目）long n = 999999999999。（選項(xiàng) A）int n = 999999999999L。（選項(xiàng) B）long n = 999999999999L。 （選項(xiàng) C）double n = 999999999999。（選項(xiàng) D）@answer=1/2（答案，表示本題的答案為 BC）,score=5（本題目的分?jǐn)?shù)為五分）,level=4（本題目的難度級(jí)別為 4）下列