基于Hybrid模式的在线考试系统需求分析与总体设计

黄国华 侯丽艳

摘要：随着时间的推移，计算机软件技术的应用的普及率和实践不断提升，日常工作中办公自动化的实现程度越来越高。我国各类院校在快速发展的同时，为提高工作效率，完善现代化的管理模式，运用现代化的信息网络技术，对于中职学校网络教学工作提出了更高的要求。云计算的到来，为移动学习的研究提供了新的环境和思路，由于云计算的飞速发展，个人、学校和教育机构的数据以及资源逐渐部署到“云”端。基于Hybrid模式的移动应用需求，该文设计实现了在线考试系统的各项业务功能模块，为管理人员提供方便的、快捷的数据查询功能，并为管理决策的制定提供可靠、直观、准确的数据信息，实现对学生在线考试的完整过程的动态管理。

关键词：云计算;在线考试系统;Hybrid模式

中图分类号：TP311        文献标识码：A        文章编号：1009-3044（2018）35-0078-05

1  概述

随着WEB技术应用的普及，在线考试系统是学生在课堂学习外对课程学习质量检测的有利补充和扩展。

在在线考试系统中，学生能自主地根据自身的时间安排进行课程的学习，充分利用闲散时间进行课程学习内容的考核，及时了解自身的学习状态和学习效果。因此，当前如何建设和利用好在线考试系统是各级各类院校研究与实践的重要课题。

2 在线考试系统的需求分析

2.1 业务角色需求分析

在线考试系统是学生在课堂学习外对课程学习质量检测的最重要的补充方式，系统的用户主要有学生、教师和课程管理员三种。

在在线考试系统中，因面向的群体相对明确，系统用户职责划分比较明确，为便于系统需求分析工作的推进，结合系统管理业务的需求，将不同用户角色的业务功能进行分析，根据用户软件实现后需要完成的工作内容，将角色划分三个类型，分别是：学生、教师及系统管理员。

结合在线考试系统的业务管理需求，对各角色类型的名称及其业务功能简要分析如表1所示。

2.2 总体需求分析

本文结合东莞市经济贸易学校对于在线考试系统的建设和管理规范要求，在在线考试系统中应该具备课程考核的基本资料、在线考试题库信息的管理;支持学习在线测试和成绩信息的查询和管理;最后为保证系统的平稳运行，需要设置在线考试系统管理功能对系统进行管理和维护。

根据对基于Hybrid模式的课程在线考试的特点和课程学习要求，对在线考试系统的总体用例的分析如图1所示。

2.3 在线考试系统功能需求分析

2.3.1  基本信息管理业务需求分析

在线考试系统的基本信息管理业务主要包含科目管理、专业管理、班级管理和学生管理的基础性工作。

在专业管理子业务中，主要完成对在线考试系统中需要使用系统的各教学专业信息进行设置，方便课程教师对各专业的基本信息进行管理。

在科目管理子业务中，主要完成对在线考试系统中所支持考试的课程信息进行设置，方便课程教师对各课程的基本资料和学生信息进行管理。

在班级管理子业务中，主要完成对在线考试系统中需要使用系统的各教学班级信息进行设置，方便课程教师对各班级的基本信息進行管理。

在学生管理子业务中，主要完成对在线考试系统中需要使用系统的各教学班级的学生信息进行管理，方便学生对系统的使用，及时完成各考核任务。

根据对在线考试系统的基本信息管理业务的分析，现以教师和系统管理员为用户参与者角色为例进行设计用例图，如图2所示。

2.3.2  在线题库管理需求分析

在线考试系统的在线题库管理业务主要包含单选题管理、多选题管理、判断题管理、填空题管理和简答题管理的基础性工作。

在单选题、多选题、判断题管理中，主要完成各类试题题干、答案的编辑和管理，在设计测试试题时，通过设置相关的试题参数实现对试题的难度和重要性进行管理。

在填空题管理中，主要完成试题题干和填空位置管理，并完成答案的编辑和管理。

在简答题管理中，主要完成简答题题目描述信息的管理，完成试题解答的关键知识点信息的编辑和管理，同时设定对应的评价标准。

根据对在线考试系统的在线题库管理业务的分析，现以教师和系统管理员为用户参与者角色为例进行设计用例图，如图3所示。

2.3.3 在线测试管理需求分析

在线考试系统的在线测试管理业务主要包含考试参数管理、试卷组卷管理、试卷信息发布和学生考试管理的基础性工作。

在在线考试系统中，通过测试实现对学习的效果的评估，因此需要对测试的试题及考试时间与要求进行管理。

在在线试卷管理中，以课程在线题库资源为基础进行测试内容的组织。在在线试卷管理业务中，主要完成在线测试参数的设置、测试组卷工作的管理及测试信息的发布工作，同时提供学生测试的管理功能，方便学生参加课程测试。

根据对在线考试系统的在线测试管理业务的分析，现以教师和系统管理员为用户参与者角色为例进行设计用例图，如图4所示。

2.3.4  考试成绩管理需求分析

在线考试系统的考试成绩管理业务主要包含成绩评定管理、成绩查询管理、成绩导出管理和成绩分析管理的基础性工作。

根据学生参加课程考试的结果，由任课教师完成成绩的评定。主观试题的成绩评定由任课教师手动评定成绩，考试结束时不及时公布此部分的考试成绩;客观题由系统自动完成成绩的评定并及时公布成绩。

学生和教师可以在课程考试成绩评定完成后，查看课程的完整成绩信息，同时教师可以将按班级、专业、课程导出课程的成绩信息;同时为更好地为教师提供参考和对照数据，设置了成绩分析管理子业务，为教师的课堂教学提供基础的参数数据信息。

根据对在线考试系统的考试成绩管理业务的分析，现以教师和系统管理员为用户参与者角色为例进行设计用例图，如图5所示。

2.3.5  考试系统管理需求分析

在线考试系统的考试系统管理业务主要包含数据管理、用户管理和权限管理的基础性工作。

为保证在线考试系统的正常运行，在系统中设置了考试系统管理模块。在数据管理业务中，主要实现数据备份、数据恢复操作，同时实现对系统数据的统计和分析。

在用户管理中，主要实现用户信息的维护及用户密码的日常管理，同时支持对用户的查找功能。在权限管理中主要完成各角色类型用户的权限设置和权限维护。

根据对在线考试系统的考试系统管理业务的分析，现以教师和系统管理员为用户参与者角色为例进行设计用例图，如图6所示。

3  系统总体设计

在线考试系统涵盖了基本信息、在线题库、在线试卷管理、考试成绩管理和考试系统管理五个功能模块。

3.1 系统功能模块设计

3.1.1  基本信息管理模块设计

从基本信息管理的操作界面出發，给出了基本信息管理模块的时序图，如图7所示。

3.1.2  在线题库管理模块设计

为了实现教师或系统管理员用户执行在线题库信息的管理，依据需求分析的结果，在在线题库管理业务中主要包含五个子业务功能，分别是：单选题、多选题、判断题、填空题和简答题管理子业务。根据软件工程中模块化设计思想指导，在系统设计中分别将五个子业务功能设置为独立的业务功能模块。

从在线题库管理的操作界面出发，给出了在线题库管理模块的时序图，因模块涉及管理业务较多，选择其中的三个为例进行展示，如图8所示。

3.1.3  在线测试管理模块设计

为了实现学生、教师或系统管理员用户执行在线测试信息的管理，依据需求分析的结果，在在线测试管理业务中主要包含四个子业务功能，分别是：考试参数管理、试卷组卷管理、试卷信息发布和学生考试管理子业务。根据软件工程中模块化设计思想指导，在系统设计中分别将四个子业务功能设置为独立的业务功能模块。

从在线测试管理的操作界面出发，给出了在线测试管理模块的时序图，如图9所示。

3.1.4  考试成绩管理模块设计

为了实现学生、教师或系统管理员用户执行考试成绩信息的管理，依据需求分析的结果，在考试成绩管理业务中主要包含四个子业务功能，分别是：成绩评定管理、成绩查询管理、成绩导出管理和成绩分析管理子业务。根据软件工程中模块化设计思想指导，在系统设计中分别将四个子业务功能设置为独立的业务功能模块。

从考试成绩管理的操作界面出发，给出了考试成绩管理模块的时序图，如图10所示。

3.1.5   考试系统管理模块设计

为了实现考试系统基础信息的管理，依据需求分析的结果，在考试系统管理业务中主要包含四个子业务功能，分别是：数据管理、用户管理和权限管理子业务。根据软件工程中模块化设计思想指导，在系统设计中分别将三个子业务功能设置为独立的业务功能模块。

从考试系统管理的操作界面出发，给出了考试系统管理模块的时序图，如图11所示。

3.2 系统数据库设计

数据库中信息是所有管理系统的核心。在数据库中将应用系统中需要使用的全部数据信息，按照特定的规则进行组织和存储，并且提供对数据的各类操作功能，使得应用系统能够方便、便捷获取相应的数据资料。因此，数据库的设计是系统开发的重要工作环节[1-3]。

3.2.1  数据库实体关系分析

数据库是由应用系统中所需要的基础数据表组成。在数据表中存储的是一组具有相同数据结构的数据。在在线考试系统中，主要涉及的数据表有14个，分别是：科目、专业、班级、学生、试题、考试参数、试卷、学生试卷、角色、权限、用户、备份记录、恢复记录和日志信息表。各个系统数据库关系如图12所示。

3.2.2  数据表结构设计

在在线考试系统中，由于管理的课程考核资源信息的类型、种类和数量繁多，为避免一物多名，一名多物或物名错乱的现象，保证管理高效性和准备性，对数据库字段的编码规则信息进行了认真的分析与设计。这里以科目信息表、专业信息表和班级信息表为例进行描述和展示。

1） 科目信息表

为了实现管理人员使用基本信息管理功能执行科目信息的管理，将考核课程的基本信息保存在科目信息表中。具体内容包括：科目编号、科目名称、课程类型、课程描述和课程简介等信息。

在表2科目信息表中，科目编号是整个数据表中起唯一性标识作用的列，能方便地通过科目编号实现对课程在线考核管理所需科目的基本参数信息的查询和管理，所以将科目编号设置为表的主键。

2） 专业信息表

为了实现管理人员使用基本信息管理功能执行专业信息的管理，将学校内需要使用系统进行课程考核的专业信息保存在专业信息表中。具体内容包括：专业编号、专业名称、专业类型、所属教研室和专业简介等信息。

在表3专业信息表中，专业编号是整个数据表中起唯一性标识作用的列，能方便地通过专业编号实现对课程管理所需专业的基本参数信息的查询和管理，所以将专业编号设置为表的主键。

3） 班级信息表

为了实现管理人员使用基本信息管理功能执行班级信息的管理，将学校内需要使用系统进行课程考核的班级信息保存在班级信息表中。具体内容包括：班级编号、专业编号、班级名称、班级类型等信息。

在表4班级信息表中，班级编号是整个数据表中起唯一性标识作用的列，能方便地通过班级编号实现对课程在线考核管理所需班级的基本参数信息的查询和管理，所以将班级编号设置为表的主键。

4  结束语

为确保系统的可靠性和可用性，需要对非功能性需求进行分析，具体包含以下几个方面：

1） 设计规范、合理。用户界面设计时，应考虑新旧版本的传递性，且实现界面的友好性，便于操作，进行人性化的设计，易学易用。

2） 可用性。系统使用时应尽可能简单、易学，同时具有良好的适应性和可维护性。

3） 可扩展性。在系统功能的设计和實现上，应预留相应的扩展接口，实现系统的可扩展性。

4） 经济性。在线考试系统的首先任务是满足学校学生手机在线考试的业务功能需求，同时降低系统设计的复杂度，优化业务工作流程，进而缩短系统开发周期，实现节约系统的开发成本。

5） 安全性。针对特定的用户角色，结合需要执行的业务功能，对角色的操作权限进行设置;同时对用户登录管理进行了严格的安全控制策略的设计，确保用户身份的合法性，进行减少外部安全风险。

完成在线考试系统的需求分析和总体设计之后，接下来的工作就是在线考试系统的实现与测试了。

参考文献：

[1] 李明.浅谈云计算[J].上海青年管理干部学院学报，2009（3）：57-61.

[2] Tim Pueschel，Fabian Putzke，Dirk Neumann.Revenue Management for Cloud Providers-A Policy-Based Approach under Stochastic Demand[J].45th Hawaii In-ternational Conference on System Science （HICSS），2012：1583-1592.

[3] Jose Orlando Melendez，Shikharesh Majumdar.Utilizing "Opaque" Resources for Revenue Enhancement on Clouds and Grids[J].11th IEEE/ACM International Symposium on Cluster，Cloud and Grid Computing （CCGrid），2011：576-584.

[通联编辑：朱宝贵]