基于SpringBoot前后端分离的在线考试系统设计

陶瑜

关键词：Java；Spring Boot; VUE; MySQI．；前后端完全分离

1研究背景

互联网的便利已经覆盖了人们的衣食住行，特别是疫情的暴发，信息化的管理尤其重要。在线考试系统可以充分发挥网络优势，一方面可以自己批改、算分、存档考试成绩等动态管理各种考试信息，另一方面可以不受时间地域的限制，最大限度地提高阅卷速度，可以在考试结束时能够客观而又准确地给出考试成绩，方便考试组织者工作的同时又有利于考生及时获取考试成绩，无论是对于教学还是公司考核都高效便捷。

基于Spring Boot的前后端分离的在线考试系统，通过建立大型及高效的题库数据，可以最大限度地发挥网络优势，以实现不限时间不限地域进行考试。同时可以减少不必要的外界干扰．降低投入成本，并减少监考老师的负担以达到节约人力、物力、财力和不必要的自然资源浪费的目的。

2系统整体结构

本系统是基于Spring Boot的前后端分离的在线考试系统，选择以下技术方案：基于前后端完全分离模式，前端选用VUE，后端采用Java为应用开发工具，持久化存储选用MySQL为后台数据庫，采用IntelliJIDEA作为开发平台，整个系统完全基于B/S（ Browser/ Server）模式进行设计，软件架构风格采用MVC（ Model-View-Controller）架构模式。

2.1系统总体目标

（1）系统根据角色权限设计，分为学生、教师、管理员三种角色。学生权限，包括参加考试和查看考试。教师权限，包括学生的所有权限及创建、编辑题目和创建、编辑考试。管理员权限，包括教师的所有权限及对用户进行管理。

（2）本考试系统可以替代传统考试所有流程，包括题目的创建、更新，考场的创建、更新，参加考试，考试时间，阅卷及考试记录查看等。

（3）利用当前主流的存储数据技术，将考生相关信息、成绩、试卷信息等数据持久化存储到硬盘上。

（4）使用MD5加密存储技术，保障用户信息的安全性。

2.2系统整体架构

本系统是基于“Spring Boot+VUE”的架构模式，采用前后端分离restful接口风格来实现应用程序在网络上传输、接收信息。采用restful变成风格，接受前端请求数据，通常为json格式的数据，再由服务器端对每个请求进行分发，与DB交互，通过信息的序列化，把相应信息序列化后再信息流化，然后把数据返回给前端处理，实现两者之间的数据通信。

2.3系统B/S结构设计

系统的设计架构基于B/S，即浏览器端和服务器端，浏览器端向服务器端发送数据请求，服务器端对发送的数据请求进行分析和处理，作出相应的控制，并与DB进行交互。B/S结构采取浏览器请求，服务器响应的工作模式，可以通过浏览器对许多分布于网络上的服务器进行请求访问，浏览器的请求通过服务器进行处理，并将处理结果以及相应的信息返回给浏览器，其他的数据加工、请求全部都是由Web Server完成的[1]。

B/S结构是C/S架构的一种改进，可以说属于三层C/S架构，主要利用不断成熟的WWW浏览器技术，通过浏览器就可以实现原来需要复杂专用软件才能实现的强大功能，并节约了开发成本，是一种全新的软件系统架构技术[2]。三层C/S架构图如图1所示。

3系统分层结构

3.1系统整体分层结构

本系统分层思路采用了三层C/S设计模式，系统的开发符合软件工程的管理思想和面向对象的思想，系统模式实现前后端完全分离，前端采用VUE渐进式框架，后端由Spring Boot架构，由此对系统的程序代码结构进行分层，分层策略图如图2所示。

3.2用户登录序列结构

用户在登录时输入自己的用户名和密码，Web端会将这些信息封装起来执行sendRequest（）方法，该方法会将请求信息进行序列化，通过网络传输将请求数据发送给服务器端。服务器端获取信息后根据请求URL，调用登录（login（））方法，登录方法会查询对应的用户数据库，以校验用户的登录请求信息是否正确。若信息无误就会给请求端返回一个用户对象，则用户可以成功登录：若信息不正确就会提出用户信息错误，服务端抛出异常，则登录失败。用户登录序列结构图如图3所示。

3.3开始考试序列结构

考生进入考试卡片列表后，选择相应的考试信息，系统会自动获取考生所选择的考试信息，并将考试信息赋值给entityContext类去请求考试题目数据。获取到考试题目信息后，将数据返回给前端进行页面渲染，组成考卷信息后，考试即可开始正式答题。用户开户考试序列结构图如图4所示。

4系统设计

4.1系统功能结构

基于Spring Boot前后端分离的在线考试系统可以直接通过浏览器端进行操作。考生可以自主注册为新用户，登录系统进行考试，考试结束后即可查询自己的成绩，同时可以支持个人信息的查询和修改。教师登录系统后可以对考生信息、题库信息、考场信息进行维护。系统总体通过前后端api调用，并与数据库进行交互，将数据响应给前端浏览器。整个系统的结构图如图5所示。

4.2用户登录模块

对于初次使用本系统的用户，需要先进行注册操作。注册成功后，进入登录界面，输入正确的用户名和密码，则登录成功，可进入本考试系统，进行相关操作。比如，用户登录成功，主界面数据自动更新。

4.3考试主界面模块

考生登录到主界面后，系统会根据考生信息自动提取试题及考试记录等信息。考生进入主界面，可以在考试卡片选项上选择相应的考试科目进行考试，考试主界面如图6所示。

当考生选择相应的考试科目之后，点击“开始考试”按钮，系统会自动从数据库中获取相应科目的考题并随机生成考卷。

考试结束，考生点击交卷按钮，系统会自动评阅．并生成评阅反馈信息，考生可以在我的考试中查看相关反馈信息。其中，主要代码与注释如下。

4.4个人信息模块

在主界面，用户可以点击账户设置，进入个人信息窗口，可以查看当前用户的信息及进行修改密码操作。用户填写完相关个人信息后，当前新填写的信息会覆盖以前旧的信息，用户可以根据系统提示进行相应的修改操作。

4.5教师功能模块

教师登录该系统后，页面会多出两个选项：问题管理是用于创建开始考试试题，可以按照问题内容、问题分类、问题选项进行创建试题；考试管理则是安排考试任务功能，点击新建按钮，可以输入考试相关信息，如考试名称、考试限时、考场简述、每题分数、选择关联题目等。

5结束语

基于Spring Boot的前后端分离的在线考试系统，初衷是开发一个易于管理和维护的教学考试系统，能够满足学校或企业多门课程、难易程度多样的考核要求。本系统采用前后端分离技术，前端使用的是VUE，后端使用的是Spring Boot框架，之所以选用这两种语言，是为了以后的业务扩展能够得到很好的维护。在开发的过程中，参考了MVC软件架构的设计思想，采用动态的程序设计理念，使后续业务扩展可以简化程序，提高开发效率。