学校编码 :10384 分类号密级 学号 :X2011230993 UDC 工程硕士学位论文 基于 ASP.NET 的安全生产在线考试系统设计与实现 Design and Implementation of Online Examination System for Safety in Production Based on ASP.NET 倪巍 指导教师姓名 : 廖明宏教授 专业名称 : 软件工程 论文提交日期 :2013 年 9 月 论文答辩时间 :2013 年 11 月学位授予日期 :2013 年 12 月指导教师 : 答辩委员会主席 : 2013 年 9 月
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摘要 随着计算机技术和网络技术的飞速发展, 人类社会也进入了一个高速发展的时期 利用网络进行各种教育活动已经成为现代教育中不可或缺的一种教育形式和方法 近年来, 网络在线考试技术得到了长足的发展 它具有很大的优势, 首 先它实现了无纸化考试, 既降低了考试成本, 又符合节能环保与建设节约型社会 的需要 ; 其次它还有公正性 准确性 灵活性等特点 因此在线考试系统已成为 教育界重点研究的课题之一, 在现代教育中体现出强大的生命力 本文首先对厦门市安全生产职业化培训和考试现状进行了分析, 阐述了传统考试方法存在的一系列问题, 明确了安全生产在线考试系统的研究目的和意义 然后论文从在线考试系统的关键技术入手, 介绍了 B/S 架构 C# 语言 Visual Studio2008 以及 SQL Server2005 数据库等技术, 从而论证了开发基于 ASP.NET 的安全生产在线考试系统在技术上是可行的 文中在对在线考试系统需要解决的关键问题 业务流程分析的基础上, 确定了系统的功能需求和非功能需求, 并给出系统的业务流程图和数据流图 在系统整体设计部分, 对系统的物理架构和逻辑架构进行了设计规划, 给出系统的网络拓扑图和模块图, 选择三层 B/S 结构作为系统的逻辑架构 通过数据库的概念设计和 E-R 图分析, 进而设计出详细的数据库关系表 在系统的详细设计和实现部分, 重点介绍了随机抽取试题 考生在线答题 题库管理 学生信息管理 证书管理 统计分析等功能模块的设计和实现, 并给出相应实现界面和关键代码 论文最后对项目进行了总结, 指出了该系统的优势和不足之处, 确定该考试系统的下一步的研究方向 关键字 : 安全生产 ; 在线考试 ;ASP.NET I
Abstract With the rapid development of computer technology and network technology, human society has entered a period of rapid development. It has become a form of education and indispensable method by using network in education activities. In recent years, online examination technology has got great development. It has a great advantage. Firstly, it realizes the paperless examination reduce. So, the system not only reduces the cost, but also meet the need of energy saving and environmental protection and the construction of a conservation minded society. Secondly, it also has the characteristics of fairness,accuracy and flexibility. Therefore, the online examination system has become one of the key research topic in education. It shows great vitality in modern education. Firstly, this paper analyzes the present situation of safety occupation training and examination in Xiamen. It discusses a series of problems existing in the traditional examination method. It also clarifies the research purpose and significance of online examination system for safety in production. Starting from the key key technology of online examination system,this paper introduces the technology of B/S architecture, C# language, Visual Studio2005 and SQL Server database,which proves that the designing of online examination system for safety in production system is feasible in technology. On the base of the analysis of key problems and work flow in the online examination system,the paper determines the system's functional requirements and non-functional requirements. In addition,the business flow diagrams and data flow diagrams are given in this part. In the part of the overall design, the physical and logical structure of the system are designed and planned. Network topology diagram and block diagram of the system are given. Three layer B/S structure is choosen as the logical architecture of the system. By means of database conceptual designing and E-R diagram analysising,detailed relation database tables are designed. In the detailed design and implementation parts,it mainly introduces the module of random sampling examination questions,online examination,question management,student information management,certificate management,statistical analysis and so on. Finally, this paper III
summarizes the design of the system.it points out the advantages and shortcomings of the system, some possible improvements and future works were presented. Key words: Safety in Production; Online Examination System; ASP.NET IV
目录第一章绪论... 1 1.1 项目开发背景及意义... 1 1.2 国内外研究现状... 2 1.2.1 国外发展现状及趋势... 2 1.2.2 国内发展现状及趋势... 3 1.3 论文的主要工作... 5 1.4 论文章节安排... 5 第二章关键技术介绍... 7 2.1 ASP.NET 技术概述... 7 2.2 B/S 架构... 7 2.3 C# 简介... 9 2.4 Visual Studio 2008 开发平台... 11 2.5 SQL Server 2005 数据库... 12 2.6 本章小结... 13 第三章系统需求分析... 14 3.1 业务需求分析... 14 3.1.1 业务流程分析... 14 3.1.2 数据流程分析... 17 3.2 功能需求分析... 21 3.3 非功能需求分析... 22 3.4 本章小结... 24 第四章系统总体设计... 25 4.1 系统的物理结构... 25 4.2 系统的逻辑结构... 26 4.3 总体功能模块设计... 28 4.3.1 考生端模块设计... 28 4.3.2 管理端模块设计... 28 V
4.3.3 培训机构端模块设计... 29 4.3.4 模拟考试端模块设计... 29 4.4 数据库设计... 29 4.4.1 数据库概念设计... 30 4.4.2 数据库物理设计... 35 4.5 本章小结... 44 第五章系统详细设计与实现... 45 5.1 考生端模块设计... 45 5.1.1 登录模块设计... 45 5.1.2 随机抽取试题模块设计... 46 5.1.3 在线考试页面设计... 52 5.1.4 自动评分模块... 53 5.2 管理端模块设计... 57 5.2.1 登录模块设计... 57 5.2.2 科目设计模块设计... 57 5.2.3 题库管理模块设计... 60 5.2.4 考试试卷模块设计... 62 5.2.5 考场管理模块设计... 63 5.2.6 考生试卷管理模块设计... 65 5.2.7 考场统计模块设计... 66 5.2.8 考生管理模块设计... 69 5.2.9 证书管理模块设计... 69 5.3 本章小结... 69 第六章系统测试... 71 6.1 测试规划... 71 6.2 测试用例... 72 6.3 测试结果... 73 6.4 本章小结... 73 第七章总结与展望... 74 VI
7.1 总结... 74 7.2 展望... 75 参考文献... 76 致谢... 78 VII
Contents Chapter 1 Preface... 1 1.1 Project background and significance... 1 1.2 Research status at home and abroad... 2 1.2.1 The development status and trend of foreign... 2 1.2.2 The current status and development tendency in China... 3 1.3 The main work of the author... 5 1.4 The chapter arrangement of this dissertation... 5 Chapter 2 The introduction of key technologies... 7 2.1 Introduction of ASP.NET... 7 2.2 The B/S architecture... 7 2.3 Introduction of C#... 9 2.4 Development platform of Visual Studio 2008... 11 2.5 SQL Server 2005 database... 12 2.6 Summary of this chapter... 13 Chapter 3 Requirement analysis of the system... 14 3.1 Business requirement analysis... 14 3.1.1 Business process analysis... 14 3.1.2 Data flow analysis... 17 3.2 The function requirement analysis... 21 3.2.1 Functional requirement... 22 3.3 Non functional requirements analysis... 22 3.4 Summary of this chapter... 24 Chapter 4 The overall design of the system... 25 4.1 The physical structure of the system... 25 4.2 The logic structure of the system... 26 4.3 The overall design of function module... 28 4.2.1 Module design for students... 28 IX
4.2.2 Module design for administrators... 28 4.2.3 Module design for training organizations... 29 4.2.4 Module design of mock examination... 29 4.4 Database design... 29 4.4.1 conceptual design of database... 30 4.4.2 physical design of database... 35 4.5 Summary of this chapter... 44 Chapter 5 Detailed design and Implementation of the system... 45 5.1 Module design of students... 45 5.1.1 Module design of login... 45 5.1.2 Module design of examination questions random selection... 46 5.1.3 Online examination interface design... 52 5.1.4 The auto grading module... 53 5.2 Module design for management... 57 5.2.1 Module design of login... 57 5.2.2 Subject design module... 57 5.2.3 Exam library management module... 60 5.2.4 Examination paperdesign... 62 5.2.5 Management of examination room module... 63 5.2.6 Management of examination paper module... 65 5.2.7 Statistics of examinations... 66 5.2.8 The examinee management... 69 5.2.9 The management of certificates... 69 Chapter 6 System test.... 71 6.1 Test planning... 71 6.2 Use case test... 72 6.3 Test result... 73 6.4 Summary of this chapter... 73 Chapter 7 Summary and Outlook... 74 X
7.1 Summary... 74 7.2 Outlook... 75 Reference... 76 Acknowledgements...78 XI
第一章绪论 第一章绪论 1.1 项目开发背景及意义 安全生产事关人民群众生命财产安全, 事关改革发展和社会稳定的大局, 是贯彻落实科学发展观和构建社会主义和谐社会的必然要求 如何有效地缓解当前严峻的安全生产形势, 关键是要减少人为因素失误的发生 实践证明, 安全生产培训对促进安全生产, 减少事故灾害起到了十分积极的作用 [1] 安全生产法 于 2002 年 6 月九届人大二十九次会议高票通过, 该法的公布实施, 在我国安全生产领域具有里程碑的意义, 该法中对安全生产教育和培训的内容加以明确规定, 确保了安全生产教育和培训工作依法进行, 切实促进安全生产 随着国务院安委会办公室 福建省人民政府安委会办公室 关于印发安全生产宣传教育行动实施方案的通知 ( 安委办 2009 8 号 ) ( 闽安委 2009 7 号 ) 的颁布, 安全生产培训的范围和数量迅速增加, 各种安全生产考试类型和科目的不断增加, 考试要求的也不断提高, 对安全生产学习和考试也提出了新的要求, 要求学习要网络化 出题要智能化和考试管理要标准化 目前, 厦门市安全生产考试仍然采用传统的纸质统一试卷的考试方式进行, 即 : 教师纸上出题 学生纸上答题 教师人工阅卷 以及人工试卷分析等几大步骤组成 这样做一是考试工作繁琐, 不利于工作效率的提高 ; 二是由于安全生产考试是委托不同的机关 单位或学校设立考点来完成的, 人工考试方式容易出错, 而且容易发生徇私舞弊的事件 ; 三是试卷的质量取决于教师个人的素质, 人为因 素的不确定性, 可能会造成选题范围过于狭窄 同时, 局考试中心工作人员的数量太少与日益增长的考生之间的矛盾日益突出 因此传统的考试方式已远远不能满足实际需求, 需要采用现代网络技术和信息化手段, 开发使用安全生产考试信息系统, 以减轻考试中心工作人员的工作负担 提高工作效率并提高考试的质量, 同时消除出卷和阅卷过程的人为因素的干扰, 从而使安全生产培训和考试更趋于科学 准确 公正和客观, 以此来提升安全生产考试的科学化和信息化水平 1
基于 ASP.NET 的安全生产在线考试系统设计与实现 1.2 国内外研究现状 随着计算机技术 通信技术的发展, 教育的形式也在发生变化 现代远程教育就是伴随着现代信息技术的发展而产生的一种新型教育形式, 是构筑知识经济时代人们终身学习体系的主要手段 [2] 计算机技术 多媒体技术 通信技术都得 到了进一步的发展, 特别是 Internet 的发展迅速, 这些作为构成现代远程教育 的技术手段随着时代的发展 技术的更新, 都为现代远程教育飞速发展创造了良 好的条件 现代远程教育中用到的一些现代化技术手段包括计算机技术 多媒体技术 通信技术, 除此之外还包括传统教育中的一些基本的教学形式, 面授辅导 函授辅导 学生自学等 所以现代远程教育可以利用的技术手段比以前更多了, 并且可将各种媒体进行优化组合, 实现的教育模式是跨学校 跨地区的, 在空间上不受限制 所提供的是一套完整的教育体系, 实现教学 管理 授课, 只不过借助网络这个载体, 将教育的优势可以更有效发挥 现代远程教育的本质特征就是师生的分离性 ( 开放性 ) 交互性 自主性 教育性 媒体技术性 1.2.1 国外发展现状及趋势在国外, 很多国家对在线考试领域己经做了较深入的研究 国外多数大的考试机构 ( 如 ETS) 都在世界各地建立了自己的考试网点, 提供一整套的咨询 报名 评分和结果处理等服务 (1) 加拿大字源集团独资的北京奥兹教育网络系统有限公司 (Oztime 奥兹时代 ) 是全球 E-learning 行业内领先的教育培训服务与现代远程教育解决方案提 供商 该公司采用培训考评一体化发展方向, 拥有一个优秀的综合应用平台 奥兹时代企业级远程教育平台 - 紫晶 (Oztime Amethi Enterprise) [3], 是运行在互联网或局域网中的网络软件系统 紫晶不仅可以实现传统学校的上课辅导与教务管理等功能, 而且能够提供交互式的个性化服务 学生通过上网就能够轻松完成学习过程 目前奥兹时代已与中央电大 清华大学继续教育学院等机构建立了合作关系 (2) 美国 PROMETRIC 有限公司是全球最大的计算机化认证考试服务公司, 总部位于美国马里兰州巴尔地摩市 它开创了计算机化考试技术和管理标准, 在世 2
第一章绪论 界的 6 大洲 141 个国家建立认证考试网络, 可用 25 种不同语言提供 2400 多种 考试, 提供六十多家世界知名 IT 公司的认证考试, 涉及 IT 领域证书认证 学业 考试 (GRE TOEFL) 和职业证书考试 PROMETRIC 提供的远程考试方案是一个可 以任意时间 任意地点举办的, 在代理环境 (Proctored) 下的安全在线考试 它 提供了单项 填空 简答等多种可选择的题型, 只要能够访问 Internet, 就可 以马上创建一个在线考试, 并且让学生立刻开始考试 1.2.2 国内发展现状及趋势 国内对于网上考试系统所进行的研究开发工作大概起步于 90 年代后期, 随 着计算机性能的增强, 价格的下降让计算机应用的速度迅速发展, 随着网络技术 的发展, 基于 Web 技术构建的考试系统已成为发展的主流 在开发在线考试系统 时, 数据库安全 共享 数据传输过程的安全性 访问控制技术 身份识别技术 等都是要重点考虑的问题 一些远程教育机构已经开发出了在线考试系统, 基本 实现了基于 Internet 的 B/S 结构在线考试, 通过 Server 端的后台试题库动态生 成考卷和对于标准化试题即时评定成绩 1 北京师范大学现代教育技术研究所的何克抗 余胜泉研究开发成功基于 Web 的通用题库系统 [4] 这个题库系统它具备传统单机考试系统不具备的一些特 点, 比如 : 集中管理, 共享使用 题库由统一的权威机构来进行维护和管理, 开 放使用, 广泛征集试题和测试样本, 这样就保证了题库的高质量 使用非常简单, 用户只要通过浏览器连接上网络, 便可以提交自己的试题 进行在线练习和参加 考试等 该系统提供 [5] : 题库管理 考试组卷 考试 阅卷 统计与分析等功能 2 e 考天下网上考试学习系统 e 考天下网上考试学习系统 (B/S 版 ) [6] 由石家庄开发区顶天科技发展有限公司和河北师范大学联合开发, 全面实现了 网上学习 网上练习 网上作业 网上考试 网上批阅 的开发目标, 是针对 政府机构 大型企事业单位 大中小学 社会培训机构设计的完全 B/S 架构的网 络学习和考试平台, 该系统功能划分为 : 服务器端管理子系统 服务器端自动评 分子系统 管理员子系统 学员子系统 题库出版子系统四个部分 [7] 3 智能在线考试系统简介 智能在线考试系统主要用来缓解传统考试所 需要的繁琐工作流程, 组织试题, 印刷试卷, 组织考试, 监考防作弊, 收卷判分, 3
基于 ASP.NET 的安全生产在线考试系统设计与实现 统计结果等, 通过本系统, 可以将以上考试的全部流程, 完全借助计算机网络实现, 而大大提高考试的安全性便携科学性 基于先进的网络编程技术, 运行于 WindowsNT4.0/Windows2000 操作系统 ; 集网络出题, 联机考试, 网上自测, 实时评判, 考试成绩分析评估于一体的大型教学考试管理系统 系统分为小学版, 初中版, 高中版等各种版本 ; 简单易用的组卷向导可使教师轻松组出试卷 基于 浏览器的联机考试方便学生自测和测试, 各种完善的评价指标可实现对学生, 教 师及考试试题的定量分析, 帮助教师掌握重点, 难点, 指导学生高效学习 4 教之初计算机考试系统 教之初计算机考试系统 [8] 是由辽宁阜新教之初 科技发展有限公司推出的多功能考试系统 它分成了客户端系统 ( 考试机 ) 管理端系统 ( 管理机 ) 考生编排系统 计算机出题系统几大部分 具有考题编制与考试时间 难度 类型 提交等设置 ; 题库管理 自动试卷生成 网上考试 自动成绩统计分析等多项功能, 从而提高了教学水平, 将教师从单调繁重的劳动中解放出来 5 全美测评软件系统( 北京 ) 有限公司 (American TestingAuthority Inc 简称 ATA) 是一家提供考试技术服务和考试内容服务的专业公司 ATA 于 1999 年在美国纽约成立, 同年在中国北京设立独资公司 2000 年起,ATA 在上海设立了研发中心以及考试服务中心 至今, 先后在江苏 山东 福建 四川 重庆 广东 陕西 湖南 江西 浙江 安徽等省 直辖市的中心城市设立了 13 家分支机构 ATA 公司致力于发展中国的现代化考试及网络化教育事业, 运用先进的考试理论, 结合国内考试行业 教育行业的运行模式和特点, 运用 ATA 专有的核心技术, 设计开发了完整的智能化考试系统 ATA e-testing ATA 开发成 功的 e-testing 智能控制网络化全程自动考试系统将考试 考核 评定 评审与 人才推荐 人才交流集于一身, 实现了从报名 抽题 阅卷 评分 证书打印到求职 招聘 人才交流 人才管理各相关领域内的网络化运行 是一个由远程网络化考试管理 数字化电子题库 智能化考务管理和智能化考试结果评判等多种技术构成的先进的考试技术平台 该系统尤其适合 IT 金融 证券 保险 电信等高科技行业的人才技能测评 该系统可以模拟全真环境, 允许教师或学生的参与操作, 相当于提供了一个智能化的网络虚拟教室 该系统全程自动跟踪记录操作者的每一个操作步骤, 实时地进行过程评判和结果评判, 并根据需要对考生 4
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