摘 要

Abstract 2

1 绪论 3

1.1 研究背景 3

1.2 目前国内外发展现状 3

1.3 系统开发目标和现实意义 3

2 系统分析 5

2.1 需求分析 5

2.2 可行性分析 6

2.3 业务流程图 7

2.4 数据流程图 9

2.5 数据字典 10

3 系统设计 12

3.1 功能结构设计 12

3.2 数据库设计 13

3.2.1 数据库概念结构设计 13

3.2.2 数据库逻辑结构设计 14

4 系统实施 18

4.1 模拟运行数据 18

4.1.1　学生模块 18

4.1.2　教师模块 23

4.1.3　管理员模块 25

4.2 系统调试和测试 26

5 结论 27

致谢 28

参考文献 29

摘 要

随着计算机网络于各行各业的广泛应用，网络技术在教学管理中已充当起愈发重要的角色。传统的纸质方式在试题管理和批卷等方面上很浪费时间，且不易维护和管理，实现教学管理的信息化是一个发展趋势。在线评测管理系统的设计就是实现练习与考试网络化的解决方案。开发在线评测系统就是希望能够充分利用网络优质资源，提高整体教学管理水平，减轻考务人员负担，提高工作效率等。

本系统针对固定的群体——学生、教师以及管理员进行设计与实现的中小型在线评测管理系统。该系统主要以方便学生、教师以及管理员使用，软件具有操作友好界面、基本功能稳定、运行速度较快、通过计算机技术、网络技术以及教育学的相关技术结合开发出客户端与服务器端，以方便快捷清晰的进行数据传输和实现功能。

目前，在线评测系统大多采用Linux系统作为运行平台，由于Linux系统人机交互能力差，使得系统部署要求高和维护难度大。本文主要针对其存在的问题进行分析，采用Windows操作系统作为运行平台，在MyEclipse开发平台的基础上，利用B/S模式、Severlet、JavaScript对系统框架进行搭建，设计并实现了练习模块管理、题库管理、学生管理等功能，降低了系统的部署要求和维护难度。

关键词：在线评测；B/S ；教学管理

Abstract

With the wide application of computer networks in all walks of life, network technology has played an increasingly important role in teaching management. The traditional paper method is a waste of time in questions management and batch editing, and it is difficult to maintain and manage. It is a development trend to realize teaching management. The design of the online evaluation management system is a solution for networking exercises and examinations. The development of online evaluation system is to make full use of network quality resources, improve the overall teaching management, reduce the burden on examiners, and improve work efficiency.

The system is designed and implemented for a fixed group of students, teachers and administrators. The system is mainly used to facilitate the use of students, teachers and administrators. The software has a friendly interface, stable basic functions, and a fast running speed. The client and server are developed by combining computer technology, network technology, and pedagogy related technologies. Convenient, clear and transparent data transmission and implementation functions.

Currently, the online judge system use a Linux system as the operating platform, due to the poor human-computer interaction Linux system, so that the system requires high deployment and maintenance difficult. This paper mainly analyzes its existing problems, the use of the Windows operating system as the operating platform, based on the MyEclipse development platform, using B/S mode, Severlet and JavaScript to build the system framework, designs and implements practice module management and question bank management, student management and other functions, reducing deployment and maintenance requirements of the system more difficult.

Keyword: online judge ; B/S ; teaching management

绪论

研究背景

在线评测系统最开始是起源于ACM/ICPC国际大学生程序设计竞赛，随着计算机的普遍使用以及各行业对信息化程度的愈加重视，在线评测系统不应只是提供竞赛中的练习和比赛的功能，也应成为各个高校大学生日常学习生活中普遍使用来进行各种程序设计的练习、考试等的系统，使得大学生能够充分运用计算机来展示个人分析问题、解决问题的能力。本系统实现了学生通过网络自主练习计算机相关知识，改变了传统的理论知识练习方法，在一定程度上提高了学习效率。^[12]同时，由于原有的手工出题、人工阅卷的考试方式存在诸多弊端，如教师负担重、效率低、易出错等, 而计算机实现试题管理与自动出题，利用网络技术实现计算机在线考试，能大大提高考试时效性和准确性。^[13]

目前国内外发展现状

目前国外著名的在线评测系统分别有MIPT（EL Judge），西班牙的UVA（瓦拉杜利德大学），美国的USACO以及波兰的SPOJ等，这些评测系统都极具代表性。在国内较为出色的在线评测系统都有：HDUOJ (杭州电子科技大学)、ZOJ（浙江大学）、POJ（北京大学）、HUSTOJ（华中科技大学）、HITOJ（哈尔滨工业大学）等。

国内外对于在线评测系统的开发都较为完善，每个系统都有自己的特色，目的都是为了能够给计算机语言的学习人员提供一个良好的练习平台。但是现阶段主要问题在于，国内的在线评测系统对后台的维护工作不够重视，以至于现有的在线评测系统缺乏一个好的运维环境，主要表现在管理功能不够完善，界面不够友好以及对于其他很多操作还没有进行相应的服务提供，而这些都需要更改数据库完成相关功能，这也使得管理难度加大。例如每年在3、9月份举行的全国计算机等级考试采用的就是比较旧的C/S模式, 随着计算机网络技术的发展, 基于WEB的技术也逐渐应用广泛, 使得基于B/S模式的考试方式正在逐渐变得更加普遍。^[14]

系统开发目标和现实意义

由于现有的在线评测系统大多是在Linux平台上进行部署和运行，而这对部署人员和维护人员的技术要求就比较高，需要部署人员和维护人员了解关于Linux操作系统的基本操作和基本命令，在一定程度上造成了系统部署和维护难度大的问题。Windows操作系统，作为最为常使用的操作系统，如果我们能够利用其完美的系统交互功能进行设计开发，使得能够在Windows系统上部署简单、维护可视化的在线评测系统，这是具有十分重要的现实意义。

由于现今教育事业以及计算机行业的高速发展，根据市场调查的实际结果再结合自身的条件，设计在线评测管理系统的一系列功能。本系统的研发是高校计算机语言学习信息化的一种实现方式，能够解决当前计算机程序语言学习中存在的关键痛点，为后续的深度研究奠定了良好基础。系统较强的适应性和拓展性也使得该系统可以应用于不同高校，并且能够针对各地的实际情况进行功能二次开发。本系统实施后，应能够达到以下目标：

（1）为学生提供更为广泛的计算机语言学习平台，使得学生能够随时随地进行自主学习，在一定程度上提高了学习效率。且系统支持统计查询功能，学生能够及时查看到自己的学习进度以及知识点掌握情况。

（2）减轻教师负担，提高工作效率，同时也能减低手工出题、人工阅卷的犯错率。采用在线评测的方式，可以将教师从繁琐复杂的考务工作中解放出来，把工作重点放在学生的学习生活上，一方面可以显著的提高整个教学管理的办理效率，另一方面也可以节省较多的人力、物力和时间。

系统分析

在线评测系统的业务很简单，都是一些基本的基础数据维护工作，难点主要在后期的维护工作上，因为在线评测系统主要用于大学生的基本编程语言练习，如何让整个系统的维护工作和软件升级工作变得简单也就成为了开发在线评测系统的一个难题。

为了应对这个严峻的问题，本系统应该采用大多数编程语言都兼容的通讯方式进行底层开发，保证多语言之间足够好的交互，维护人员可介入的语言选择面更广，每一个模块都互相独立，如果缺乏维护人员进行维护，可直接用熟悉的编程语言进行二模块重新开发，对相应的接口进行实现即可对接现有系统直接运行，系统的升级和维护变得更加高效。

系统实现了最基本的访问控制模型，采用了角色的概念建立了整个系统的权限管理。增加角色之后，对权限的控制将更加的灵活、高效。

本次毕业设计工作量相比较高，由于时间问题，所以决定对本系统只搭建开发环境和项目，并且完成题目信息的基本管理，保证基本功能的运行。

需求分析

根据企业及高校管理的实际要求和在线评测系统的基本功能管理，结合评测管理的实现过程，本系统提供给学生、教师、管理员群体使用，不同的群体所能完成的功能不同，归纳出系统的功能需求如下：

1. 学生主要是选择并参与练习、完成试卷、查询成绩以及更新自己的个人信息等。该模块要掌握本系统范围内所有学生的基本情况，包括账号、密码、邮箱、等信息。
   1. 登录注册。学生通过注册功能，可以将学生信息保存到数据库中，完成用户登录、权限验证后，保存其登录信息及权限信息，从而能够进行选择练习、考试等功能。
   2. 多维练习模式。在学生注册成功之后，直接进入选择练习试题界面进行选择练习试题。系统三种练习模式，即章节练习、随机练习、错题练习。系统自动查询该学生的选择练习试题信息，并显示相应的练习题目，并且题目分为答题模式和背题模式，让学生自主选择进行学习。
   3. 模拟考试。学生选择“模拟考试”即可进入随机生成试题的考试题界面当中，系统自动开始倒计时，在学生考完试之后，系统自动批阅试卷，学生可查询自己的开始成绩。
   4. 统计分析。学生可通过各章节试题的完成情况以及正确率，查看自己的学习进度以及知识掌握情况。
   5. 修改个人信息。除了练习之后，还为学生提供了修改密码的服务，让学生可以修改自己的密码信息，只要输入学生的旧密码，新密码以及确认密码即可以修改学生密码信息了。
2. 题库的更新由教师来完成，教师可以对试题和试卷进行管理。
   1. 教师登录。系统通过教师名和密码验证教师是否为指定教师，当验证后为指定教师就能成功登录，进行管理题库。
   2. 管理题库。教师可以对试题进行基本的增删改查的操作。其中添加试题可选择试题类型、所属章节等进行操作，也支持通过excel表直接批量导入试题。同时可以随机组题生成试卷，并选择下线不符合要求的试卷。
3. 管理员可以对注册用户的信息进行批量管理维护，其中包括对管理员、教师和学生信息的增删改查操作，以及其权限进行管理。
   1. 权限管理。管理员可对用户的权限进行设置，选择启用或者禁用。
   2. 管理员管理。管理员可对管理员信息进行增删改查等操作
   3. 教师管理。管理员可对教师信息进行增删改查等操作。
   4. 学生管理。管理员可管理学生的信息，如查询、修改、删除等。但是不能添加，因为学生只是通过注册进行添加。
   5. 数据管理。管理员可对试题、成绩等进行添加、查询、修改和删除。

可行性分析

可行性对于系统的开发是具有十分重要的意义，就像即便一个人想法很好但不具有可行性，那也是无事无补的。所以如果一个软件的可行性不是很高，整个系统的开发难度很大，在开发过程中会遇到各种各样的问题，很可能会被迫早早结束。

本系统选择采用结构化分析的方式，首先利用业务流程图对系统的整个业务流程进行良好的把握，再根据业务流程图作为参考依据，剔除实体部分，将数据抽离出来，利用数据流图将数据的流向处理很好地进行展示，对系统做好详细的需求分析。在前期的设计过程中尽量充分考虑到所有情况，减少后期的问题；编码阶段则采用多个现有框架和基本数据结构作为强大的技术支撑，务必保证满足整个系统的要求——稳固、可维护以及快速开发。

业务流程图

本系统共有三个最主要的业务流程，学生模块业务流程、教师米快业务流程以及管理员模块业务流程。为了能够清晰说明本系统的业务流程，采用文字与图示相结合的形式。业务流程符号说明如下（见图 2‑1）。

图 2‑1 业务流程符号说明

学生模块业务流程图如图2-2所示。

图2-2　学生模块业务流程图

学生输入个人信息进行身份验证，若信息与系统中保存数据相匹配则可成功登陆否则需要重新填写。成功进入系统后，选择是否参加练习，若选择参加练习，可选择三种练习模式或者模拟考试，考试练习结束后系统会自动生成成绩，学生可在个人中心查询到自己的成绩。同时，学生也可选择是否修改个人资料信息。

教师模块业务流程图如图2-3所示。

图2-3　教师模块业务流程图

教师输入个人信息进行身份验证，若信息与系统中保存数据相匹配则可成功登陆否则需要重新填写。成功进入系统后，选择是否对试题进行管理，除了删改查操作外，其中若选择添加试题，可选择在线选择章节、填写试题相应内容的方式或者直接通过excel表格批量导入。

管理员模块业务流程图如图2-4所示。

图2-4　管理模块程序流程图

管理员输入个人信息进行身份验证，若信息与系统中保存数据相匹配则可成功登陆否则需要重新填写。成功进入系统后，选择是否对学生、教师或者管理员进行相应的管理。

数据流程图

数据流程是指数据的收集、输出、处理以及最后的输出的全部过程。当原始数据被成功收集并输入到计算机中后，系统会按照指定的方式对其进行分析和处理，并输出得到的最终结果。数据流图是以业务流程图作为参考依据，剔除工作场景、组织结构和物流信息等实体化部分，对数据进行抽象，有针对性的描述数据信息在整个系统中的流动过程。数据流图能够很好地将数据的传递、处理以及存储过程展示出来。

数据流图符号说明（见2-5）：

图 2‑5 数据流图符号说明

在线评测管理系统系统数据流图如图2-6所示。

图2-6　在线评测管理系统系统数据流图

2.5 数据字典

由于系统中设计的数据流信息较多，这里只选取一部分主要的数据流信息，简要介绍数据字典相关内容。

（1）数据流名称：登录信息（学生）

简述：系统中记录的学生登陆信息

数据流来源：登录模块

数据流去向：在线练习、统计查询、修改密码等模块

数据流组成：登录账号、密码

（2）数据流名称：登录信息（教师）

简述：系统中记录的教师登陆信息

数据流来源：登录模块

数据流去向：数据导入、试题管理、试卷管理等模块

数据流组成：登录名、密码

（3）数据流名称：登录信息（管理员）

简述：系统中记录的管理员登陆信息

数据流来源：登录模块

数据流去向：学生管理、教师管理等模块

数据流组成：登录、密码

（4）数据流名称：成绩信息

简述：学生模拟考试后得到的成绩信息

数据流来源：模拟考试

数据流去向：统计查询、学生管理等模块

数据流组成：学生个人信息、试卷信息、得分、提交时间等

（5）数据流名称：练习记录

简述：学生参加练习后得到的练习记录信息

数据流来源：模拟考试

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