摘 要

信息化社会内需要与之针对性的信息获取途径，但是途径的扩展基本上为人们所努力的方向，由于站在的角度存在偏差，人们经常能够获得不同类型信息，这也是技术最为难以攻克的课题。针对在线考试等问题，对如何通过计算机在线考试进行研究分析，然后开发设计出在线考试系统已解决问题。

在线考试系统主要功能模块包括首页、轮播图、公告栏、资源管理（学习资讯、资讯分类、在线考试）系统用户（管理员、教师、考生）模块管理（课程分类、课程信息）维护，采取面对对象的开发模式进行软件的开发和硬体的架设，能很好的满足实际使用的需求，完善了对应的软体架设以及程序编码的工作，采取MySQL作为后台数据的主要存储单元，采用springboot框架、Java技术、Ajax技术进行业务系统的编码及其开发，实现了本系统的全部功能。本次报告，首先分析了研究的背景、作用、意义，为研究工作的合理性打下了基础。针对在线考试系统的各项需求以及技术问题进行分析，证明了系统的必要性和技术可行性，然后对设计系统需要使用的技术软件以及设计思想做了基本的介绍，最后来实现在线考试系统和部署运行使用它。

关键词：考试；springboot框架；MySQL数据库

Design and Implementation of an Online Examination System

Abstract

In the information society, there is a need for targeted information acquisition channels, but the expansion of channels is basically the direction of people's efforts. Due to the deviation in perspective, people often can obtain different types of information, which is also the most difficult topic for technology to overcome. To address issues such as online exams, conduct research and analysis on how to use computer based online exams, and then develop and design an online exam system to address these issues.

The main functional modules of the online exam system include homepage, broadcast map, bulletin board, resource management (learning information, information classification, online exam) system user (administrator, teacher, candidate) module management (course classification, course information) maintenance, adopting an object-oriented development model for software development and hardware installation, which can well meet the actual needs of use, We have improved the corresponding software installation and program coding work, using MySQL as the main storage unit for backend data, and using the Spring Boot framework, Java technology, and Ajax technology for business system coding and development, achieving all the functions of this system. This report first analyzes the background, role, and significance of the research, laying the foundation for the rationality of the research work. Analyze the various requirements and technical issues of the online examination system, prove the necessity and feasibility of the system, and then provide a basic introduction to the technical software and design ideas required for designing the system. Finally, implement the online examination system and deploy it for operation.

Keywords: exams; Springboot framework; MySQL database

目  录

第1章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 开发现状

1.3 研究方法

第2章 相关技术介绍

2.1 开发技术说明

2.2 Java语言与JDK开发环境

2.3 HTML网页技术

2.4 MySQL数据库

第3章 系统分析

3.1 可行性分析

3.2 功能需求分析

3.3 非功能需求分析

3.4 安全性需求分析

3.4.1 系统的安全性

3.4.2 数据的安全性

3.5 业务流程分析

3.6 数据流程分析

第4章 系统设计

4.1 系统架构设计

4.2 系统总体设计

4.3 系统功能设计

4.4 数据库设计

4.4.1 数据需求分析

4.4.2 数据库概念设计

4.4.3 数据库表设计

第5章 系统实现

5.1 数据库访问层的实现

5.2 登录模块的实现

5.3 用户资料修改模块的实现

5.4 学习资讯管理模块的实现

5.5 在线考试模块的实现

5.6 试题管理模块的实现

第6章 系统测试

6.1 测试目的

6.2 功能测试

6.3 性能测试

第7章 总结与展望

参考文献

致谢

1. 绪论
   1. 研究背景与意义

在20世纪末期，国家提出了教育要面向四个现代化，同时也提出了要大力发展教育手段和教育方式的信息化建设。在这样的背景和需求下，基于当今的互联网技术和计算机信息技术的在线考试系统就应运而生了。人们急切地需要再在线考试中利用现代网络技术达到教师工作量减少并且提高学校及其他工作人员工作效率的目的。同时，与传统的考试形式相比，考试的质量也更能得以保证，从而使得考试变得更为客观公正。

在线考试系统的实现让考试不再局限于只能在教室中进行，它利用网络的优势，使得考试不再像以前那么复杂，考生也不再需要定时定点而是随时随地就能参与考试。在线考试系统具有传统的考试模式无法媲美的准确、科学、公平、方便等优点，于是对在线考试系统的研究和建设也就在这样的环境中逐渐发展了起来。

1. 1. 开发现状

在越来越重视知识的当今社会，各个国家都加大了在新一代培育上的投入，都希望在以后的社会发展中走在互联网的前列，从而在信息的飞速发展中占据一个有力的地位，正是这个原因，各地政府依托于互联网来实行教育教学，并把此作为其民族发展的动力之源。

在外国，澳大利亚在早期就开始投资建设“澳大利亚教育网”，这个网络不但包含了澳大利亚全部的高校，还要联通本国境内的每一所中小学。另外美国政府提出要到二十一世纪初，让本国家所有学校和图书馆都搭载上互联网的快车，让国内不论是哪个阶段的考生都可以享受到“21世纪教师”的网络服务，因此提出了“教育技术规划（Educational Technology Initiative）”。到了1995年末，国外一些教育机构开始开发自己的网上教育平台，最早的有美国的NTU、英国的OPEN COLLEGE等这些都是那个时候实施互联网教育的典范。随着教育搭载上互联网的高速公路，在线考试作为远程教育不可分割的一项，随着互联网的大潮也如雨后春笋般迅速发展起来，人们的选课和考试都在互联网上进行，特别是互联网业务的普及、低成本的在线考试从技术和经济条件上已经日趋成熟。

在国内，从大多数来看，很大一部分的教育教学还普遍停留在传统的考试方式上，但是传统的考试每次都需要人为的出卷、组织考试、批改试卷并且做出许多试卷分析和成绩评估，作为老师，一次考试的实施给他们带来了许多的麻烦，并且随着教育现代化，考试类型的增加和考试要求的更加严格，教师的工作也会变得越来越繁重。而现在人们普遍认为的网络教育也是停留在网上报名和成绩查询，没有形成相应的规模，而国外网上提交作业和考试已经变得非常普及，所以传统考试方式终究要被替代，网上考试方式正在以燎原之势飞速发展。

1. 1. 研究方法

首先，通过引擎搜索或者查阅相关文献资料，了解了本系统开发的背景以及设计系统的意义所在，收集用户需求信息。其次，在开发工具上，最终确定选用Java平台来设计开发本系统，MySQL作为设计数据库的工具。即利用Java语言实现用户界面，并同数据库连接起来实现完整的通信功能。之后，设计出系统大致的功能模块。主要从方便系统用户和系统管理员的角度进行分析，明确该系统应该具有的功能。最终是测试系统，通过用例测试发现存在的问题并找到解决的方案。利用现有的开发平台，结合自己所学的知识，在老师的指导帮助下来完成该设计，确保系统的可用性、实用性。

1. 相关技术介绍
   1. 开发技术说明

本系统前端部分基于MVVM模式进行开发，采用B/S模式，后端部分基于Java的springboot框架进行开发。

前端部分：前端框架采用了比较流行的渐进式JavaScript框架Vue.js。使用Vue-Router和Vuex实现动态路由和全局状态管理,Ajax实现前后端通信，Element UI组件库使页面快速成型，项目前端通过栅格布局实现响应式，可适应PC端、平板端、手机端等不同屏幕大小尺寸的完美布局展示。

后端部分：采用springboot作为开发框架，同时集成MyBatis、Redis等相关技术。

1. 1. Java语言与JDK开发环境 

Java是美国SUN公司所推出的一款程序设计语言，其能够在多个平台内应用，具有良好兼容性，进而其凭借自身优势在数据中心、个人PC与科技超级计算机等平台内广泛应用，具有目前最为庞大的开发者专业社群。

JDK为美国sun公司为java开发员所推出的一款全新产品，要是没有JDK的情况下，所安装的java程序也就无法运行。

1. 1. HTML网页技术

HTML是一种制作网页的常用语言，它一般是用于制作静态页面。它的命令是可以体现文字信息、链接信息、图形信息和表格信息等等。现在它被大众普遍接受广泛应用在网络上。

1. 1. MySQL数据库

MySQL 经过多次的更新，功能层面已经非常的丰富和完善了，从MySQL4版本到5版本进行了比较大的更新，在商业的实际使用中取得了很好的实际应用效果。最新版本的MySQL支持对信息的压缩，同时还能进行加密能更好的满足对信息安全性的需求。同时经过系统的多次更新，数据库自身的镜像功能也得到了很大的增强，运行的流畅度和易用性方面有了不小的进步，驱动的使用和创建也更加的高效快捷。最大的变动还是进行了空间信息的显示优化，能更加方便的在应用地图上进行坐标的标注和运算。强大的备份功能也保证了用户使用的过程会更加安心，同时支持的Office特性还支持用户的自行安装和使用。在信息的显示形式上也进行了不小的更新，增加了两个非常使用的显示区，一个是信息区，对表格和文字进行了分类处理，界面的显示更加清爽和具体。第二是仪表的信息控件，能在仪表信息区进行信息的显示，同时还能进行多个信息的比对，为用户的实际使用带来了很大的便捷。

针对本文中设计的在线考试系统在实际的实现过程中，最终选择MySQL数据库的主要原因在于在企业的应用系统应用及开发的过程中会存在大量的数据库比较频繁的操作，而且数据的安全性要求也是非常的高。综合这些因素，最终选择安全性系数比较高的MySQL来对在线考试系统后台数据进行存储操作。

数据库管理系统的总体结构图如下图所示。

图2-1 数据库组成结构

1. 系统分析
   1. 可行性分析

技术性方面，采用当前主流的springboot框架进行系统主体框架的搭建，前台使用jQuery，Ajax，实现前台页面的设计与美观调整，以上技术，均由本人经过系统学习，并且都是在课程设计中实践过的，可以使得开发更加便捷和系统。从技术角度看，这个系统是完全可以实现的。

实用性方面，本次设计的主要任务是在在线考试系统内在线考试、查询考试成绩等，符合当前潮流的发展。从用户角度出发，同时也考虑系统运营成本和人力资源，采用网络上的便捷方式，实现线上业务，使得业务流程更系统，也更方便用户的体验，比较实用。

经济性方面，由于本课题中设计的在线考试系统的主要目的是为了能够更加方便及快捷的进行信息的查询管理及检索服务，也就是能够可以直接投入使用的信息化软件。系统的主要成本主要是集中在对使用数据后期继续维护及其管理更新这个操作上。但是一旦系统投入到实际的运行及使用之后就能够很好的提高信息查询检索的效率，同时也需要有效的保证查询者的信息方面的安全性，同时这个在线考试系统所带来的实际应用方面的价值是远远的超过了实际系统进行开发与维护方面的成本，因此，从经济上来说开发这个软件是可行的。

1. 1. 功能需求分析

本系统使用的角色大概分为考生和管理员。

1.考生需求

考生登陆系统主要进行两类操作:在线考试，成绩查询与个人信息管理.

（1）在线考试

系统能自动给考生选题,考题必须是随机分配的,以保证考试的公平性。考生在考试过程中页面将提供考试时间倒计时功能，使考生随时了解考试剩余时间。在考试时间到时，系统将自动地将考生考试试卷提交，将提醒考生离开考场。当考试试卷提交时，系统自动为选择题、判断题、填空等客观题评分。

（2）成绩查询与个人信息维护

考生可以登陆系统查询各科成绩，其中成绩信息包括每种题型的得分，如单选题，判断题等。别外考生还可以查询自己的做错的题目，了解自己的考试情况。

除此之外，考生登陆系统可以查看和修改个人的基本信息，如修改密码等。

2.管理员需求

系统管理员登陆系统后主要进行四类操作：

（1）考题维护，考试信息维护,用户维护和个人信息维护管理员可以往题中添加考题，修改错误试题和删除无用试题，考题维护包括单选题管理（单选题添加、删除、修改）、判断题管理（判断题添加、删除、修改）、填空题管理（填空题添加、删除、修改）。

（2）考试信息的维护

考试信息的维护主要是对于考试设置信息进行维护，这些信息主要是考试总时间，试题数量，各试题分值的分布等。

（3）用户维护

系统管理员可以对用户信息（包括考生信息）进行增，删，改查操作。

（4）个人信息维护

管理员也可以对自己的基本信息的维护。

（5）课程信息维护

管理员管理课程信息，进行增，删，改查操作。

（6）试卷维护

随机生成试卷，并能按需求修改试卷中的题目数量和题目。

（7）考试成绩维护

考试结束后，考生提交试卷后，客观题由系统自动打分，然后总成绩由客观题加多选题得分。

考生用例图如下所示。

图3-1 考生用例图

管理员用例图如下所示。

图3-2 管理员用例图

教师用例图如下所示。

图3-3教师用例图

1. 1. 非功能需求分析

首先主要考虑的是系统功能软件，在具体设计的环节上，是不是能够较好的满足各类用户的基本功能需求，如果不能较好的满足用户需求，那么这个系统的存在是没有价值的。软件系统的非功能性求分析，从7个方面展开，一个是性能分析，针对系统；一个是安全分析，针对系统，一个是完整度分析，针对系统，一个是可维护分析，针对系统，一个是可扩展性分析，针对系统，一个是适应业务的性能分析。面对在线考试系统存在的性能、安全、扩展、完整度等7个方面性能综合比对分析后发现，需要相应的非功能性需求分析。

1. 1. 安全性需求分析
      1. 系统的安全性

安全性对每一个系统来说都是非常重要的。安全性很好的系统可以保护企业的信息和用户的信息不被窃取。提高系统的安全性不仅是对用户的负责，更是对企业的负责。尤其针对于在线考试系统来说，必须要有很好的安全性来保障整个系统。

系统具有对使用者有权限控制，针对角色的不通限制使用者的权限，以此来确保系统的安全性。

1. 1. 1. 数据的安全性

数据库中的数据是从外界输入的，当数据的输入时，由于种种原因，输入的数据会无效，或者是脏数据。因此，怎样保证输入的数据符合规定，成为了数据库系统，尤其是多用户的关系数据库系统首要关注的问题。

因此，在写入数据库时，要保证数据完整性、正确性和一致性。

1. 1. 业务流程分析

首先系统将考试信息和考生个人信息提供给考生，并要求考生核对个人信息。在考试开始时系统按照一定的算法为登陆的考生随机选取一定的试题生成考试试卷，考生在系统生成好试卷后进行答题操作。答题必须在规定的时间内进行，此时间是由管理员事先设置好的，如在规定的时间内没有完成答题，系统将强制提交考生考试试卷。考生在试卷提交后系统自动地改卷、得到最后成绩，考生可以查看个人的成绩。

本系统的业务流程图如下所示。

图3-2 业务流程图

1. 1. 数据流程分析

对系统的数据流进行分析，系统的使用者分为二类，一般用户，管理员。系统主要对界面信息传送，登录信息的验证，注册信息的接收，用户各种操作的响应做处理。

系统顶层数据流图如下图所示。

图3-2 顶层数据流图

要判断用户是是什么身份，是根据登录的数据来判断后，跳转到对应的功能界面。在系统的内部用户就可以对数据进行操作，数据库中心就可以接收到系统传输的有效数据流来对数据sql语句进行对应操作。

系统底层数据流图如下图所示。

 图3-3 底层数据流图

系统可以分为前台和后台两部分，每一种操作后系统都返回操作结果。前台和后台的数据连接主要通过数据库，既分别对数据库做不同的操作。

1. 系统设计
   1. 系统架构设计

本在线考试系统的架构设计主要分为可以3层，主要有Web层，业务层，Model层。其中web层还包括View层和Controller层，Model层包括元数据扩展层和数据访问层。

系统架构如下图所示。

图4-1 系统架构

1. 1. 系统总体设计

在线考试系统总体分为前台用户模块和后台管理员模块。

两个模块表现上是分别独立存在，但是访问的数据库是一样的。每一个模块的功能都是根据先前完成的需求分析，并查阅相关资料后整理制作的。

综上所述，系统功能结构图如下图所示。

图4-2 系统功能结构图

1. 1. 系统功能设计

课程数据模块：可分为课程数据浏览、课程数据检索、课程数据维护三个模块，管理员对课程数据有维护的权限，发布新的课程数据、更新已有的课程数据等。

试题管理模块：试题管理分为试题添加、修改和试题组卷。试题信息由管理员进行修改、添加、删除操作；试题组卷由教师用户来执行。

试卷管理模块：试卷管理分为试卷添加、修改和在线考试。试卷信息由管理员进行修改、添加、删除操作；在线考试由学生来执行。

1. 1. 数据库设计
      1. 数据需求分析

从前面可以分析到数据库中最重要的是考生信息，教师信息，管理员信息，同时存在试题信息和试卷信息。分析可以得到如下数据描述：

考生用户：用于记录考生的各种信息，包括学号、密码、姓名、性别、手机、班级、系部、身份证、照片等数据项。

管理员：记录管理员的登录信息。包括用户名，密码，权限等数据项。

教师用户：存放给教师用户的账号内容，包括教师编号、密码、姓名、性别、职称、年龄、系部、手机、身份证、照片等数据项。

选择题：存储各种选择题信息。包括编号、课程名称、选项A、选项B、选项C、选项D、答案等数据项。

试卷：存储用户的试卷信息。包括试卷的试卷编号、课程名称、单选题、判断题、填空题、开始日期、结束日期等数据项。

考试成绩。存储考生用户的考试成绩。包括考试成绩的用户名、课程名称、试卷编号、成绩、测试时间等数据项。

1. 1. 1. 数据库概念设计

根据前面的数据流程图，结合系统的功能模块设计，设计出符合系统的各信息实体。

系统ER图如下图所示。

图4-3 系统ER图

1. 1. 1. 数据库表设计

在线考试系统所拥有的数据表有以下：用户信息表，选择题信息表，填空题表，判断题表，试卷表，成绩表等。

由于数据表较多，只展示系统主要数据表，如下表所示。

表access_token (登陆访问时长)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	token_id	int	10	0	N	Y		临时访问牌ID
2	token	varchar	64	0	Y	N		临时访问牌
3	info	text	65535	0	Y	N
4	maxage	int	10	0	N	N	2	最大寿命：默认2小时
5	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
6	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：
7	user_id	int	10	0	N	N	0	用户编号:

表article (文章：用于内容管理系统的文章)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	article_id	mediumint	8	0	N	Y		文章id：[0,8388607]
2	title	varchar	125	0	N	Y		标题：[0,125]用于文章和html的title标签中
3	type	varchar	64	0	N	N	0	文章分类：[0,1000]用来搜索指定类型的文章
4	hits	int	10	0	N	N	0	点击数：[0,1000000000]访问这篇文章的人次
5	praise_len	int	10	0	N	N	0	点赞数
6	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
7	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：
8	source	varchar	255	0	Y	N		来源：[0,255]文章的出处
9	url	varchar	255	0	Y	N		来源地址：[0,255]用于跳转到发布该文章的网站
10	tag	varchar	255	0	Y	N		标签：[0,255]用于标注文章所属相关内容，多个标签用空格隔开
11	content	longtext	2147483647	0	Y	N		正文：文章的主体内容
12	img	varchar	255	0	Y	N		封面图
13	description	text	65535	0	Y	N		文章描述

表article_type (文章分类)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	type_id	smallint	5	0	N	Y		分类ID：[0,10000]
2	display	smallint	5	0	N	N	100	显示顺序：[0,1000]决定分类显示的先后顺序
3	name	varchar	16	0	N	N		分类名称：[2,16]
4	father_id	smallint	5	0	N	N	0	上级分类ID：[0,32767]
5	description	varchar	255	0	Y	N		描述：[0,255]描述该分类的作用
6	icon	text	65535	0	Y	N		分类图标：
7	url	varchar	255	0	Y	N		外链地址：[0,255]如果该分类是跳转到其他网站的情况下，就在该URL上设置
8	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
9	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：

表auth (用户权限管理)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	auth_id	int	10	0	N	Y		授权ID：
2	user_group	varchar	64	0	Y	N		用户组：
3	mod_name	varchar	64	0	Y	N		模块名：
4	table_name	varchar	64	0	Y	N		表名：
5	page_title	varchar	255	0	Y	N		页面标题：
6	path	varchar	255	0	Y	N		路由路径：
7	position	varchar	32	0	Y	N		位置：
8	mode	varchar	32	0	N	N	_blank	跳转方式：
9	add	tinyint	3	0	N	N	1	是否可增加：
10	del	tinyint	3	0	N	N	1	是否可删除：
11	set	tinyint	3	0	N	N	1	是否可修改：
12	get	tinyint	3	0	N	N	1	是否可查看：
13	field_add	text	65535	0	Y	N		添加字段：
14	field_set	text	65535	0	Y	N		修改字段：
15	field_get	text	65535	0	Y	N		查询字段：
16	table_nav_name	varchar	500	0	Y	N		跨表导航名称：
17	table_nav	varchar	500	0	Y	N		跨表导航：
18	option	text	65535	0	Y	N		配置：
19	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
20	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：

表collect (收藏)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	collect_id	int	10	0	N	Y		收藏ID：
2	user_id	int	10	0	N	N	0	收藏人ID：
3	source_table	varchar	255	0	Y	N		来源表：
4	source_field	varchar	255	0	Y	N		来源字段：
5	source_id	int	10	0	N	N	0	来源ID：
6	title	varchar	255	0	Y	N		标题：
7	img	varchar	255	0	Y	N		封面：
8	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
9	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：

表comment (评论)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	comment_id	int	10	0	N	Y		评论ID：
2	user_id	int	10	0	N	N	0	评论人ID：
3	reply_to_id	int	10	0	N	N	0	回复评论ID：空为0
4	content	longtext	2147483647	0	Y	N		内容：
5	nickname	varchar	255	0	Y	N		昵称：
6	avatar	varchar	255	0	Y	N		头像地址：[0,255]
7	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
8	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：
9	source_table	varchar	255	0	Y	N		来源表：
10	source_field	varchar	255	0	Y	N		来源字段：
11	source_id	int	10	0	N	N	0	来源ID：

表course_classification (课程分类)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	course_classification_id	int	10	0	N	Y		课程分类ID
2	course_type	varchar	64	0	Y	N		课程类型
3	recommend	int	10	0	N	N	0	智能推荐
4	create_time	datetime	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间
5	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间

表course_information (课程信息)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	course_information_id	int	10	0	N	Y		课程信息ID
2	course_name	varchar	64	0	Y	N		课程名称
3	course_type	varchar	64	0	Y	N		课程类型
4	release_teacher	int	10	0	Y	N	0	发布教师
5	course_cover	varchar	255	0	Y	N		课程封面
6	course_details	longtext	2147483647	0	Y	N		课程详情
7	hits	int	10	0	N	N	0	点击数
8	praise_len	int	10	0	N	N	0	点赞数
9	recommend	int	10	0	N	N	0	智能推荐
10	create_time	datetime	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间
11	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间

表exam (考试)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	exam_id	mediumint	8	0	N	Y		考试id
2	name	varchar	32	0	N	N		考试名称：[2,32]
3	duration	int	10	0	Y	N		答题时长
4	score	double	9	2	Y	N		总分
5	status	varchar	10	0	Y	N		状态：启用、禁用
6	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
7	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：

表examinee (考生)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	examinee_id	int	10	0	N	Y		考生ID
2	student_number	varchar	64	0	N	N		学号
3	full_name	varchar	64	0	Y	N		姓名
4	gender	varchar	64	0	Y	N		性别
5	name_of_department	varchar	64	0	Y	N		院系名称
6	class_name	varchar	64	0	Y	N		班级名称
7	examine_state	varchar	16	0	N	N	已通过	审核状态
8	recommend	int	10	0	N	N	0	智能推荐
9	user_id	int	10	0	N	N	0	用户ID
10	create_time	datetime	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间
11	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间

表exam_question (试题)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	exam_question_id	mediumint	8	0	N	Y
2	type	varchar	20	0	Y	N		类型
3	title	varchar	255	0	Y	N		题目
4	question_item	varchar	500	0	Y	N		选项
5	answer	varchar	500	0	Y	N		参考答案
6	score	double	9	2	Y	N		总分
7	question_order	int	10	0	Y	N		排序
8	exam_id	mediumint	7	0	Y	N		所属试卷
9	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
10	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：

表hits (用户点击)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	hits_id	int	10	0	N	Y		点赞ID：
2	user_id	int	10	0	N	N	0	点赞人：
3	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
4	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：
5	source_table	varchar	255	0	Y	N		来源表：
6	source_field	varchar	255	0	Y	N		来源字段：
7	source_id	int	10	0	N	N	0	来源ID：

表notice (公告)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	notice_id	mediumint	8	0	N	Y		公告id：
2	title	varchar	125	0	N	N		标题：
3	content	longtext	2147483647	0	Y	N		正文：
4	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
5	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：

表praise (点赞)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	praise_id	int	10	0	N	Y		点赞ID：
2	user_id	int	10	0	N	N	0	点赞人：
3	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
4	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：
5	source_table	varchar	255	0	Y	N		来源表：
6	source_field	varchar	255	0	Y	N		来源字段：
7	source_id	int	10	0	N	N	0	来源ID：
8	status	bit	1	0	N	N	1	点赞状态:1为点赞，0已取消

表slides (轮播图)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	slides_id	int	10	0	N	Y		轮播图ID：
2	title	varchar	64	0	Y	N		标题：
3	content	varchar	255	0	Y	N		内容：
4	url	varchar	255	0	Y	N		链接：
5	img	varchar	255	0	Y	N		轮播图：
6	hits	int	10	0	N	N	0	点击量：
7	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
8	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：

表teacher (教师)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	teacher_id	int	10	0	N	Y		教师ID
2	job_no	varchar	64	0	Y	N		工号
3	full_name	varchar	64	0	Y	N		姓名
4	gender	varchar	64	0	Y	N		性别
5	examine_state	varchar	16	0	N	N	已通过	审核状态
6	recommend	int	10	0	N	N	0	智能推荐
7	user_id	int	10	0	N	N	0	用户ID
8	create_time	datetime	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间
9	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间

表upload (文件上传)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	upload_id	int	10	0	N	Y		上传ID
2	name	varchar	64	0	Y	N		文件名
3	path	varchar	255	0	Y	N		访问路径
4	file	varchar	255	0	Y	N		文件路径
5	display	varchar	255	0	Y	N		显示顺序
6	father_id	int	10	0	Y	N	0	父级ID
7	dir	varchar	255	0	Y	N		文件夹
8	type	varchar	32	0	Y	N		文件类型

表user (用户账户：用于保存用户登录信息)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	user_id	mediumint	8	0	N	Y		用户ID：[0,8388607]用户获取其他与用户相关的数据
2	state	smallint	5	0	N	N	1	账户状态：[0,10](1可用|2异常|3已冻结|4已注销)
3	user_group	varchar	32	0	Y	N		所在用户组：[0,32767]决定用户身份和权限
4	login_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	上次登录时间：
5	phone	varchar	11	0	Y	N		手机号码：[0,11]用户的手机号码，用于找回密码时或登录时
6	phone_state	smallint	5	0	N	N	0	手机认证：[0,1](0未认证|1审核中|2已认证)
7	username	varchar	16	0	N	N		用户名：[0,16]用户登录时所用的账户名称
8	nickname	varchar	16	0	Y	N		昵称：[0,16]
9	password	varchar	64	0	N	N		密码：[0,32]用户登录所需的密码，由6-16位数字或英文组成
10	email	varchar	64	0	Y	N		邮箱：[0,64]用户的邮箱，用于找回密码时或登录时
11	email_state	smallint	5	0	N	N	0	邮箱认证：[0,1](0未认证|1审核中|2已认证)
12	avatar	varchar	255	0	Y	N		头像地址：[0,255]
13	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：

表user_answer (用户答题)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	user_answer_id	mediumint	8	0	N	Y
2	user_id	mediumint	7	0	N	N		用户ID：[0,8388607]用户获取其他与用户相关的数据
3	exam_id	mediumint	7	0	N	N	0	考试id
4	score	double	9	2	Y	N	0.00	分数
5	answers	text	65535	0	Y	N		答案
6	score_detail	text	65535	0	Y	N		评分详情
7	objective_score	double	9	2	Y	N	0.00	客观题得分
8	subjective_score	double	9	2	Y	N	0.00	主观题得分
9	score_state	tinyint	4	0	Y	N	0	评分状态
10	nickname	varchar	255	0	Y	N		提交人
11	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
12	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：

表user_group (用户组：用于用户前端身份和鉴权)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	group_id	mediumint	8	0	N	Y		用户组ID：[0,8388607]
2	display	smallint	5	0	N	N	100	显示顺序：[0,1000]
3	name	varchar	16	0	N	N		名称：[0,16]
4	description	varchar	255	0	Y	N		描述：[0,255]描述该用户组的特点或权限范围
5	source_table	varchar	255	0	Y	N		来源表：
6	source_field	varchar	255	0	Y	N		来源字段：
7	source_id	int	10	0	N	N	0	来源ID：
8	register	smallint	5	0	Y	N	0	注册位置:
9	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
10	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：

1. 系统实现
   1. 数据库访问层的实现

该系统是通过jdbc和MySQL达成连接的，新建一个jdbc.properties文件来填写与数据库连接所需要的驱动和参数。

@SpringBootApplication

@EnableJpaRepositories

public class Application {

    public static void main(String[] args) {

        SpringApplication.run(Application.class,args);

    }

}

第一个参数代表MySQL数据库的驱动，第二个参数代表要连接的数据库，第三个和第四个参数代表数据库连接名和密码。

后台与数据库访问主要是通过HQL语句来进行查询的，查询语句中的表名是表格的实体类名，在这种查询语句中*是不允许使用的，除非适合聚合函数一起使用才可以。

1. 1. 登录模块的实现

主要由两部分组成，登录前的登录界面以及登录后的用户功能界面。登录界面，要求用户输入用户名和密码，当用户名和密码其中一个输入为空时，给出提示“用户名，密码不能为空”。获取用户名和密码后到数据库中查找，如果用户名存在，以及对应的密码正确，则登录成功，否则登录失败。登录失败后给出提示，并把焦点停在文本框中。登录成功后将该次会话的全局变量username设置为用户名。登录成功后进入会员的功能模块，主要有会员基本信息修改，已经发布试题信息管理，发布信息，和退出功能。退出功能是清除全局变量username的值，并跳回到首页。

登录流程图如下图所示。

图5-4登录流程图

用户登录界面如下图所示。

图5-5用户登录界面

用户登录的关键代码如下。

/**

     * 登录

     * @param data

     * @param httpServletRequest

     * @return

     */

    @PostMapping("login")

    public Map<String, Object> login(@RequestBody Map<String, String> data, HttpServletRequest httpServletRequest) {

        log.info("[执行登录接口]");

        String username = data.get("username");

        String email = data.get("email");

        String phone = data.get("phone");

        String password = data.get("password");

        List resultList = null;

        Map<String, String> map = new HashMap<>();

        if(username != null && "".equals(username) == false){

            map.put("username", username);

            resultList = service.select(map, new HashMap<>()).getResultList();

        }

        else if(email != null && "".equals(email) == false){

            map.put("email", email);

            resultList = service.select(map, new HashMap<>()).getResultList();

        }

        else if(phone != null && "".equals(phone) == false){

            map.put("phone", phone);

            resultList = service.select(map, new HashMap<>()).getResultList();

        }else{

            return error(30000, "账号或密码不能为空");

        }

        if (resultList == null || password == null) {

            return error(30000, "账号或密码不能为空");

        }

        //判断是否有这个用户

        if (resultList.size()<=0){

            return error(30000,"用户不存在");

        }

        User byUsername = (User) resultList.get(0);

        Map<String, String> groupMap = new HashMap<>();

        groupMap.put("name",byUsername.getUserGroup());

        List groupList = userGroupService.select(groupMap, new HashMap<>()).getResultList();

        if (groupList.size()<1){

            return error(30000,"用户组不存在");

        }

        UserGroup userGroup = (UserGroup) groupList.get(0);

        //查询用户审核状态

        if (!StringUtils.isEmpty(userGroup.getSourceTable())){

            String sql = "select examine_state from "+ userGroup.getSourceTable() +" WHERE user_id = " + byUsername.getUserId();

            String res = String.valueOf(service.runCountSql(sql).getSingleResult());

            if (res==null){

                return error(30000,"用户不存在");

            }

            if (!res.equals("已通过")){

                return error(30000,"该用户审核未通过");

            }

        }

        //查询用户状态

        if (byUsername.getState()!=1){

            return error(30000,"用户非可用状态，不能登录");

        }

        String md5password = service.encryption(password);

        if (byUsername.getPassword().equals(md5password)) {

            // 存储Token到数据库

            AccessToken accessToken = new AccessToken();

            accessToken.setToken(UUID.randomUUID().toString().replaceAll("-", ""));

            accessToken.setUser_id(byUsername.getUserId());

            tokenService.save(accessToken);

            // 返回用户信息

            JSONObject user = JSONObject.parseObject(JSONObject.toJSONString(byUsername));

            user.put("token", accessToken.getToken());

            JSONObject ret = new JSONObject();

            ret.put("obj",user);

            return success(ret);

        } else {

            return error(30000, "账号或密码不正确");

        }

}

1. 1. 用户资料修改模块的实现

用户登录/注册成功之后可以修改自己的基本信息。修改页面的表单中每一个input的name值都要与实体类中的参数相匹配，在用户点击修改页面的时候，如果改后用户名与数据库里面重复了，页面会提示该用户名已经存在了，否则通过Id来查询用户，并将用户的信息修改为表单提交的数据。

1. 1. 学习资讯管理模块的实现

如果学习资讯的信息需要修改，管理员可以通过查询学习资讯的基本信息来查询学习资讯，查询学习资讯是通过ajax技术来进行查询的，需要传递学习资讯的标题、编号等参数然后在返回到该页面中,可以选中要修改或删除的那条信息，如果选中了超过一条数据，页面会挑一个窗口提醒只能选择一条数，如果没有选中数据会挑一个窗口题型必须选择一条数据。当选择确认修改的时候，后台会根据传过来的id到数据库查询，并将结果返回到修改页面中，可以在修改页面中修改刚刚选中的信息当点击确认的时候from表单会将修改的数据提交到后台并保存到数据库中，就是说如果提交的数据数据库中存在就修改，否则就保存。

学习资讯展示界面如下图所示。

图5-6学习资讯展示界面

学习资讯管理界面如下图所示。

图5-7学习资讯管理界面

学习资讯发布的关键代码如下。

  @RequestMapping(value = {"/sum_group", "/sum"})

    public Map<String, Object> sum(HttpServletRequest request) {

        Query count = service.sum(service.readQuery(request), service.readConfig(request));

        return success(count.getResultList());

}

1. 1. 在线考试模块的实现

考生开始考试后，系统要显示考生信息、试卷、交卷。这个界面的功能使用的是Ajax框架，通过客户端的Javascript和服务器端脚本实现。选择项和填空项都设置了单击事件。考生答过该题后，系统就把该题答案传送到服务器并保存起来。当考生重新登录时，试题仍然存在。另外，也防止考生集中交卷的时候因系统反应不及而导致答案丢失。

提交答案由客户端函数SelectAnswer()来实现，服务器端函数send_user_answer()把答案保存到数据库中。函数SelectAnswer()实时地把答案提交给服务器，也使得二次登录成为可能。

结束考试有两个部分的功能，当考试答完试卷但是交卷时间未到时，可以提前交卷，但是当考试结束时间已到，考生仍未交卷，系统则会强制收卷。函数SetTitle()在考试结束时，自动转向处理考试结束的文件endexam.jsp，完成自动收卷。

在线考试流程图如下图所示。

图5-12在线考试流程图

在线考试界面如下图所示。

图5-13在线考试界面

在线考试关键代码如下。

  @RequestMapping(value = {"/count_group", "/count"})

    public Map<String, Object> count(HttpServletRequest request) {

        Query count = service.count(service.readQuery(request), service.readConfig(request));

        return success(count.getResultList());

}

1. 1. 试题管理模块的实现

题目管理包括单选题管理、判断题管理、填空题管理、多选题管理。教师可以点击“添加题目”超级链接，既可跳转到timuxinxi_add.jsp页添加题目。题目添加成功后，教师可以登录到个人中心查询个人的题目的信息。教师在timuxinxi_list.jsp进行题目管理，timuxinxi_ list.jsp通过查询数据库的题目表列出所有题目管理信息，每条题目对应一个删除按钮和修改按钮，当教师点击删除按钮，直接在数据库删除题目信息，并重定向当前页面，当教师选择点击修改，则进入timuxinxi_update.jsp页面，进行题目信息的修改。

试题录入界面采用ajax实现，客户端的下拉框的响应事件的响应函数为select_ttype()，通过这个函数显示指定题型的录入界面。“提交”按钮的响应函数为SubmitTimu()。服务器函数InsertTiMu()返回数据，由函数dis_result()处理。

此页面的关键是编写试题信息，单击提交按钮以完成信息的添加。如果未写入完整的试题信息，例如，如果未写入试题编号，系统将给出相应的错误提示，并且无法成功输入。数据以概念的形式以onsubmit =“return checkForm（）”的形式写入以进行检查，checkForm（）函数是一种用于写入数据的不同类型的校对方法，是不是为空也是经过form表单中的οnsubmit=”return checkForm()来检查。

管理员点击左侧菜单“试题信息管理”，页面跳转到试题信息管理外观，调用后台试题查询所有试题信息。并将信息密封到数据集合List，绑定到请求对象，然后页面跳转到相应的jsp，显示出试题信息，单击删除按钮完成试题信息的删除。

试题管理流程图如下图所示。

图5-17试题管理流程图

试题录入界面如下图所示。

图5-18试题录入界面

试题录入的关键代码如下。

  @RequestMapping(value = {"/sum_group", "/sum"})

    public Map<String, Object> sum(HttpServletRequest request) {

        Query count = service.sum(service.readQuery(request), service.readConfig(request));

        return success(count.getResultList());

}

1. 系统测试
   1. 测试目的

对任何系统而言，测试都是必不可少的环节，测试可以发现系统存在的很多问题，所有的软件上线之前，都应该进行充足的测试之后才能保证上线后不会Bug频发，或者是功能不满足需求等问题的发生。下面分别从单元测试，功能测试和用例测试来对系统进行测试以保证系统的稳定性和可靠性。

1. 1. 功能测试

下表是系统登录功能测试用例，检测了用户名和密码的不同的输入情况，观察系统的响应情况。得出该功能达到了设计目标。

表6-1 系统登录功能测试用例

功能描述	用于系统登录
测试目的	检测登录时的合法性检查
测试数据以及操作	预期结果	实际结果
输入的用户名和密码带有非法字符	提示用户名或者密码错误	与预期结果一致
输入的用户名或者密码为空	提示用户名或者密码错误	与预期结果一致
输入的用户名和密码不存在	提示用户名或者密码错误	与预期结果一致
输入正确的用户名和密码	登录成功	与预期结果一致

下表是试题管理功能的测试用例，检测了试题管理中对试题信息的增加，删除，修改，查询操作是否成功运行。观察系统的响应情况，得出该功能也达到了设计目标，系统运行正确。

前置条件；用户登录系统。

表6-2 试题管理的测试用例

功能描述	用于试题管理
测试目的	检测试题管理时的各种操作的运行情况
测试数据以及操作	预期结果	实际结果
点击添加试题，必填项合法输入，点击保存	提示添加成功	与预期结果一致
点击添加试题，必填项输入不合法，点击保存	提示必填项不能为空	与预期结果一致
点击修改试题，必填项修改为空，点击保存	提示必填项不能为空	与预期结果一致
点击修改试题，必填项输入不合法，点击保存	提示必填项不能为空	与预期结果一致
点击删除试题，选择试题删除	提示删除成功	与预期结果一致
点击搜索试题，输入存在的试题名	查找出试题	与预期结果一致
点击搜索试题，输入不存在的试题名	不显示试题	与预期结果一致

下表是试卷管理功能的测试用例，检测了试卷管理中对试卷信息的增加，删除，修改，查询操作是否成功运行。观察系统的响应情况，得出该功能也达到了设计目标，系统运行正确。

前置条件；用户登录系统。

表6-3 试卷管理的测试用例

功能描述	用于试卷管理
测试目的	检测试卷管理时的各种操作的运行情况
测试数据以及操作	预期结果	实际结果
点击添加试卷，必填项合法输入，点击保存	提示添加成功	与预期结果一致
点击添加试卷，必填项输入不合法，点击保存	提示必填项不能为空	与预期结果一致
点击修改试卷，必填项修改为空，点击保存	提示必填项不能为空	与预期结果一致
点击修改试卷，必填项输入不合法，点击保存	提示必填项不能为空	与预期结果一致
点击删除试卷，选择试卷删除	提示删除成功	与预期结果一致
点击搜索试卷，输入存在的试卷名	查找出试卷	与预期结果一致
点击搜索试卷，输入不存在的试卷名	不显示试卷	与预期结果一致

下表是考试管理功能的测试用例，检测了考试管理中考试单的操作是否成功运行。观察系统的响应情况，得出该功能也达到了设计目标，系统运行正确。

前置条件；用户登录系统。

表6-4 考试管理的测试用例

功能描述	用于考试管理
测试目的	检测考试管理时各种操作的情况
测试数据以及操作	预期结果	实际结果
未答题，点击试卷提交	考试成绩为0分	与预期结果一致
在考试时间到，用户未答完题	试卷自动提交	与预期结果一致
答完题，并提交考卷	自动计算出考试成绩	与预期结果一致

1. 1. 性能测试

使用阿里云PTS（Performance Testing Service）性能测试服务对线上系统进行压力测试。线上服务器环境为：1核心CPU，1G内存，1Mbps公网带宽，Centos7.0操作系统。

压测过程中使用了2台并发机器，每台机器20个用户并发，对系统主页，登录，数据查询和数据维护等模块进行并发访问，测试结果是有40个用户并发时，数据管理相关页面的响应时间甚至达到了7s，通过查看服务器出网流量发现已经达到1381kb/s，可以看出服务器的带宽已经达到峰值，如果系统使用5Mbps的带宽，系统的响应时间和TPS将会大大增加。在整个测试的过程中，CPU的使用率占用仅8%，也提现出带宽瓶颈对系统的影响非常严重。

1. 总结与展望

随着计算机互联网技术的迅猛发展，各行各业都已经实现采用计算机相关技术对日益放大的数据进行管理。该课题是在线考试系统为核心展开的，主要是为了实现考试信息化管理和用户在线考试的需求。

在线考试系统的开发是以Java编程语言作为基础，在MyEclipse平台上完成编码工作，系统整体为B/S架构，数据库系统使用MySQL。文中详细分析了在线考试系统的研究背景、研究目的和意义、开发工具和相关技术以及系统需求、系统详细设计和系统测试等等一系列内容。系统实现了在线考试系统所需的一些基本功能，并通过测试对这些实现的功能进行了完善，进而提高了系统整体的实用性。整个系统的开发过程中大量使用了Java相关的知识以及前端开发使用的Html和Javascript等，同时涉及到了很多开源框架和组件，例如后台系统中运用的MVC架构、Freemarker模板引擎等，前端运用的UI框架等。

系统投入运行时，各功能均运行正常。系统的每个界面的操作符合常规逻辑，对使用者来说操作简单，界面友好。整个系统的各个功能设计合理，体现了人性化。

但是由于自己在系统开发过程中对一些用到的相关知识和技术掌握不够牢固，再加上自身开发经验欠缺，因此系统在有些方面的功能还不够完善，考虑的不够全面，因此整个系统还有待日后逐步完善。

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