BS模式的下试卷自动生成系统的设计与实现

B/S模式的下试卷自动生成系统的设计与实现1B/S模式的下试卷自动生成系统的设计与实现信息与计算科学06101班马德岭指导老师：庄曰华摘要：教学评价是教学工作的一个重要环节，通常的教学评价方式多为通过试卷进行考试，因而试卷的质量将直接影响到教学评价的结果。一般情况下，教师出试卷时要么到庞大的题库里一道一道的把题目挑选出来，或是从几本相关的书里把题挑选出来组成一份试卷，这样既费时又费力，而且很难保证试题的覆盖面和把握试卷的难度。为了将老师从繁重的命题工作中解放出来，为了提高命题的质量和管理的现代化、科学化、规范化，本文使用J2EE技术，采用B/S模式开发一个试卷生成系统。本文在充分的需求分析基础上，设计和实现了一个试卷生成系统，主要完成了手动生成试卷、自动生成试卷、抽取现有试卷和用户管理等功能。关键词：试题库系统；试卷生成；算法；J2EE；B/SAbstract：Valueofteachingisanimportanttatheforteaching,usuallyavalueofteachingisfromaexam,soaqualitypaperstraighttouchesthevalueofteaching.Thegeneralsituation,teacherthinksoutapaper，reachhugeexampooleachfindsoutthequestion,orshoulderthequestiontogetheroutfromseveralrelevantbooks.Time-consumingandalsostrenuouslikethis,andverydifficulttoguaranteecoveragerateandpaperdegreeofdifficultyofexaminationquestion.Helpingtheteacherdisengagesfromtheburdensomepropositionaboutexam,Inordertoimprovethequalityandmanagementpropositionofthemodern,scientific,standardized,thepaperdevelopedatestgenerationsystem.PaperGenerationSystemisdesignedandimplementedbasedonthesufficientneedsanalysisinthispaper,Itmainlyimplementssomefunctionsincludeinmanuallyandautomaticallygeneratingpapers,extratingsomeofexistingpapers,maintaininguserinformationandsoon.Keywords:testlibrarysystem;papergeneration;algorithmic;J2EE;B/SB/S模式的下试卷自动生成系统的设计与实现21引言随着计算机技术的发展和普及，在我们的学习和日常生活中都离不开计算机技术，大到科研的超级计算机，小到我们日常使用的手提电话，实际都是计算机技术的应用，对于学校、企事业单位来说，计算机特别是PC机已经相当普及，大家对计算机的操作更加熟悉，充分发挥设备潜能是一种节约的表现，是一种美德。设计编写试卷生成系统，是基于二种目的：一是充分利用现有的计算机系统减轻工作人员的劳动强度。二是摒弃传统的手工整理、以试卷（纸质）的形式存放到档案室，浪费纸张等原材料，不利于保护环境。2开发工具简介2.1技术方案选择选择SQLServer2000作为后台的数据库，选择JAVA、JSP、JavaScript、Html作为应用程序开发工具，运用Tomcat服务器技术，整个系统完全基于B/S(Brower/Server)模式进行设计。B/S开发模式伴随着Internet的迅速发展，计算机技术正在由基于B/S（Brower/Server）模式的应用系统转变为基于B/S模式的应用系统。过去，网络软件的开发都采用B/S（Brower）模式，在这种模式下，主要的业务逻辑都集中于客户端程序，因此，必然导致以下问题：a)系统安装、调试、维护和升级困难。由于客户端的硬件配置可能存在差异，软件环能各不相同，因此，在安装时，必须对每一个客户端分别进行配置，同样，在软件升级时也要对客户端分别处理。b)在整个系统中，业务逻辑和用户界面都集中到了客户端，必然会增加安全隐患。B/S模式带来了巨大的好处：a)开发成本及维护成本降低。由于C/S架构管理软件只安装在服务器端（Server）上，即应用程序在部署、升级、维护时，只需要在服务器端进行配置就可以了，网络管理人员只需要管理服务器就行了，用户界面主要事务逻辑在服务器（Server）端完全通B/S模式的下试卷自动生成系统的设计与实现3过浏览器实现，极少部分事务逻辑在前端（Brower）实现，所有的客户端只有浏览器，网络管理人员只需要做硬件维护。b)良好的安全性能，防火墙技术可以保证后台数据库的安全性。所有的配置工作都集中在服务器端且所有客户端请求都是通过DBMS来访问数据库，从而大大减少了数据直接暴露的风险。2.2SQLServer2000SQLServer是一个关系数据库管理系统,它最初是由MicrosoftSybase和Ashton-Tate三家公司共同开发的。于1988年推出了第一个OS/2版本在WindowsNT推出后,Microsoft与Sybase在SQLServer的开发上就分道扬镳了。Microsoft将SQLServer移植到WindowsNT系统上专注于开发推广SQLServer的WindowsNT版本,Sybase则较专注于SQLServer在UNIX操作系统上的应用。在系统中用到的是MicrosoftSQLServer以后简称为SQLServer或MSSQLServer。SQLServer2000是Microsoft公司推出的SQLServer数据库管理系统的最新版本该版本继承了SQLServer7.0版本的优点。同时又比它增加了许多更先进的功能具有使用方便可伸缩性好与相关软件集成程度高等优点,可跨越从运行MicrosoftWindows98的膝上型电脑到运行MicrosoftWindows2000的大型多处理器的服务器等多种平台使用。3系统设计3.1系统功能模块图根据需求分析，将系统分为四个模块：系统管理模块，试卷生成管理模块，数据库管理系统，系统帮助模块。系统功能模块结构如图4-1所示。B/S模式的下试卷自动生成系统的设计与实现4图3-1系统功能模块图下面对各功能模块的子功能进行较详细的讨论。(1)系统管理模块该模块包括用户管理模块和用户密码管理模块。系统启动时调用此模块，要求用户先进行登陆。登陆功能模块如图4-2所示。图3-2登陆模块功能图(2)试卷生成管理模块试卷管理系统系统管理试卷生成管理数据库管理系统帮助用户管理密码管理自动生成试卷手动生成试卷抽取现有试卷数据库还原数据库备份系统关于系统帮助系统用户信息管理员教务管理员教师修改管理员密码添加删除修改其他用户审核添加修改其他用户管理自身帐户查询试题打印试题管理自身账号B/S模式的下试卷自动生成系统的设计与实现5试卷生成管理模块主要包括如下子模块：抽取现有试卷模块：显示预览试卷，保存答案，删除试卷功能。手动生成试卷模块：显示加入试卷，保存试卷功能。自动生成模块：显示生成试卷，预览试卷，预览答案，保存试卷功能。详细的试卷生成管理功能模块如图4-3所示。图3-3试卷生成管理模块功能图(3)数据库管理模块主要包括数据库还原和数据库备份。数据库管理模块结构如图4-4所示。图3-4数据库管理模块功能图试卷生成管理抽取现有试卷手动生成试卷自动生成试卷预览试卷保存答案删除试卷加入试卷保存试卷生成试卷预览答案预览试卷预览答案数据库管理数据库还原数据库备份B/S模式的下试卷自动生成系统的设计与实现6(4)系统帮助模块主要包括系统帮助和系统关于。系统帮助模块结构如图4-5所示。图3-5系统帮助模块功能图3.2数据表设计根据系统功能设计，把数据库命名：STGL，在SQLServer2000数据库创建了题型表、难度程度表、出卷人表、用户信息表等。各数据表的具体情况如表1至表9所示。表１用户信息表(usermanagement)字段中文名字段英文名字段类型字段长度姓名NameIDchar20密码PWDchar20用户类型QXint2表２题型表(TX)字段中文名字段英文名字段类型字段长度题型Typechar10名称TypeNamechar10表３难度程度表(NYD)字段中文名字段英文名字段类型字段长度编号BHint4难易度NDchar4表4选择题表(selects)系统帮助系统关于帮助B/S模式的下试卷自动生成系统的设计与实现7字段中文名字段英文名字段类型字段长度题号BHchar10题型Typechar10题目Topicchar100选项AAchar100选项BBchar100选项CCchar100选项DDchar100正确答案Answerchar1难易度NDchar4出自章节ZJchar2表5填空题表(adds)字段中文名字段英文名字段类型字段长度题号BHchar10题型Typechar10题目TMchar100空1K1char50空2K2char50空3K3char50难易度NDchar4出自章节ZJchar23.3组卷算法3.3.1现有算法分析以往的具有自动组卷功能的考试系统大多采用随机选取法和回溯试探法。随机选取法根据状态空间的控制指标，由计算机随机的抽取一道试题放入试题库，此过程不断重复，直到组卷完毕，或已无法从题库中抽取满足控制指标的试题为止。该方法结构简单，对于单道题的抽取运行速度较快，但是对于整个组卷过程来说组卷成功率低，即使组卷B/S模式的下试卷自动生成系统的设计与实现8成功，花费时间也令人难以忍受。尤其是当题库中各状态类型平均出题量较低时，组卷往往以失败而告终。回溯试探法这是将随机选取法产生的每一状态类型纪录下来，当搜索失败时释放上次纪录的状态类型，然后再依据一定的规律变换一种新的状态类型进行试探，通过不断的回溯试探直到试卷生成完毕或退回出发点为止，这种有条件的深度优先算法，对于状态类型和出题量都较少的题库系统而言，组卷成功率较好。分析上述两种算法的优缺点，不难发现，在限制条件状态空间的控制下，随机选取法有时能够抽取出一组令用户满意的试题。只不过由于它随机选取试题的范围太大，无法确定目前条件下哪些区域能够抽取合适的试题，反而可能在那些已经证明是无法抽取合适试题的区域内反复选题，进行大量的无效操作进入死循环，最终导致组卷失败。回溯试探法组卷成功率高，但它是以牺牲大量的时间为代价的，由于本软件只是个小型的单科考试组卷系统，结构简单，出题量也较少，所以本系统选择相对简单，组卷成功率较好的回溯试探法进行组卷。3.3.2回溯试探法的应用回溯算法也叫试探法，它是一种系统地搜索问题的解的方法。回溯算法的基本思想是：从一条路往前走，能进则进，不能进则退回来，换一条路再试。用回溯算法解决问题的一般步骤为：1、定义一个解空间，它包含问题的解；2、利用适于搜索的方法组织解空间；3、利用深度优先法搜索解空间；4、利用限界函数避免移动到不可能产生解的子空间。问题的解空间通常是在搜索问题的解的过程中动态产生的，这是回溯算法的一个重要特性。本系统使用的是回溯法的启发式搜索，以试题题型，试题分值和选题数量为约束条件进行随机搜索，而把设置的试卷总分数作为一个解空间。如果各题型分值之和等于用户设置的试卷总分数，则产生一个有效解，系统生成一份试卷，试题的题型，编号，分值等信息储存进试题库表中。通过系统的预览试卷功能，系统通过所存信息搜索数据库，获取试题内容，并输入Word文档中组成一份完整试卷。B/S模式的下试卷自动生成系统的设计与实