基于Hybrid模式的在線考試系統需求分析與總體設計

黃國華 侯麗艷

摘要：隨著時間的推移，計算機軟件技術的應用的普及率和實踐不斷提升，日常工作中辦公自動化的實現程度越來越高。我國各類院校在快速發展的同時，為提高工作效率，完善現代化的管理模式，運用現代化的信息網絡技術，對于中職學校網絡教學工作提出了更高的要求。云計算的到來，為移動學習的研究提供了新的環境和思路，由于云計算的飛速發展，個人、學校和教育機構的數據以及資源逐漸部署到“云”端?；贖ybrid模式的移動應用需求，該文設計實現了在線考試系統的各項業務功能模塊，為管理人員提供方便的、快捷的數據查詢功能，并為管理決策的制定提供可靠、直觀、準確的數據信息，實現對學生在線考試的完整過程的動態管理。

關鍵詞：云計算;在線考試系統;Hybrid模式

中圖分類號：TP311? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? 文章編號：1009-3044（2018）35-0078-05

1? 概述

隨著WEB技術應用的普及，在線考試系統是學生在課堂學習外對課程學習質量檢測的有利補充和擴展。

在在線考試系統中，學生能自主地根據自身的時間安排進行課程的學習，充分利用閑散時間進行課程學習內容的考核，及時了解自身的學習狀態和學習效果。因此，當前如何建設和利用好在線考試系統是各級各類院校研究與實踐的重要課題。

2 在線考試系統的需求分析

2.1 業務角色需求分析

在線考試系統是學生在課堂學習外對課程學習質量檢測的最重要的補充方式，系統的用戶主要有學生、教師和課程管理員三種。

在在線考試系統中，因面向的群體相對明確，系統用戶職責劃分比較明確，為便于系統需求分析工作的推進，結合系統管理業務的需求，將不同用戶角色的業務功能進行分析，根據用戶軟件實現后需要完成的工作內容，將角色劃分三個類型，分別是：學生、教師及系統管理員。

結合在線考試系統的業務管理需求，對各角色類型的名稱及其業務功能簡要分析如表1所示。

2.2 總體需求分析

本文結合東莞市經濟貿易學校對于在線考試系統的建設和管理規范要求，在在線考試系統中應該具備課程考核的基本資料、在線考試題庫信息的管理;支持學習在線測試和成績信息的查詢和管理;最后為保證系統的平穩運行，需要設置在線考試系統管理功能對系統進行管理和維護。

根據對基于Hybrid模式的課程在線考試的特點和課程學習要求，對在線考試系統的總體用例的分析如圖1所示。

2.3 在線考試系統功能需求分析

2.3.1? 基本信息管理業務需求分析

在線考試系統的基本信息管理業務主要包含科目管理、專業管理、班級管理和學生管理的基礎性工作。

在專業管理子業務中，主要完成對在線考試系統中需要使用系統的各教學專業信息進行設置，方便課程教師對各專業的基本信息進行管理。

在科目管理子業務中，主要完成對在線考試系統中所支持考試的課程信息進行設置，方便課程教師對各課程的基本資料和學生信息進行管理。

在班級管理子業務中，主要完成對在線考試系統中需要使用系統的各教學班級信息進行設置，方便課程教師對各班級的基本信息進行管理。

在學生管理子業務中，主要完成對在線考試系統中需要使用系統的各教學班級的學生信息進行管理，方便學生對系統的使用，及時完成各考核任務。

根據對在線考試系統的基本信息管理業務的分析，現以教師和系統管理員為用戶參與者角色為例進行設計用例圖，如圖2所示。

2.3.2? 在線題庫管理需求分析

在線考試系統的在線題庫管理業務主要包含單選題管理、多選題管理、判斷題管理、填空題管理和簡答題管理的基礎性工作。

在單選題、多選題、判斷題管理中，主要完成各類試題題干、答案的編輯和管理，在設計測試試題時，通過設置相關的試題參數實現對試題的難度和重要性進行管理。

在填空題管理中，主要完成試題題干和填空位置管理，并完成答案的編輯和管理。

在簡答題管理中，主要完成簡答題題目描述信息的管理，完成試題解答的關鍵知識點信息的編輯和管理，同時設定對應的評價標準。

根據對在線考試系統的在線題庫管理業務的分析，現以教師和系統管理員為用戶參與者角色為例進行設計用例圖，如圖3所示。

2.3.3 在線測試管理需求分析

在線考試系統的在線測試管理業務主要包含考試參數管理、試卷組卷管理、試卷信息發布和學生考試管理的基礎性工作。

在在線考試系統中，通過測試實現對學習的效果的評估，因此需要對測試的試題及考試時間與要求進行管理。

在在線試卷管理中，以課程在線題庫資源為基礎進行測試內容的組織。在在線試卷管理業務中，主要完成在線測試參數的設置、測試組卷工作的管理及測試信息的發布工作，同時提供學生測試的管理功能，方便學生參加課程測試。

根據對在線考試系統的在線測試管理業務的分析，現以教師和系統管理員為用戶參與者角色為例進行設計用例圖，如圖4所示。

2.3.4? 考試成績管理需求分析

在線考試系統的考試成績管理業務主要包含成績評定管理、成績查詢管理、成績導出管理和成績分析管理的基礎性工作。

根據學生參加課程考試的結果，由任課教師完成成績的評定。主觀試題的成績評定由任課教師手動評定成績，考試結束時不及時公布此部分的考試成績;客觀題由系統自動完成成績的評定并及時公布成績。

學生和教師可以在課程考試成績評定完成后，查看課程的完整成績信息，同時教師可以將按班級、專業、課程導出課程的成績信息;同時為更好地為教師提供參考和對照數據，設置了成績分析管理子業務，為教師的課堂教學提供基礎的參數數據信息。

根據對在線考試系統的考試成績管理業務的分析，現以教師和系統管理員為用戶參與者角色為例進行設計用例圖，如圖5所示。

2.3.5? 考試系統管理需求分析

在線考試系統的考試系統管理業務主要包含數據管理、用戶管理和權限管理的基礎性工作。

為保證在線考試系統的正常運行，在系統中設置了考試系統管理模塊。在數據管理業務中，主要實現數據備份、數據恢復操作，同時實現對系統數據的統計和分析。

在用戶管理中，主要實現用戶信息的維護及用戶密碼的日常管理，同時支持對用戶的查找功能。在權限管理中主要完成各角色類型用戶的權限設置和權限維護。

根據對在線考試系統的考試系統管理業務的分析，現以教師和系統管理員為用戶參與者角色為例進行設計用例圖，如圖6所示。

3? 系統總體設計

在線考試系統涵蓋了基本信息、在線題庫、在線試卷管理、考試成績管理和考試系統管理五個功能模塊。

3.1 系統功能模塊設計

3.1.1? 基本信息管理模塊設計

從基本信息管理的操作界面出發，給出了基本信息管理模塊的時序圖，如圖7所示。

3.1.2? 在線題庫管理模塊設計

為了實現教師或系統管理員用戶執行在線題庫信息的管理，依據需求分析的結果，在在線題庫管理業務中主要包含五個子業務功能，分別是：單選題、多選題、判斷題、填空題和簡答題管理子業務。根據軟件工程中模塊化設計思想指導，在系統設計中分別將五個子業務功能設置為獨立的業務功能模塊。

從在線題庫管理的操作界面出發，給出了在線題庫管理模塊的時序圖，因模塊涉及管理業務較多，選擇其中的三個為例進行展示，如圖8所示。

3.1.3? 在線測試管理模塊設計

為了實現學生、教師或系統管理員用戶執行在線測試信息的管理，依據需求分析的結果，在在線測試管理業務中主要包含四個子業務功能，分別是：考試參數管理、試卷組卷管理、試卷信息發布和學生考試管理子業務。根據軟件工程中模塊化設計思想指導，在系統設計中分別將四個子業務功能設置為獨立的業務功能模塊。

從在線測試管理的操作界面出發，給出了在線測試管理模塊的時序圖，如圖9所示。

3.1.4? 考試成績管理模塊設計

為了實現學生、教師或系統管理員用戶執行考試成績信息的管理，依據需求分析的結果，在考試成績管理業務中主要包含四個子業務功能，分別是：成績評定管理、成績查詢管理、成績導出管理和成績分析管理子業務。根據軟件工程中模塊化設計思想指導，在系統設計中分別將四個子業務功能設置為獨立的業務功能模塊。

從考試成績管理的操作界面出發，給出了考試成績管理模塊的時序圖，如圖10所示。

3.1.5? ?考試系統管理模塊設計

為了實現考試系統基礎信息的管理，依據需求分析的結果，在考試系統管理業務中主要包含四個子業務功能，分別是：數據管理、用戶管理和權限管理子業務。根據軟件工程中模塊化設計思想指導，在系統設計中分別將三個子業務功能設置為獨立的業務功能模塊。

從考試系統管理的操作界面出發，給出了考試系統管理模塊的時序圖，如圖11所示。

3.2 系統數據庫設計

數據庫中信息是所有管理系統的核心。在數據庫中將應用系統中需要使用的全部數據信息，按照特定的規則進行組織和存儲，并且提供對數據的各類操作功能，使得應用系統能夠方便、便捷獲取相應的數據資料。因此，數據庫的設計是系統開發的重要工作環節[1-3]。

3.2.1? 數據庫實體關系分析

數據庫是由應用系統中所需要的基礎數據表組成。在數據表中存儲的是一組具有相同數據結構的數據。在在線考試系統中，主要涉及的數據表有14個，分別是：科目、專業、班級、學生、試題、考試參數、試卷、學生試卷、角色、權限、用戶、備份記錄、恢復記錄和日志信息表。各個系統數據庫關系如圖12所示。

3.2.2? 數據表結構設計

在在線考試系統中，由于管理的課程考核資源信息的類型、種類和數量繁多，為避免一物多名，一名多物或物名錯亂的現象，保證管理高效性和準備性，對數據庫字段的編碼規則信息進行了認真的分析與設計。這里以科目信息表、專業信息表和班級信息表為例進行描述和展示。

1） 科目信息表

為了實現管理人員使用基本信息管理功能執行科目信息的管理，將考核課程的基本信息保存在科目信息表中。具體內容包括：科目編號、科目名稱、課程類型、課程描述和課程簡介等信息。

在表2科目信息表中，科目編號是整個數據表中起唯一性標識作用的列，能方便地通過科目編號實現對課程在線考核管理所需科目的基本參數信息的查詢和管理，所以將科目編號設置為表的主鍵。

2） 專業信息表

為了實現管理人員使用基本信息管理功能執行專業信息的管理，將學校內需要使用系統進行課程考核的專業信息保存在專業信息表中。具體內容包括：專業編號、專業名稱、專業類型、所屬教研室和專業簡介等信息。

在表3專業信息表中，專業編號是整個數據表中起唯一性標識作用的列，能方便地通過專業編號實現對課程管理所需專業的基本參數信息的查詢和管理，所以將專業編號設置為表的主鍵。

3） 班級信息表

為了實現管理人員使用基本信息管理功能執行班級信息的管理，將學校內需要使用系統進行課程考核的班級信息保存在班級信息表中。具體內容包括：班級編號、專業編號、班級名稱、班級類型等信息。

在表4班級信息表中，班級編號是整個數據表中起唯一性標識作用的列，能方便地通過班級編號實現對課程在線考核管理所需班級的基本參數信息的查詢和管理，所以將班級編號設置為表的主鍵。

4? 結束語

為確保系統的可靠性和可用性，需要對非功能性需求進行分析，具體包含以下幾個方面：

1） 設計規范、合理。用戶界面設計時，應考慮新舊版本的傳遞性，且實現界面的友好性，便于操作，進行人性化的設計，易學易用。

2） 可用性。系統使用時應盡可能簡單、易學，同時具有良好的適應性和可維護性。

3） 可擴展性。在系統功能的設計和實現上，應預留相應的擴展接口，實現系統的可擴展性。

4） 經濟性。在線考試系統的首先任務是滿足學校學生手機在線考試的業務功能需求，同時降低系統設計的復雜度，優化業務工作流程，進而縮短系統開發周期，實現節約系統的開發成本。

5） 安全性。針對特定的用戶角色，結合需要執行的業務功能，對角色的操作權限進行設置;同時對用戶登錄管理進行了嚴格的安全控制策略的設計，確保用戶身份的合法性，進行減少外部安全風險。

完成在線考試系統的需求分析和總體設計之后，接下來的工作就是在線考試系統的實現與測試了。

參考文獻：

[1] 李明.淺談云計算[J].上海青年管理干部學院學報，2009（3）：57-61.

[2] Tim Pueschel，Fabian Putzke，Dirk Neumann.Revenue Management for Cloud Providers-A Policy-Based Approach under Stochastic Demand[J].45th Hawaii In-ternational Conference on System Science （HICSS），2012：1583-1592.

[3] Jose Orlando Melendez，Shikharesh Majumdar.Utilizing "Opaque" Resources for Revenue Enhancement on Clouds and Grids[J].11th IEEE/ACM International Symposium on Cluster，Cloud and Grid Computing （CCGrid），2011：576-584.

[通聯編輯：朱寶貴]