通用试卷生成系统—毕业论文.docx

编号： 本科毕业设计（论文）题目：（中文）通用试卷生成系统 （英文）General PapersGeneration System学院信息科学与工程学院专业计算机科学与技术班级学号姓名指导教师职称：完成日期摘要【摘要】在以往传统的手动出卷方式中，存在着如试卷知识点分布不恰当、难易程度不好控制，效率低下和容易出错等一些问题。针对这些问题，就需要开发一个实用性强，操作简单的通用试卷生成系统来代替人工完成出卷。本系统采用Visual Studio2005 和SQL Server2000 作为开发工具，实现了题库管理（包括试题录入，导入，维护等功能），出卷管理（包括自动出卷，手动出卷和试卷管理）以及用户管理等功能。本文将介绍其设计和开发流程，步骤，以及其中的重点模块的详细实现。【关键词】题库管理；试卷管理；自动组卷；Visual Studio2005；SQL Server200011Abstract【Abstract】In the past traditional manual method of producingexamination papers, there are some problems such as inappropriate distribution of knowledge points, not easy to control the level of difficulty, inefficient,error-prone and so on. To solve these problems, we need to develop a general paper generation system which has strong practicability and easy operation to replace the manual means to complete the papers. This system uses Visual Studio2005 and SQL Server2000 as a development tools to realize the question base management (including test entry, import, maintenance and other functions), the volume management (including the automatic test papers, manual test papers and papers management) and user management. This article will introduce the design and development process, steps and the detailed realization of main modules of the system.【Keywords】question base management; papers management; automatic group ; Visual Studio2005; SQL Server200摘要IAbstractII目录III第一章绪论11.1 选题背景11.2课题的意义11.3课题的目标1第二章开发工具及环境介绍22.1开发环境22.2 Microsoft SQL SERVER 2000简介22.3 NET Framework简介22.3.1 公共语言运行库22.3.2 统一编程类22.3.3 ASP.NET32.4 Visual Studio 2005 简介32.5 数据库连接技术ADO.NET简介32.5.1 数据提供程序3第三章总体设计43.1系统需求43.1.1用户登入功能需求43.1.2用户模块功能需求43.1.3管理员模块功能需求53.2系统E-R图53.3 系统的总体设计设思想63.4功能模块设计73.4.1管理员模块73.4.2普通用户模块73.5数据库设计83.5.1系统数据库概述83.5.2表的简要描述8第四章详细设计94.1系统全局类的设计与实现94.1.1全局数据库连接代码提供类94.1.2全局变量保存类94.2管理员模块94.3 技术难点分析10第五章总结105.1开发中遇到的主要问题分析105.2个人编程心得105.3 总结与展望115.3.1总结115.3.2展望11参考文献11致谢11第一章绪论1.1 选题背景当今的时代可以说是信息时代，网络时代的世界，在现代教学领域中，各个学科的信息量越来越大，导致用于考核学生学习效果的试卷生成工作的复杂性也越来越大，而传统的出卷方式是主要是人工手动出卷，对于这种出卷方法存在许多不足，比如:1.容易雷同。如果要出多份类型相似试卷时，因为题源有限，同一试题被出多次的概率大大增加了，这就导致了试卷容易出现雷同情况。2.共享率低。如果要出一份试卷，一般首先要选题，然后添加试题进行出卷。因为试卷一般在小范围类使用，所以造成要出相似的试卷时重复做这些工作，共享率低，造成资源浪费。3.效率低下。为了要出一份试卷，一般都需要花费大量的时间和精力来寻找题源，接着需要大量的时间和精力来筛选合适的题目以达到控制试卷难度和知识点的目的，这样重复做这些工作势必造成资源浪费，效率低下。1.2课题的意义通用试卷生成系统针对传统的手动出卷方式中存在的问题提出的具体的解决方法，是出卷变得更加方便和有效率。首先，计算机网络的存在解决了资源的共享利用问题，这样就扩大了题源，提高了试卷资源的共享率，利用出卷系统中的题目控制可以解决试题内通过的问题，同时利用计算机代替人力来生成试卷可以大大的提高工作效率减少重复劳作。试卷自动生成系统这方面的研究日益成熟，这不但减轻了教师的工作负担，也使得教学评价更加科学化、规范化，有利用教育事业的发展。1.3课题的目标课题的目标是实现通用试卷生成系统的一些主要功能，包括题库管理和出卷管理以及用户管理等等一些基本功能。用户通过该系统实现自动出卷，并最终到到让用户通过本系统实现提高出卷效率的目的。本系统的主要目标功能如下：1.管理员功能，包括用户管理和系统管理。2.出卷功能，包括自动出卷和手动出卷。3.试卷管理，管理出好的试卷，包括打开和删除。4.题库管理，主要是题库的维护。5.试题输入，包括手动录入和Excel文件导入。第二章开发工具及环境介绍2.1开发环境操作系统：Microsoft Windows XP/Windows Vista/Windows 7开发环境：基于Microsoft .NET Framework2.0开发平台：Microsoft Visual Studio 2005开发语言：C#后台数据库：Microsoft SQL SERVER 20002.2 Microsoft SQL SERVER 2000简介SQL Server作为微软在Windows 系列平台上开发的数据库。区别于FoxPro、Access小型数据库，SQL Server是一个功能完备的数据库管理系统。它包括支持开发的引擎、标准的SQL语言、扩展的特性(如复制、OLAP、分析)等功能。而像存储过程、触发器等特性，也是大型数据库才拥有的。SQL Server 2000 是Microsoft 公司推出的SQL Server 数据库管理系统的最新版本该版本继承了SQL Server 7.0 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Microsoft Windows 98 的膝上型电脑到运行Microsoft Windows 2000 的大型多处理器的服务器等多种平台使用。12.3NET Framework简介.NET Framework 是用于生成、部署和运行 XML Web Services 与应用程序的多语言环境。它由三个主要部分组成：2.3.1公共语言运行库运行库实际上在组件的运行时和开发时操作中都起到很大的作用，尽管名称中没有体现这个意思。在组件运行时，运行库除了负责满足此组件在其他组件上可能具有的依赖项外，还负责管理内存分配、启动和停止线程和进程，以及强制执行安全策略。在开发时，运行库的作用稍有变化；由于做了大量的自动处理工作（如内存管理），运行库使开发人员的操作非常简单，尤其是与今天的 COM 相比。特别是反射等功能显著减少了开发人员为将业务逻辑转变为可重用组件而必须编写的代码量。72.3.2统一编程类该框架为开发人员提供了统一的、面向对象的、分层的和可扩展的类库集 (API)。目前，C+ 开发人员使用 Microsoft 基础类，而 Java 开发人员使用 Windows 基础类。该框架统一了这些完全不同的模型，还为 Visual Basic 和 JScript 程序员提供了对类库的访问。通过创建跨所有编程语言的公共 API 集，公共语言运行库使得跨语言继承、错误处理和调试成为可能。从 JScript 到 C+ 的所有编程语言具有对框架的相似访问，开发人员可以自由选择它们要使用的语言。2.3.3 ASP.NETASP.NET 建立在 .NET Framework 的编程类的基础上，为 Web 应用程序模型提供了一组可简化 Web 应用程序生成的控件和基础结构。ASP.NET 包括可用于封装通用 HTML 用户界面元素（如文本框、按钮和列表框）的一组控件。但这些控件在 Web 服务器上运行，并以 HTML 的形式将其用户界面呈现在浏览器中。在服务器上，这些控件公布面向对象的编程模型，该模型为 Web 开发人员提供面向对象编程的丰富功能。2.4 Visual Studio 2005 简介Visual Studio 是一套完整的开发工具集，用于生成 ASP.NET Web 应用程序、XML Web Services、桌面应用程序和移动应用程序。Visual Basic、Visual C+、Visual C# 和 Visual J# 全都使用相同的集成开发环境 (IDE)，利用此 IDE 可以共享工具且有助于创建混合语言解决方案。另外，这些语言利用了 .NET Framework 的功能，通过此框架可使用简化 ASP Web 应用程序和 XML Web Services 开发的关键技术。2.5 数据库连接技术ADO.NET简介ADO.NET是.NET Framework中用于数据访问的组件，微软公司认为，它是对早期ADO技术的“革命性改进”。应该说，它确实是一个非常优秀的数据访问技术，对于使用.NET Framework进行软件开发的程序员来说，它是必须掌握的技术之一。要想掌握ADO.NET，必须要熟悉它的对象模型，该模型如下图所示。从该模型可以看出，ADO.NET包括两部分：数据提供程序和数据集（DataSet），下面分别叙述。ADO.NET对象模型2.5.1数据提供程序.NET Framework中的数据提供程序组件用于同数据源打交道，换句话说，它是数据源所特有的。它包含4个对象：Connection对象、Command对象、DataReader对象和DataAdapter对象。由于数据源不同，上述4个对象分别针对不同的数据源做了不同的实现，比如对于SQL Server数据库，它们的具体实现是SqlConnection、SqlCommand、SqlDataReader和SqlDataAdapter；对于Access数据库，它们的实现是OleDbConnection、OleDbCommand、OleDbDataReader和OleDbDataAdapter。2.5.2数据集数据集（DataSet）是数据库中的表记录在内存中的映像，它包含了表及表间关系。它包含两个集合：DataTableCollection集合和DataRelationCollection集合，其中，DataTableCollection集合又包含三个集合，分别是行集合DataRowCollection、列集合DataColumnCollection、约束集合ConstraintCollection。第三章总体设计3.1系统需求通用试卷生成系统需要实现两大主模块：管理员模块和普通用户模块。其中管理员模块需要实现用户管理模块（包括用户添加删除和修改）和系统管理模块（密码修改）。普通用户模块需要实现题库管理模块（题库添加、题库维护、题型管理和课程管理），出卷管理模块（包括手动出卷，自动出卷和试卷管理），系统管理模块（密码修改）和课程选择模块。除此之外还要有用户登录模块用于实现用户登录时安全验证。3.1.1用户登入功能需求该模块要求对使用者进行验证，在登录系统时需要键入用户名和密码，然后由系统对用户合法性进行验证，非本系统用户及管理员不得登入。再根据登录的用户权限导航到不同的模块中。3.1.2用户模块功能需求1.题库管理功能模块该模块要求实现的功能有如下几点：（1）题库维护功能：实现对题库中现有试题进行修改和删除；（2）录入试题功能：向系统题库中手动添加试题，适合录入少量试题时使用；（3）导入试题功能: 向系统题库中通过Excel 文件导入试题，适合输入大量试题时使用；（4）课程管理功能：对系统中各门课程及知识点的增加和删除；（5）题型管理功能：对系统中说包含的题型的增加和删除。2.出卷管理功能模块该模块要求实现的功能有如下几点：（1）手动出卷功能模块：主要的选题操作由人工手动完成，由人工一道道添加题目用来出卷；（2）自动出卷功能模块：主要的选题操作由计算机自动完成，由计算机按设置的条件要求进行出卷；（3）试卷管理功能模块：主要对已出好的word试卷的管理，包括试卷的打开和删除。3.用户密码修改功能模块该模块要求实现的功能为用户密码的修改。4.课程选择模块该模块要求实现的功能是用户重新选择系统的课程。3.1.3管理员模块功能需求1.用户管理功能模块该模块要求实现的功能有如下几点：新用户添加功能模块：当有新用户需要使用该系统是，管理员可以像用户数据库添加新用户，并向新用户发放账号；现有用户的管理功能模块：实现对现有用户的管理功能，包括删除用户账号（当用户不再使用该系统时对系统账号进行回收），修改用户密码（当用户遗失密码时）。2.管理员密码修改功能模块该模块要求实现管理员对自己密码的修改；3.2系统E-R图1.管理员模块E-R图管理员模块主要实现对用户的账号的管理，该模块的E-R图如下图所示：用户模块总体E-R图2.用户管理课程和知识点模块E-R图用户管理课程和知识点模块实现用户用户对课程的增删以及对每门课的知识点增删，该模块的E-R图如下图所示：知识点模块E-R图3.用户手动出卷模块E-R图用户手动出卷模块由用户筛选题库中试题，并手动将试题添加到临时试卷库中以用来出卷，该模块的E-R图如下图所示：用户手动出卷模块E-R图3.3 系统的总体设计设思想本系统的设计要求：本系统要求实现管理员和普通用户两种不同的软件用户。其中管理员拥有最高权限，具有管理普通用户的功能；而普通用户的设计要求实现题库功能和出卷功能两大模块。题库功能要求实现对试题库的一些基本管理功能，包括试题录入，试题导入，试题删除和修改；而出卷功能则要实现手动和自动两种不同的出卷功能，还要可以管理已出好的试卷的功能。3.4功能模块设计根据以上的总体设计的要求分析，可以将系统分为管理员模块和普通用户模块两大模块。其中，管理员模块要有系统管理和用户管理两大模块，而普通用户要有系统管理和题库管理以及出卷管理三大模块。以下就各大模块具体分析：3.4.1管理员模块此模块主要实现管理员对本系统的普通用户账号信息的管理和对自己账号密码的修改。因此该模块相应的分为用户管理模块和系统管理模块。1.用户管理模块：该模块包括两个子模块：添加用户模块和删改用户模块,其功能如下：添加用户模块：当有新用户要使用该系统时，由管理员统一添加用户信息，并向要使用该系统的用户发放账号及密码。用户维护模块：当某用户不要使用该系统时，对其的信息进行删除，以实现账号回收；当某用户忘记密码时，可以修改密码来让用户登录系统。2.系统管理模块：该模块包括修改密码和退出系统及重新登录。3.4.2普通用户模块此模块包括四个子模块：题库管理模块，出卷管理模块，课程选择和系统管理模块。题库管理模块：该模块包含录入试题，导入试题，删改试题，课程管理，题型管理，共五个子模块，其功能如下：录入试题：该模块的功能是当用户有少量试题需要添加到题库时，通过该模块的功能，逐题地将试题添加到题库中去。导入试题：该模块的功能是当用户有大量的试题需要添加到题库时，此时不适合使用录入试题的功能。这时用户选择该模块来将保存与Excel文件中的大量试题，自动的导入到题库。如此速度可以大大的提高。试题维护：该模块的功能是在当用户发现题库中的试题存在错误或其他需要修改试题的情况是，向用户提供修改试题的功能；或在需要删除题库中某些试题的情况下，向用户提供删除试题的功能。课程管理：该模块的功能是当用户需要添加，删除题库中的课程或某门课程的知识点时，向用户提供该功能，实现用户的需求。题型管理：该模块的功能是当用户需要对题库中的题型进行添加，删除操作时，向用户提供该操作的功能，满足用户的需求。出卷管理模块：该模块包括三个子模块，分别是手动出卷，自动出卷，试卷管理。手动出卷：该模块的功能是用户通过该模块实现手动地逐题地选择试题，并加入试卷中，以此来完成出卷操作。这样产生的试卷的优点是更接近用户的实际需求。自动出卷：该模块的功能是用户利用该模块实现先设定试卷的知识点，题型，题量，难度，然后本模块将自动的为用户生成试卷。着用的优点是用户出卷的效率更高。试卷管理：该模块的功能是实现用户对试卷库的管理功能。具体包括对试卷库的打开和删除操作，方便了用户的对试卷管理的操作。课程选择模块：该模块的功能是用户重新选择当前系统的所在课程。系统管理模块：该模块包括修改密码和退出系统及重新登录。3.5数据库设计3.5.1系统数据库概述数据库的设计是本系统的总体设计阶段的工作的一个重点，为了使系统的要实现的功能更加清晰明确，一个好的数据库结构设计是关键，由此可见，做好这部分的工作，可以简化整个开发过程。根据对系统的各个模块及要实现功能的分析，在该系统的数据库中包含有：用户信息表，用户权限表，课程表，题型表，某课程知识点表，某课程试题表，某课程试卷信息表，临时试卷表。3.5.2表的简要描述1.用户信息表：用于存放系统用户账号密码和权限，其表结构设计如下表所示：表名：userinfo字段名数据类型允许空主键自增长描述IdInt4.否是用户的编号UsernameVarchar(20)否是登入系统的用户名PasswordVarchar(20)否登入系统的密码UserpowerBit1.否用户权限表（1-管理员和0-普通用户）2.课程表：用于存放所有的课程，其表结构设计如下表所示：表名：class字段名数据类型允许空主键自增长描述IdInt4.否是课程的编号ClassnameVarchar(50)否是系统拥有的课程名3.题型表：用于存放题库中所有的题型，其表结构设计如下表所示：表名：questiontype字段名数据类型允许空主键自增长描述IdInt4.否是题型的编号TypeVarchar(50)否是系统拥有的题型名第四章详细设计本部分主要详细介绍系统的各个模块和模块间的关系，接着还具体介绍了各模块的详细设计，包括各个模块的界面设计，算法设计和代码实现等。正如上面的总体设计已经分析，整个系统可以分为管理员和普通用户两大基本模块。其中管理员模块比较简单，重难点在普通用户模块，下面开始具体介绍各个模块。4.1系统全局类的设计与实现为了使系统编程的代码更加简短与规范，系统调试和代码修改更加方便，本系统采用了全局类的设计来实现，从而更加有效简化代码。4.1.1全局数据库连接代码提供类为了使程序中减少重复的数据库连接代码的编写以及以后方便修改，本系统将数据库连接代码保存在一个全局类DbAccess中。4.1.2全局变量保存类在系统中的各个模块中有些变量需要共享，如果在模块中用消息进行传递，这样实现起来不仅很不方便，而且容易出错。现将系统中的一些常用全局变量保存在类CommonData中，其中系统所在课程名保存在变量classname中，系统登录的用户名保存在变量username中，出卷时的试卷名保存在papername中。4.2管理员模块管理员模块主要分为两个模块：系统管理模块和用户管理模块。4.2.1系统管理模块系统管理模块分为修改密码、重新登录和退出系统。修改密码模块4.2.2题库管理模块用户可以在此模块中对系统数据库中题库信息进行管理和维护。该模块的功能包括录入试题，导入试题，删改试题，课程管理，题型管理，其各个子模块的主要功能已在总体设计中描述，这里不再累述，下面对各个模块的具体的如何实现进行详述。4.2.3 出卷管理模块出卷管理模块分为手动出卷，自动出卷和试卷管理。4.3技术难点分析4.3.1将Excel导入到数据库中该模块的主要技术难点是如何处理Excel这个外部的源文件，可以将其看成外部数据源。由于缺少C#操作Excel的基础知识，一开始感觉不知从何下手。在查阅网上和书籍相关知识后，终于想出看一种方法来实现。我首先将指定Excel中试题读入到临时的数据集DataSet中，然后将将DataSet中的题目逐条插入到数据库中的题库表中，即完成了题库成功导入。4.3.2 自动组卷方法当要出一份具有大量试题的试卷时，显然手动一道道添加试题不太方便。为了提高组卷的效率，就要采用自动出卷的方法，而自动出卷的核心就是自动组卷方法。4.3.3 将试卷导出为word形式文件该部分的重难点是如何创建word，打开word以及如何将数据库的题目写入到word中。首先打印试卷标题及姓名栏空格，然后打印试卷的大题标题，接着打印每个大题的具体小题题目，最后打印试卷的答案。第五章总结5.1开发中遇到的主要问题分析做任何的开发都不可能一帆风顺，不遇到任何问题。本人在开发该系统时也一样，期间遇到大大小小许多问题，本节主要就自己在开发中遇到的一些主要问题及解决方法进行分析。5.2个人编程心得在本系统的开发过程中，自己遇到了很多问题，在解决问题的过程中，收获了不少关于编程开发的经验，下面是自己在开发过程中的一些心得体会。5.2.1程序调试与错误处理经验总结在开发的过程中，难免会出现各种错误。对于程序中的语法错误，编译器可以很容易发现，所以这种错误很容易发现改正；对于逻辑上的错误，编译器就很无能无力了，所以逻辑错误就比较难发现和修正。这就需要借助VS2005开发环境提供强大的调试工具，通过设置断点，单步调试跟踪，查找和修改错误。通常碰到程序编译或者连接的错误，主要从以下几种思路来解决编程错误：1.全局查看逻辑操作，将每一部程序操作及执行步骤做成一个流程图或是方便自己查看的图解，以快速锁定错误的出现的地方。2.设置断点，通过F10键来逐步跟踪每个操作，通过F11键来跟踪函数。3.通过watch窗口来查看变量值每一时刻的变化。此外，程序开发是一项复杂而艰巨的工作，在开发过程中遇到各种问题也是在所难免，分析问题并解决问题是在开发工程中很重要的工作，为了更好的分析解决问题，要将问题小化，简化，在问题还处于雏形，羽翼还没丰满是时就及时发现解决，这样有利于整个程序的开发。所以，为了能更快的找到编程过程出的错误，在编好部分函数体时，最好先编译链接下，如果这部分有错误，就可以很快的找到，并及时的修改。5.3 总结与展望5.3.1总结通用试卷生成系统系统作为教学辅助软件，主要辅助教师完成题库中试题的管理和自动生成试卷的工作。本系统的开发是在VS2005开发环境下实现，采用的是C#作为开发语言。按课题要求，实现了系统所需功能。通用试卷生成系统主要实现了题库管理，用户管理管理，出卷管理和试卷管理等一些常用的功能。当然，系统的设计与功能实现上，还尚存在不足之处，这有待日后进一步完善与提高。就当前系统，经过试用运行，该系统的实用性、灵活与方便性都还算是差强人意。此次开发的通用试卷生成系统可为教师的日常教学工作提供一些有效的帮助。5.3.2展望随着教育改革的大力推进，教学管理模式的变化，题库管理和试卷生成方面的工作肯定会一直发生变化，以此同时，由于本人在的系统设计水平与设计经验的不足，系统功能还在一些缺陷，所以该系统在投入使用后，还需要根据具体需要进行改进和完善。希望此系统可以为使用者带来方便，并且不断地维护改进系统从而适应教学体制的改革，更有效的帮助教师完成教学工作。参考文献1 (美）格鲁夫,王丽敏.SQL完全手册（第三版）M.电子工业出版社, 2006.6.12 （英）夏普,周靖.Visual C# 2005从入门到精通M.清华大学出版社, 2006.6.13 李建华,刘玉生.Visual C# 2005全程指南M.电子工业出版社,2008.3.14 章立民研究室.Visual C#2005程序开发与界面设计秘诀M.机械工业出版社,2006.9.15(美)鲍尔，刘彦博，肖鹏，贾菡.Visual Studio 2005技术大全M.人民邮电出版社,2008.1.16 张海藩，软件工程导论（第五版）M.清华大学出版社,2004.9.17Bill Wagner.Effective C#: 50 Specific Ways to Improve Your C#M.Addison-Wesley Professional,2006.1.18 Kalen Delaney.Inside Microsoft SQL Server 2000M.Microsoft Press,2007.8.1致谢时光如逝，不知不觉中已经在大学走过了人生重要的一段路，在这四年里，我见证了母校不断的发展，见证了母校20周年校庆的辉煌，也见证了自己的成长。我在这四年的蜕变离不开母校的辛勤栽培，我在这里表示我由衷的谢意。