随着计算机软件技术的高速发展，现代社会正快速迈入了一个互联网应用时代，Web应用在各行业都得到了广泛的应用，如小型公司的运销存管理系统，高校的教务管理系统等都是通过B/S架构搭建的Web应用。在过去的几年中，在线考试系统应用在很多行业都得到了广泛的应用，但在教学管理考核中难以普及。因此，本文针对当前在教学考核中遇到的实际题目进行分析，设计出了一款基于B/S架构的教学考核在线考试系统。
关键词：B/S架构在线考试选择题判断题JSP
目录
基于B/S架构的在线考试系统的设计与实现
摘要
1绪论
1.1背景
1.2本文的主要工作
2系统需求分析
2.1系统可行性分析
l市场可行性分析
l技术可行性分析
l应用可行性分析
2.2功能需求分析
l考生需求
l管理者需求
2.3非功能需求分析
4.4.1界面美观
4.4.2操作简单
4.4.3多用户在线考核
4.4.4运行稳定
3系统整体设计
3.1总体结构设计
3.2业务流程设计
3.3系统框架设计
3.4主要功能模块设计
3.4.2考生管理模块设计
3.4.3试题管理模块设计
3.4.4成绩统计模块设计
3.4.5修改密码模块设计
3.4.6在线考试模块设计
3.4.7我的信息功能模块设计
3.5服务器端设计
3.5.1Web服务器设计
3.5.2数据库服务设计
4系统功能实现
4.1服务器框架设计
4.2浏览器端框架设计
4.4考生管理功能模块的实现
4.5.1修改时修改了考生ID
4.5.2分页显示
4.5试题管理功能模块的实现
4.5.1试题模板的下载
4.5.2试题的发布
4.5.3已发布试题的删除
4.6成绩统计功能模块的实现
4.6.1已发布试题的显示
4.6.2选择查询已发布的试题的成绩统计
4.7修改密码功能模块的实现
4.8在线考试功能模块的实现
4.8.1考生信息的显示
4.8.2浏览器端倒计时的实现
4.8.3试题题目的显示
4.8.4各个题目的导航
4.8.5题目回答的业务处理
4.8.6交卷的业务处理
4.9我的信息功能模块的实现
4.9.1考生个人信息的显示
4.9.2上传头像文件成功后的数据库信息更新及原头像文件删除
5系统测试
5.1测试环境
5.2测试内容
5.3测试方案及结果
5.3.1系统功能测试
5.3.2用户体验测试
6总结
参考文献
本文主要结合目前国内教学工作中遇到的实际问题以及对软件系统的使用需求，设计了基于B/S架构的在线考试系统。最终开发出一款能够解决当前传统教学考核中选择题和判断题题型考核的人工计分考核的繁琐过程的Web应用。本文涉及的内容主要包括以下几个方面：
市场可行性分析主要是分析项目在实现后是否能够在市场中得到广泛应用，具备推广价值。本项目的目标用户主要是教育部门或培训机构等具备选择和判断考题题型的传统考核或未从传统考核方式中解脱出来的贫困山区，目前我国正在大力推进城乡一体化措施，贫困地区的教育资源会逐渐得到补充，传统人工考核的繁琐方式将会被逐渐取代。通过本系统可以解决传统的考核方式中人工计分的繁琐任务，具备一定的市场需求和推广价值。
技术可行性是通过对本项目实现所涉及的技术进行系统分析，找出技术难念及解决方案，保证系统在技术实现环节不出现灾难性问题而导致无法继续。本系统主要涉及到的是Web技术，这种技术的应用已经非常广泛，自身有着很多技术解决方案的积累，所以遇到问题应该都能找到很多资料进行查阅。Web技术是传统的B/S架构，它具有稳定性、可扩展性等优点，本项目最终决定选用JSP技术进行具体的实现。
目前我国还具备着传统人工计分的考核方式，教师亟需一种信息技术能够帮助他们解决繁琐的选择判断题型等具备固定答案的试题的批改计分问题，同时信息技术在人们日常生活中也得到广泛的使用，所以无论是管理者还是考生都对这种软件的管理方式熟悉了。所以，本系统在教育方面能够得到应用，并能解决传统教育考核的人工计分繁琐任务。
在系统中不同类型的角色有着不同的功能需求，角色需要完成哪些工作，达到什么样的目标，系统需要分哪些模块去完成等等都是系统需求分析中需要考虑的重要因素，为了充分了解不同角色对系统的使用需求，我对不同角色进行了需求分析，主要的功能需求包括以下几个方面：
界面是进行人加交互的接口，根据大部分的Web应用的操作方式进行UI的布局设计，具备良好的UI界面是吸引用户使用的最直接因素。因此系统的操作界面整体采用暗淡的黄色背景作为导航栏的显示，黑色的背景作为主要功能的显示。
系统的操作需要同时兼顾管理者和考生的使用需求，同时更要对常用功能和易出错功能给与人性化的提示，并且能够拥有操作结果的反馈信息。
本系统是目标用户是教育部门，系统至少需要能够40个考生同时进行在线考试的并发量要求。
在线考试系统是教育考核的一种新方式，在考核的过程中必须保证应用的稳定性，避免发生崩溃导致考生需要重复考等故障。
根据前期的需求描述要求，本系统的使用主要是PC电脑端，用户可以通过电脑浏览器使用本系统。本系统设计是基于B/S架构下实现的，软件服务器的运行环境为Windows10专业版、Tomcat服务器、MySQL数据库以及Navicat数据库管理软件；用户运行环境主要是标准的浏览器环境。服务器业务逻辑的处理采用JSP技术实现，用户端的功能显示与功能实现采用HTML5和JavaScript语言实现。详见3-1系统平台记录表：
表3-1系统平台配置表
服务器操作系统
Windows10专业版
数据库
MySQL5.7
数据库管理软件
Navicat
Web服务器
Tomcat
客户端浏览器
Edge、Chrome
开发环境
IntelliJIDEA
开发语言
JSP、JavaScript、HTML5、JSTL
基于B/S架构实现的在线考试系统的整体结构可以划分为数据库服务器，Web服务器（Tomcat）和系统管理功能三大结构。总体架构如图3-1所示：
根据需求分析，系统的角色分为管理者和考生两个角色，业务的流程可以分为两个分支，具体的业务流程图如图3-2和图3-3所示：
系统的使用是通过浏览器访问Web服务器的，系统整体设计分为两个角色，分别为管理者和考生。管理者角色主要提供考生管理、试题管理和成绩统计三大功能模块；考生角色主要提供我的考试、我的信息两大功能模块。
管理者角色功能框架如图3-4所示：
考生角色功能框架如图3-5所示：
考生管理模块是提供给管理者角色录入考生信息的。在考生管理模块中，管理者可以添加、修改、查看和删除考生的信息。其中查看考生信息时，由于考生的数量一般情况下都会大于40人，所以需要根据考生的id号进行排序然后分页显示。具体的业务流程如图3-7所示：
成绩统计模块是提供给管理者查看试题的考核情况的。根据需求分析，成绩统计需要显示已发布的试题和查询已发布试题的考生考核情况，包括未考的学生，已考学生的分数信息。具体的业务流程如图3-9所示：
根据需求分析，修改密码是两个角色用户都要有的功能，具体的业务流程如图3-10所示：
我的信息模块提供考生核实管理者录入的信息是否有误，有误需要联系管理者修改。此功能模块额外提供了个性化的头像上传功能。具体的业务流程如图3-12所示：
数据库是以一定方式储存在一起、能与多个用户共享、具有尽可能小的冗余度、与应用程序彼此独立的数据集合。本系统的设计是基于关系型数据库设计的，可以使用MySQL开源的关系型数据库。数据库服务设计主要是设计数据实体和数据表。
根据系统的需求分析，系统中需要包含的实体对象包括用户、考试和试题，以下是各个实体的E-R图描述：
用户这个实体包含的信息主要有唯一性ID标识、密码、姓名、性别、考试理由和头像的url，其中用户的角色只有考生包含有全部的属性，而管理者只包含唯一性ID标识和密码。如图3-13所示：
试题这个实体包含的信息主要有记录号（自动增加）、题目的描述、选项的提供、正确的选项、各自的分值和类型。如图3-15所示：
本系统采用MySQL数据库作为数据的存储仓库，针对系统中实体对象和需要处理的业务数据要求分析，最终确定了系统共包含6张数据库表，下面是对这6张数据表的详细说明：
字段
数据类型
描述
注释
id
varchar(100)
唯一性标识
主键
password
密码
考生详细信息表如表3-3所示：
表3-3考生详细表users_information
外键
nane
姓名
不为空
sex
char(10)
性别
exam_reason
考试理由
picture
头像url
考试描述表如表3-4所示：
表3-4考试描述表exam_description
int(11)
主键自增
exam_description
描述信息
exam_time
int(10)
单位：分钟
试题详细信息表如表3-5所示：
表3-5试题详细信息表questions
考试唯一性标识
question
varchar(300)
题目描述
options
varchar(255)
题目选项
correct_asnswer
正确选项
min_score
decimal(5)
分值
type
varchar(25)
题目类型
考试记录信息表如表3-6所示：
表3-6考试记录信息表examrecord
user_id
考生唯一性id
exam_description_id
试题的唯一性id
total_score
int(5)
试题总分
obtain_score
考生得分
本系统的实现是基于B/S架构下的，服务器选用了Tomcat，使用与其配套的JSPWeb技术实现了服务端的设计与开发，系统的开发主要是服务器端的开发。由于系统中有大部分的操作是需要进行数据库数据表的查询、添加、修改和查询，因此引用了JSTL来方便服务器端进行数据库的业务逻辑处理。JSTL是JavaServerPagesStandardTagLibrary，JSP标准标签库的缩写。
表4-1Administrator文件夹内容
文件
说明
AdministratorIndex.jsp
管理者角色的首页
GradeStatistic.jsp
管理者角色的成绩统计功能模块实现
QuestionsManagement.jsp
管理者角色的试题管理功能模块实现
StudentManagement.jsp
管理者角色的考生管理功能模块实现
ModifyPassword.jsp
管理者角色的修改密码功能模块实现
表4-2Student文件夹内容
StudentIndex.jsp
考生角色的首页
MyExam.jsp
考生角色的我的考试功能模块实现
MyInformation.jsp
考生角色我的信息功能模块实现
OnlineExam.jsp
考生角色在线考试功能模块实现
考生角色的修改密码功能模块实现
表4-3src文件夹内容
文件夹
Bean
考生在线考试题目存储模型
Servlet
系统部分业务逻辑处理的控制
Util
公共的实用工具
Login.jsp
HandleLogin.jsp
浏览器端的功能实现采用目前流行的Web技术HTML5、CSS和JavaScript结合实现，其中HTML5负责浏览器的显示内容，CSS负责界面的美化，JavaScript负责浏览器的提示操作提示信息。浏览器通过http请求发送到服务器端，服务器端Tomcat对收到的请求进行业务处理后作出响应，把响应的结果返回给浏览器供用户查看。
表4-5具体的参数说明
参数
${onlineexam}
数据库连接
${user}
${password}
${role}
message
浏览器提示信息
考生管理功能模块包括对考生信息的增加、删除、查看和修改，其中查看需要做分页显示，增加、删除和修改都是对数据库服务器数据的更新（修改时如果修改了考生ID除外），在此列举修改时修改了考生ID和分页显示的具体实现。考生管理功能页面如图4-3所示：
4.4.1修改时修改了考生ID
表4-6修改时修改了考生ID的参数说明
${param.id}
功能页面输入的考生ID
${param.password}
功能页面输入的密码
${param.name}
功能页面输入的姓名
${param.sex}
功能页面输入的性别
${param.reason}
功能页面输入的考试理由
${param.pre_id}
功能页面修改之前的考生ID
${currentpage}
当前页
4.4.2分页显示
分页显示的关键在于计算出总页数和实现页面循环显示，总页数是根据记录数与页面的大小计算出来的，页面循环显示是控制当前页出界后链接到第一页或最后一页，确保当前页不会出界。其关键实现及其参数说明如图4-5、4-6和表4-7所示：
表4-7分页显示的参数说明
${pageSize}
单个页面显示的记录数
${totalRecord}
考生所有的记录行数
${totalPage}
页数
${currentPage}
试卷管理功能模块是提供给管理者发布试题的使用。它包括试题模板的下载、试题的发布和对已发布试题的删除。其功能页面如图4-7所示：
试题的发布需要完成的处理有试题文件的上传、试题文件的读取和试题文件对应的数据库表的更新。试题发布用到的工具文件UploadFileUtil.java和ReadExcelUtil.java文件说明如表4-8和表4-9所示：
表4-8UploadFileUtil.java的方法说明
方法名称
返回值
uploadFileForm()
uploadPath,request
Map
表单文件上传
uploadFile()
String
文件上传
表4-8ReadExcelUtil.java的方法说明
readExcelList()
filePath
List
读取文件记录
readExcel()
Workbook
获取工作本
getCellFormatValue()
cell
取单元格值
已发布试题的删除是根据发布试题的唯一性标识删除数据库服务器上考试记录examrecord、试题记录questions和试题描述记录exams_descriotion，具体的代码实现及参数说明如图4-9和表4-9所示：
表4-9已发布试题删除的参数说明
${param.exam_description_id}
试题描述的唯一标识
成绩统计功能模块包括已发布试题的显示、选择查询已发布的试题的成绩统计和选择查询已发布的试题中未参加此次试题考试的考生信息。其功能页面如图4-10所示：
已发布试题的显示是通过JSTL查询数据库服务器中记录发布试题信息的表exams_description来完成的，具体的业务流程图4-11所示：
选择查询已发布的试题的成绩统计包括显示已考考生的成绩统计、详细成绩和未考考生的信息。其主要的实现是通过数据库查询语句查询得到结果，然后进行遍历显示结果集。详细的SQL语句说明见图4-12、4-13和4-14所示：
其中“？”代表参数，未参加此次试题考试的考生信息需要用到数据库的联合查询，首先查询本次考试未在记录考试表examrecord的学生的id和未参加过考试的考生的id，然后根据查询到的id联合查询学生users_information表的详细信息作为显示。
修改密码功能模块需要为管理者和考生两个角色提供修改密码的功能，具体实现是通过更新数据库服务器记录用户账号信息的表users或Administrators的password字段。其功能页面如图4-15所示：
在线考试功能模块是提供给考生参加管理者发布的试题的，其主要包括考生信息的显示、浏览器端倒计时的显示、试题题目的显示、各个题目的导航、题目回答的业务处理以及交卷的业务处理六个内容。其中发布试题的查看与管理者角色的成绩统计模块中的发布试题的查看类似，因此在此不再具体说明实现。在线考试模块的功能页面如图4-16所示：
考生信息的显示是根据考生的唯一性ID查询数据库服务器的users表，获取得到一条行记录，然后输出显示。其具体业务流程如图4-17所示：
浏览器端的计时器是用JavaScript的setInterval(function(),millionSecond)函数结合浏览器的session存储功能实现的。其具体实现的流程图如图4-18所示：
试题题目的显示是根据当前的题号，从试题集合中取出的一条行记录显示出来，其中选项需要以@符号分割，使用JSTL的split()函数完成分割。具体的业务流程如图4-19所示：
各个题目的导航是通过html5的超链接标签链接到需要的currentquestion题目索引中去，交给试题题目的显示部分实现显示。题目导航的显示流程图如图4-29所示：
题目回答的业务处理包括对选择的答案以及试题分值与正确答案的记录和对选择了的答案的显示。记录选择的答案以及存储试题分值与正确答案需要提交给Servlet完成，而显示选择了的答案可以直接在JSP文件中嵌套Java程序片段输出。其具体的业务流程图如图4-20所示：
交卷需要完成的业务处理是计算出试题的总分与考生作答的所得分数，然后更新数据库服务器的记录表。其具体的业务流程图如图4-21所示：、
我的信息功能模块包括考生个人信息的显示、自定义头像的上传和上传头像文件成功后的数据库信息更新与原头像文件删除。其中自定义头像的上传与Excel试题文件的上传处理的方式大致相同，在此不再具体说明。我的信息模块的功能页面如图4-22所示：
考生个人信息的显示是通过JSTL根据考生的唯一性标识查询数据库服务器中表的记录实现的，其具体的业务流程与在线考试功能模块的考生信息显示一致，在此不再具体说明。
数据库信息更新根据考生的唯一性标识执行的，原头像文件的删除需要先查询数据库中的记录头像url的信息，即查询要比更新先执行。其具体的业务流程图如图4-23所示：
测试环境如表5-1所示：
表5-1测试环境表
环境设置
服务器设置
浏览器端配置
硬件配置
CPU：Intel4790K
内存：16G
硬盘：1TBSTAT
软件配置
Windows10操作系统
Tomcat9.0
Widdows10操作系统
Chrome浏览器
MicrosoftEdge浏览器
网络环境
局域网
系统测试内容主要包括两个部分：
系统的功能测试是测试系统能否在使用过程中正常运行，数据能否正确的添加、修改、删除和查询，功能的输入输出能否正确的实现并且没有发生错误。
用户体验测试主要是针对系统功能的操作方式、页面的布局以及显示方式、操作的提示信息等内容进行测试，确保系统的使用符合用户的日常使用习惯，系统中的操作流程符合用户的实际业务流程。
系统功能测试需要对系统各项功能的操作来验证输入、输出的内容是否满足功能需求的要求，同时需要对数据输入进行多方便测试，保证系统在任意条件下都能够正确运行。
编号
01
测试内容
1、验证用户的合法性
2、角色的选择提供
3、合法用户导航到响应的系统页面
4、不合法用户提示
预计结果
1、能够判断用户输入的密码是否正确
2、能根据提供的角色来验证用户合法性
3、考生可进入考生管理页面，管理者可进入管理者页面
4、不合法用户提示“账号或密码错误”
测试结果
通过
考生管理功能模块测试结果见表5-3所示：
表5-3考生管理功能模块测试结果
02
考生管理模块提供的功能
1、考生信息的查看、修改、添加和删除
2、考生信息的分页显示
1、能完成考生信息的查看、修改、添加和删除
2、修改和添加考生信息时考生的ID、密码、姓名不能为空
3、分页显示可以循环下一页，也可以跳转到指定也
试题管理功能模块测试结果见表5-4所示：
表5-4试题管理功能模块测试结果
03
试题管理模块提供的功能
1、试题模板的下载
2、试题模板的上传
1、能提供试题模板的下载
3、发布试题成功的提示
成绩统计功能模块测试结果见表5-5所示：
表5-5成绩统计功能模块测试结果
04
成绩统计模块提供的功能
1、已发布考试的查看
2、选择查询的考试成绩统计
3、已考考生的分数
4、未考考生的信息
1、能看到所有发布的试题
2、能根据发布的试题查看成绩统计
3、能根据发布的试题显示已考学生的分数
4、能根据发布的试题显示未考考生的信息
修改密码功能模块测试结果见表5-6所示：
表5-6修改密码功能模块测试结果
05
修改密码模块提供的功能
1、原密码的显示
2、二次密码的确认输入
1、能修改密码成功
2、能以密码的形式显示原先的密码
3、能二次密码的核对校验
在线考试功能模块测试结果见表5-7所示：
表5-7在线考试功能模块测试结果
06
在线考试模块提供的功能
1、考生信息显示
2、倒计时的显示
3、题目的显示
4、题目的导航
5、交卷计算分数
1、能显示考生的头像、姓名、性别、考试理由等信息
3、能有题目问题和选项的显示
4、能导航到本次考试的任意题目
5、交卷后能统计出得分
我的信息功能模块测试结果见表5-8所示：
表5-8我的信息功能模块测试结果
07
我的信息模块提供的功能
2、考生头像的上传
2、能自定义上传头像并且更新显示
用户体验测试主要为了保证各个功能页面操作简洁、方便并且有适当的提示信息反馈，页面操作响应符合要求。
用户体验测试结果见表5-9所示：
表5-9我的信息功能模块测试结果
08
验证界面是否美观、操作是否简单、关键操作是否有提示反馈信息
1、界面操作简单易懂，操作方便
2、页面响应在2-4秒以内
[1]杨忠维.基于WebApp的医学在线考试系统设计与实现[D]:[硕士学位论文].南京:东南大学,2018
[2]耿祥义,张跃平.JSP实用教程[M].第3版.北京:清华大学出版社,2015.184-189
[3]陈婉凌.HTML5+CSS+jQueryMobile轻松构建APP与移动网络[M].第2版.北京:清华大学出版社,2016.118-138
[5]君临-行者无界.Java解析Excel(xls,xlsx两种格式)[EB/OL].