Springboot在线考试系统

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，对学生考试进行研究分析，然后开发设计出在线考试系统以解决问题。

在线考试系统主要功能模块包括学生用户管理、在线考试管理、知识点分析、考试成绩管理等，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Spring boot框架、JSP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的部署运行使用它。

关键词：在线考试系统；Springboot框架；MySQL数据库

Design and implementation of springboot online examination system

Abstract

In the information society, there is a need for targeted information access, but the expansion of access is basically the direction of people's efforts. Due to the deviation of the perspective, people can often obtain different types of information, which is also the most difficult subject for technology to overcome. Aiming at the problems of students' examination papers, this paper studies and analyzes the students' examination, and then develops and designs an online examination system to solve the problems.

The main functional modules of the online exam system include student user management, online exam management, exam score management, etc. The object-oriented development mode is adopted for software development and hardware installation, which can well meet the actual use needs, improve the corresponding software installation and program coding work, take MySQL as the main storage unit of background data, adopt Spring boot framework, JSP technology Ajax technology is used to code and develop the business system, realizing all the functions of the system. This report first analyzes the background, role and significance of the research, laying a foundation for the rationality of the research work. This paper analyzes the requirements and technical problems of the online examination system, proves the necessity and technical feasibility of the system, and then makes a basic introduction to the technical software and design ideas needed to design the system, and finally realizes the deployment and operation of the online examination system.

Key words:Online examination system; Springboot framework; Mysql database

目  录

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究意义

1.3 系统的特点

1.4 论文结构与章节安排

第2章 系统分析

2.1 可行性分析

2.2 功能需求分析

2.2.1 前台用户功能

2.2.2 后台管理员功能

2.3 非功能需求分析

2.4 安全性需求分析

2.4.1 系统的安全性

2.4.2 数据的安全性

2.5 数据流程分析

第3章 系统设计

3.1 系统架构设计

3.2 系统总体设计

3.3 系统功能设计

3.4 数据库设计

3.4.1 数据需求分析

3.4.2 数据库概念设计

3.4.3 数据库表设计

第4章 系统实现

4.1 注册模块的实现

4.2 登录模块的实现

4.3 用户资料修改模块的实现

4.4 考试管理模块的实现

4.5 成绩管理模块的实现

第5章 系统测试

5.1 测试目的

5.2 功能测试

5.3 性能测试

第6章 总结与展望

参考文献

致谢

1. 绪论
   1. 研究背景

当前高校为推动课堂教学创新、加快教学改革，以微课为核心的 MOOC，以“雨课堂”“蓝墨云班课”等在线终端智能教学工具为手段的翻转课堂，以学生为主体、以问题为导向的 PBL 教学等新的教学模式、教学方法不断推出。教学与互联网、在线终端有机融合，“互联网＋教育”顺势而生。随着在线互联网技术的飞速发展，人们通过在线网络可以更加方便快捷的获取信息和知识，学习者利用手机等在线设备进行知识获取和学习，在线考试是一种趋势在在线设备帮助下的能够在任何时间、任何地点发生的学习，在线考试所使用的在线计算设备必须能够有效地呈现学习内容并且提供教师与学习者之间的双向交流。在线考试能够突破传统学习时间和空间的限制，在当今及未来的学习方式中占据着重要的地位，以极低的成本获取不同地域、领域、层次的学习资源。传统的 MOOC 在线学习平台，如中国大学 MOOC、网易云课堂、慕课网等，虽然功能全面，但使用流程烦琐，应用庞大臃肿，不适用于碎片化、非正式化学习环境的在线考试。

基于现有的网络基础设施，以辅助课堂教学及课后测试为目标，采用交互式设计方法，以后端云作为服务器后端数据库提供数据交互，将两者结合起来以弥补各自的不足，同时发挥优势，是移动学习与在线评测领域的一次有意义的尝试。搭建在线考试系统是高校教育信息化发展的必然趋势，在线考试系统弥补传统网络学习平台的不足，为多元化学习方式、教学模式提供支持，实现资源整合共享和即时互动。因此，设计开发在线考试系统成为高校网络学习考试发展的必然趋势。

1. 1. 研究意义

考试是教学活动的重要环节,但由于考试类型的不断增加和考试要求的不断提高，传统的考试方式已经不能适应现代考试的需要。随着计算机网络的普及和发展，如何利用计算机进行考试，以提高教学效率和考试质量，更大范围的共享教学资源，是一个值得深入的研究的课题。

目前，开发网上考试系统多采用Microsoft office 中access技术，采用VB、VC编写程序，在实时性、交互性和访问WEB服务器上的数据库方面存在不尽人意的地方。而asp作为当今最流行的动态页面技术,具有无可比拟的简单性、实时性、快速性、输出格式容易控制等功能，不仅能够使程序的交互更加方便,更重要的是他还提供了非常方便的访问数据库的功能。因而采用asp技术开发网上考试系统具有显著的优势。

随着社会的进步和商品经济的不断发展,社会对劳动者和技术人员的知识和能力水平的要求越来越高。考试作为衡量人的能力的重要手段，在现代生活的地位进一步提高，并深入到社会各个方面，各种各样的学历考试、资格证书考试层出不穷。同时，Internet技术的发展是得考试的技术手段和载体发生了革命性的变化。Internet 的开放性和分布性的特点以及基于Internet 的巨大计算能力使得考试突破了时间和空间的限制。网络应用不断扩大，如远程教育和虚拟大学的出现等;使得基于Web的在线考试系统成为现实。基于Web的在线考试系统可以发挥网络的优势，建立大型、高效、共享的题库和实现随时随地的考试，降低考试成本，减少人为的干扰。减轻教师的负担，节约人力，物力，和财力。

1. 1. 系统的特点

（1）在线考试系统中的web后台管理中的后端不再使用古老jsp+javabean+servlet[5]技术，而是使用当前主流的springboot框架，它减少java配置代码，简化编程代码，目前springboot框架也是很多企业选择的框架之一。

（2）在线考试系统中的web后台管理中的前端使用的是bootstrap框架，它配合ajax和jquery可以美化页面设计。

（3）在线考试系统中数据库用的mysql5.7，它执行效率高。

1. 1. 论文结构与章节安排

本文共分为六章，章节内容安排如下：

第一章：引言。第一章主要介绍了课题研究的背景意义，国内目前相关研究现状以及技术和本文的研究内容与主要工作。

第二章：系统分析。第二章主要从系统的可行性、功能等方面进行需求分析。

第三章：系统总体设计。第三章主要对系统功能模块、数据库进行功能设计。

第四章：系统详细设计。第四章主要介绍了系统各个用户的功能、系统界面的实现。

第五章：系统测试。第五章主要对系统的部分界面进行测试并对主要功能进行测试

1. 系统分析
   1. 可行性分析

开发任何一个系统，都要对其可行性进行分析，对其时间和资源上的限制进行考虑，这样可以减少系统开发的风险。同时，分析之后不仅能够合理的运用人力，还能在各方面资源的消耗上得到节省。下面就对技术、经济和社会三个方面来介绍。

实用性方面，本次设计的主要任务是实现在线考试、考试成绩管理等功能，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

在线考试系统的功能主要分为前端学生根据自己的需求进行注册登录，进行在线考试，成绩查询操作。后端系统管理员进行人员管理，可添加学生用户及教师用户，管理员主要对注册用户，考试管理，成绩管理等。

系统用户用例图如下所示。

图3-1 学生用例图

图3-2 管理员用例图

 图3-3 教师用例图

1. 1. 1. 前台用户功能

前端用户需求。

注册用户的功能如下：

学生注册账号：用户填写个人信息，并验证手机号码。

登录：根据账号密码进行登录操作。

在线考试：用户可以根据考试类型浏览考试题目，并选中某个考试进行在线考试操作，例如：考试名称、答题时长、总分等。

维护个人信息：用户因个人信息的变更可以随时修改自己注册信息。

考试成绩：用户可以查看自己在线考试分数。

教师登录：教师输入账户以及密码进行登录。

试题管理：教师可以在线发布考试试题。

成绩管理：教师可以在线评分及发布学生的考试成绩。

模块管理：教师可进行成绩分析和知识点分析

1. 1. 1. 后台管理员功能

管理员功能如下：

修改密码：管理员可以随时修改自己进入系统的登录密码，以保证系统的安全性。

人员管理：管理员可以对人员信息进行增删改查等。

内容管理：对考试信息进行维护管理。

模块管理：对成绩和知识点进行分析

成绩管理：对学生的考试成绩进行维护管理。

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。面对在线考试与系统存在的性能、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与系统来说，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. 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

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。

MVVM 就是将其中的View 的状态和行为抽象化，让我们将视图 UI 和业务逻辑分开。当然这些事 ViewModel 已经帮我们做了，它可以取出 Model 的数据同时帮忙处理 View 中由于需要展示内容而涉及的业务逻辑。它强制性的把应用程序的输入、输出和处理全部分开，将其分为三个核心部分，这三个部分分别有不同的功能。

图4-1系统架构图

视图层视图是指被用户所看到的并且能够与之进行交互的界面。视图可以向用户展示相关的数据，并接收用户输入的数据，但对用户数据不进行任何实际业务操作处理。

模型层通过控制层来处理视图层传递的数据，同一个模型可以给不同的视图提供数据，也可以被不同的视图重复使用。由于 Model 的主要内容是数据、方法和行为，其也是 MVVM 中逻辑最为复杂，代码量最多的部分，其中包含了许多应用中需要用到的业务逻辑，因此模型层的开发也变得尤为重要，后期一般不会对模型层进行大规模改动，也是 MVVM最稳定的部分。控制层主要负责视图层和模型层之间的数据传输和处理请求操作。当用户通过视图发送数据和请求时，控制层可以接收请求和数据并决定调用哪些模型、通过模型的哪些操作来处理数据和请求，处理完成后，控制层再将数据返回给相应的视图。

1. 1. 系统总体设计

在线考试系统总体分为前端用户模块和后端管理员模块。

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。

1. 1. 系统功能设计

登录模块：登录模块是进入系统的入口，所有用户必须登录后才能访问系统。登录需要输入用户名和密码，如果多次尝试登录需要输入验证码。登录时需要选择用户的角色，是一般用户还是管理员登录等。登录成功后，会通过数据库获取用户的权限，并跳转至用户的主页面。

试题信息数据模块：可分为试题信息数据浏览、试题信息数据检索、试题信息数据维护三个模块，管理员对试题信息数据有维护的权限，发布新的试题信息数据、更新已有的试题信息数据等。

在线考试管理模块：在线考试管理分为考试添加、修改。在线考试信息由管理员进行修改、添加、删除操作。

成绩管理模块：学生前台进行在线考试提交，教师进行考试成绩的审核以及发布，管理员可以对学生的成绩信息进行维护管理。

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试通知，学生信息，在线考试，同时存在考试信息和成绩信息。分析可以得到如下数据描述：

平台用户：用于记录用户的各种信息，包括学号、姓名、性别、手机、邮箱、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。

在线考试：存放给在线考试的内容，包括在线试卷考试名称、在线考试日期、配图数据项。

成绩信息：存储用户的成绩信息。存储用户的试卷考试成绩信息。

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：学生信息表，在线考试表，校园资讯表，成绩信息表。

由于数据表较多，只展示系统主要数据表，如下表所示。

1. 1. 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:

1. 1. 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：

1. 1. 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：

1. 1. 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：

1. 1. 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：

1. 1. 表knowledge_point_analysis (知识点分析)

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	knowledge_point_analysis_id	int	10	0	N	Y		知识点分析ID
2	teacher_no	int	10	0	Y	N	0	教师工号
3	examination_subjects	varchar	64	0	Y	N		考试科目
4	examination_time	date	10	0	Y	N		考试时间
5	student_no	int	10	0	Y	N	0	学生学号
6	student_name	varchar	64	0	Y	N		学生姓名
7	examination_knowledge_points	varchar	64	0	Y	N		考试知识点
8	knowledge_points	int	10	0	Y	N	0	知识点数
9	knowledge_point_analysis	text	65535	0	Y	N		知识点分析
10	recommend	int	10	0	N	N	0	智能推荐
11	create_time	datetime	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间
12	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间

1. 1. 表performance_analysis (成绩分析)

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	performance_analysis_id	int	10	0	N	Y		成绩分析ID
2	teacher_no	int	10	0	Y	N	0	教师工号
3	examination_subjects	varchar	64	0	Y	N		考试科目
4	examination_time	date	10	0	Y	N		考试时间
5	student_no	int	10	0	Y	N	0	学生学号
6	student_name	varchar	64	0	Y	N		学生姓名
7	examination_results	int	10	0	Y	N	0	考试成绩
8	performance_analysis	text	65535	0	Y	N		成绩分析
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

1. 1. 表student_users (学生用户)

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	student_users_id	int	10	0	N	Y		学生用户ID
2	student_no	varchar	64	0	N	N		学生学号
3	student_name	varchar	64	0	Y	N		学生姓名
4	examine_state	varchar	16	0	N	N	已通过	审核状态
5	recommend	int	10	0	N	N	0	智能推荐
6	user_id	int	10	0	N	N	0	用户ID
7	create_time	datetime	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间
8	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间

1. 1. 表teacher_user (教师用户)

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_user_id	int	10	0	N	Y		教师用户ID
2	teacher_no	varchar	64	0	N	N		教师工号
3	teacher_name	varchar	64	0	Y	N		教师姓名
4	examine_state	varchar	16	0	N	N	已通过	审核状态
5	recommend	int	10	0	N	N	0	智能推荐
6	user_id	int	10	0	N	N	0	用户ID
7	create_time	datetime	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间
8	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间

1. 1. 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

1. 1. 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：

1. 1. 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：

1. 1. 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：

表teacher_user (教师用户)

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_user_id	int	10	0	N	Y		教师用户ID
2	teacher_no	varchar	64	0	N	N		教师工号
3	full_name	varchar	64	0	Y	N		姓名
4	title	varchar	64	0	Y	N		职称
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：

1. 系统实现
   1. 注册模块的实现

用户在填写数据的时候必须与注册页面上的验证相匹配否则会注册失败，注册页面的表单验证是通过验证的，用户名的长度必须在6到18之间，邮箱必须带有@符号，密码和密码确认必须相同，你输入的密码，系统会根据你输入密码的强度给出指定的值，电话号码和身份证号码必须要求输入格式与生活相符合，当你前台验证通过的时候你点击注册，表单会将你输入的值通过name值传递给后台并保存到数据库中。

用户注册流程图如下图所示。

图5-1用户注册流程图

用户注册界面如下图所示。

图5-2用户注册界面

用户注册逻辑代码如下：

/**

     * 注册

     * @param user

     * @return

     */

    @PostMapping("register")

    public Map<String, Object> signUp(@RequestBody User user) {

        // 查询用户

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

        query.put("username",user.getUsername());

        List list = service.select(query, new HashMap<>()).getResultList();

        if (list.size()>0){

            return error(30000, "用户已存在");

        }

        user.setUserId(null);

        user.setPassword(service.encryption(user.getPassword()));

        service.save(user);

        return success(1);

}

/**

     * 用户ID：[0,8388607]用户获取其他与用户相关的数据

     */

    @Id

    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)

    @Column(name = "user_id")

    private Integer userId;

    /**

     * 账户状态：[0,10](1可用|2异常|3已冻结|4已注销)

     */

    @Basic

    @Column(name = "state")

    private Integer state;

    /**

     * 所在用户组：[0,32767]决定用户身份和权限

     */

    @Basic

    @Column(name = "user_group")

    private String userGroup;

    /**

     * 上次登录时间：

     */

    @Basic

    @Column(name = "login_time")

    private Timestamp loginTime;

    /**

     * 手机号码：[0,11]用户的手机号码，用于找回密码时或登录时

     */

    @Basic

    @Column(name = "phone")

    private String phone;

    /**

     * 手机认证：[0,1](0未认证|1审核中|2已认证)

     */

    @Basic

    @Column(name = "phone_state")

    private Integer phoneState;

    /**

     * 用户名：[0,16]用户登录时所用的账户名称

     */

    @Basic

    @Column(name = "username")

    private String username;

    /**

     * 昵称：[0,16]

     */

    @Basic

    @Column(name = "nickname")

    private String nickname;

    /**

     * 密码：[0,32]用户登录所需的密码，由6-16位数字或英文组成

     */

    @Basic

    @Column(name = "password")

    private String password;

    /**

     * 邮箱：[0,64]用户的邮箱，用于找回密码时或登录时

     */

    @Basic

    @Column(name = "email")

    private String email;

    /**

     * 邮箱认证：[0,1](0未认证|1审核中|2已认证)

     */

    @Basic

    @Column(name = "email_state")

    private Integer emailState;

    /**

     * 头像地址：[0,255]

     */

    @Basic

    @Column(name = "avatar")

    private String avatar;

    /**

     * 创建时间：

     */

    @Basic

    @Column(name = "create_time")

    @JsonFormat(pattern = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss")

    private Timestamp createTime;

    @Basic

    @Transient

    private String code;

}

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，已经发布模拟考试信息管理，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5-3登录流程图

用户登录界面如下图所示。

图5-4用户登录界面

用户登录的逻辑代码如下所示。

/**

     * 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. 考试管理模块的实现

如果考试数据的信息需要修改，管理员可以通过查询考试数据的基本信息来查询，查询考试数据是通过ajax技术来进行查询的，需要传递考试的类型、题目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。

考试管理界面如下图所示。

图5-5考试管理界面

考试管理的逻辑代码如下：

 @PostMapping("/add")

    @Transactional

    public Map<String, Object> add(HttpServletRequest request) throws IOException {

        service.insert(service.readBody(request.getReader()));

        return success(1);

    }

    @Transactional

    public Map<String, Object> addMap(Map<String,Object> map){

        service.insert(map);

        return success(1);

}

    public Map<String,Object> readBody(BufferedReader reader){

        BufferedReader br = null;

        StringBuilder sb = new StringBuilder("");

        try{

            br = reader;

            String str;

            while ((str = br.readLine()) != null){

                sb.append(str);

            }

            br.close();

            String json = sb.toString();

            return JSONObject.parseObject(json, Map.class);

        }catch (IOException e){

            e.printStackTrace();

        }finally{

            if (null != br){

                try{

                    br.close();

                }catch (IOException e){

                    e.printStackTrace();

                }

            }

        }

        return null;

}

    public void insert(Map<String,Object> body){

        StringBuffer sql = new StringBuffer("INSERT INTO ");

        sql.append("`").append(table).append("`").append(" (");

        for (Map.Entry<String,Object> entry:body.entrySet()){

            sql.append("`"+humpToLine(entry.getKey())+"`").append(",");

        }

        sql.deleteCharAt(sql.length()-1);

        sql.append(") VALUES (");

        for (Map.Entry<String,Object> entry:body.entrySet()){

            Object value = entry.getValue();

            if (value instanceof String){

                sql.append("'").append(entry.getValue()).append("'").append(",");

            }else {

                sql.append(entry.getValue()).append(",");

            }

        }

        sql.deleteCharAt(sql.length() - 1);

        sql.append(")");

        log.info("[{}] - 插入操作：{}",table,sql);

        Query query = runCountSql(sql.toString());

        query.executeUpdate();

    }

1. 1. 成绩管理模块的实现

根据需求，需要对成绩信息进行添加、删除或修改详情信息。删除或修改成绩信息时，系统根据成绩信息的状态判定为可删除状态下，才会给出删除和修改链接，点击删除链接按钮时，请求到达后台，还会先查询成绩状态再次做出判定能否删除。点击修改链接按钮时，会跳转到修改信息的页面，重新填写好数据后，数据提交到后台会对数据库中相应的记录做出修改。

添加成绩信息时，会给出数据填写的页面，该页面根据填写好的学生成绩同样会事先发送Ajax请求查询编号是否已存在，数据填写好之后提交到后台，会调用相关服务在数据库中插入记录。

成绩管理流程图如下图所示。

图5-6成绩管理流程图

成绩查看页面设计效果如下图所示。

图5-7成绩查看界面

成绩管理页面效果如下图所示。

图5-8成绩管理界面

成绩管理界面关键代码如下：

@RequestMapping(value = {"/avg_group", "/avg"})

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

        Query count = service.avg(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

下表是在线考试功能的测试用例，检测了在线考试中对考试信息的增加，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6-1 考试的测试用例

功能描述	用于考试
测试目的	检测考试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
点击添加考试，必填项合法输入，点击保存	提示添加成功	与预期结果一致
点击添加考试，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
点击修改考试，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
点击修改考试，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
点击删除考试，选择考试删除	提示删除成功	与预期结果一致
点击搜索考试，输入存在的考试名	查找出考试	与预期结果一致
点击搜索考试，输入不存在的考试名	不显示考试	与预期结果一致

下表是成绩管理功能的测试用例，检测了成绩管理中分类列表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6-3 成绩管理的测试用例

功能描述	用于成绩管理
测试目的	检测成绩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

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。该课题是在线考试为核心展开的，主要是为了实现学生在线考试信息化管理的需求。

本研究针对在线考试系统需求建模，数据建模及过程建模分析设计并实现课程考试系统的过程。给出系统应用架构并分析优劣势，通过功能分解图，系统组件图描述功能需求。设计建立了数据库，给出系统关键数据结构的定义。通过类关系图描述组件间的协作关系，给出各个类的定义方法。通过描述每一个类的字段，属性及方法实现在线考试系统的前后端代码。最终给出系统集成整合方法，完成在线考试系统的设计与实现。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。