Computer Information Technology：VFP試題庫系統(tǒng)后臺(tái)管理系統(tǒng)的開發(fā)

 

1.引言

計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，為現(xiàn)代教育方式的改革提供了必要的技術(shù)基礎(chǔ)，使得近年來教學(xué)的方法和手段多樣化。教學(xué)過程中大量引入當(dāng)今計(jì)算機(jī)方面的技術(shù)，形成各具特色的、更加方便的智能計(jì)算機(jī)教學(xué)系統(tǒng)。而在其中，以計(jì)算機(jī)來輔助的題庫管理系統(tǒng)作為智能計(jì)算機(jī)教學(xué)系統(tǒng)的核心，受到人們廣泛的重視。采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成試卷的功能，并通過積累逐步形成有效的、大量的試題庫，使試題和試卷的管理更加的高效和快捷，同時(shí)也使的教學(xué)和考試的方式有了更多的選擇，這對(duì)提高教學(xué)的效率，高效地利用有限的教學(xué)資源和使傳統(tǒng)的教學(xué)方式逐步走向自動(dòng)化具有顯而易見的促進(jìn)作用。http://ukthesis.org/jsjwl/

 

2.相關(guān)知識(shí)介紹

2.1 Microsoft Visual Studio平臺(tái)簡(jiǎn)介

Visual Studio是微軟公司于1997年推出的一款軟件開發(fā)平臺(tái)，是當(dāng)今應(yīng)用最廣泛的Windows平臺(tái)應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境。這個(gè)平臺(tái)目前已經(jīng)發(fā)展到10.0版本，也就是剛剛推出Visual Studio 2010。Visual Studio可以用來創(chuàng)建Windows平臺(tái)下的Windows應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，同時(shí)也可以用來創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、智能設(shè)備應(yīng)用程序和Office插件。#p#分頁標(biāo)題#e#

2.2數(shù)據(jù)庫SQL Server簡(jiǎn)介

SQL(Structured Query Language)也就是結(jié)構(gòu)化查詢語言。SQL語言的主要功能就是同各種各樣的數(shù)據(jù)庫建立聯(lián)系，進(jìn)行溝通以及管理。按照ANSI(美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì))的規(guī)定，SQL被作為關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)語言。SQL語句可以用來執(zhí)行各種數(shù)據(jù)庫操作，例如在數(shù)據(jù)庫中添加數(shù)據(jù)，更新數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)庫中提取數(shù)據(jù)以及刪除數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)等。絕大多數(shù)當(dāng)今流行的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)都采用了SQL語言標(biāo)準(zhǔn)。很多數(shù)據(jù)庫都對(duì)SQL語句進(jìn)行了再次的發(fā)展，但是包括Insert, Delete, Update, Select, Create以及Drop在內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)的SQL命令依然能夠被用以完成所有的數(shù)據(jù)操作。SQL Server是一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫的管理系統(tǒng)。它最初是由Microsoft、 Sybase 和Ashton-Tate三家公司共同開發(fā)的。

在本項(xiàng)目中，由于版權(quán)原因以及各種其他軟件的適應(yīng)性我們?nèi)匀徊捎肰isual Studio 2005+SQL Server 2005來完成本項(xiàng)目。

2.3高級(jí)程序語言C#簡(jiǎn)介

C#是微軟在2006年發(fā)布的一種為.NET Framework平臺(tái)做的重要的程序語言之一，它有著來源于C/C++的強(qiáng)大功能和Delphi、Visual Basic易用性，它吸收了其他程序語言的許多優(yōu)點(diǎn)卻只有大約80個(gè)關(guān)鍵字。C#是第一個(gè)組件導(dǎo)向的程序語言，同時(shí)也是精確、簡(jiǎn)單的面向?qū)ο缶幊陶Z言。C#語言的定義是從C和C++繼承而來的，從語言中的許多地方都反映出了這一點(diǎn)，并且同時(shí)C#也有著自己新的特點(diǎn)，比如說還能與其他語言交互操作，C#包含一系列稱之為“類”的獨(dú)立的程序設(shè)計(jì)單元，這些類可以相互作用和交互。它是編寫企業(yè)應(yīng)用程序的一種使用簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大、表達(dá)力豐富的編程語言。

 

3.系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

3.1開發(fā)模式分析

當(dāng)今的軟件體系架構(gòu)，分層式結(jié)構(gòu)是應(yīng)用最為廣泛、最重要的一種結(jié)構(gòu)。分層式結(jié)構(gòu)一般來說可以分為三層，分別是：

(1) 表現(xiàn)層（UI）：處于離用戶最近的位置，即表現(xiàn)給用戶的可視化界面，運(yùn)行應(yīng)用程序的時(shí)候用戶的所見所得，用來顯示業(yè)務(wù)邏輯層處理之后的數(shù)據(jù)和接受用戶輸入的數(shù)據(jù)并傳輸給業(yè)務(wù)邏輯層。

(2) 業(yè)務(wù)邏輯層（BLL）：是系統(tǒng)架構(gòu)當(dāng)中最能體現(xiàn)其核心價(jià)值的部分。其重點(diǎn)在于對(duì)具體表現(xiàn)層、數(shù)據(jù)訪問層傳過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行業(yè)務(wù)合法性驗(yàn)證以及邏輯處理。它處于表現(xiàn)層和數(shù)據(jù)訪問層的中間，在其中起到了承上啟下的關(guān)鍵作用。 

(3) 數(shù)據(jù)訪問層（DAL）：直接連接并操作數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)，具體的來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的增加、刪除、修改、查找、數(shù)據(jù)的持久化等，并將結(jié)果提交給業(yè)務(wù)邏輯層。 

這種區(qū)分層次的方法是為了實(shí)現(xiàn)低耦合，高內(nèi)聚。三層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單來說就是在客戶端和數(shù)據(jù)庫之間增加了一個(gè)中間層。所謂的三層體系，并非是指物理上的三層，不是簡(jiǎn)單的將三臺(tái)機(jī)器合在一起就是三層體系結(jié)構(gòu)，三層體系結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也不僅僅是在C/S、B/S應(yīng)用程序方面，這里的三層指的是邏輯上的三層。三層體系架構(gòu)的應(yīng)用程序?qū)I(yè)務(wù)邏輯、數(shù)據(jù)的處理、合法性驗(yàn)證等工作放到了中間層進(jìn)行處理。一般來說，客戶端是不會(huì)直接對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行處理，而是通過數(shù)據(jù)訪問層來建立連接，再經(jīng)由業(yè)務(wù)邏輯層與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互等工作。在三層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，遵循了面向接口設(shè)計(jì)的思想，也就意味著三層結(jié)構(gòu)之間的是向下依賴的，下一層對(duì)于上一層來說是“無知”的，當(dāng)改變上一層的設(shè)計(jì)而不改變下一層的接口定義時(shí)對(duì)于其調(diào)用下一層來說是沒有任何影響的。這樣開發(fā)人員就可以只關(guān)注其中的某一層，并且很容易用新的層來替換原有的，從而達(dá)到良好的分工協(xié)調(diào)、各層代碼的復(fù)用以及代碼更新的功能。但是這樣分層降低了系統(tǒng)的性能以及效率。因?yàn)槿绻徊捎眠@樣的分層式結(jié)構(gòu)，那么很多業(yè)務(wù)便可以直接訪問數(shù)據(jù)庫。分層結(jié)構(gòu)有時(shí)也會(huì)導(dǎo)致自上而下的級(jí)聯(lián)的修改。#p#分頁標(biāo)題#e#

3.2關(guān)鍵技術(shù)存儲(chǔ)過程分析

Sql Server中的存儲(chǔ)過程是一組被命名的存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中的為了完成特定功能的Transacation-Sql語句集。存儲(chǔ)過程是可重復(fù)利用的一種方法,支持參數(shù)變量、條件執(zhí)行以及其他的編程功能。應(yīng)用程序能夠通過存儲(chǔ)過程的名字以及參數(shù)來調(diào)用執(zhí)行存儲(chǔ)過程。存儲(chǔ)過程是數(shù)據(jù)庫的一個(gè)重要的組成部分。

存儲(chǔ)過程是使用SQL Server提供的Transact-SQL語言編寫的程序語句。Transact-SQL語言主要提供變量說明、ANSI兼容的SQL命令、一般流程控制命令、內(nèi)部函數(shù)等功能來讓用戶設(shè)計(jì)出符合引用需求的程序。存儲(chǔ)過程由應(yīng)用程序通過調(diào)用來執(zhí)行，允許用戶聲明變量，可以輸入和輸出參數(shù)、返回執(zhí)行存儲(chǔ)過程的狀態(tài)值，也可以嵌套調(diào)用。存儲(chǔ)過程相對(duì)于其他的數(shù)據(jù)庫訪問方法有以下的優(yōu)點(diǎn)：

(1) 可重用性。存儲(chǔ)過程可重復(fù)調(diào)用，因此減少了數(shù)據(jù)庫開發(fā)人員的工作量。

(2) 高效性。存儲(chǔ)過程在創(chuàng)建的時(shí)候就進(jìn)行了編譯，而一般的SQL語句每執(zhí)行一次就需要編譯一次，所以存儲(chǔ)過程能快速的執(zhí)行。

(3) 節(jié)省性。存儲(chǔ)過程編譯好之后存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)程序調(diào)用存儲(chǔ)過程的時(shí)候只需傳遞存儲(chǔ)過程的名稱及參數(shù)，因此降低了網(wǎng)絡(luò)通信量。

(4) 安全性。參數(shù)化的存儲(chǔ)過程可以防止SQL注入式的攻擊，而且可以使沒有權(quán)限的用戶在控制下間接地存取數(shù)據(jù)，可以使相關(guān)的數(shù)據(jù)操作結(jié)合事務(wù)處理以保證數(shù)據(jù)完整性。

存儲(chǔ)過程分為了三類：系統(tǒng)存儲(chǔ)過程、擴(kuò)展存儲(chǔ)過程以及用戶定義的存儲(chǔ)過程。其中，用戶定義的存儲(chǔ)過程分為CLR和Transaction-SQL兩種類型。Transaction-SQL存儲(chǔ)過程也就是的Transaction-SQL語句集合，可以輸入和輸出應(yīng)用程序提供的參數(shù)。

 

4.系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

4.1 系統(tǒng)面向的用戶

根據(jù)試題庫系統(tǒng)的需求并結(jié)合實(shí)際考察情況，試題庫系統(tǒng)主要用戶可分為四類。包括管理員用戶、教師用戶、學(xué)生用戶以及游客用戶。

其中管理員用戶具有登錄、管理用戶的功能，教師用戶具有登錄、添加刪除修改試題、自動(dòng)出卷、手動(dòng)出卷等功能，學(xué)生用戶具有登錄、抽卷、模擬測(cè)試并總分的功能、游客具有抽卷、模擬測(cè)試并總分的功能。

試題庫系統(tǒng)最終面向?qū)W院教學(xué)、行政、學(xué)工等管理人員（而且因工作責(zé)任不同而使用不同的系統(tǒng)功能），用戶能夠使用基本的計(jì)算機(jī)辦公軟件便能很好的使用試題庫系統(tǒng)。

4.2 系統(tǒng)流程圖

 

密碼錯(cuò)誤

數(shù)據(jù)庫

檢查

錯(cuò)誤信息

輸入用戶名和密碼

 

系統(tǒng)登錄界面#p#分頁標(biāo)題#e#

運(yùn)行程序

功能處理

 

功能界面

密碼正確

圖1 系統(tǒng)流程圖

4.3 系統(tǒng)的主要功能

VFP試題庫系統(tǒng)是專門用于用戶注冊(cè)、登錄、試題管理、模擬測(cè)試以及管理員進(jìn)行管理用戶的C#應(yīng)用程序。試題庫系統(tǒng)具有開放性、方便性和靈活性。而后臺(tái)題庫管理主要是教師用戶的一些操作，教師用戶可以輕松地向題庫添加、修改和查詢?cè)囶}。

試題庫系統(tǒng)的主要功能特點(diǎn)有以下幾點(diǎn):

(1) 用戶管理模塊：

用戶管理模塊主要是對(duì)由管理員對(duì)新用戶進(jìn)行注冊(cè)、刪除、密碼修改等操作。

(2) 用戶合法性驗(yàn)證模塊

該模塊的功能是在系統(tǒng)被訪問之前，要對(duì)進(jìn)入系統(tǒng)的用戶進(jìn)行安全性檢查，防止非法用戶進(jìn)入系統(tǒng)破壞數(shù)據(jù)及威脅系統(tǒng)安全，避免不必要的損失。只有合法的用戶在輸入正確的密碼后方可進(jìn)入系統(tǒng)使用相應(yīng)的功能。

(3) 后臺(tái)題庫管理模塊

在該界面窗口中，主要是由教師用戶來執(zhí)行對(duì)試題庫的管理（包括試題的錄入、刪除、修改、瀏覽、統(tǒng)計(jì)等）、試卷管理（包括手工、自動(dòng)組卷、試卷瀏覽統(tǒng)計(jì)等）等功能的操作。其中試題庫管理包括的子模塊有題目所屬的部分（VF程序設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)軟件基礎(chǔ)）、題目類型、題目?jī)?nèi)容、題目分值、條件查詢等。試卷管理包括的子模塊有分題目類型統(tǒng)計(jì)分?jǐn)?shù)、試卷總分、錯(cuò)題統(tǒng)計(jì)、查看題庫結(jié)構(gòu)、生成Word文檔、保存試卷等。

(4) 自動(dòng)出卷模擬測(cè)試模塊

該模塊主要實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)自動(dòng)從試題庫中按照一定的規(guī)則來取出一組試題并將之組合成一套試卷，用戶可以選擇輸出試卷（如Word文檔）、打印試卷或者是直接在模擬測(cè)試頁面答題，答題之后系統(tǒng)將自動(dòng)評(píng)分并自動(dòng)組成錯(cuò)題集。

4.4 系統(tǒng)類圖分析

(1) 系統(tǒng)總體類庫結(jié)構(gòu)

ExaminationSystem 表現(xiàn)層

ExaminationSystemBLL 業(yè)務(wù)邏輯

ExaminationSystemDAL 數(shù)據(jù)訪問層

ExaminationSystemModels 實(shí)體層

 

圖2 系統(tǒng)總體類庫結(jié)構(gòu)

(2) 表現(xiàn)層類圖

 

圖3 表現(xiàn)層類圖

(3) 業(yè)務(wù)邏輯層類圖

QuestionManager 試題類

TestManager 試卷類

UserManager 用戶類

ExaminationSystemBLL 業(yè)務(wù)邏輯

 

圖4 #p#分頁標(biāo)題#e#業(yè)務(wù)邏輯層類圖

(4) 數(shù)據(jù)訪問層類圖

QuestionService 試題類

TestService 試卷類

UserService 用戶類

ExaminationSystemDAL 數(shù)據(jù)訪問層

圖5數(shù)據(jù)訪問層類圖

(5) 實(shí)體類圖

Question 試題類

Test 試卷類

User 用戶類

ExaminationSystemModels 實(shí)體層

圖6 實(shí)體層類圖

4.5數(shù)據(jù)訪問層的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

數(shù)據(jù)訪問層ExaminationSystemDAL中由QuestionService提供和試題相關(guān)的數(shù)據(jù)庫訪問和操作，其中包括添加試題、通過試題編號(hào)來刪除試題、查詢所有試題、通過傳入條件來查詢?cè)囶}、通過編號(hào)來查詢?cè)囶}、通過傳入條件來查詢?cè)囶}并隨機(jī)排列、查詢?cè)囶}統(tǒng)計(jì)、修改試題；UserService提供和用戶相關(guān)的數(shù)據(jù)庫訪問和操作，其中包括通過用戶編號(hào)來刪除用戶、添加用戶、通過用戶名來查詢用戶密碼、查詢所有用戶、通過用戶名來查詢用戶、修改用戶密碼；TestService提供和試卷相關(guān)的數(shù)據(jù)庫訪問和操作，其中包括通過試卷編號(hào)來刪除試卷、添加試卷、查詢所有試卷、通過編號(hào)來查詢?cè)嚲?。?shù)據(jù)訪問層被設(shè)計(jì)于三層結(jié)構(gòu)的最底層，數(shù)據(jù)訪問層將直接面向數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)訪問層依賴于實(shí)體層，被業(yè)務(wù)邏輯層依賴。

4.6 實(shí)體層的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

對(duì)于大量的數(shù)據(jù)來說用變量做參數(shù)顯然是不合適的，于是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)創(chuàng)建了實(shí)體層，實(shí)體層是面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)思想中最基本的類，把大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝，在這里起到數(shù)據(jù)的實(shí)體化存儲(chǔ)作用。在VFP試題庫系統(tǒng)中實(shí)體層定義為ExaminationSystemModels，其中包含了Question、User、Test三個(gè)實(shí)體類，將試題、用戶、試卷分別實(shí)體化。試題的屬性包含了試題編號(hào)、試題內(nèi)容、試題的正確答案、試題的問題數(shù)目、題型、試題所屬的部分、試題錄入者編號(hào)、添加試題的時(shí)間、最后修改試題的時(shí)間。用戶的屬性包括用戶編號(hào)、用戶名、用戶密碼、用戶類型。試卷的屬性包括試卷編號(hào)、判斷題集合、選擇題集合、程序閱讀題集合、填空題集合、創(chuàng)建試卷時(shí)間。實(shí)體層同時(shí)被表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)訪問層引用。

4.7 業(yè)務(wù)邏輯層的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

業(yè)務(wù)邏輯層ExaminationSystemBLL中包含了QuestionManager、UserManager、TestManager三個(gè)類文件。在其中實(shí)現(xiàn)用戶合法性的驗(yàn)證、對(duì)數(shù)據(jù)的優(yōu)化、處理。VFP試題庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，不需要大量的數(shù)據(jù)處理就能直接存入數(shù)據(jù)庫。只有部分?jǐn)?shù)據(jù)訪問層傳入的數(shù)據(jù)需要經(jīng)過數(shù)據(jù)字典翻譯之后再呈現(xiàn)表現(xiàn)層。在VFP試題庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字典中的定義了試題所屬部分、試題類型、用戶類型為INT類型的數(shù)字來表示。因此在業(yè)務(wù)邏輯層中將針對(duì)這些字段進(jìn)行翻譯為用戶能夠理解的表達(dá)方式。#p#分頁標(biāo)題#e#

 

5.數(shù)據(jù)庫分析

5.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

VFP試題庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫在設(shè)計(jì)師應(yīng)該滿足用戶的各種應(yīng)用需求，并且能夠高效、安全的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。在概念設(shè)計(jì)階段針對(duì)試題、試卷、用戶等信息建立抽象的概念數(shù)據(jù)模型，使之能夠真實(shí)的反映試題、試卷等的屬性、聯(lián)系以及相互的制約情況。接下來在邏輯設(shè)計(jì)中將數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)成數(shù)據(jù)庫的一種邏輯模式。最后根據(jù)SQL server提供的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取方法選定具體的物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)如下所示：

(1) 試題表(TblQuestion)

包括試題編號(hào)、試題進(jìn)制數(shù)、試題正確答案、試題答案數(shù)、題型、試題部分、錄入編號(hào)、添加試題時(shí)間、修改試題時(shí)間。

(2) 試卷結(jié)構(gòu)表(TblTest)

包括試卷編號(hào)、軟件基礎(chǔ)部分判斷題個(gè)數(shù)、軟件基礎(chǔ)部分選擇題個(gè)數(shù)、程序設(shè)計(jì)部分選擇題個(gè)數(shù)、程序設(shè)計(jì)部分讀程序題個(gè)數(shù)、程序設(shè)計(jì)部分填空題個(gè)數(shù)、添加試卷時(shí)間、最后修改時(shí)間。

(3) 試卷關(guān)系表(TblTestQuestion)

包括試卷編號(hào)、試題編號(hào)、試題分?jǐn)?shù)。

(4) 用戶表(TblUser)

包括用戶編號(hào)、用戶名、密碼、用戶類型。

5.2 數(shù)據(jù)庫的連接

在VFP試題庫系統(tǒng)中是通過配置app.config來實(shí)現(xiàn)連接數(shù)據(jù)庫的。當(dāng)數(shù)據(jù)庫的連接修改的時(shí)候，通過配置文件使得對(duì)數(shù)據(jù)庫連接字符串的修改更加容易與方便，而不用去修改應(yīng)用程序的代碼。首先，要導(dǎo)入configuration包，然后通過ConfigurationManager來獲取連接字符串并在數(shù)據(jù)訪問層中實(shí)現(xiàn)連接在SQL Server中創(chuàng)建的數(shù)據(jù)庫，并對(duì)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行添加、刪除、修改、查詢等操作。具體實(shí)現(xiàn)的代碼在這里就不多做描述了。

5.3 存儲(chǔ)過程的設(shè)計(jì)與編寫

在VFP試題庫系統(tǒng)中一共設(shè)計(jì)了18組用戶自定義存儲(chǔ)過程，如下所示：

usp_DeleteQuestionById 通過試題編號(hào)來刪除試題

usp_DeleteTestById 通過試卷編號(hào)來刪除試卷

usp_DeleteUserById 通過用戶編號(hào)來刪除用戶

usp_InsertQuestion 添加試題

usp_InsertUser 添加用戶

usp_InsertTest 添加試卷

usp_SelectAllQuestion 查詢所有試題

usp_SelectPwdByName 通過用戶名來查詢用戶密碼

usp_SelectQuestionByCondition 通過傳入條件來查詢?cè)囶}

usp_SelectQuestionByQuestionID 通過編號(hào)來查詢?cè)囶}

usp_SelectQuestionRandomByCondition 通過傳入條件來查詢?cè)囶}并隨機(jī)排列

usp_SelectQuestionStatistics 查詢?cè)囶}統(tǒng)計(jì)

usp_SelectUserAll 查詢所有用戶

usp_SelectUserByName 通過用戶名來查詢用戶

usp_SelectTestAll 查詢所有試卷#p#分頁標(biāo)題#e#

usp_SelectTestByID 通過編號(hào)來查詢?cè)嚲?/div>