基于UML的網(wǎng)絡(luò)分布式考試系統(tǒng)軟件建模

李莉

摘要 隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在教育實(shí)踐應(yīng)用中的發(fā)展，考試系統(tǒng)軟件已經(jīng)廣泛應(yīng)用于廣大高等中等院校中，系統(tǒng)的規(guī)模和復(fù)雜度與日俱增，系統(tǒng)的相關(guān)體系結(jié)構(gòu)也發(fā)生了各種變化，朝著大型分布式、協(xié)同化、更加智能化的方向發(fā)展。相關(guān)領(lǐng)域的研究者們，試圖對(duì)日益復(fù)雜化的考試系統(tǒng)進(jìn)行剖析和研究，一個(gè)系統(tǒng)依據(jù)軟件的建模來(lái)實(shí)現(xiàn)相關(guān)的功能。因此，軟件建模是一個(gè)軟件在實(shí)施過(guò)程中非常關(guān)鍵的因素。本文采用了軟件統(tǒng)一過(guò)程RUP和統(tǒng)一建模語(yǔ)言UML，對(duì)網(wǎng)絡(luò)分布式考試系統(tǒng)進(jìn)行軟件建模，為系統(tǒng)的構(gòu)建和進(jìn)一步擴(kuò)展奠定良好的基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】統(tǒng)一建模語(yǔ)言 軟件建模 分布式考試系統(tǒng)

現(xiàn)代教育和計(jì)算機(jī)聯(lián)合的越來(lái)越密切，學(xué)校里面相關(guān)的考試也由考試系統(tǒng)來(lái)代替，如何更好的應(yīng)對(duì)考試系統(tǒng)規(guī)模的增加、復(fù)雜度的增加是我們亟待解決的問(wèn)題，系統(tǒng)復(fù)雜度、規(guī)模慢慢在增加，它的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)思想、技術(shù)手段正在發(fā)生巨大的變化，網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)正在向智能化、分布式、協(xié)作化的方向進(jìn)行發(fā)展。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的幫助下，網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的規(guī)模正在日益擴(kuò)大和膨脹。通過(guò)軟件工程的角度，本文對(duì)網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析，其是系統(tǒng)開(kāi)發(fā)成功的關(guān)鍵。

1 關(guān)于分布式網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論

1.1 網(wǎng)絡(luò)分布式考試系統(tǒng)的概念

有關(guān)考試系統(tǒng)的說(shuō)法較多，比較常見(jiàn)的說(shuō)法有：

（1）考試系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行測(cè)試并由計(jì)算機(jī)自動(dòng)評(píng)判的軟件環(huán)境。

（2）考試系統(tǒng)是教學(xué)系統(tǒng)的重要組成部分，主要實(shí)現(xiàn)考試題庫(kù)的建立、出題、考試、評(píng)卷、成績(jī)查詢分析等功能。

（3）網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)是通過(guò)教育測(cè)量基礎(chǔ)理論對(duì)原有的、傳統(tǒng)的紙筆考試程序的網(wǎng)絡(luò)化改造，其應(yīng)該包含分別針對(duì)教師特有的功能和考生的考試功能。

教師功能包括題庫(kù)管理、組卷、統(tǒng)判卷和成績(jī)統(tǒng)計(jì)分析等，考生的考試功能包括試題呈現(xiàn)、考場(chǎng)管理、自動(dòng)判卷等功能。根據(jù)多種理解方式，將網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)定義為使用教育測(cè)量理論作為基礎(chǔ)指導(dǎo)，使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行測(cè)試并自動(dòng)評(píng)判的軟件系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)分布式考試系統(tǒng)流程圖如圖1所示。

1.2 網(wǎng)絡(luò)分布式考試系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)原則

1.2.1 以測(cè)試?yán)碚摓橹笇?dǎo)

在開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的前期，需要選定以一種測(cè)試?yán)碚撟鳛轭}庫(kù)開(kāi)發(fā)功能的指導(dǎo)依據(jù)。在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)試題的組織、題庫(kù)的建立、試題的參數(shù)標(biāo)注等功能時(shí)，應(yīng)該以《現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育資源建設(shè)技術(shù)規(guī)范》為開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，做到使網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)中題庫(kù)具有合法性和規(guī)范性。

1.2.2 以提高教學(xué)效果為宗旨

計(jì)算機(jī)考試并不是考試的目的而是一種手段，以更好的服務(wù)于網(wǎng)絡(luò)教務(wù)最為最終的目的。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)考試可以了解教師的教學(xué)情況和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。它的重要之處在于，教師和學(xué)生之間可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)考試來(lái)得到自己需要的信息，從而可以進(jìn)一步的調(diào)整網(wǎng)絡(luò)教育的每個(gè)環(huán)節(jié)，最終使網(wǎng)絡(luò)教學(xué)發(fā)展的更好。

1.2.3 以個(gè)性化學(xué)習(xí)為中心

在網(wǎng)絡(luò)考試的過(guò)程中，系統(tǒng)要充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和學(xué)生的個(gè)性化。在系統(tǒng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行自測(cè)時(shí)，他們可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)水平和學(xué)習(xí)進(jìn)度選擇各種難易程度不同的試題;在進(jìn)行學(xué)習(xí)、考試之后，他們可以通過(guò)成績(jī)查詢進(jìn)而對(duì)近來(lái)的學(xué)習(xí)方式和效果進(jìn)行分析。

1.2.4 以方便教師為導(dǎo)向

教師作為重要的用戶之一，系統(tǒng)中應(yīng)該將其教學(xué)過(guò)程作為主導(dǎo)性地位體現(xiàn)出來(lái)。為了方便教師的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)將為教師們提供抽題組卷、主觀題閱卷、分析學(xué)生成績(jī)等功能。

2 考試系統(tǒng)軟件需求分析建模

2.1 需求分析建模的步驟

在最終解決方案及問(wèn)題之間的橋梁的第一步是需求獲取。描述系統(tǒng)中用戶需求是獲取需求中的一個(gè)必不可少的結(jié)果，通過(guò)與客戶溝通并理解客戶的需求對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行描述，從而使系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員與用戶之間達(dá)成共識(shí)，即明確系統(tǒng)的具體功能是哪些。在需求獲取過(guò)程中，分布式的網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的步驟有以下幾點(diǎn)：

（1）首先對(duì)系統(tǒng)邊界和范圍進(jìn)行確定。

（2）接著定義系統(tǒng)中的活動(dòng)者。

（3）再接下來(lái)，定義系統(tǒng)中的用例并分析用例間的聯(lián)系。

（4）最后，通過(guò)層次劃分進(jìn)行系統(tǒng)的用例框圖描述，構(gòu)成需求獲取最終的用例模型。

在需求獲取階段，因?yàn)榭蛻糁荒軐?duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行模糊性的表達(dá)，無(wú)法獲取精確的需求細(xì)節(jié)問(wèn)題。所以在需求分析的這個(gè)階段，使用開(kāi)發(fā)人員的語(yǔ)言來(lái)精化和組織需求獲取階段所描述的需求，并對(duì)系統(tǒng)需求功能進(jìn)行進(jìn)一步精確的分析。以能夠更精確的理解系統(tǒng)需求功能作為最終目的，進(jìn)而助于確定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的需求描述且方便今后維護(hù)。在分布式的網(wǎng)絡(luò)考試的需求分析過(guò)程中，其步驟如下：

（1）提取系統(tǒng)中每個(gè)用例的分析類，包括邊界類、控制類和實(shí)體類。

（2）根據(jù)獲得的分析類，對(duì)每個(gè)用例進(jìn)行實(shí)現(xiàn)分析。

（3）綜合各用例提取的分析類，得到整個(gè)系統(tǒng)的分析類模型及用例實(shí)現(xiàn)的交互模型。。

2.2 需求獲取建模

由于分布式的網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較龐大、功能比較繁雜，又因?yàn)槠鋷缀醢颜麄€(gè)傳統(tǒng)式的考試模式轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)，使得各個(gè)功能環(huán)節(jié)相互依連，使得對(duì)網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)工作變得非常繁重。系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，最為關(guān)鍵的一步是需求獲取。因此在進(jìn)行需求獲取時(shí)必須小心仔細(xì)，從而做到準(zhǔn)確詳細(xì)。通過(guò)從現(xiàn)有的考試系統(tǒng)中，可以歸納總結(jié)考試過(guò)程中的步驟和需求，進(jìn)而可以分析網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)應(yīng)該準(zhǔn)備開(kāi)發(fā)的功能。系統(tǒng)的功能圖如圖1所示。

3 考試系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)建模

3.1 設(shè)計(jì)建模步驟

在設(shè)計(jì)建模階段，分布式的網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)是解決如何實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的問(wèn)題，主要完成軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)兩個(gè)方面的工作。

軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是高級(jí)設(shè)計(jì)，主要包括以下步驟：

（1）對(duì)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行層次劃分。

（2）體系結(jié)構(gòu)的子系統(tǒng)劃分。

（3）建立三層體系結(jié)構(gòu)與類之間的映射關(guān)系。

詳細(xì)設(shè)計(jì)中首先要詳細(xì)描述每一個(gè)類，包括類的屬性、操作、類之間的關(guān)系，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)用例進(jìn)行設(shè)計(jì)。詳細(xì)設(shè)計(jì)包括如下內(nèi)容：

（1）設(shè)計(jì)實(shí)體類的屬性和操作。

（2）設(shè)計(jì)邊界類的功能組成和操作。

（3）設(shè)計(jì)類之間的關(guān)系。

（4）構(gòu)造設(shè)計(jì)類圖模型。

（5）借助交互圖實(shí)現(xiàn)用例設(shè)計(jì)。

（6）設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)模型。

（7）設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)模型。

（8）設(shè)計(jì)建模的評(píng)審。

3.2 對(duì)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)建模分析

系統(tǒng)在進(jìn)行設(shè)計(jì)和構(gòu)成上基本的、可供選擇的設(shè)計(jì)形態(tài)及總體結(jié)構(gòu)就是系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。在實(shí)質(zhì)上，它是對(duì)系統(tǒng)需求功能進(jìn)行抽象的解決方法。在了解和學(xué)習(xí)了軟件設(shè)計(jì)的體系結(jié)構(gòu)后，網(wǎng)絡(luò)分布式考試系統(tǒng)的構(gòu)造過(guò)程變?yōu)椤皢?wèn)題總結(jié)定義一系統(tǒng)需求功能一體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)描述一系統(tǒng)功能詳細(xì)設(shè)計(jì)一系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)”。這一構(gòu)造過(guò)程，總體可以認(rèn)為是為系統(tǒng)需求與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)之間的架起了一座橋梁。

系統(tǒng)的基本功能、主體結(jié)構(gòu)和宏觀特性的決定體現(xiàn)了系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中的重要性。要研究軟件體系結(jié)構(gòu)，首先要研究如何表示軟件體系結(jié)構(gòu)，即系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)如何進(jìn)行建模。大型分布式系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)就是通過(guò)建立各種模型，從各個(gè)層面、層次出發(fā)對(duì)系統(tǒng)首先進(jìn)行理解，接下來(lái)分化并描述，再求精，最后達(dá)到降低構(gòu)造系統(tǒng)的復(fù)雜性，從而在提高系統(tǒng)開(kāi)發(fā)質(zhì)量的同時(shí)降低系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的難度。

4 總結(jié)與展望

本文通過(guò)需求獲取和系統(tǒng)設(shè)計(jì)建模論述了分布式的網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)建模的基礎(chǔ)。首先通過(guò)理論的角度，對(duì)分布式的網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的定義、規(guī)范、特點(diǎn)和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了描述，接下來(lái)討論了網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)在開(kāi)發(fā)的過(guò)程中的理論基礎(chǔ)及原則，從而系統(tǒng)的理論模型呈現(xiàn)。然后結(jié)合面向?qū)ο蠹夹g(shù)及RUP統(tǒng)一過(guò)程，將軟件統(tǒng)一過(guò)程在網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)中的建模過(guò)程的應(yīng)用進(jìn)行了闡述。通過(guò)工具開(kāi)發(fā)及模型復(fù)用的技術(shù)，設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了針對(duì)中國(guó)的中小學(xué)的網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)，驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)構(gòu)建的模型，并通過(guò)系統(tǒng)的使用對(duì)構(gòu)建模型作了改進(jìn)和完善。

參考文獻(xiàn)

[1]于陽(yáng)，劉衛(wèi)東，王誠(chéng)，基于RDBMS的智能決策支持系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2001，37 （24）：115-118.

[2]吳立春，卞良，嚴(yán)軍.基于UML的網(wǎng)上考試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].寧夏醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2004 （08）.

[3]張華，用ASP開(kāi)發(fā)基于B/S模式的網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)[J].大眾科技，2006 （02）.

[4]楊文龍，古天龍.軟件工程[M].北京：電子工業(yè)出版社，2 004.

[5] Eric J.Braude.面向?qū)ο蟮能浖こ蹋河⑽陌鎇M].北京：電子工業(yè)出版社，2003.