1、计算机系本科毕业（设计）论文二零一零年六月课题名称 基于 JAVA 的离散数学题库管理系统的设计与实现专 业 计 算 机 科 学 与 技 术姓 名学 号指导教师I目 录1 引 言 .11.1 开发背景及研究现状 .11.2 本人主要工作 .21.3 开发工具论述 .22 需求分析 .42.1 系统可行性分析 .42.2 需求分析 .53 概要设计 .103.1 系统整体设计 .103.2 数据库设计 .114 系统详细设计与实现 .154.1 教师登录模块 .154.2 用户管理模块 .164.3 题库管理和维护模块 .184.4 自动生成试卷模块 .214.5 手动修改现有试卷模块 .244
2、.6 数据管理模块 .265 系统测试与维护 .295.1 系统测试方案 .295.2 系统结果分析与调试 .295.3 系统维护 .316 结束语 .32致 谢 .33参考文献 .34忻州师院计算机系本科学士学位论文1基于 JAVA 的离散数学题库管理系统的设计与实现摘要：新课改中最突出部分是加重了对学生学习过程的考核，因此考试次数明显增加了，这就给任课教师增加了很多负担。题库管理系统可以方便、快捷、高效的实现试卷的管理与生成，来减轻这些负担。本文首先介绍了题库建设的现状和开发工具，然后提出了离散数学题库管理系统的需求分析，明确了系统的总体结构。并论述了利用 JAVA、数据库技术，设计与实现
3、基于 C/S结构的离散数学题库管理系统的全过程。主要解决了试题库的建立、试卷生成、系统的安全性问题。本文详细论述了系统总体设计思想、数据库设计以及功能模块设计等。从而实现离散数学题库管理的信息化，规范化和试卷生成的自动化，并使其操作简单、方便、快捷。关键词：离散数学 题库管理系统 JAVA C/S 结构Abstract ：Part of the curriculum is added to the students learning process, so the number increased significantly, it would give many teachers incre
4、ased burden. In order to alleviate the burden, test management system can be convenient, quick and efficient management and the realization of the test.This paper introduces the present situation of the construction of the test and development tools, and then puts forward the discrete math test mana
5、gement system of requirement analysis, the general structure of the system. And discusses the process which use JAVA, database technology, design and realization based on C/S structure of discrete math test management system. This paper mainly solves such problems as the building of the paper test,
6、the security of the system. This paper discusses the overall design, database design and function module design, etc. So it makes the discrete mathematics test realize the standardization of management information, and test automation, and generate the operation simple, convenient and quick.Keywords
7、：Discrete mathematics Exam pool administrative system JAVA C/S 1 引 言1.1 开发背景及研究现状信息时代的到来，为教育的改革和发展提供了十分有利的机遇，教育教学领域的观念、理论和方法也随之不断更新，越来越多的计算机技术被引入教学基于 JAVA的离散数学题库管理系统的设计与实现2过程，并形成了多种多样的智能计算机教学系统。其中，计算机辅助的题库系统作为智能计算机教学系统的核心，受到了人们极大的重视。深化高等学校教学改革，全面提高高等教育质量，这是党中央、国务院继上世纪末扩大高等教育招生规模之后，对高等高等教育改革和发展作出的又一重
8、大战略决策。为此，教育部、财政部决定实施“高等学校本科教学质量与教学改革工程” ，投入了 25 个亿。在我国许多高等院校， 离散数学是计算机专业的一门核心基础课程，具有概念多，题型广泛，重在理解的特点。在离散数学的教学中，大量习题的练习与解题方法的讨论起着重要的作用，是巩固知识，深化理解的一个必要的途径，因此需要对学生进行大量的测试和考试。要进行测试和考试，传统的出题需要教师付出很大的心血，打印试卷也要花费一定的财力。因此，研制离散数学题库管理系统已成为一项重要的课题，并且目前，在国家有关项目的支持下，出现了一系实用的离散数学题库管理系统。但这些成型的离散数学题库管理系统不能满足离散数学教学工
9、作全过程的需要。随着对离散数学题库管理系统的深入分析，离散数学题库管理系统将会朝着更加的适应离散数学教学工作的方向发展，必将会促进离散数学教学工作效率的提高。并且在人力上减轻教师的负担，在物力上减少学校的开支。1.2 本人主要工作学习了 JAVA 编程和 eclipse-SDK-3.2-win32 软件的使用。通过分析研究任务书的要求，以及实地调研，对系统进行了需求分析，设计与实现、测试系统等。系统的开发中，主要包括后台数据库的建立和维护以及前端应用程序的开发两个方面。对于前者要求建立起数据一致性、完整性和安全性好的数据库。对于后者则要求应用程序功能完备, 操作上实现简单、方便、快捷等特点。在
10、以上工作的基础上，对系统进行详细设计与系统所有功能的实现，最后进入论文撰写阶段。1.3 开发工具论述本软件为离散数学题库管理系统，是 C/S 模式的信息管理系统。前台采用JAVA 技术, 后台采用 SQL Server 2000 数据库, 操作系统采用 Windows XP。1.3.1 前台开发工具Java 是一个由 Sun 公司开发而成的新一代编程语言。使用它可在各式各样忻州师院计算机系本科学士学位论文3不同种机器、不同种操作平台的网络环境中开发软件。Eclipse 是一个开放源代码的、基于 Java 的可扩展开发平台。就其本身而言，它只是一个框架和一组服务，用于通过插件组件构建开发环境。由
11、于 Eclipse 中的每样东西都是插件，对于给 Eclipse 提供插件，以及给用户提供一致和统一的集成开发环境而言，所有工具开发人员都具有同等的发挥场所并且支持数据库访问。1.3.1 后台开发工具SQL Server 2000 数据库逐渐成为 Windows 操作系统平台下进行数据库应用开发中较为理想的选择之一。SQL Server 2000 数据库管理系统是目前最常用的关系型数据库系统之一，它是基于客户机/服务器模式下的数据库，扮演着后端数据库的角色，它对中等规模的数据库支持较好且具有强大的功能和稳定性及易于维护等优点。它具有真正的客户机/服务器体系结构，能与 Windows XP 操作
12、系统有机的结合，在目前的数据库开发中被广泛的应用。基于 JAVA的离散数学题库管理系统的设计与实现42 需求分析开发软件首先做的是开发过程中最主要的就是系统的需求分析，需求分析同时也是软件生存周期中关键的一步。根据软件工程学中开发软件的要求，对离散数学题库管理系统全部功能和相关的技术进行具体的分析，分析时采用结构化的分析方法，自顶向下、逐层分解问题。2.1 系统可行性分析可行性分析是研究技术领域的经济问题和经济规律的科学，是研究一定技术条件下如何提高经济效果的科学，是技术与经济的交叉。其主要研究技术的经济效果问题，技术与经济的最佳组合问题。2.1.1 经济可行性由于该软件是一个小型的离散数学题
13、库管理系统，所以进行该软件的开发经费和投资较少，只需一台普通的计算机即可，系统的开发并不太复杂和繁琐，操作尽可能简单易行。在开发过程中，由一个人独立开发，用时三个月左右，所需成本费用主要为人工费用，再加上计算机和软件等构成该系统的开发成本。经济上的合理性：在系统开发上，现在普通的计算机市场价 4000 元左右，操作系统是 Windows XP 加上 Microsoft Office 其正版软件也不过 5000 元，数据库采用 SQL Server2000，前端采用 eclipse-SDK-3.2-win32。开发人员 1 名（假设月薪 1500 元） ，开发本软件如果是网络开发的技术人员最多
14、1 个月，开发费用合计大概是 10000 元左右，且计算机和软件可重复使用。选择自行开发系统，既节省了费用，又可以使本软件符合我们自己的要求并拥有及源码，使以后系统的可扩展性也很大。2.1.2 技术可行性由于该系统是小型的离散数学题库管理系统，采用 C/S 模式，开发难度适中。通过对各种开发工具和数据库之间进行比较以及指导老师的建议，最终确定采用 JAVA（eclipse-SDK-3.2-win32） 。数据库方面则选用了 SQL Server2000进行设计。C/S 是指：客户/服务器。其主要由客户机、服务器、网络三要素主成。用户在个人机（客户机）上工作，可以与中心计算机（服务器）互相通信。
15、网络忻州师院计算机系本科学士学位论文5软件则保证客户机和服务器互相连通。以简单的两层客户机/服务器系统而言，客户端是指应用软件以图形接口显示数据并让用户进行添加、修改等并行输入输出作业的部分，也就是用户接口负责向后端的数据库索取数据，执行客户端软件的工作。服务器所执行的后端数据库服务器，则专门执行数据的存储、检索、管理、备份等种种关键操作。关于 JAVA 生成 WORD 文件的技术，虽然 Sun 公司的 JDK 开发包中本身没有提供该功能，但是可以利用 JACOB 开源类库实现。JACOB 是一个 JAVA 到微软的 COM 接口的桥梁。使用 JACOB 允许任何 JVM 访问 COM 对象，
16、从而使 JAVA 应用程序能够调用 COM 对象。可以利用它对 MS Word、Excel 进行处理，目前最新公开版本是 jacob_1.9。以上的这些技术已经较为成熟，并且在诸多的领域中得到了有效的验证。有了这样的技术支持，也为离散数学题库管理系统开发的最终成功奠定了坚实的基础。2.1.3 运行可行性运行可行性分析是指新系统运行后的良好环境进行估计和评价，同时还应考虑对现有教师的培训、补充问题。现在一般的教师对计算机都很熟悉，使用题库管理系统只需进行简单的讲解、说明或借助系统的帮助文档就能很快的掌握和使用。2.2 需求分析2.2.1 用户需求分析信息时代的到来，为教育的改革和发展提供了十分有
17、利的机遇，教育教学领域的观念、理论和方法也随之不断更新，计算机辅助教学（CAI ）正是在此背景下产生和发展起来的。在各种计算机辅助教学（CAI ）软件的研制中，题库管理系统的研究一直是一个非常活跃的课题，也是实现教考分离的一个重要手段。利用离散数学题库管理系统，不仅能节省离散数学任课教师的宝贵时间，提高工作效率，而且能消除出卷人主观意识的影响，使考试更加标准化，更加客观、真实、全面地反映教学的实际效果，有利于教学质量的提高。建立了离散数学题库管理系统以后，可实行教考分离，促使离散数学任课老师必须按照教学大纲的要求认真备课，认真组织教学内容，改进教学方法，对提高教学质基于 JAVA的离散数学题库
18、管理系统的设计与实现6量和整体教学水平有着非常重要的意义。离散数学题库管理系统满足如下需求：(1)为了保证系统内部数据的安全性，系统应通过设置不同的登陆用户权限来对系统进行访问和管理。(2)为了方便多个用户使用本系统，要求能添加和删除用户。(3)要求能导入试题和查询试题。(4)灵活多样的组卷方式，如自动生成试卷、手工修改现有试卷。(5)要求能对生成的试卷进行保存，以便下次直接使用。(6)试卷生成速度不宜太慢。(7)结合离散数学试题中有许多图形的特点，以便生成的试卷以标准的试卷形式输出。故选择 Microsoft Office Word 2003 作为终端输出软件。(8)试题的答案生成功能。(9)为保证数据的安全，防止数据的丢失。要求能对数据进行备份和恢复。(10)友好的用户界面。用户需求分析的目的是对离散数学题库管理系统进行评估，采集和分析系统的需求，理解系统要解决的问题，重点是充分考虑系统的实用性。结果可以用一个用例图，图中的活动者代表外部与系统交互的角色，包括教师和管理员。用例图是对系统需求的描述，表达了系统的功能和所提供的服务，包括用户管理、导入试卷、查询试题、自动生成试卷、手动修改现有试卷、生成 WORD 试卷、数据管理功能。系统的用例图如下图 2.1 所示。教师管理员用户管理导入试题查询试题自动生成试卷手动修改现有试卷试卷生成 WORD 试卷数据管理
