李莉

摘要 隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在教育實踐應(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，試圖對日益復(fù)雜化的考試系統(tǒng)進行剖析和研究，一個系統(tǒng)依據(jù)軟件的建模來實現(xiàn)相關(guān)的功能。因此，軟件建模是一個軟件在實施過程中非常關(guān)鍵的因素。本文采用了軟件統(tǒng)一過程RUP和統(tǒng)一建模語言UML，對網(wǎng)絡(luò)分布式考試系統(tǒng)進行軟件建模，為系統(tǒng)的構(gòu)建和進一步擴展奠定良好的基礎(chǔ)。

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

現(xiàn)代教育和計算機聯(lián)合的越來越密切，學(xué)校里面相關(guān)的考試也由考試系統(tǒng)來代替，如何更好的應(yīng)對考試系統(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)模正在日益擴大和膨脹。通過軟件工程的角度，本文對網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)進行系統(tǒng)設(shè)計分析，其是系統(tǒng)開發(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)的說法較多，比較常見的說法有：

（1）考試系統(tǒng)是在計算機上進行測試并由計算機自動評判的軟件環(huán)境。

（2）考試系統(tǒng)是教學(xué)系統(tǒng)的重要組成部分，主要實現(xiàn)考試題庫的建立、出題、考試、評卷、成績查詢分析等功能。

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

教師功能包括題庫管理、組卷、統(tǒng)判卷和成績統(tǒng)計分析等，考生的考試功能包括試題呈現(xiàn)、考場管理、自動判卷等功能。根據(jù)多種理解方式，將網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)定義為使用教育測量理論作為基礎(chǔ)指導(dǎo)，使用計算機進行測試并自動評判的軟件系統(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)的開發(fā)原則

1.2.1 以測試理論為指導(dǎo)

在開發(fā)網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的前期，需要選定以一種測試理論作為題庫開發(fā)功能的指導(dǎo)依據(jù)。在系統(tǒng)開發(fā)試題的組織、題庫的建立、試題的參數(shù)標注等功能時，應(yīng)該以《現(xiàn)代遠程教育資源建設(shè)技術(shù)規(guī)范》為開發(fā)標準，做到使網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)中題庫具有合法性和規(guī)范性。

1.2.2 以提高教學(xué)效果為宗旨

計算機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)生之間可以通過網(wǎng)絡(luò)考試來得到自己需要的信息，從而可以進一步的調(diào)整網(wǎng)絡(luò)教育的每個環(huán)節(jié)，最終使網(wǎng)絡(luò)教學(xué)發(fā)展的更好。

1.2.3 以個性化學(xué)習(xí)為中心

在網(wǎng)絡(luò)考試的過程中，系統(tǒng)要充分發(fā)揮學(xué)生的主動性和學(xué)生的個性化。在系統(tǒng)對學(xué)生進行自測時，他們可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)水平和學(xué)習(xí)進度選擇各種難易程度不同的試題;在進行學(xué)習(xí)、考試之后，他們可以通過成績查詢進而對近來的學(xué)習(xí)方式和效果進行分析。

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)過程作為主導(dǎo)性地位體現(xiàn)出來。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必不可少的結(jié)果，通過與客戶溝通并理解客戶的需求對系統(tǒng)功能進行描述，從而使系統(tǒng)設(shè)計人員與用戶之間達成共識，即明確系統(tǒng)的具體功能是哪些。在需求獲取過程中，分布式的網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的步驟有以下幾點：

（1）首先對系統(tǒng)邊界和范圍進行確定。

（2）接著定義系統(tǒng)中的活動者。

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

（4）最后，通過層次劃分進行系統(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，因為客戶只能對系統(tǒng)功能進行模糊性的表達，無法獲取精確的需求細節(jié)問題。所以在需求分析的這個階段，使用開發(fā)人員的語言來精化和組織需求獲取階段所描述的需求，并對系統(tǒng)需求功能進行進一步精確的分析。以能夠更精確的理解系統(tǒng)需求功能作為最終目的，進而助于確定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的需求描述且方便今后維護。在分布式的網(wǎng)絡(luò)考試的需求分析過程中，其步驟如下：

（1）提取系統(tǒng)中每個用例的分析類，包括邊界類、控制類和實體類。

（2）根據(jù)獲得的分析類，對每個用例進行實現(xiàn)分析。

（3）綜合各用例提取的分析類，得到整個系統(tǒng)的分析類模型及用例實現(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，又因為其幾乎把整個傳統(tǒng)式的考試模式轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)，使得各個功能環(huán)節(jié)相互依連，使得對網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的分析和設(shè)計工作變得非常繁重。系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)過程中，最為關(guān)鍵的一步是需求獲取。因此在進行需求獲取時必須小心仔細，從而做到準確詳細。通過從現(xiàn)有的考試系統(tǒng)中，可以歸納總結(jié)考試過程中的步驟和需求，進而可以分析網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)應(yīng)該準備開發(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)計建模

3.1 設(shè)計建模步驟

在設(shè)計建模階段，分布式的網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)是解決如何實現(xiàn)系統(tǒng)功能的問題，主要完成軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計和詳細設(shè)計兩個方面的工作。

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

（1）對體系結(jié)構(gòu)進行層次劃分。

（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。

詳細設(shè)計中首先要詳細描述每一個類，包括類的屬性、操作、類之間的關(guān)系，同時對系統(tǒng)用例進行設(shè)計。詳細設(shè)計包括如下內(nèi)容：

（1）設(shè)計實體類的屬性和操作。

（2）設(shè)計邊界類的功能組成和操作。

（3）設(shè)計類之間的關(guān)系。

（4）構(gòu)造設(shè)計類圖模型。

（5）借助交互圖實現(xiàn)用例設(shè)計。

（6）設(shè)計數(shù)據(jù)模型。

（7）設(shè)計實現(xiàn)模型。

（8）設(shè)計建模的評審。

3.2 對系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計建模分析

系統(tǒng)在進行設(shè)計和構(gòu)成上基本的、可供選擇的設(shè)計形態(tài)及總體結(jié)構(gòu)就是系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。在實質(zhì)上，它是對系統(tǒng)需求功能進行抽象的解決方法。在了解和學(xué)習(xí)了軟件設(shè)計的體系結(jié)構(gòu)后，網(wǎng)絡(luò)分布式考試系統(tǒng)的構(gòu)造過程變?yōu)椤皢栴}總結(jié)定義一系統(tǒng)需求功能一體系結(jié)構(gòu)設(shè)計描述一系統(tǒng)功能詳細設(shè)計一系統(tǒng)開發(fā)實現(xiàn)”。這一構(gòu)造過程，總體可以認為是為系統(tǒng)需求與系統(tǒng)實現(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)計開發(fā)過程中的重要性。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)如何進行建模。大型分布式系統(tǒng)的分析、設(shè)計就是通過建立各種模型，從各個層面、層次出發(fā)對系統(tǒng)首先進行理解，接下來分化并描述，再求精，最后達到降低構(gòu)造系統(tǒng)的復(fù)雜性，從而在提高系統(tǒng)開發(fā)質(zhì)量的同時降低系統(tǒng)開發(fā)的難度。

4 總結(jié)與展望

本文通過需求獲取和系統(tǒng)設(shè)計建模論述了分布式的網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)建模的基礎(chǔ)。首先通過理論的角度，對分布式的網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的定義、規(guī)范、特點和標準進行了描述，接下來討論了網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)在開發(fā)的過程中的理論基礎(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)一過程，將軟件統(tǒng)一過程在網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)中的建模過程的應(yīng)用進行了闡述。通過工具開發(fā)及模型復(fù)用的技術(shù)，設(shè)計并開發(fā)了針對中國的中小學(xué)的網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)，驗證網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)構(gòu)建的模型，并通過系統(tǒng)的使用對構(gòu)建模型作了改進和完善。

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