近几年，国家对软件安全问题越来越重视，不少高校和国家研究机构从事软件测试研究，通过借鉴国外先进理论和引进技术，结合我国软件质量问题，基于模型的软件测试技术得到了快速发展并应用到实际测试中。但是还是远远落后于国外软件测试技术，一方面，在欧美发达国家，软件测试工作是一个非常独立的职业，是软件质量控制必不可少的环节；在我国，很多软件企业软件测试工作只停留在单元测试，功能测试等环节，甚至根本不进行质量测试，专业的测试工作人员所占比例小；另一方面，我国软件产业质量较低，软件测试标准化、规范化操作尚未形成，而软件测试的通用化、网络化和智能化水平与国外相比，更是相差甚远。
网上实验预习测试系统设计时必须考虑以下因素：一是系统要简单易操作。该系统只是考查学生的实验预习情况，如是否了解本次实验所需仪器、实验的基本原理、基本概念等，所以考题要求简单、明了，系统也要简单易操作。二是要进行时间限定。要求每位学生的考试不超过二十分钟；三是要求计算机能够立即自动评卷；四是要求考试系统能随机组题，并产生多套试卷；五是考试系统要有一定的安全性、平台通用等。
系统设计
本系统在体系结构上采用了基于B/S方式的Web三层模型：在此模型中，客户机上运行的应用程序是IE浏览器，中间层是Web服务器和服务器扩展程序，底层是数据库服务器。当用户通过浏览器向网络上的服务器发出请求时，Web服务器将其转换成数据库服务器能够接受的形式，再通过数据网关与数据库进行数据交换，对数据库的'访问和应用程序的执行在服务器上完成。在B/S三层体系结构下,表示层、应用逻辑层、数据服务层被分为三个相对独立的单元，如图1所示。
表示层(Presentation)即Web浏览器。该层位于客户端，它的任务是向Web服务器提出服务请求， Web服务器对用户进行身份验证后用HTTP协议把所需的主页传送给客户端，并把它显示在Web浏览器上。
应用逻辑层(BusinessLogic)即具有应用程序扩展功能的Web服务器。该层中包含系统的事务处理逻辑，位于Web服务器端。它的任务是接受用户的请求。其过程是：首先执行相应的扩展应用程序与数据库进行连接，通过SQL等方式向数据库提出数据处理申请，然后等待数据库服务器将数据处理的结果提交给Web服务器，最后由Web服务器传送回客户端。
数据服务层(DataService)即数据库服务器。该层位于数据库服务器端。它的任务是接受Web服务器对数据库操作的请求，实现对数据库查询、修改、更新等操作，把运行结果提交给Web服务器。
功能设计
本系统在功能上要求简单方便，系统分为学生和教师两个模块。学生模块完成学生登录验证、密码修改、网上考试的功能。教师模块由用户管理、题库管理、随机组卷、修改密码四个模块构成。系统功能结构如图2所示。主要模块功能介绍如下：
学生模块是考试系统的一个核心模块，其功能对登录的学生进行验证，验证后允许其参加考试，并由系统自动进行倒计时，时间一到立即锁定计算机，不允许考生继续答题；另一个重要功能是实现考生的考试结果的提交功能，在这个功能中，考生只要确定自己答卷完毕，按一个确定键即可完成提交和自动评分功能。自动评分过程是：系统收到考生提交的答卷后，根据题目在试题库中的编号找出其标准答案，对照标准答案对考生答卷进行批改并计分，把成绩返回给考生。
数据库设计
考试系统中数据库设计是考试系统开发成功关键。根据前面提出的要求，在分析考试系统的数据流后，经过认真的数据库设计，得出了一系列高效的、明确的数据表。其中对于题库的设计是按一种题型一个表的方案来设计的，由于自动评分、考试时间等条件的限制以及功能简化的要求，本系统中只采用了答案唯一的选择题和填空题表。本系统中用到的重要的数据表有：题库表、试卷表、考生表、知识点表、试卷考生表、教师表等六种数据表。主要数据表字段意义及关联关系如图3所示：
该图中表1中的知识点字段关联不同题型的数据表如表2中的知识点字段，通过该字段，对考题抽取范围的知识点进行限制；表3试卷表中不同题型的知识点范围字段也分别与不同题型表中的知识点字段字段进行关联，系统出卷时受这些关联字段的条件限制。表3中试卷号字段与表4中试卷号字段关联，将抽取的试卷分配给不同考生。表4试卷考生表中的学号字段与表5学生表中的学号字段关联，以此获得学生信息。
安全设计
考试系统安全设计十分重要，在设计时从以下几个方面考虑了系统的安全性。
登录验证。本系统在考生登录和管理员登录时都必须经过密码验证，只有验证通过方可登录，否则不允许登录。用户登录后，系统会自动记录用户的登陆时间、IP地址，以及离线时间等信息。
数据库安全考虑。为了防止题库文件被非法下载，采用数据库改名方法来控制。
页面安全控制。每一个页面通过一个会话级变量session(“logon”)验证是否为合法用户，如果不合法，则自动转到登陆页面。通过程序控制服务器缓存页面的读取，这样保证用户离开考试后，非法用户不能利用服务器缓存的页面非法进入系统。另外，还进行响应时间控制等。
本文针对机械工程专业新工科培养目标，分析和探讨了机械工程测试技术实践教学新方法。为加强学生实践动手能力，建立以学生为中心的多层次、应用型机电综合创新实践教学模式，构建了机械系统检测技术综合创新设计的课程实验实训平台。本文研究促进了专业实践教学资源的整合、优化和共享。有利于通过课程实践教学环节，提高学生动手能力和解决实际问题的能力。
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针对机械电子工程、机械设计、制造及自动化等专业的培养要求[5，6]，结合课题研究，设计、开发了图1所示的机电综合创新实验项目，可为机械电子工程、机械设计等多个专业测试、控制及仿真课程提供综合设计实验，很好地改进了实践教学方法。
（一）工程测试项目在实践教学中的综合应用
课题组完成的工程测试项目有机械零件超声波无损检测与探伤技术、轴承故障检测与故障诊断技术、高速主轴振动检测、机器视觉和光学检测、可穿戴织物导线的微滴喷射成型技术和高速电主轴可靠性试验技术等课题，涉及位置、振动、位移、超声波、光学等多种测试方法。项目研究扩充了机电综合创新实验内容，学生通过课程实践教学参与项目研究，将学习的测试方法用于实际工程项目，提高学生课程学习积极性，加强了动手能力和解决实际问题能力，大大提高了课程实践教学效果。
（二）科研成果融入实践教学环节
课题组利用科研项目，结合应用的工程测量方法，整理了科研项目中的测试系统，提炼出具有实际工程应用的实践教学案例，作为项目驱动教学，课程结合科研项目的实践教学内容。以力和扭矩非接触检测方法为例，实践教学中，针对高速电主轴接触式检测存在的问题，引导学生提出新的检测方法，设计、开发非接触检测装置。这种装置是通过创新设计得到的研究成果，一种学生自己开发的测试新技术。经过创新设计实践训练，很好地开拓了学生思维方法，提高了知识探索能力。该应用是在高速电主轴可靠性实验课题研究中，需检测作用在高速电主轴轴端加载盘上的电磁加载量，包括径向电磁力和扭矩的检测。根据高速主轴接触式检测存在的问题[7]，实验教学中引导学生设计非接触电磁加载量检测方法，提出电磁加载力和扭矩的非接触检测方法，对电磁加载量检测装置进行了创新设计，如图2所示。应用图2所示测试装置完成加载力和扭矩测试实验，学生分析了径向力和扭矩同步检测方法及实验装置工作原理，通过实验数据的处理，得到力和扭矩检测值，解决了高速主轴作用力和扭矩检测的工程应用问题。与教材讲授的力和扭矩检测方法相比，创新设计实验教法很好地培养了学生动手实践和分析解决实际问题的能力。
运用生理相干与自主平衡系统，可以采取3 min、5 min和10 min的测量时间获得心率变异性数据。
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HRV是指心率快慢的差异性，是指逐个心动周期的细微时间变化，其发生基础是自主神经对心率的调节作用。心脏接受迷走神经和交感神经的双重支配，是两者之间复杂的相互作用的结果[3],反映了自主神经系统的功能状态，其分析方法分为时域分析和频域分析两种。HRV在运动领域已得到广泛应用，长期以来，人们认为运动时心率的增加是由于副交感神经活动的下降和/或交感神经活动的增强。张丽娟、刘丽敏、谢燕等[4]通过选取时域指标SDRR、心率和频域指标TP、LF、HF、LF/HF作为观察指标，表明运动后迷走神经的张力增高，而交感神经的张力变化并不显着。正常情况下，心脏同时受交感和迷走双重神经支配，心率变异性频域分析中的高频部分代表着迷走神经的张力，心率变异性频域分析中的低频部分代表着交感神经的张力，运动训练可明显提高安静时的心率变异性，提高心迷走神经张力，减低心脏性猝死的可能性[5].刘凌等[6]通过测量摔跤运动员在大运动量训练期间心率变异性各指标的变化发现，伴随交感神经张力增加，以迷走神经功能加强为主导的自主神经功能提高是人体对运动负荷产生适应的表现。应用心率变异性对自主神经功能进行测定是理想的评定人体运动适应性的方法。
基于运动的特殊性，运动前后HRV测试选择的测量方法大多是短时心率变异性测试。SPCS可以设置不同时间的状态测评，当选择设置状态测评时间后，状态测评从开始至到达系统设置的时间会自动停止。但是，所设置的时间需要大于64s,软件才能给出反馈结果，也就是说测试的最短时间为1 min以上。然后，关于在不同时间测试所获得的HRV是否存在差异，测试时间短是否能够有效地反映被试者的HRV,我们尚不得而知。因此，该研究选取25名成年人，通过SPCS选取3 min、5 min、10 min的测试数据对HRV进行分析。结果显示，3 min、5 min、10 min不同测试时间的HRV数据均无显着性差异。说明在测试时间不足的情况下，其他测试条件不变，可以减少测试时间，可以选择3 min的测试模式。这将节约大量的测试时间，为科研人员采用SPCS测试HRV提供有利的证明。
