硕士论文-在线考试基于XMLSOAP的改进.pdf

Y945 5 7 6 工程硕士研究生学位论文 题目：查缉耋达基王些型量Q 里数弦进 学号：0 2 R 0 2 2 5 姓名： 蕉握赶 专 业： 筮鲑王程 导师：拯塞刖 学院： 拯鲑堂瞳 2 0 0 5 年5 月2 0 日 在线考试系统基于X M L S O A P 的改进 摘要 基于I N T E R N E T 和W W W 等网络技术的远程教育是对传统的基于课本和课 堂的教学方式一个全新的冲击，它作为一项集成多种技术的系统的工程越来越受 到教育界和I T 业界的认同，并正在日新月异地蓬勃发展。 论文首先从远程教育的发展入手，从现代远程教育发展进程中寻找前进的障 碍和存在的不足；在此基础上分析了当今在线考试系统的研究现状，比较了C S 和B S 架构的考试系统的优劣，给出了适应当前新技术条件的需求建议，并提出 了相应的解决方案。传统的在线考试系统通常采用C S 或B S 网络架构来实现， C S 架构在广域网的部署显然存在问题，而B S 架构由于无法使用本地的集成开 发环境和软件工具，因而对程序设计和多媒体设计等类型的考试系统无法适应。 如何来改进这个不足，就是本文试图讨论的问题：用W e bs e i c e s 的思想来改进 网络架构，通过S O A P 协议将以X M L 表示的通信参数进行包装，然后借助于 H T T P 协议的承载，实现客户端与服务端之间的通信和数据交换，便可较好地改 进上述两种传统架构的不足。根据新的需求分析，本文就在线考试系统的数据库 设计、系统功能和数据流程的设计、系统通信方式的改进等方面作了较详尽的阐 述，并针对每个主要更能模块设计了系统类、并按照面向对象的方法利用U M L 绘制了主要类的类图和类间关系图。之后文章对基于上述思想和设计，描述了系 统实现的具体实现方法和步骤。同时对本系统所采用的支撑技术进行了简要介 绍。最后，论文总结了本考试系统设计与开发中存在的问题和不足，对理想的、 基于W e bS e r v i c e 的在线考试系统作出了展望。 关键词：在线考试；s o A P ；x M L ；H T T P ；W e bS e r v i c e s Im p r o v e m e n tO nT h eO nJiR e E x a min a tio nS y s t e m sB a s e dO n X M L S O A P A B S T R A C T T h er e m o t ee d u c a t i o nb a s e do nI n t e m e ta n d F n e t w o r kt e c h n o l o g yi san e w p i n c ht ot h et r a d i t i o n a lt e a c h i n gp a t t e r n I td e v e l o p sr a p i d l ya sas y s t e m a t i z a t i o n p r o j e c tc o m b i n i n gt e c h n o l o g y A tf i r s t ，t h ea r t i c l es t a r t sw i t ht h ed e v e l o p i n go fr e m o t ee d u c a t i o na n dd e s c r i b e s t h ee x i s t i n gr e m o t ee ( 1 u c a t i o ns t a t u si nd e t a i l s N e x ti ta n a l y s e sc u r r e n tr e s e a r c h e sa n d a c h i v e m e n t so fo n l i n e - e x a m i n a t i o ns y s t e m s ，a n dc o m p a r e st h ea d v a n t a g e sa n d d i s a d v a n t a g e so fo n l i n e - e x a m i n a t i o ns y s t e m sb a s e do nC Sa n dB Sc o n s t r u c t i o n , a n d p r o p o s e sac o r r e s p o n d i n gs o l u t i o nu n d e rn e w l yd e v e l o p e dt e c h n o l o g i e s T r a d i t i o n a l o n l i n e e x a m i n a t i o ns y s t e m sa r ec o n l n l o n l yb a s e do nC So rB Sa r c h i t e c t u r e s I ti s o b v i o u st h a tt h e r ea r ed e p l o y m e n tp r o b l e m s 、i t I lC S s ，a n ds i n c ew ee a r ln o to p e nt h e I D E so rT o o lK i t sw i t l lab r o w s e r , w h i l eB S sa r en o ta b l et op e r f o r mt h e p r o g r a m m i n g a n dm u l t i m e d i ad e s i g ne x a m i n a t i o n s H o wt o i m p r o v et h e c o m m u n i c a t i o nw i mt e c h n o l o g i e so fX M Lt oe x c h a n g et h ei n f o r m a t i o n S O A Pt o p a c k e tt h ed a t a , a n dH T T P t oc a r r yt h ec o m m u n i c a t i o n s i su n d e rd i s c u s s i n gb yt h i s a r t i c l e T h e n ，b a s e do nt h en e wd e m a n da n a l y s i s ，t h ea r t i c l ed e s c r i b e st h ed e s i g n so f d a t a b a s e ，f u n c t i o n s ，d a t af l o w , c o m m u n i c a t i o n ，a n dd r a w s t h ec l a s sd i a g r a m sb a s e do n O O Da n dU M L A R e r w a r d s ，t h ea r t i c l ep r e s e n t st h ei m p l e m e n ts t e p so ft h es y s t e m ， a n df o l l o w sw i t l li n t r o d u c t i o no ft h es u p o r tt e c h n o l o g i e s I n s u f f i c i e n ti nd e v e l o p i n g t h es y s t e ma r es u m m a r i z e da n dp r o s p e c t i v eo ft h es y s t e mi so u o o k e da tt h ee n do f t h ee s s a y K e yw o r d s ：O n l i n e - E x a m i n a t i o n ；S O A P ；X M L ；t - I T Y P ；W e bS e r v i c e s 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人 已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他教育机构的学位 或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名：也当出型日期： 孵S 、弘 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究 生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅； 学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制 手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论文注 释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名： 业立丛盘熊 日期 导师签名：日期 训Y 、弘 驴r f z 8 1 1 论文背景 第一章绪论 在网络技术逐渐渗入社会生活各个层面的今天，传统的教育方式和考试方式也面临着变 革，网络考试是一个很重要的方向。网络教育是推动我国教育规模的主要动力，网络教育也 是网络技术最重要的应用领域之一。 现代远程教育利用的是现代教育手段，通过网络将内容以数据的形式传送到学生的设备 上，这些内容包括视频、音频、图片、文字等。同时，也用上述形式接受学生的问题，并进 行回复。网络在教育资源和学生之间架起沟通的桥梁，这样学生就可以实时或非实时地接受 教育。与传统的广播教学、电视教学等远距离教学不同，现代远程教育以素质教育和灵活多 样的个性化发展为教育目标，用网络形式进行教学活动。学生能够登录网络，就可以不受时 间、地点的限制接受教育。现代远程教育将现行的常规教育和传统教育相融合，逐步成为与 信息社会发展相适应的教育形式。 基于W e b 技术的网络考试系统可以借助于遍布全球的因特网进行，因此考试既可以在 本地进行，也可以在异地进行，大大拓展了考试的灵活性。试卷可以根据题库中的内容即时 生成，可避免考试前的压题；而且可以采用大量标准化试题，从而使用计算机阅卷，大大提 高阅卷效率：还可以直接把成绩送到数据库中，进行统计、排序等操作。 本课题是以网络考试系统为背景，对现代远程教育中的难点一一网络在线考试问题进行 研究，探索一条较好的解决途径。 1 2 网络考试系统的意义 网络教育是计算机、互联网和多媒体技术相结合为代表的信息技术在现代教育学思想的 指导下对传统教育模式的革新。它是一种全新的教育模式，是教育的革命。它的最终目标是 构建我国的终身教育体系。这是一个涉及整个民族素质、关系到我国在国际上的竞争力的大 事，同时是一项跨学科的，富有挑战性的研究课题，它的发展成功与否取决于信息技术的发 展。信息技术发展的深度和广度决定了网络教育的深度和广度。因此发展网络教育迫切需要 6 对相关的新技术和关键技术进行攻关。 网络教育技术攻关的主要目的，是为了攻克目前制约我国网络教育发展的关键性技术难 点，探索符合我国国情的网络教育的模式、规范和标准，研究开发一批具有自主知识产权的 网络教育软硬件支持系统，并建设不同层次的网络教育示范工程和网络教育资源，为构建国 家现代化教育框架提供坚实的基础。与传统教育方式一样作业、考试、练习、测试是教育 的重要环节。随着远程教育的日益成熟和不断扩大规模，如何处理大量学员的作业、测试与 考试，与渐感匮乏的师资力量和管理人员之间的矛盾逐渐扩大。远程教育急需解决作业、考 试，测试的整套解决方案，包括作业、考试、测试的发布、提交、批改和统计分析等功能。 远程教学的考试长期以来以有纸笔试形式为主。首先，由教师根据考纲编制考题，然后 提交考试中心，由考试中心统一印刷后密封，并在考试前由专人护送各考点：考试期间有监 考教师负责考场并在考试结束后负责把考卷交给各地教学点供阅卷教师批阅和评分；最后， 由各教学点把成绩统计情况汇总主办学校。这种形式工作流程繁琐涉及人员较多，运作周 期较长，同时，还要依赖于邮局运输等园素j 且考试需同时进行。 在网上考试，首先由教师把考试卷传给教学中心，教学中心可将试卷作为加密文件通过 安全网页由专人负责进行下载，考试时，学生在计算机上答题，考试完毕后考卷应加密并由 专人通过安全网页将试卷反馈教学中心，教学中心负责把答卷传给教师，教师对考试评分， 评分结果输入教学中心的学生信息数据库网上考试比传统笔试要操作简单、快捷。利用网 络进行考试，要选择易于在网络操作的课程，对那些不宜在网上操作的课程还应当采用笔试 形式。此外，利用网络进行考试，还应对考试的基本目标作重新评价，即考核的侧重面转向 等问题。总之，网络考试和传统笔试在考核学生知识面是有差异的，有效的网络考试还应不 受时间、地点的限制。 1 3 现代远程教育中网络考试现状 传统的考试方式越来越满足不了2 1 世纪高等教育发展的需要。随着信息技术的发展， 知识的传输越来越不受地区、国界的限制，高等教育走向社会、面向世界是大势所趋。无论 是上网学习或是远程授课，要求他们都到学校参加考试是不可能的，即使在异地考试也面临 着人员、时间及地点等许多条件的制约，因此充分利用发展迅速的网络，大力开展网络教学 和网络考试，是提高办学效率、促进高等教育现代化的有力途径。 在调研的过程中，发现现有网络考试系统存在下面的特征： 7 现有网络考试系统对界面的用户友好度方面做得很好，充分利用了丰富的w e b 开发和 表现技术，使非计算机专业的考生能够轻松上手，不需要额外的技能。很多网络考试系统采 用组件技术，可以根据系统及用户的需要，在不影响现有运行状态下进行模块的增减和升级， 适应系统的重整和不断更新变化的考试规则。这些考试系统也充分利用一些服务器端的技 术，如基于M T S 下开发的A c t i v e X 组件技术，能充分节省服务器资源，提高W E B 的交互 性能，减少服务器对客户端的处理时间。现有的网络考试系统大部分是单一的B S 结构，用 户界面内容丰富、友好；考生终端无需安装客户端，考生终端只需要普通浏览器的支持即可 进入考试系统。有的网络考试系统采用单一的C S 结构，对考试的控制力较强，用户使用方 便。 但是站在当前W e bS e r v i c e s 基础架构的立场来看，多数系统都存在着许多的问题或不 足，最常见的问题列举如下： 部署问题。目前现有的在线考试系统大多数为C S 网络架构，只能在局域网范围内运行， 不能适应远程教育的需要。这并不是这个问题的全部，这种架构的另外一个最大的问题就是 部署困难，需要在每台客户机上安装客户端软件，同时需要在操作系统进行组件注册。而一 旦服务端软件进行了更新、升级，那么客户端就又需要重新安装和注册，这对于安装了系统 保护卡或则系统还原软件的学校机房而言，是一个巨大的工作量。 本地资源访问问题。虽然有许多在线考试系统采用了B S 架构，实现了远程在线考试， 但是却只能被9 6 t * T J 在比较简单的考试类型中使用，比如选择题、判断题、填空题等，对于程 序设计考试或多媒体设计等考试就显得无能为力了。因为这些考试过程需要用到一些的集成 开发环境或大型的工具软件，而这些大型软件在考试中的实时网络传输是根本不现实的，只 有使用在本地系统安装好的资源。然而浏览器出于安全考虑不允许访问本地资源，因此也就 无法利用本地资源为考试服务。 版本统一问题。同样由于浏览器无法调用本地资源的缘故。使得在B S 架构下开发的网 络版的软件无法在单机环境下运行，无法存取本地数据库，如果要提供一套供学生课后回家 练习或模拟考试的系统，就必须在浏览器外另行开发一套单机版，除了重复劳动造成的浪费 以外，两种版本用户界面可能出现的界面不一致，也许会给考生带来迷茫。 跨平台问题。多数现有的系统并没有实现真正意义上的跨平台和开放性，有些系统所谓 的跨平台W e b 应用，通常是指基于C O R B A 、D C O M 或R M I 技术的软件架构及其分布组件 之间的通信，客户端与服务端是一种紧密偶合关系，也就是在同一架构内才能够实现无障碍 互连互通；如果要实现两种架构之间的互操作，就不是那么简单了。例如原来在基于W i n d o w s 8 的D C O M 架构下开发的考试系统，如果改成为O M G 的C O R B A 服务架构，那么充当服务 代理的组件对象和客户端应用程序就必须进行大刀阔斧的修改。 如今，互联网渗透到了人们生活的方方面面，计算机技术无论软件还是硬件都具备相当 实用的条件，如何在这样的条件下，设计开发更为实用的网络在线考试系统，解决现代远程 教育中的一个难题，是作业与考试管理工具课题研究的目的之一。 1 4 论文研究内容 在线考试问题是现代远程教育中的关键问题之一，对于现代远程教育的发展有着非常重 要的影响，对于保证教育质量和提高工作效率也有非常重要的作用。 论文对目前使用的网络考试系统进行了广泛调研，分析了现有网络考试系统的系统构 架，总结了现有网络考试系统存在的问题，并提出相应的解决方案：在借鉴了现有网络考试 系统的优点之后，力求开发一个实用的网络考试系统。 本文所叙述的改进思路主要是：把传统的基于C S 和B S 架构的考试系统改造成基于 W e bS e r v i c e s 架构的系统，以X M L ( e X t c n s i b l e M a r k u p L a n g u a g e ) 表示要交换的数据，并将 其用S O A P ( S i m p l eO b j e c tA c c e s sP r o t o c 0 1 ) 协议进行包装，然后将S O A P 与H T T P 协议的 绑定即通过H T T P 的承载来发送服务请求，服务端通过解析D O M ( D o c u m e n tO b j e d t M o d e l ) 树，从X M L 文档中获得请求及其参数集，进而调用服务器端相应的服务程序，从 而实现R P C ( 远程过程调用) ；服务程序根据请求及其参数集，调用数据服务程序，获得响 应数据集，并且用同样的通信机制将结果返回给客户端( 见图1 ) 。虽然看上去逻辑上仍然 是一个传统的三层架构，但其中的内涵却全然不同，变成了S O A P 客户与S O A P 服务器的 关系。 图1 - 2 9 由于X M L 文档是纯文本格式的，因此可以轻易地实现跨平台、跨数据环境的信息交换； S O A P 是一个被W 3 C 采纳的、被业界各大软件提供商广泛支持的、可以与各大主流系统直 接对话的、开放的、松偶合的标准协议；而H T T P 则是老牌的I n t e m e t 标准协议，能够顺利 地穿越常规的防火墙；因此基于这种开放的W e bS e r v i c e 思想构建的系统，可以实现在不同 网络服务架构之间的互操作和跨平台运行。 更值得一提的是，在W e bS e r v i c e s 架构下，由于彼此的通信接口是S O A P 、交换的是 X M L 格式的数据，因此，客户端可以采用任何编程语言进行开发，服务端同样不受系统平 台、脚本语言和数据库系统的限制。在这样的环境下，不论客户端还服务端的应用程序的更 新升级，都基本不会发生重新部署的问题和额外的开发、维护成本，甚至还可以将以往开发 的应用进行简单的改造和包装，即可实现重用，以最小的成本换取最大的效率。 另外，由于可以脱离浏览器编程，也即可以使用V B ，V C ，c # ，J a v a 等高级开发工具 来开发客户端应用程序，这样对本地资源的访问就没有任何限制，可以方便地调用本地的集 成开发环境和一些大型的工具套件来为考试服务，同时还可以实现网络版与单机版合二为 一，便于系统在离开网络环境的条件下使用，不仅解决了网络版程序无法单机练习的问题， 同时可以大大减少重复劳动。此外在浏览器之外开发的应用程序功能函数更加丰富，实现手 段更加灵活，用户界面也更加友好， 本系统客户端采用V i s u a l B a s i c6 0 开发用户界面、考试事务处理逻辑和通信接口，服务 端采用A S P 来开发服务程序组件与通信接口，用A D O 实现数据访问逻辑。在客户端和服务 端各部署了一个数据库( 理由和用途在下文中介绍) 。 l O 2 1 需求分析概述 第二章需求分析 I E E E 软件工程标准词汇表( 1 9 9 7 年) 中定义需求为： ( 1 ) 用户解决问题或达到目标所需的暑件或权能。 ( 2 ) 系统或系统部件要满足合同、标准、规范或其它正式规定文档所需具有的条件或权 能。 ( 3 ) 一种反映上面( 1 ) 或( 2 ) 所描述的条件或权能的文档说明。 软件需求包括三个不同的层次一业务需求、用户需求和功能需求一也包括非功能需求。 业务需求( b u s i n e s sr e q u i r e m e n t ) 反映了组织机构或客户对系统、产品高层次的目标要求，它 们在项目视图与范围文档中予以说明。用户需求( u s e rr e q u i r e m e n t ) 文档描述了用户使用产品 必须要完成的任务，这在使用实例( u s ec a s e ) 文档或方案脚本( s c e n 缸i o ) 说明中予以说明。功能 需求( f u n c t i o n a lr e q u i r e m e n t ) 定义了开发人员必须实现的软件功能，使得用户能完成他们的任 务，从而满足了业务需求。所谓特性( f e a t u r e ) 是指逻辑上相关的功能需求的集合，给用户提 供处理能力并满足业务需求。 2 2 用户分析 网络在线考试系统的目的是在网络上搭建一个考试平台，针对不同的考生进行不同课程 的测试。 同传统的考试方式一样，每个考场存在一个考务，进行考试的管理与控制。首先考务登 录到考场服务器，获取本次考试信息，并在规定的时刻下载考试信息和考试文件，并且考场 考务负责本次考试流程控制和突发事件的处理。 。 网络在线考试系统的另外一个用户是考生，考生作为考试的主体，按照提示要求首先对 考生终端进行设置( 设置也可以由考场考务统一完成) ，并在规定的时间内在通过客户端程序 登录到考场服务器。正确设置环境并连接到考场服务器后，客户端就己经获取了考试信息并 进入考试流程控制。此后，考生遵循考试流程进行考试并最终提交考卷根据以上的分析， 1 1 系统内部的用户就分成考场考务和考生两类他们通过考场服务器进行信息交流。 2 3 系统运行环境 系统运行的环境应能满足在现阶段远程教学点能承受的较为普及的软件环境和硬件配 置，并对今后一段时间的变化情况有一定的预测和满足。 当前，操作系统方面，学生使用较多的是微软的W m d o w s 家族，这其中较为流行的是 W i n d o w s9 8 和W i n d o w s2 0 0 0 ，同时考虑到考场服务器的维护简单，因此，在系统的服务器 端主要考虑W m d o w s2 0 0 0S e r v e r ，客户端主要考虑W m d o w s9 8 和W m d o w s2 0 0 0P r o f e s s i o n a l 这两种操作系统，并且考虑到项目开发的复杂度，在保证系统兼容两种操作系统基础上，测 试环境选择为w 抽d o w s2 0 0 0S e r v e r 和P r o f e s s i o n a l 服务器端需要一个支持A S P 或S e r v l e t 的W e b 服务器，例如M i c r o s o f tI I s 或A p a c h e 和 T o m c a t 的组合，如果考虑到考试进行中的稳定性和安全性，则需要选择一个较好的应用服 务器如B E A 公司的W e b L o g i c 。 2 4 系统目标 网络在线考试系统将提供一个在线多媒体考试系统，同时保证考试的公正、安全实施。 考场考务人员登录系统后，根据向导从考试中心服务器安全的下载考试数据和文件，可以简 单便捷的操作考试流程。整个考试过程中绝大部分工作自动完成，例如发卷、收卷等，考场 考务所做的只有点击按钮来按时触发考试进入相应的考试状态。 考生在客户端操作，可以快捷的设置考生终端的环境，登录考试并开始考试。系统提供 完备的帮助，界面操作也简单明了，实用的多媒体的答题环境使考生答题跟传统考试一样便 捷。 网络考试系统提供答案触发式备份，始终保存考生最新的答题结果，保证整个考试过程 中的安全，不受考生终端崩溃或掉电的影响。网络考试系统在考试前对考生终端进行快速、 非永久的改造，尽可能的减少考生作弊的机会，而不对考生终端操作系统进行永久影响。可 以附加监考设备，保证考试公平、公正。 3 1 考生终端控制 第三章支撑技术 无论是传统考试还是网络考试，作弊是一个敏感的话题，我们设计的网络考试系统应该 尽量减小学生作弊的可能性。然而考虑到考生终端不是专用的考试机，而是一个普通的P C ， 那么考生终端上面可能安装了各种与考试无关或者对考试敏感的软件；既然是网络考试，考 生终端还应该与外部网络连接，那么考生与考生、考生与外界的不必要的联系就可能存在。 针对以上考虑，我们应该在考试开始前对考生终端进行快速改造，采用的技术如下所述。 3 1 1W i n d o w s 注册表 P C 机及其操作系统的一个特点就是允许用户按照自己的要求对计算机系统的硬件和软 件进行各种各样的配置。早期的图形操作系统，如W i n 3 X 中，对软硬件工作环境的配置是 通过对扩展名为I N I 的文件进行修改来完成的，但I N l 文件管理起来很不方便，因为每种设 备或应用程序都得有自己的I N I 文件，并且在网络上难以实现远程访问。 _ 为了克服上述这些问题，在W i n d o w s 9 5 及其后继版本中，采用了一种叫做“注册表” 的数据库来统一进行管理，将各种信息资源集中起来并存储各种配置信息。按照这一原则， W i n d o w s 各版本中都采用了将应用程序和计算机系统全部配置信息容纳在一起的注册表，用 来管理应用程序和文件的关联、硬件设备说明、状态属性以及各种状态信息和数据等。 W m d o w s2 0 0 0 注册表分为四层，而且呈层叠式的结构： 配置单元：有五个系统定义的配置单元，它们名称的第一部分是：H K E Y 项：分为用户定义的项和系统定义的项。这些项没有特殊的命名约定，它们以主H K E Y 配置单元的子目录形式存在。项和子项没有附带数据一它们只负责组织对数据的访问。 子项：分为用户定义的子项和系统定义的子项。这些子项没有特殊的命名约定，它们是 作为用户定义或者系统定义的项的子目录形式存在的。项和子项没有相关的数据一它们只是 用来组织对数据的访问( 注意，某些文档不区分项和子项) 。 值：这些元素位于结构链的末端，就像是文件系统中的文件一样。它们包含着计算机及 其应用程序执行时使用的实际数据。 在安装了W i n2 0 0 0 的P C 机上，注册表的作用主要体现在以下几个方面 1 记录安装选择 注册表在W i n2 0 0 0 安装程序期间就开始运行，当用户指定安装那些W i n 2 0 0 0 程序时， 安装程序就把这些选择记录在注册表中。 2 设置硬件 w i n2 0 0 0 运行时必须分配给所有硬件没各运行所需要的资源，对它们全部进行设置。 包括该设备用来请求P C 机关注的中断，与P C 机对话的内存区域，连接该设备与W m2 0 0 0 的驱动等。注册表可以配置这些硬件。 3 设置W i n2 0 0 0 通过注册表你可以改变许多W i n2 0 0 0 操作系统本身的设置。比如在启动W m2 0 0 0 时必 要的信息：用什么时区；在何处找到W i n2 0 0 0 系统文件；把何种设备驱动程序装入内存，以便 W i n2 0 0 0 能与P C 硬件对话。 4 运行启动程序 注册表保留有w i n2 0 0 0 启动时要运行的程序清单，它独立于可手工修改的“开始”选 单。这个清单通常包括W i n2 0 0 0 每次启动时绝对、肯定要运行的程序，如防火墙等。有些 程序只能运行一次，如首次打开新P C 的欢迎屏幕，此时注册表用到一次运行的特性。 5 定义W i n2 0 0 0 的显示方式 注册表确定了W i n2 0 0 0 的外观，规定了用户能设置的全部显示选项。如显示多少种颜 色、使用何种墙纸、放置什么图标等，这些都可以针对不同用户记录个人设置，称之为用户 配置文件( U s e rP r o f i l e s ) 。 6 确定组件方式 w i n2 0 0 0 是M i c r o s o f t 的“部件对象模块”( C o m p o n e n tO b j e c t M o d e l ，c o M ) 软件设计的 最高级的表达形式。而注册表在组件模块中起主要作用，它存储了有关不同对象的基本功能。 比如双击或单击的作用，双击T X T 文件注册表就会告诉W i n 2 0 0 0 运行记事本程序。实际上 这些都可以通过修改注册表来重新定义。 7 向管理员报告配置数据 在P c 网络上，管理员和检修人员经常要了解计算机配置的详细情况。只要该网络是用 户和口令集中式的客户机服务器类型，那么注册表就可以向远程管理员报告用户的P c 机配 置。 这样通过修改注册表的一些项就可以改变W i n d o w s 操作系统的某些显示方式，并对用 户的操作进行一些限制。 1 4 3 1 2W i n d o w s 消息机制 W m d o w s 系统是建立在事件驱动的机制上的，整个系统都是通过消息的传递来实现的。 而钩子是W i n d o w s 系统中非常重要的系统接口，用它可以截获并处理送给其他应用程序的 消息，来完成普通应用程序难以实现的功能。 钩子实际上是一个处理消息的程序段，通过系统调用，把它挂入系统。每当特定的消息 0 发出，在没有到达目的窗口前，钩子程序就先捕获该消息，亦即钩子函数先得到控制权。这 时钩子函数即可以加工处理该消息，也可以不作处理而继续传递该消息还可以强制结束消 息的传递。钩子的种类很多，每种钩子可以截获并处理相应的消息，如键盘钩子可以截获键 盘消息，外壳钩子可以截取、启动和关闭应用程序的消息等。对每种类型的钩子由系统来维 护一个钩子链，最近安装的钩子放在链的开始，而最先安装的钩子放在最后，也就是后加入 的先获得控制权。 要实现W i n 3 2 的系统钩子，必须调用S D K 中的A P I 函数S e t W n d o w s H o o k E x 来安装这 个钩子函数，这个函数的原型是H H O O K S e t W i n d o w s H o o k E x ( i n ti d H o o k , H O O K P R O CI p f n ， H I N S T A N C E h M o d D W O R Dd w T h r e a d l d ) 。其中，第一个参数是钩子的类型，第二个参数是 钩子函数的地址，第三个参数是包含钩子函数的模块句柄，第四个参数指定监视的线程。如 果指定确定的线程，即为线程专用钩子：如果指定为空，即为全局钩子。其中，全局钩子函 数必须包含在D L L ( 动态链接库) 中，而线程专用钩子还可以包含在可执行文件中。得到控制 权的钩子函数在完成对消息的处理后，如果想要该消息继续传递，那么它必须调用另外一个 S D K 中的A P I 函数C a l l N e x t H o o k E x 来传递它。钩子函数也可以通过直接返回T R U E 来丢弃 该消息，并阻止该消息的传递。 利用系统钩子，我们可以捕获考生的鼠标和键盘的操作，然后对这些操作进行过滤，使 操作系统不响应考生这些动作，确保考生不进行与考试无关的操作。 3 2 客户端与服务器信息交流 现有的网络考试系统存在B S 和C I S 两种结构，而以B S 结构为多数。B S 结构的优点 是考生终端无需安装客户端软件，采用标准的W e b 浏览器就可以参加考试，而所有的应用 服务都放在服务器端。但是如果单纯采用这样的结构，那么对考生终端不进行改造，对考生 终端的控制力也很弱。考虑到以上需求，把传统的基于C S 和B S 架构的考试系统改造成以 基于W e bS e r v i c e s 架构的系统。 3 2 1 基于W e bS e r v l e e s 架构的系统 基于W e bS e r v i c e s 架构的系统以X M L ( e X t e n s i b l eM a r k u pL a n g u a g e ) 表示要交换的 数据，并将其用S O A P ( S i m p l eO b j e c t A c c e s sP T 砷D c 0 1 ) 协议进行包装，然后将S O A P 与H 丁r P 协议的绑定即通过H T T P 的承载来发送服务请求，服务端通过解析D O M ( D o c u m e n t O b j e c tM o d e l ) 树，从X M L 文档中获得请求及其参数集，进而调用服务器端相应的服务程 序，从而实现R P C ( 远程过程调用) ；服务程序根据请求及其参数集，调用数据服务程序， 获得响应数据集，并且用同样的通信机制将结果返回给客户端( 见图1 ) 。虽然看上去逻辑 上仍然是一个传统的三层架构。但其中的内涵却全然不同，变成了S O A P 客户与S O A P 服 务器的关系。 3 2 2X m l 可扩展置标语言X M L ( e X t e n s i h l eM a r k u pL a n g u a g e ) 是近几年发展起来的基于I n t e r n e t 的元数据置标语言，它由S G M L ( S t a n d a r dG e n e r a l i z e dM a r k u pL a n g u a g e ) 语言发展而来，由 W 3 C 负责制定。它允许开发人员根据它所提供的规则，制定各种各样的置标语言。X M L 相 对与其它置标语言有很多优势主要体现在下面几个方面： I X M L 允许各个不同的行业根据自己独特的需要制定自己的一套标记，X M L 不仅允许 你定义自己的一套标记，而且这些标记不必仅限于对于显示格式的描述。 2 在X M L 中，显示样式从数据信息中抽取出来，放在样式单文件中。数据和显示样式 分离。在X M L 中数据搜索可以简单高效地进行。 3 X M L 是自我描述语言，它的标签可按照实际含义进行定义。 4 X M L 遵循严格的语法要求。 X m l 不但要求标记配对、嵌套，而且还要求严格遵守D T D 的规定。一个具有良好语法 结构的网页文件可以提供较好的可读性和可维护性，从长远来看还是大有好处的。 5 X M L 便于不同系统之间信息的传输。 当今的计算机世界中，不同企业、不同部门中存在着许多不同的系统。操作系统有N 丁、U N I X ，数据库系统有S Q L S e r v e r , O r a c l e ，要想在这些不周的平台、不同的数据库 软件之间传输信息，不得不使用一些特殊的软件，非常之不便。而不同的显示界面，从工作 站、个人微机、到手机，使这些信息的个性化显示也变得很困难。现在有了X M L ，各种不 同的系统之间可以采用X M L 作为交流媒介。 在网络考试系统中可以充分利用X M L 的这些特性，发挥它特有的优势。一般的应用程 1 6 序将其配置文件保存在一个i n i 类似的文本文件中，而考虑用X M L 保存程序配置文件则可 以增加可读性和可扩展性；忸，在永久和临时的数据存储上也有一定的优势，可以利用X M L 存储考生的临时数据和考试信息数据，实际上试卷也是用咀。文件来存储和交换的：另外使 用X M L 作为数据和信息交换的格式，它可以标注各种文字、图像甚至二进制文件，只要有 X M L 处理工具，就可以轻松地读取并利用这些数据，X M L 是一种非常理想的网际语言。 服务器端的X M L 转换 H T T P 可以看作是文件服务器，但它除具有简单的文件服务器功能以外，还有一些其他 功能。 这些添加功能大部分都是脚本引擎格式，其中最普遍的是ASP 、JSP 、PHP 或C o l d F u s i o n ，它们都是基于模板的。 要想处理X M L ，H T T P 服务器需要具有处理X M L 的附加功目卜最简单的附加功能是将 X M L 文件转换成H T M L 文档，并将H T M L 文档传送到浏览器上进行解释( 如X S L T 引擎) 。 客户端的X M L 转换 如果客户端是一个X M L 浏览器，转换任务就容易多了。实际上，几乎所有的H T T P 服 务器都可以为X M L 浏览器提供X M L 文档。 过程很简单，I - r I T P 服务器传送X M L 文档给浏览器。然后浏览器用一个专用的结构一 “处理指令”浏览接收到的文档。处理指令允许浏览器对与X M L 文件相关联的样式表进行 演绎并解释X M L 文档。 3 2 3D o M D O M ( D o c u m e n t O b j e c t M o d e l ，文档对象模型) 是一种与平台和语言无关的编程接口， 它允许程序和脚本动态访问和修改文档的内容结构和类型。它定义了一系列的对象和方法对 D O M 树的节点进行各种随机操作。 W 3 CD O M 是一种独立于语言和平台的定义，即：它定义了构成D O M 的不同对象的定 义，却没有提供特定的实现，实际上，它能够用任何编程语言实现。利用D O M 中的对象， 开发人员可以对文档进行读取、搜索、修改、添加和删除等操作。D O M 为文档导航以及操 作H T M L 和X M L 文档的内容和结构提拱了标准函数。 由于所有对数据集对象的操作是在客户端完成的，实际上是服务器数据对象的一份复制 品，这样做的好处是避免了网络承受大量数据通信的负担。 使用D O M 有以下几点优越性： 1 7 D O M 能够保证正确的语法和格式正规性。 D O M 能够从语法中提取内容。 D O M 能够简化内部文档操作。 D O M 能够贴切地反映典型的层次数据库和关系数据库的结构。 D O M 为遍历构成X M L 文档的节点树提供了自然的面向对象的机制。 ( 1 ) D O M 能够保证正确的语法和格式正规性 由于D O M 将文本文件转化为抽象的节点树表示，因此能够完全避免无结束标记和不正 确的标记嵌套等问题。使用D O M 操作X M L 文档时，开发人员不必担心文档的文本表示一 只需要关注父子关系和相关的信息。另外，D O M 能够避免文档中不正确的父子关系。 ( 2 ) D O M 能够从语法中提取内容 由D O M 创建的节点树是X M L 文件内容的逻辑表示一它显示了文件提供的信息，以及 它们之间的关系，而不受限于X M L 语法。例如，节点树蕴含的信息可以用于更新关系数据 库，或者创建H T M L 页面，使得开发人员不必纠缠于X M L 语法规范。 ( 3 ) D O M 能够简化内部文档操作 就修改X M L 文件的结构而言，使用D O M 比使用传统的文件操作机制更加简单。另外， 你可以通过几条命令执行全局性操作( 例如：从文档中删除具有特定标记名称的所有元素) ， 而不必采用繁琐的方法，首先对文件进行扫描，然后删除相关的标记。 ( 4 ) D O M 能够贴切地反映典型的层次数据库和关系数据库的结构 D O M 表示数据元素关系的方式非常类似于现代层次型和关系型数据库表示信息的方 法。这使得利用D O M 在数据库和X M L 文件之间移动信息变得相当简单。 ( 5 ) D O M 为遍历构成X M L 文档的节点树提供了自然的面向对象的机制 D O M 为处理X M L 文档提供了可编程的方法。 D O M 允许我们在客户端和服务器端修改X M L 数据结构。 D O M 为数据库之间的信息传递提供了理想的机制。 D O M 在不同的平台上可以有不同的实现方式。 D O M 是内存密集型操作，它不适于处理大型X M L 文件。 另外，读取和操作X M L 文档时，使用D O M 将保证各种平台之间获得撮大程度的互操 作性。 3 2 4S O A P 协议 S O A P ( S i m # eO b j e c tA c c e s sP r 咖c o I ) 简单对象访问协议是在分散或分布式的环境中交 换信息的简单协议，是一个基于X M L 的协议。它包括四个部分： S O A P 封装( e l w e l o p ) ，封装定义了一个描述消息中的内容是什么，是谁发送的，谁应当 接受并处理它以及如何处理它们的框架； ： S O A P 编码规贝f J ( e n c o d i n gr u l e s ) ，用于表示应用程序需要使用的数据类型的实例； S O A PR P C 表示但P cr e p r e s e n t a t i o n ) ，表示远程过程调用和应答的协定： S O A P 绑定 ( b i n d i n g ) ，使用底层协议交换信息。 虽然这四个部分都作为S O A P 的一部分，作为一个整体定义。但他们在功能上是相交 的、彼此独立的。特别的，封装和编码规则是被定义在不同的X M L 命名空间( n a r n e s p a c e l ) 中，这样使得定义更加简单。S O A P 的两个主要设计目标是简单性和可扩展性。 从某种意义上，S O A P 可以简单地理解为：R P C + H T T P + X M L ，采用H r I P 作为底层通 讯协议，R P C 作为一致性的调用途径，X M L 作为数据传送的格式，允许服务提供者和服务 客户经过防火墙在I N 下E R N E 下进行通讯交互。当然这里的R P C 可以理解地广泛一些， 应该说是每一个通过网络的远程调用都可以通过S O A P 封装起来。然而S O A P 没有定义任 何底层的传输协议，尽管在大部分情况下，S O A P 默认绑定到H T T P 协议，但也可以使用 F T P 、S M T