（教育技术学专业论文）基于局域网的计算机应用基础考试系统的开发.pdf

内蒙古师范大学硕士学位论文 中文摘要 计算机应用基础是许多高校非计算机专业学生必修的基础课程之 一，该课程教学规模大、教学内容多，因此给考试的组织和管理带来了 很大困难。在这种背景下，笔者结合内蒙古科技大学实践训练中心计算 机应用基础课程实际教学需求，主要依托v b 开发平台设计、开发了一 套基于c s 结构、应用在局域网环境下的计算机应用基础考试系统( 目 前该系统己投入使用) 。该考试系统集考务管理和考试管理于一体，从 而提高了考试的标准化、规范化程度，实现了考试的高效性和公平性。 该考试系统由三个子系统构成，它们分别是：1 ) 面向教师的试题 管理子系统。该系统实现了对试题库的管理，通过它教师可以录入各种 试题，包括选择、打字、w i n d o w s 操作、w o r d 操作、e x c e l 操作和上网 操作，并能够详细地指定每个测试点的分值。2 ) 面向学生的测试子系 统。该系统实现了自动抽取试题、自动计时、自动评分等必备的功能。 3 ) 面向监考老师的网上监控子系统。考试开始后，监考老师可以通过 监控子系统查看考生机的状态，批量控制考生机( 包括注销、重新启动、 关闭、锁定考生机和为考生存盘并交卷) 。考试结束后，教师可以通过 该系统进行全程自动评分和成绩的汇总工作。最终，成绩保存在a c c e s s 数据库中，然后，成绩可以按照任意组合导入到e x c e l 文件中，进行上 报。 本文详细阐述了实现该考试系统的关键技术和方法： ( 1 ) 利用当前流行的建模工具( r a t i o n a lr o s e ) 进行需求模型、 设计模型以及实现模型的详细设计，并充分应用该工具的正向和逆向功 能使得系统在开发过程中达到模型和代码的实时同步，使得开发过程和 需求的完成情况以及需求的改变能够得到及时的处理。 ( 2 ) 依据面向对象技术的设计模式理论进行建模并开发，使得代 码的重用率、模型的健壮性以及需求变化的适应性得到增强。 ( 3 ) 标准的邮件服务器和w e b 服务器难以和本系统融为一体，因 此不能直接跟踪考生的上网操作情况，从而导致相关试题不能自动评 分。本系统依据p o p 3 、s m t p 以及h t t p 协议理论并结合具体的考点，利 内蒙古师范大学硕士学位论文 用w i n s o c k 控件技术开发了适合跟踪考生上网操作的邮件服务器和w e b 服务器，实现了对收发邮件等考点的自动评分。 ( 4 ) 依据t c p i p 通讯协议理论并利用w i n s o c k 控件技术开发了监 控子系统。为了均衡整个考场的网络负荷，利用d c o m 技术实现了监控 功能的分布，即监控子系统既可以运行于客户端也能运行于服务器端。 ( 5 ) 考虑到代码的重用性，该系统把一些常规功能以控件和c o m 组件的形式进行开发，这使得系统由c s 向b s 的转化相当容易。 实践证明，本系统开发的考试系统真正实现了对计算机应用基础 课程的无纸化考核，特别是对操作类试题的考核，完全实现了考试和评 分的自动化和一定程度上的智能化，成为提高教学质量的有力助手，得 到了内蒙古科技大学师生的一致好评。 关键词：局域网，考试系统，面向对象，自动评分，c o m 组件 内蒙古师范人学硕上学位论文 a b s t r a c t c o m p u t e ra p p l i c a t i o nb a s i cc o u r s ei so n eo fc o m p u l s o r yc o u r s e sf o r s t u d e n t sw h o s em a j o ra r en o tc o m p u t e rs c i e n c ei nm a n yu n i v e r s i t i e s i t s i n s t r u c t i o n a ls c a l ei ss ol a r g ea n di t si n s t r u c t i o n a lc o n t e n t si ss on u m e r o u st h a t i ti sd i f f i c u l tf o re x a m i n a t o r i a lo r i g i n a t i o na n dm a n a g e m e n t s o ，id e v e l o pa t e s ts y s t e ma p p l y i n gv bm a i n l yw h i c hc a nb ea p p l i e dt h el a ne n v i r o n m e n t b a s e do nc s ( n o wt h es y s t e mi si nu s e ) t h et e s t - s y s t e mc o n s o l i d a t e s t e s t - t r a n s a c t i o na n d t e s t - p r o c e s sm a n a g e m e n t ， w h i c h i m p r o v e s s t a n d a r d i z a t i o na n da c t u a l i z e sh i g he f f i c i e n c ya n df a i r n e s s t e s ts y s t e mi sd i v i d e di n t ot h r e es u b s y s t e m s ，t h a ti s ：1 ) s u b s y s t e mo f t e s tq u e s t i o n sm a i n t e n a n c eu s e db yt e a c h e r s i tm a n a g e st h ed a t a b a s eo ft e s t q u e s t i o n s t e a c h e r sk e yi na l lk i n d so ft e s tq u e s t i o n s ，i n c l u d i n gc h o i c et o p i c ， t y p i n gt o p i c ，w i n d o w so p e r a t i n gt o p i c ，w o r do p e r a t i n gt o p i c ，e x c e lo p e r a t i n g t o p i ca n dn e t w o r ko p e r a t i n gt o p i c ，a n da s s i g np o i n t sf o re a c ht e s tq u e s t i o n 2 ) t e s ts u b s y s t e mu s e db ys t u d e n t s i th a st h ef o l l o w i n gf u n c t i o n s ：a u t ot e s t q u e s t i o n se x t r a c t i o n ，t i m ek e e p i n g ，a u t o - g r a d i n g ，e t c 3 ) m o n i t o r i n g s u b s y s t e mu s e db ye x a m i n e r s o n c et h et e s tp r o c e s sb e g i n s ，e x a m i n e r sc a n v i e we v e r yc o m p u t e r ss t a t u sa n dc o n t r o le v e r yc o m p u t e rb yw h o l e s c a l e ( i n c l u d i n gl o g g i n go f f , r e s e t t i n g ，p o w e r i n go f f , l o c k i n g ，s a v i n ga n dh a n d i n gi n f o rs t u d e n t s ) o n c et h et e s tp r o c e s se n d s ，t e a c h e r sc a ng r a d ea n ds u m m a r y a u t o m a t i c a l l y a tl a s t ，s c o r e sa r es a v e di n t oa c c e s sd a t a b a s e t h e ns c o r e sa l e i m p o r t e di n t oe x c e lf i l ea n dr e p o r t e d t h ek e yt e c h n o l o g ya n dw a ya r ee x p l a i n e di nd e t a i li nt h i sp a p e r ( 1 ) a p p l y i n gf a s h i o n a b l eb u i l d i n gm o d e lt o o l ( r a t i o n a lr o s e ) t od e s i g n r e q u e s tm o d e l ，d e s i g nm o d e la n di m p l e m e n tm o d e li n d e t a i la n df u l l y a p p l y i n gi t s f o r w a r dd i r e c t i o na n db a c k w a r dd i r e c t i o nf u n c t i o nt om a k e m o d e l sa n dc o d e ss y n c h r o n i s t i c a l l yi nc o u r s eo fd e v e l o p i n gs y s t e m ，i no r d e r t h a td e v e l o p m e n tp r o c e s s ，c h a n g eo fr e q u i r e m e n tc a nb eh a n d l e dt i m e l y 内蒙古师范大学硕士学位论文 ( 2 ) a p p l y i n go b j e c t o r i e n t e dd e s i g nm o d e lt h e o r yt ob u i l dm o d e la n d d e v e l o p ，i no r d e rt oe n h a n c e t h ec o d e s r a t eo f r e u s i n g 、m o d e l sr o b u s ta n d a d a p t a b i l i t yt ou s e r s r e q u i r e m e n t sc h a n g i n g ( 3 ) i ti sd i f f i c u l tt oi n t e g r a t en o r m a lm a i ls e r v e ra n dw e b s e r v e rw i t h t h i st e s t - s y s t e m s ow ec a n to b t a i ne x a m i n e e s o p e r a t i v i t yd i r e c t l ya n dc a n t g r a d ea u t o m a t i c a l l y b u tt h et e s t - s y s t e mb a s e do nw i n s o c ka c t u a l i z e st h e m a i ls e r v e ra n dw e bs e r v e rw h i c ha r ef i tt ot r a c ee x a m i n e e s o p e r a t i v i t yo f n e t w o r k w h i c ha p p l i e sp o p 3 、s m t pa n dh t t pa n dc o m b i n e sc o n c r e t et e s t p o i n t s ( 4 ) a p p l y i n gt c p i pa n dw i n s o c kt od e v e l o pm o n i t o r i n gs u b s y s t e m t ob a l a n c et h en e tl o a di ne x a m i n a t i o nh a l l ，t h em o n i t o r i n gs y s t e m d i s t r i b u t e sm o n i t o rf u n c t i o nb a s e do nd c o m ，t h a ti s ，e v e r yf u n c t i o nc a l lb e m nb o t ho nc l i e n ta n do ns e r v e r ( 5 ) t ou s ei d e n t i c a lc o d e sf o rm a n yt i m e s ，t h es y s t e md e v e l o p sn o r m a l f u n c t i o n si n t oc o n t r o l sa n dc o mc o m p o n e n t s ，w h i c hm a k e si te a s yt o c o n v e af r o mc st ob sf o rt e s ts y s t e m t h i st e s ts y s t e mh a sb e e np u ti n t op r a c t i c e sa n di t sp r a c t i c a le f f e c th a s b e e np r o v e nt ob eg o o d t h es y s t e mt m l yr e a l i z e sn o n - p a p e r , t h ea u t o m a t e d t e s tf o rc o m p u t e ra p p l i c a t i o nb a s i cc o u r s e ，e s p e c i a l l yt ot h eo p e r a t i o nk i n do f t e s t q u e s t i o n s ，c o m p l e t e l y r e a l i z e st h ea u t o m a t i o n ，t h ei n t e l l e c t u a l i z e d j u d g m e n t i ti sag o o dh e l p e rf o ri m p r o v i n gt h eq u a l i t yo ft e a c h i n g ，a n dh a s b e e ns u n gh i g hp r a i s eb yt h et e a c h e r sa n ds t u d e n t s a tl a s t ，s o m ed r a w b a c k si nt h et e s t s y s t e m a r ed i s c u s s e da n d r e s e a r c h a b l ec o n t e n ti nf u t u r ea r ep o i n t e do u t k e yw o r d s ：l a n ，at e s ts y s t e m ，o b j e c t - o r i e n t e d ，a u t o - g r a d i n g ，c o m c o m p o n e n t s 独创性声明 本人声明所呈交的学位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 的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也 不包含本人为获得内蒙古师范大学或其它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感谢。 擀矧襁嗍游钥伊 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解内蒙古师范大学有关保留、使用学位 论文的规定：内蒙古师范大学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，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文 的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印 或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，并且本人电子文档的内容 和纸质论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。、 挠则挑导师挠价凇 日期懈年明徊 第1 章前言 1 前言 1 1 课题开发背景及研究意义 人类正在从工业社会迈向信息社会，i t 技能已成为当代人能力素质的标志之一， 为了适应社会的需要，计算机应用基础一直是高校本科学生的必修课之一。而中国近 年来高等院校进行的招生规模的扩大，使得每年本科学生人数呈上升趋势。就一般综 合性高等院校而占，每年的新增本科生人数在1 0 0 0 2 0 0 0 人，多的甚至达到3 0 0 0 人 以上。此外，社会上计算机普及教育持续升温，各种计算机应用能力的考核也有增加 的趋势。多数的计算机应用基础考试虽然进行了无纸化的上机操作考试，但采用教师 手工方式组织试卷和人工浏览的方式来进行阅卷评分，这样就产生了许多问题：在组 织每次考试时，都需要到处找试题、拼试卷、印刷，工作量很大，效率不高，花费了 老师大量的时间和精力；再者因为老师批改试卷的工作量很大，所以要想认真快速批 完这些“电脑上的答卷”，必须分配很多老师来做这种机械性的工作，而且每位老师 的阅卷标准不完全相同，所以分数也不够客观，甚至难免会出现差错，另外考试周期 长，一次考试很多天后才能出结果，反馈能力弱，试题选择随意性大，对成绩的分析 停留在平均分、及格率等表面层次上，难以统计出考生对各个知识点的掌握程度，因 此不能对症下药进行教学，对以后的教学工作不能起到参考作用。这样一来不仅浪费 了人力，还浪费了时间，几乎背弃了我们无纸化考试的初衷。所以客观需要一个能够 实现自动阅卷，以及考试管理功能方便实用的考试系统来解决上述问题。 考试系统的管理方式主要有单机和网络两种：单机方式管理系统比较容易实现， 但试题存放于本地计算机，不利于实现数据的共享，而且数据容易丢失。对普通用户 而言，单机管理系统存在着数据录入局限性较大和完整的试题库建立所需要时间较长 等问题。 随着i t 时代的到来以及计算机网络技术的迅猛发展，人们正在进入数字化社会， 网络已融入并不断地改变着人们的学习和生活方式。基于这种现状，利用网络进行上 机考试并借助计算机代替人工完成组卷、发卷、收卷、阅卷已成为可能。内蒙古科技 大学实践训练中心负责全校所有非计算机专业新生的计算机应用基础课教学，每学期 约5 0 0 0 人左右需要参加该科目的上机考试，可见组织这样考试压力之大，迫切需要 一套功能齐备的自动考试系统来完成。 内蒙古师范大学硕士学位论文 在网络普及的今天，特别是校园网作为一个学校办学的必备条件的今天，网络考 试系统应该作为考试系统开发方式的首选。 1 2 国内外的研究现状及分析 网络考试系统目前有两类：一是基于局域网的网络考试系统，一是基于v e b 的网 络考试系统。基于局域网的网络考试系统通常用于比较正式的考试，如计算机等级考 试、职业技能考试、行业考试等；基于w e b 的网络考试系统通常用于考生自测或网络 教学系统。以下介绍几个典型的网络考试系统，用以说明国内外对网络考试系统的研 究状况： 1 、网络考试在国外的发展状况 大约1 9 9 6 年底1 9 9 7 年初，国外开始出现支持网上教学的系统和平台，近年来层 出不穷。国外大多数系统侧重于网上的课程开发、课程管理、学生历史记录等方面， 对教学过程提供全面有效但是比较基础的支持，也有一些系统重视教学活动的设计， 如提供对不同教学模式的教学实施方便性的支持。美国的n t u 、英国的o p e nc o l l e g e 都是十分典型的网络示例。目前，经济发达国家已经建立了完善的考试专业机构。各 机构也都根据自己所承担的职能，建立起了大型题库。如“律师资格考试”、“g r e 考 试”，以及计算机方面的“c i s c o 职业资格认证”、“m i c r o s o f t 职业资格认证”、“计 算机等级考试”等。多数的考试系统都是基于w e b 的 国外比较有影响的机器考试是a o c a 公司的a t a 智能化考试服务系统，主要目标 是模拟真实考试环境，特别适合计算机操作性题目的考试。a t a 公司的产品和服务中 使用的核心技术，有较多可取之处。但t t a 考试软件更多的是用于开展计算机信息 技术的考试，考试的管理也基本上由a t a 公司专人负责，这对于考试环境、内容随着 时代的发展而发生很快变化的各类考试来说，具有相当的局限性。 2 、网络考试在国内的发展状况 随着计算机应用的普及，为计算机管理试题库提供了可能，同时也促进了试题库 理论和实践的发展。七十年代，试题库建设形成较完善的经典理论体系，即c t t 。从 我国恢复高考制度以后，随着高考标准化的实旌，以及其他大规模考试的建立，尤其 是微型计算机的快速发展，这些都为题库建设提供了基础条件。自从8 0 年代中期以 来，出现了多所学校或行政机构联合丌发试题库的局面，如1 9 8 6 年北京大学，南京 大学等3 0 多所学校的2 0 0 多位教师共同合作，丌发了“高等化学试题库”。于1 9 9 1 年完成旨期工作，1 9 9 5 年完成第二期工作，并商品化在全园推广。同时，也出现了 第一章前言 许多其他学科的试题库，较成功的主要有：高等数学试题库，普通物理试题库等。9 0 年代前后，政府部门在全国范围内有计划、有组织、系统地开展c a i 教学与国家试 题库的建设。“八五”期间，我国对试题库的建设立项，主要有数学、物理、化学、 生物等4 个基础学科。这些对网络考试的建设工作进行了全面推进。 目前，局域网考试依然相当的实用和流行，基于局域网的考试要比在线考试普及 面广的多，使用率也要高的多。 通过对中国学术期刊全文数据库与中国优秀博士硕士学位论文全文数据库的检 索，与考试系统相关的论文共有3 6 7 5 0 0 多篇，与局域网考试系统相关的论文共有6 2 0 0 多篇，其中，与计算机应用基础考试系统相关的有2 9 5 0 0 多篇，与局域网计算机应用 基础考试系统相关的论文有2 4 0 0 多篇。 其中，栾好利的硕士论文基于局域网的计算机考试系统的研究与实现采用了 数据库技术、网络技术、面向对象编程技术、解决了一系列程序语言类考试的技术难 题；攻克了v f p 在程序代码设计方面自动评判的技术难关；实现了自动抽题组卷、 自动评判等功能。系统提供人性化的运行界面和方便快捷的操作方法，真正实现了对 v f p 程序设计语言的无纸化、自动化考核。 该系统在确定考生身份问题上，用考生准考证号登录确定：在抽取试题问题上， 系统根据机器号分配试题，保证相邻机器试题不同；在确定答案问题上，对于选择题， 比较考生的答案与系统提供的标准答案是否相同就可以了；对于填空题，要求录入试 题时，必须提供全部正确参考答案然后判分时比较一下考生提供的答案是否是系统提 供的标准答案之一即可：在上机操作题问题上，要求试题指定在哪个事件中实现，判 分耐只要查指定的事件即可；在死机、重新启动、关机问题上，在监考员提供二次登 录密码的自u 提下，进行二次登录接着答题；在生成试卷问题上，由考试软件自动抽取 试卷；在考试计时问题上，没有进行限定。 张全和的硕士论文计算机基础考试系统的分析和设计试卷生成的实现上采用 遗传算法；自动阅卷功能的实现上，对于选择题，将考生答案与标准答案以特定字段 保存在相应的试题库和系统的标准答案库中，采用意义对应的完全匹配策略判定：对 于w i n d o w s 操作题，在考试评分系统设计时，先准备一个标准答案文件，把产生的 文件与文件夹的名字按一定格式编排，评分时根据标准答案文件中的内容去评分考生 所要求的文件与文件央；o f f i c e2 0 0 0 操作题部分的阅卷采用面向对象的技术，利用 o f f i c e2 0 0 0 文档自带“对象库”，采用v b a 编程实现。一般思路是从上层对象起， 经过若干层次，以待查的目标为最后一层子对象，获取相应属性的值，作为评分的标 内蒙古师范大学硕士学位论文 准；其中各部分设计思想不尽相同，其中主要有：文档排版的操作主要是改变文档的 外观，改变的同时，有关对象相应属性的值也记于文档的相应对象属性中，取相应属 性的值即可评分；表格和e x c e l 主要是对工作表的数据进行处理，可关注数据有 变动的单元格区域，将其与答案对比而评分；利用v b a 从o f f i c e 操作题的答卷中 提取出o f f i c e 文档的各种设置信息，与标准答卷中提取的信息对比后判定答卷的得 分；基于a s p n e t 来实现。 王依群的硕士论文基于w e b 的计算机基础课网上考试系统的研究与实现根据 i p 地址实时生成考题，采用倒计时方式计时；对数据库的访问主要是通过a d o 的 r e c o r d s e t 对象，利用r e c o r d s e t 方法存取数据记录，对数据记录进行增加、修改、 删除等操作：通过登录审查的方式防止考生非法考试。 综述：尽管每个考试系统都有自己的独特之处，但总的来看，现有的考试系统的 不足之处： ( 1 ) 伸缩性差：无论是c s 结构或b s 结构，在参考人数不太多的情况下有 较好的运行，当人数增加时，系统的性能明显下降，反应时间长。 ( 2 ) 维护困难：对c s 结构的网络考试而言它需要在每个客户端安装客户 程序，当系统做出修改或升级时，维护工作量较大。应用a s p 时，由于业务处理逻 辑广泛分布在众多的页面中，当系统需要做出修改时，也是十分的不便。 ( 3 ) 多数计算杌基础测试考试系统功能不够全面，多数没有对考试过程进行有 效的网上监控，尤其没能对o f f i c e 操作题实现自动阅卷。 本考试系统的研究思路是，借鉴已有的考试系统的成功之处，如在基于局域网 的计算机考试系统的研究与实现等论文中，用考生准考证号登录确定考生身份；根 据机器号分配试题，保证相邻机器试题不同；填空题、操作题的阅卷思路：在死机、 重新启动、关机问题上的处理办法；计算机基础考试系统的分析和设计中对于 w i n d o w s 操作题试及o f f i c e 操作题的评分方案；基于w e b 的计算机基础课网上考 试系统的研究与实现根据l p 地址实时生成考题，采用倒计时方式计时：对数据库 的访问等操作；通过登录审查的方式防止考生非法考试。在此基础上同时改进现有 考试系统的不足之处，建立一个功能完善的考试系统框架。在易用性上力求瘦化客户 端，即客户端无需安装客户端程序，无需做任何配置。在维护性上，要求系统能适应 需要变化，要求某部分功能变化时，只对涉及到的部分有影响，其它部分不受影响。 在系统性能上，要求多人参加考试时，系统不发生明显延时处理，争取在系统安全性 和保密性上有所突破。 4 第一章前言 通过分析现有的网络考试系统的特点，结合多年从教经验以及教学现状，充分分 析网络通讯理论、软件工程等相关理论，利用v i s u a lb a s i c 、v i s u a lc + + 、r a t i o n a l r o s e2 0 0 3 、p o w e rd e s i g n e r1 2 以及u m l 等工具，设计一个包括三大模块( 管理子 系统、监控子系统和测试子系统) 的基于局域网的计算机应用基础考试系统。计算机 应用基础考试，重在操作能力的考察，它要求考生在模拟实际应用中的环境中进行操 作处理即实战，因而，基于局域网的计算机应用基础考试系统不仅要具备局域网考试 系统的共性，能够进行填空、选择等客观题的考试，而且要能进行一些可实战的主观 题目的考试，故无论是在测试中，还是在有关的管理中都需要特别的程序。尤其是 o f f i c e 操作题和上网操作题的阅卷需要专门的模块来处理。相对应的在试题库的设 计上也要考虑相应的表和字段来保证。 该考试系统应有以下优点： ( 1 ) ，能实际考察学生计算机操作技能即实战能力，避免“纸上谈兵”。 ( 2 ) 自动抽取试卷、网上实时监考、现场监控，从而有效防止作弊。 ( 3 ) 能自动快速评分，考生可及时获知成绩，同时减轻教师阅卷工作量。 ( 4 ) 教师可根据计算机应用基础的具体教学要求，系统的建立和维护试题库。 ( 5 ) 试题和成绩维护及保存方便、安全性高等优点。 ( 6 ) 系统功能的可扩展性好 该系统需要解决的关键内容是： ( 1 ) o f f i c e 操作试题的自动评分。 ( 2 ) 上网操作的自动评分。 ( 3 ) 考场的实时监控以及安全性防范。 因此，本考试系统为高校计算机公共课教学实现教考分离、提高测试质量提供技 术保障，有助于考察学生实际掌握计算机基础知识和基本操作技能的情况，并可为高 校节约人力、物力资源。 内蒙古师范大学硕士学位论文 2 理论基础 本系统涉及的内容主要的理论基础有：计算机测试理论、网络通讯理论、软件工 程理论等。 2 1 计算机测试理论m 把计算机用于测试过程主要有两种方法：把计算机作为构造测试的辅助手段和用 计算机作为测试的管理者。随着微机和大型网络终端的激增，直接在计算机或终端上 管理测试当前是可行的，应用后能节约大量的时间而且能提高测试的质量。 所谓计算机管理测试，就是学生坐在计算机终端前，把对屏幕上所显示试题的应 答直接输入计算机。这样，由计算机充当传统教师的角色，整个测试自动完成。 计算机管理测试优点是：测试可单独进行，允许学生准备好后而不一定是在固定 时间进行测试；测试可以因人而定或把同样的测试对不同的学生进行不同的构造。 计算机管理测试为教师提供了便利条件，每个学生的回答，无论对错，都进行存 储，用于对题库题目的改进。处于同样的目的，累计关于题目的个人或集体数据，如 完成时间、应答格局或寻找帮助的次数等，都可方便地进行，所有这些数据为修改测 试过程的教师提供了有用的信息 对于测试中的因素，需要考虑两个独立的课题：测试的性质和内容：测试实施的 方法。 测试的实施包括决定测试的发送方式、如何操作、教师和学生的选项以及对非预 期事件的防护。 所有的测试的设计都应以下三条重要原则为中心。这三条原则是： 确保所需信息的方便入口； 扩大用户控制： 建立安全杆和安全网。 1 所需信息方便入口 第个原则说明测试系统向用户提供个访问所需信息的方便入口，其中有两个 含义：首先要确定哪些信息是用户所需；其次要使这些信息能被方便的访问。通常信 息越重要或信息使用越频繁，该信息就应越容易铍访问。 2 扩大用户控制 第二个原则说明要努力扩大用户的控制，应由用户( 教师或学，上) 决定下一步进 6 第2 章理论基础 行什么内容，而不是由测试系统做出决定。从学生方面看，包括这一原则的理由是， 很多测试环境使学生生成大量的焦虑，而频繁地让学生控制测试环境可减少焦虑。 3 安全杆和安全网 安全杆是一种使某些偶然事件难于发生的机制。因为意外的测试评分或记录被删 除的后果是毁灭性的，所以提倡建立安全网。安全网是在使用了安全杆后，还需要进 一步操作的过程。 2 2 网络通讯理论瞳1 网络通讯理论主要包括与s o c k e t 编程相关的内容。 2 2 1s o c k e t 的引入 随着计算机网络技术的发展，t c p i p 协议被集成到操作系统内核中时，相当于 在操作系统中引用了一种新型的输入输出操作。操作系统用户进程与网络协议的交互 作用比用户进程与传统的输入输出设备相互作用复杂的多。首先，进行网络操作的两 个进程在不同的机器上，如何建立它们之间的联系? 其次，有很多网络协议，如何建 立一种通用机制以支持多种协议? 这些都是网络应用编程所要解决的问题。 实际上，s o c k e t 在计算机中提供了一个通信端口( 套接口) 。通过这个端口，一 台计算机可以与任何一台具有s o c k t e 接口的计算机通信。通信的基础是套接口，一 个套接口是通信的端，在这一端上可以找到与其对应的一个名字。一个正在被使用 的套接口都有它的类型与其相关的进程，套接口存在于通信域中。一个套接口通常和 同一个域中的套接口交换数据( 数据交换也可能穿越域的界限，但这时一定要执行某 种解释程序) 。应用程序在网络中传输、接受的信息都要通过这个套接口来实现。在 应用开发中就像使用文件句柄一样，可以对s o c k e t 句柄进行读写操作。 2 2 2s o c k e t 编程的基本概念 s o c k e t 编程方面的基本概念有多个，主要分述如下： 1 网问进程通信 进程通信的概念最初来源于单机系统。由于每个进程都在自己的地址范围内运 行，为保证两个相互通信的迸程之间既不干扰又能协调一致工作，操作系统为进程通 信提供了响应设施，如u n i xb s d 中的管道( p i p e ) 、命名管道( n a m e dp i p e ) 和软中 断信号( s i g n a l ) u n i xs y s t e mv 的消息( m a s s a g e ) 、共享存储区( s h a r e dm e m o r y ) 和信号量( s e m a p h o r e ) 等，但都仅限于用在本机进程之间进行通信。网问迸行通信 要解决的是不同计算机进程i 日j 的相互通信问题可把同机进程通信看做其中的特例) 。 内蒙古师范大学顶士学位论文 为此，首先要解决的是网问进程标识问题，同一计算机上，不同进程可用进程编号 ( p r o c e s si d ) 作为唯一的标识。但在网络环境下，各计算机独立分配的进程号不能 唯一地标识该进程。例如，计算机甲赋予某进程号4 8 ，在计算机乙中也可以存在4 8 号进程，因此，“4 8 号进程”这句话也就没有意义了。 2 服务方式 在网络分层结构中，各层之间是严格单向依赖的，各层次的分工和协作体现在相 邻之间的界面上。“服务”是描述相邻层之间关系的抽象概念，即网络中各层向紧邻 上层提供的一组操作。下层是服务提供者，上层是请求服务的用户。服务的表现形式 是原语( p r i m i t i v e ) ，如系统调用或库函数等。系统调用是操作系统内核向网络应用 程序或高层协议提供的服务原语。 在国际标准化组织( i s o ) 的开放系统互连( o s i ) 的术语中，网络层及其以下各 层又称为通讯子网，只提供点到点通讯，没有程序或进程的概念。而传输层实现的是 “端到端”通信，引进网间进程通讯概念，同时也要解决差错控制、流量控制、数据 排序( 报文排序) 及连接管理等问题。为此提供不同的服务方式：面向连接( 虚电路) 的服务或无连接的服务。 面向连接服务是电话系统服务模式的抽象，即每一次完整的数据传输都要经过建 立连接、使用连接、终止联接的过程。在数据传输过程中，各数据分组不携带目的地 址，各分组在系统中独立传送。无连接服务不能保证分组的先后顺序，不进行分组出 错的恢复与重传，不保证传输的可靠性。提供无连接的数据报服务的常用协议是u d p 协议。 3 客户机服务器模式 在t c p i p 网络应用中，通信的两个进程问相互作用的主要模式是客户机服务器 模式( c i i e n t s e r v e r ) 。即客户向服务器发出请求，服务器接受到请求后，提供相应 的服务。客户机服务器模式的建立基于以下两点：首先，建立网络的起因是网络中 软硬件资源、运算能力和信息不均等，需要共享，从而造就拥有众多资源的主机提供 服务，资源较少的客户请求服务这一非对等作用；其次，网问进程通信完全是异步的， 相互通信的进程问既不存在父子关系，又不共享内存缓存区，因此需要一种机制为希 望通信的进程日j 建立联系，为两者的数据交换提供同步，这就是基于客户机服务器 模式的t c p i p 。 t c p i p 的s o c k e t 提供下列3 种类型套接字。 1 流式套接字( s o c ks t r e a m ) 第2 章理论基础 如果我们想让发送出去的数据按顺序无重复地到达目的地，那么就需要使用流式 套接字。流式套接字提供一种可靠的面向连接的数据传输方法，数据无差错、无重复 地发送，且按发送的顺序进行接受。不管对单个的数据包，还是对整个数据包，流式 套接字都提供一种流式数据传输，流式套接字使用传输控制协议( t c p ) 。此外，在数 据传输时，如果连接断开，应用程序会被通知。流式套接字内设流量控制，避免数据 流超限：数据被看作是字节流，无长度限制。文件传送协议( f t p ) 使用流式套接字。 2 数据报套接字( s o c k _ d 6 r a m ) 数掘报套接字提供一种不可靠的、非连接的数据包( p a c k e t ) 通信方式。在这里， “不可靠”的意思指发送一个数据包不能获得担保，也不能保证数据包按照发送的顺 序到达目的地。数据包以独立包形式被发送，不提供无错保证，数据可能丢失或重复， 并且接受顺序混乱。在实现上，同一分组数据报可能不只一次被发送。对于w i n s o c k 的t c p i p 实现，数据报套接字使用用户数据包协议( u d p ) ，不过w i n s o c k 2 也支持别 的协议。网络文件系统( n f s ) 使用数据报套接字。 虽然在通常情况下，在同一台计算机上或在轻负载( 1 i g h t l yl o a d e d ) 的局域网 ( l a n ) 所连接的两台计算机上的进程之间进行通信时，可能不会出现数据包不被发 送或没按顺序到达及有重复发送的情形，但我们在编写应用程序时，应该注意检测以 外发生的事件，应具备处理出现这些情况的能力。 当然，如果我们为非常复杂的网络( 如i n t e r n e t ) 编写通信应用程序，就应该 考虑到数据报套接字的不可靠性。如果我们的应用程序没有处理好这个问题，它就可 能出现崩溃。 尽管如此，数据报套接字在发送数据包或记录型数据时仍然很有用。另外，数据 报套接字还提供向多个目标地址发送广播数据包的能力。 3 原始套接字( s 0 c kr a w ) 该接口允许对较低层协议，如i p 、i c m p 的直接访阀。它常用于检验新的协议实 现或访问现有服务中配置的新设备。 基本套接字函数调用： 大多数的数据报套接字应用程序都使用一个规定的事件序列来完成客户应用程 序与服务器应用程序问的通信。 首先，客户端和服务器端都要创建一个数据报套接字。接着，服务器端调用b i n d 0 函数给套接字分配一个公认的端口( 在丌发应用程序时。这个公认端口通常足指定 的) 。这样，客户端和服务器端就使用同样的端口来表示服务器套接字。一旦服务器 9 内蒙吉师范大学硕上学位论文 将公认端口分配给了套接字，客户端和服务器端都能使用s e n d t o ( ) 和r e c v f r o m ( ) 来 接受数据报直到完成传递。然后调用c l o s e s o c k e t ( ) 来关闭套接字。 2 3 软件工程理论 软件工程是一门旨在研究计算机软件开发与维护的普遍原理和技术的工程学科， 它的研究范围涉及到技术方法、软件工具、科学管理等诸多方面。本考试系统采用软 件工程中面向对象的方法和统一建模语言( u m l ) 分析、设计系统，建立系统模型。 2 3 1 面向对象方法概述啪 面向对象( o h j e c t - o r i e n t e d ，0 0 ) 基本观点如下： ( 1 ) 从概念上讲，一个对象( o b j e c t ) 是一个你可以与之交互的实体：你可以向它 发送各种消息( m e s s a g e s ) 并且它将做出反应。对象如何动作依赖于它的当前状态 ( s t a t e ) ，这种状态可能会发生变化，例如，对象接收到消息后所做出反应的部分。 这关系到你具体与哪个对象交互，通常通过名字访问对象，即一个对象有一个不同于 其他对象的标识。因此对象是一个具有行为、状态和标识的实体。 ( 2 ) 实体( t h i n g ) 实体的含义可能表面看起来更有趣。一个对象不仅是系统中的 一个实体，它还是系统中概念实体的表示。事实上，对象开始是在s i m u l a ( 仿真) 中 出现的，它们确实代表着现实世界的对象，对象以模拟的形式出现。显然，如果普遍 意义上的软件系统是用对象构造的，则对象不需要表示一个物理实体。 ( 3 ) 状态( s t a t e ) 对象的状态是指对象当前封装的所有数据。对象通常有许多命 名的属性( a t t r i b u t e s ) ( 或实例变量或数据成员) ，它们每个都具有一个值。有些属 性是易变的，即它们的值可以发生变化。在最新的面向对象语言中，对象属性的集合 在对象的生存期内是不能改变的，即使这些属性的值可以改变。 ( 4 ) 行为( b e h a v i o r ) 行为是对象根据状态的变化和消息的传递做出行动或反应 的方式。对象可以理解某些消息，也就是说对象可以接受消息并对其采取行动。对象 可以理解的消息集合与对象所具有的属性集合一样通常是固定不变的。对象对消息做 出反应的方式可能依赖于对象属性的当前值：在这种方式下，即使外界不能直接访问 属性，也可能日j 接受到属性值的影响。从这个意义上说属性值就是对象的状态。 ( 5 ) 标识( i d e n t i t y ) 标识的概念是对象不只是它们属性的当前值来定义。对象可 以持续存在。一个对象通常用名字来表示( 客户程序中一个变最的值，可能写为 a c u s t o m e r ) ，但对象的名字与对象不是一回事，因为同一个对象有几个不同的名字。 o 第2 章