（控制理论与控制工程专业论文）基于混合模式的电子考务系统的研究.pdf

华中科技大学顾士学位论文 摘要 如何通过教学效果的分析改进教学方式方法、提高教学质量是学校教学中的一 个重要步骤，也是促进教学方法走向科学化、规范化必不可少的手段。而作为职业 学院校最关心的问题是如何提高学生的职业技能，在教学中注重教学相长，改进素质 教育考核方式，正确开展学生学习效果考核评价工作，全面提高办学水平，是各类 学校尤其是职业院校教学改革中一项重要且复杂的基本工作。 电子考务系统以综合教务信息为基础，本文主要以职业院校学生的技能学习考 核结果为研究对象，通过对项且学习效果的收集、整理、分析研究，获取反映项目 学习过程中主要教学质量指标的各种数据。 电子考务系统的系统结构采用一种将b s 结构与c s 结构无缝结合的新型结构， 以b s 结构满足地理位置分散、通讯介质各异的应用；以c s 的结构样式解决b s 不能解决的复杂的事务处理。系统支持地理位置分散的业务模式，它适合高职院校 的现状，最大程度地减少客户端的维护量，因此本文在校园网i n t r a n e t 结构的基础上， 软件开发采取多层应用软件体系结构。并且为了方便系统的维护，设计实现了客户 端程序自动升级模块，同时结合数据库系统的设计，从信息安全和网络安全两个方 面对系统安全性进行了设计与研究。 本系统作为高职院校的教学管理信息系统的一个资源子网进行建设，将以校园 网为基础，实现信息资源共享。同时为学院信息系统的建设建立初始框架。 关键词：电子考务体系结构数据库设计系统安全 华中科技大学硕士学位论文 a b s t r a c t i ti sa l li m p o r t a n ts t e pt ok n o wh o wt oi m p r o v et h et e a c h i n gw a y sa n dm e a n sa n d t e a c h i n gq u a l i t yt h r o u g ha n a l y z i n gt h et e a c h i n ge f f e c t a tt h es a m et i m e ，t h a ta n a l y s i sw i l l b e c o m ea ne s s e n t i a lw a yt om a k et h et e a c h i n gm e t h o d ss c i e n t i f i ca n ds t a n d a r d a sf o r h i g h e rv o c a t i o n a lc o l l e g e s ，t h em o s tc o n c e r n e dq u e s t i o ni sh o w t op r o m o t et h es t u d e n t s o c c u p a t i o n a ls k i l l s ，p a yg r e a t a t t e n t i o nt o r a i s i n g t e a c h e r s a n ds t u d e n t s l e v e l s s i m u l t a n e o u s l y , i m p r o v eq u a l i t y - o r i e n t e de d u c a t i o nt e s tm e a n s ，c a r r yo u te v a l u a t i o no f s t u d yr e s u l t sc o r r e c t l y , r a i s ee d u c a t i o n a ll e v e l s i na l l w a y s t h a ti sa ni m p o r t a n ta n d c o m p l i c a t e dw o r ki na l lk i n d so f v o c a t i o n a lc o l l e g e s t h ee l e c t r o nc h e c kp r o f e s s i o ns y s t e mi sb a s e do ns y n t h e t i c a le d u c a t i o n a l a d m i n i s t r a t i o n t h er e s e a r c ho b j e c to ft h i st h e s i si st h er e s u l t so fr a t i n gs t u d e n t sw h oa g e l e a r n i n gt h es k i l lp r o j e c t si nv o c a t i o n a ls c h o o l s ，t h e s ed a t ah a v eb e e nc o l l e c t e df r o m v a r i o u ss o u r c e sw h i c ha r ea r r a n g e da n da n a l y z e d s y s t e m a t i c a ls t r u c t u r eo fe l e c t r o nc h e c kp r o f e s s i o ns y s t e ma d o p t ss y s t e m a t i c s t r u c t u r eo fm u l t i a d m i n i s t r a t i v e1 e v e l s a p p l i c a t i o ns o f t w a r e m u l t i a d m i n i s t r a t i v e s t r u c t u r ei sa l s oak i n do fn e ws t r u c t u r ew h i c hc o m b i n e sb ss t r u c t u r ew i t hc ss t r u c t u r e i tm e e t st h e a p p l i c a t i o n o f d i s p e r s e dg e o g r a p h i c a lp o s i t i o n sa n d t h ed i f f e r e n t c o m m u n i c a t i o nm e d i u m sb yb ss t r u c t u r e a n di ts o l v e st h ec o m p l i c a t e da f f a i r sb yc s w h i c hc a n tb es o l v e dw i t hb ss y s t e m t h es y s t e ms u p p o r t st h eo p e r a t i o nm o d eo f d i s p e r s e dg e o g r a p h i c a lp o s i t i o n s i tf i t sf o r t h ep r e s e n ts t a t u so f h i g h e rv o c a t i o n a lc o l l e g e s a n dr e d u c e st h em a i n t e n a n c 圮o fc l i e n te n di ng r e a t e s td e g r e e s oo nt h eb a s i so fi n t r a n e t s t r u c t u r eo fc a m p u sn e t w o r k , w ed e v e l o ps o f t w a r eb ya d o p t i n gt h es y s t e m a t i cs t r u c t u r eo f m u l t i - a d m i n i s t r a t i v el e v e l sa p p l i c a t i o ns o f t w a r e a i s o ，f o rt h ec o n v e n i e n c eo fs y s t e m m a i n t e n a n c e , t h ec l i e n tp r o g r a ma u t ou p d a t em o d u l ei sd e s i g n e dw h i l et h ed e v e l o p m e n to f r e g i s t e rm a c h i n ea n de n c r y p t i n gm a c h i n ee n a b l e st h ec o m f o r t a b l ec o n t r o lo ft h ec l i e n t p r o g r a md i s t r i b u t i o n f i n a l l yc o m b i n e dw i t ht h ed e s i g no fd a t a b a s es y s t e m , t h ep a p e r d i s c u s s e st h ed a t ai n t e g r i t y , a n dd o e ss o m ed e s i g na n dr e s e a r c ho ns y s t e ms e c u r i t yt h r o u g h i n f o r m a t i o ns e c u r i t va n dn e t w o r ks e c u r i t y a sas u b s o u r c ew e bo ft e a c h i n g m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e mo fh i g h e r v o c a t i o n a lc o l l e g e s , t h es y s t e mw i l lr e a l i z et h es h a r eo f i n f o r m a t i o ns o u r c eo nt h eb a s i so f c a m p u sw 曲 k e yw o r d s ： e - e x a m i n a t i o n d a t a b a s ed e s i g n a r c h i t e c t u r e s y s t e ms e c u r i t y 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个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，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他 个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 学位论文作者签名：至a 华 日期： 加年f 口月弘日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：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电子版，允许论文被查阅和 借阅。本人授权华中科技大学可以将本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和汇编本学位论文。 保密口，在年解密后适用本授权书。 本论文属于 不保密曰。 ( 请在以上方框内打“”) 学位论文作者签名：孕小耸 日期：“年卜月印日。 指导教师签名：吖江久 日期：p 6 年l f 月3 t 只 华中科技大学硕士学位论文 1 1 课题背景、目的和意义 1 绪论 本课题来源于恩施职业学院学生职业技能培训考务管理工作。职业院校最关心 的问题是如何提高学生的职业技能，在教学中注重教学相长，通过改进素质教育考 核方式，正确开展学生学习效果考核评价工作，全面提高实时考务管理工作水平， 是各类学校尤其是职业院校考务管理改革中一项重要且复杂的基本工作，使得建立 在综合教务信息管理基础上的电子考务系统成为令人感兴趣的课题之一。 近几年来，国家大力发展职业教育，职业院校学生人数逐年增多，班级也相应 增加，教学对象增加，教学层次多样，更主要的是素质教育指导下的对考务管理工 作提出了更迫切的要求，以恩施职业技术学院为例，开设有计算机应用、机电、数 控机床、财会、生物医学、园林设计、广告装璜、工民建、人文科学共八大类4 2 个 专业，特别强调学生的职业操作技能，而与之配套的教学管理手段和学生综合素质 评价方法仍以传统的全日制普通学历教育考核方法为主，已不适应当前职业教育新 的形势和要求。同时传统的考务管理工作多以考代评、以考代练，包括操作性的课 目在内的考核方式仍然以笔试为主。以计算机基础课考核为例，计算机基础课采用 传统考试方法，考试时分为客观题和操作题两部分。客观题主要包括单项选择题， 多项选择题、判断题等形式，重点考察学生对计算机基础知识的掌握情况，操作考 试主要包括对w i n d o w s 操作系统、办公软件及上网的操作技能考试，重点考察学生 对办公软件操作的掌握情况。长期以来，该课程的考试分为两部分，客观题部分是 由教师以纸面形式命题，学生以纸面形式答卷，教师再以人工方式判卷，统计分数。 操作题部分则是教师以纸面形式给出操作要求，学生以上机操作的方式在相关软件 中完成操作，将结果保存为要求格式的文件，通过电子邮件系统以附件形式发往教 师的电子信箱，教师再从计算机上下载邮件，打开附件，对照评分标准判定分数， 统计分数。因此在考核工作中一直存在着教师判卷工作量大、耗时多、重复劳动多、 有判卷失误的问题。尤其是操作题的判卷工作，需要长时间面对计算机工作，对教 华中科技大学硕士学位论文 师来说感觉尤为繁重，不堪重负。对学生来说问题则是无法及时得到考试成绩，出 现对理论不重视，对实践不到位的现象。所以，建立基于校园网的电子考务管理系 统，其主要目的是通过建立统一的技能操作规范标准实现考核方式的信息化，标准 化，自动化。配合学校的教学活动，服务于广大教师和学生，使他们能方便、快速、 准确的完成考核及评估工作。 同时，传统的学生考核办法侧重于学生统一考试成绩的录入、查询和修改，不 能实时监控学生的学习进程，不能充分反映职业院校职业技能教育特点，功能单一， 因此，对建立基于学习过程的电子考务管理系统的整体功能提出了较高的要求，要 求电子考务系统对学生学习和教师教学的全过程实行全部的管理与控制，即从考核 前的数据处理如考核项目选择、考核方案的选择、考核标准的统一、学生的数据录 入、考号( 一般考试、测验可用学号代替) 生成、统一编排考场、统一的考核软件编写 接口、学生单项测试和全面技能考核的实施、直到最后的分数处理、教学效果评价、 教学信息反馈，全部由计算机管理与控制，从而实现教学考核方式及学习过程的信 息网络化。 1 2 国内外研究概况 以计算机辅助测试考核为主要内容的技能测试考务系统6 0 年代初在美国诞生， 历经4 0 年，已经在国外得到了广泛的应用。国外有许多专门的考试机构采用计算机 辅助测试软件对参加考核的对象进行评价。著名的考试机构有美国思而文学习系统 有限公司( s y l v a nl e a r n i n gs y s t e m si n c ) 。它是一家从事教育和计算机化考试服务的 专业公司，它在世界的6 大洲1 4 0 多个国家和地区有2 2 0 0 多个考试中心，可用2 5 种语言提供近百个不同类型，一千多种考试。每年全球参加计算机化考试的人数约 4 0 0 万。当今大部分的授证机构均委托思而文公司为其进行测试、评估。如在信息技 术领域中全球领先的计算机公司的授证考试，如：建筑师和股票经纪人的考试、医 护人员的专业测试、美国飞机驾驶员( f a a ) 的考试等。世界上最大的考试机构一美国 教育考试服务中心( e t s ) 从1 9 9 3 年开始在g r n 碍f 究生入学考试) 采用自适应考试模 式，同时逐步减少纸卷一笔试为基础的考试方法。2 0 0 0 年开始t o e f l 考试在中国也 2 华中科技大学硕士学位论文 采用自适应考试模式。1 9 9 4 年，美国护士协会把以纸卷一笔试为基础的考试方法完 全改用计算机自适应考试，每年对护士进行4 0 0 ，0 0 0 多人次的注册护士的考试。在 信息产业中，美国n o v e l l 公司于1 9 9 1 年成功的应用了c a t 进行认证考试，使参加 n o v e l l 自适应考试的人数超过了1 ，0 0 0 ，0 0 0 人次【1 】【2 1 。 在国内，对计算机电子考务系统的研究开始于2 0 世纪8 0 年代初期，所用方法 从模拟手工出卷到运用人工智能构建专家系统或决策支持系统都有。具有代表性的 有南京工学院的u t s s ( au n i v e r s i t yt i m e t a b l es c h e d u l i n gs y s t e m ) 系统、清华大学的 t i s e r ( t i m e t a b l es c h e d u l e r ) 系统、大连理工大学的智能教学组织管理与课程调度系统 等【3 1 。9 0 年代后a t a 公司组织开发人员不断地修改更新计算机等级考试软件，使其 功能不断扩大，成为各种职称等级考试的常用软件。国家信息化计算机教育认证( 简 称c e a c ) 管理办公室对考试题库进行调整，于2 0 0 5 年改革考试题库标准，考试题型 由单一的选择、判断题转为以理论题、操作题并重，以加强学生的动手能力的考核。 通过对国内外计算机辅助测试软件的考察和试用，本文发现一是考务系统大多 以客户端服务器( c l i e n t s e v e r , c s ) 的模式开发的，而这种胖客户端的结构对客户端软 件有很强的依赖性并且维护管理成本很高，对操作人员有较高要求，普通老师不经 过专门培训无法使用，同时具有胖客户端的系统不适合于职业院校职业培堋特点： 多专业、考核方式多样、考核过程和要求不统一、学生多层次的特点，所以必须采 用w e b 技术以降低客户端成本。二是这些考务系统往往依赖于各个学校的教学体制， 不宜于进行大量推广。三是考核形式多以标准化考试方式为主，在这种考核形式下， 会导致学生重理论、轻实践的现象发生，学生不一定认真学习，而是背题。老师教 学目的也不是为了帮助学生真正掌握技能，而是怎样通过考试。考生的实际操作能 力大多限于“纸上谈兵”，在新的操作项目、新的考核插件、新的操作环境和实际操 作设备面前会束手无策。 因此，通过建立一套成熟的考核资源尤其是计算机模拟环境，一套统的标准 就可以形成基于学习过程的考务管理体系【4 】，实现考核评 涣j 的自动化和经常化，强化 学生的动手能力，同时教师所要做的只是不断修正考核内容和考核标准、精心设计 考核题目、维护考核资源从而大大减轻考务管理成本。 华中科技大学硕士学位论文 如何科学、合理地制定考核标准，充分利用校园网资源实现各种职能培训环境， 突出高职院校学生技能操作性的特点是职业院校考务管理的一项重要工作。电子考 务系统是具体实施教学计划的重要组成部分，是在传统的考务管理基础上改革的关 键环节，开发套符合实际需求的电子考务系统是非常必要的。基于混合模式的电 子考务系统与其他同类系统不同的是，该系统具有良好的开发性，它不再把专业人 员和计算机人员捆绑在一起，而是将软件开发工作和考核资源建设工作分离开来， 强调项目教学的过程性，实操性、学习进度的实时性，使各专业教师可以应用本系 统随时随意地进行二次开发i ”，无须受计算机水平的限制，这有助于推进电子考务系 统的广泛应用和普及1 6 - 9 。 目前开发的电子考务系统多以单一考试或成绩统计为中心，不能满足当前职业 教育管理实时、动态的教学要求，职业培训强调“实用、通用、够用”。不强调知识 的系统性，完整性，而强调操作的规范性，安全性。所以职业院校电子考务系统必 须将实时掌握学生技能操作状况纳入日常考务管理中，利用信息化手段收集整理考 核项目资源，建立一套学生能力测试统一标准，在学生综合素质评价上从教师经验 判断为主过渡到计算机辅助评测为主。 1 3 课题主要研究工作 根据当前管理信息系统的发展状况和恩施职业技术学院的具体情况，本文在系 统的建立过程中遵循了如下指导思想： 1 ) 统筹考虑，信息共享 应用系统基于校园网，实现高水平的信息资源共享和跨平台的信息资源访问。 系统结构应具有跨平台访问不同数据源的机制。 2 ) 包容性和可扩展性 系统具有较好的可扩展性和包容性，能接纳己有的系统，在今后系统扩展时， 有效遗保护已有的投资。在应用需求变化时，能方便地调整。易于扩充升级，既满 足当前的业务需求，又为今后的扩充留有空间。 3 ) 规范化的信息管理 4 华中科技大学硕士学位论文 遵循国家标准，专业标准和教学大纲要求，用统一的数据格式描述，将各类项 目考核指标标准化，规范化。采用信息标准的优先次序是；国家标准，教育部标准， 教育部下属机构标准，职业技能操作规范标准。 4 ) 系统简洁，易使用、易维护、适合非计算机人员使用应用系统的设计符合日 常办公运作的需求，功能完备实用，简单易学，界面友好清晰，网络结构简单明了， 层次清楚，便于管理。 5 ) 统一的考核考查体系 在信息标准化、规范化的基础上，对信息进行合理的布局，在提供业务处理的 同时，使全校师生可以在任一平台上按照培养目标和个人特长进行学习教学。建立 以考核学生的能力为主的综合考核考查体系。 6 ) 尽量做到可靠运行，安全保密 具有安全高效的通信机制，身份认证，权限检查。与校园网的安全机制相结合， 采用路由技术，设立信息系统防火墙。考核时，答卷一次生成，一次提交，降低出 错的概率，保证了考核的安全性和稳定性。提供将考生答卷保存在服务器上的功能， 考试过程出现任何意外，考生都可以在其它计算机上继续考试。 7 ) 采用先迸成熟的技术建立实用可靠的系统 贯彻产品化的设计原则和实施方法，系统的起点要高，不是基于淘汰的技术， 系统应能适应未来技术发展的趋势。一个实用可靠的系统应具有以下特点： ( 1 ) 安全高效的混合模式：管理员对学生、考核资源管理模块采用传统的c s 模 式构建。应对大规模复杂的考核环境( 如期中考试和期末考试) ，从而保证系统的性能 稳定且效率高。系统中最关键的数据传输采用x m l 技术设计，让考核插件在客户端 生成x m l 数据上传服务器，能够保证在服务器和网络出现任何故障时，保留并锁定 考核现场( 不允许继续考核) ，等待故障处理后继续考核。可以说，考生项目考核过程 中出现任何问题，只要客户端计算机不重启，等网络和服务器故障修复后，都能够 继续进行。教师及学生信息管理、能力评测、学生网上练习、仿真训练及查分采用 浏览器服务器( b r o w s e s e v e r , b s ) 模式开发，无需安装客户端，仅需下载非常小的考 核插件，便于维护和升级，并能够与校园网无缝集成。 华中科技大学硕士学位论文 ( 2 ) 考核资源和考核的分布式管理：允许管理员管理考核资源( 各种题库和考核 插件) ，允许指定考核资源的保密，允许管理员布置和管理考核资源，让考务中心管 理员下放权限和任务，使教师的日常考务管理更轻松。 ( 3 ) 考试、作业及项目分析三大功能模块：通用的考试模块采用c s 模式适用于 传统的集中性的正规考试和认证，要求比较严格，可以设定答卷时间、答卷自动存 档、记录所有成绩和答题信息、不允许重复考试、多种防止舞弊设计( 如打乱出卷顺 序) 等。项目分析模块用于教学人员可以查询成绩，并可以进行成绩分析和知识点分 析，确定改进项目教学的方法和途径；在线作业模块用于学生自我培训和自我测试。 建立电子考务信息系统的目标是通过全面的考务管理系统的建设和运用，制定 统一的学生技能考核标准，改进考核的方式和质量，充分利用信息化资源强化学校 考务的管理，提高工作效率，为技能培训提供更多的手段。学校、学生、老师均可 从中受益。对学校来说，电子考务信息系统的建立有助于强化实时教学管理体制， 实现资源合理配置，可加强学生信息管理、减少考试资源浪费、收集整理系统化的 教学资源，推动学校管理机制进一步完善，适应信息化的要求，体现职业教育的特 点和先进性。对老师来讲，电子考务系统的建立使他们可利用校园网增进与学生的 互动学习，随时发布项目培训相关信息，开发计算杌辅助培训软件，反馈教学效果， 改进教学质量。对学生来讲，通过信息化手段模拟复杂设备和复杂环境的仿真性， 培养学习的兴趣，合理安排自己的学习时间、更好地完成学习任务，有更多的余地 来选择自己感兴趣的培训项目，开阔视野，提高综合素质。具体地说电子考务管理 信息系统的意义可归纳如下： 1 ) 实现考务管理信息的规范化 考试考核方式的规范化是教学管理规范化的前提。教学计划和考试大纲作为考 务活动中的纲领性文件，在考务管理系统中起到了关键性的作用。考务系统一改传 统观念和传统习惯，将考核方式和过程在数据结构上进行了统一规范，使它能够正 确地贯彻执行考试大纲、规范考务。同时作为学期考查、毕业考查、综合能力考查 等的执行标准，作为教学效果评估、学习效果评估等重要教学环节的操作依据。 2 ) 考务信息共享与服务 6 华中科技大学硕士学位论文 考务系统采用了数据集中存放、信息网络共享的模式，提供了学校教务管理部 门和各教学部门协同工作及信息共享的环境。各系在考务管理中心平台的统一组织 下，共享一个数据库。通过校园网为教学管理部门和教师、学生提供全方位的考务 信息服务。 3 ) 为教育教学管理提供辅助决策 考务系统作为教学系统的一个重要组成部分具备为教学管理提供辅助决策的功 能，主要表现在以下几个方面：一是考务系统保留了历年的考核形式，试卷信息、 试题信息、学生成绩、考场安排等信息，为考核方式的改进和发展提供了历史性的 资料。二是提供了各类学生考试考核情况的统计分析，其中包括学生的学习结构、 年龄结构、课程结构等基础信息，为学生综合评价标准的统一提供支持。 如上所述，电子考务系统不仅仅减轻了考务管理者劳动的强度，而且带来了考 务管理体制的重大变革。本文的研究内容从理论上来说，就是探讨电子考务管理信 息系统的相关技术。从实践来说，就是详细阐述实现恩施职业技术电子考务系统的 过程和方法。 从系统层次来看，先进的电子考务信息系统应是一个典型的混合模式的应用系 统。浏览器是一个网络信息发布和培训练习平台，使得教师和学生可以在线学习、 交流、测试以及自由查询如考试成绩、作业题库、教师信息、课件等各类教务信息。 而且对诸如项目信息的采集等适合网上处理的工作也应由浏览器完成。另外必须设 立一个客户端端完成考务数据的集中处理和管理以及数据量很大的实时考核。系统 基本管理模式是以教务管理决策部门( 如教务处) 为控制中心，对所涉及的所有考务资 源进行集中的、统一的管理。其它部门( 如各院、系、专业等) 安装本系统客户端软件 后作为工作站，在主管部门的授权下可以对本部门考务资源进行制作、修改、查询、 统计、打印等操作。这样就将考务管理的绝大部分工作分解到各基层单位，从而能 够及时、高效地完成数据处理。数据处理模型是以考务计划为中心，结合学生信息 数据、项目管理数据、考务计划数据，并自动发布到网上获得学生测试数据，自动 生成培养项目数据及考核安排信息，最后实现考核成绩的网上发布。系统各模块之 间处理的数据是相互关联的，存在数据流转关系。因而在程序设计和数据表设计上， 7 华中科技大学硕士学位论文 要避免数据冗余和处理冗余。 作为一个信息系统，必须考虑安全问题。这个系统的安全包括应用级安全和网 络级安全。在应用一级，主要考虑将数据层和服务器提供的安全认证和表现层安全 认证机制相结合，只有合法的数据库用户才能访问相应的数据表。此外，由于客户 端有可能分发到各个院系，每个院系人员只有受限的操作本部门相关数据的权限， 因而对他们的操作也应该加以限制，包括规定数据表的存取权限和系统菜单的访问 权限等。在网络一级设立网络防火墙来限制外网对内部主机的访问。 另外，人机交互子系统也是必不可少的。人机交互子系统是管理信息系统与决 策者之间的交互界面，决策者通过人机交互子系统输入必要的信息( 用于控制系统运 行) 和数据，同时系统通过人机交互子系统向用户显示相关数据。系统的输入输出界 面应设计风格统一，并遵循以下原则：采用下拉列表、选择框、单选钮、代码输入 等，尽量减少汉字的直接录入；具备较强的检查和容错能力；界面风格一致，尽量 标准化。 1 4 本文内容与组织 本文共由五章组成，第一章为绪论，内容包括课题的来源、国内外电子考务系 统的现状；第二章研究了有关电子考务系统的理论基础与技术支持手段；第三章对 恩旌职业技术学院的考试教学管理需求进行了说明，对电子考务系统进行概要设计； 第四章论述了根据理论结合恩施职业技术学院的实际情况，介绍了恩施职业技术学 院电子考务系统( e c p s ，e l e c t r o nc h e c kp r o f e s s i o ns y s t e mo f e ns i f tt e c h n i c a lc o l l e g e ) 功能模块的设计和实现及数据库的设计和安全：第五章对电子考务系统设计进行了 总结，提出了在未来对考务系统中存在的问题进行解决的几种改进途径。 华中科技大学硕士学位论文 2电子考务系统的技术基础 电子考务系统中学生考核项目的选择问题、项目测试标准问题、结果收集问题、 自动评分问题、监考教师考场安排问题、成绩分析问题，与现有其它信息系统的接 口问题是实现计算机考务成功的关键，它的优劣将直接关系到考务系统运行的质量 和效率。 2 1 管理信息系统 管理信息系统( m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ，m i s ) 是一种综合性的人机系统， 它是用系统的观点，以计算机科学和现代化的技术为基础，对某一组织或机构中有 关的数据进行收集、处理并输出有用信息，从而支持组织决策的一个系统【9 j 。 管理信息系统对管理规范化、科学化、信息化起到了巨大的促进作用。m i s 系 统不仅能够代替人工管理，提高工作效益，而且有助于提高管理决策的科学性，因 此，普遍认为m i s 的开发应用是提高管理水平的关键所在。 由于管理信息系统是一个集成系统，因此管理信息系统进行信息管理时是从总 体出发，全面考虑，保证各职能部门能共享数据，保证信息数据的兼容性和一致性。 具有统一管理的数据库是管理信息系统成熟的重要标志，它标志着信息己集中成为 资源，为各种用户共享【1 0 】【1 1 】。 从概念结构上看，管理信息系统由四大部件组成，即信息源、信息处理器、信 息用户和信息管理者i 们。 电子考务管理信息系统是m i s 应用于教育领域产生的结果，因此关于m i s 的整 套理论对于考务管理信息系统都是适用的【9 】【1 2 】【1 3 】。 常用的m i s 开发方法包括结构化生命周期法、快速原型法、自底向上的方法及 面向对象的开发方法等1 1 4 1 。 结构化系统开发方法采用系统工程的思想和工程化的方法，它强调在整体优化 的前提下考虑具体的分析设计问题即自顶向下的观点结构化系统开发方法能较全面 9 华中科技大学顽士学位论文 支持整个系统开发过程的方法，是至今为止应用较普遍、较成熟的方法。缺点是起 点低，使用工具落后，导致开发周期长，给开发带来一些困难”7 1 。 原型方法是一种快速模拟方法。它通过模拟以及对模拟后原型的不断讨论和修 改最终建立系统，要想将这样一种方法应用于一个大型信息系统开发过程中的所有 的环节是根本不可能的，因此它多被用于局部系统或处理比较简单系统的设计到实 施环节。 面向对象方法是一种围绕对象来进行系统分析和系统设计，然后用面向对象的 工具建立系统的方法。这种方法可以普遍适用于各类信息系统开发，但是它不能涉 及到系统分析以前的开发环节0 8 - 2 0 1 。 因此本文在开发恩施职院考务管理信息系统时，采用结构化系统开发方法支持 整个系统开发过程，而其它开发方法如系统原型法作为结构化系统开发方法在局部 开发环节上的补充。 由于本软件系统专用于学院系统内部，则本系统的规模属于中型的应用，除每 学期二次的集中性的大规模考试外，多数时间数据访问量及网络带宽要求不高，所 以选用m i c r o s o f ts q ls e r v e r2 0 0 0 作为数据库服务系统，w e bs e r v e r 选用1 1 s 5 ，0 以上 版本，开发工具利用f r o n t p a g e2 0 0 0 ，p h o t o s h o p7 0 ，d r e a m w e a v e r4 0 ，i n t e r d e v 6 0 进行w e b 页面及a s p 程序的开发，v b 6 0 用来开发客户端的应用程序b j 【”1 。 2 2 体系结构 2 2 1c s 体系结构 c s 软件体系结构，是基于资源不对等，且为实现共享而提出来的f 1 4 1 ，是2 0 世 纪9 0 年代成熟起来的技术，c s 结构将应用一分为二，服务器( 后台) 负责数据管理， 客户机( 前台) 完成与用户的交互任务， c s 体系结构具有强大的数据操作和事务处理能力，模型思想简单，易于人们理 解和接受。是一个多主从结构脚1 。但随着企业规模的日益扩大，软件的复杂程度不 断提高，传统的二层c s 结构存在以下凡个局限： 1 ) 二层c s 结构是单一服务器且以局域网为中心的，所以难以扩展至大型企业 1 0 华中科技大学硕士学位论文 内部网i m r a n e t 或i m e r n e t ； 2 ) 软、硬件的组合及集成能力有限； 3 ) 服务器的负荷太重，难以支撑大量的客户机，系统的性能容易变坏； 4 1 数据安全性不好。因为客户端程序可以直接访问数据库服务器，那么，在客 户端计算机上的其他程序也可想办法访问数据库服务器，从而使数据库的安全性受 到威胁。 图2 1 二层c s 结构 正是因为二层c s 有这么多缺点，因此，三层c s 结构应运而生。三层c s 结 构是将应用功能分成表示层、功能层和数据层三个部分【2 4 l ，如图2 - 2 所示。 表示层是应用的用户接口部分，它担负着用户与应用间的对话功能。它用于检 查用户从键盘等输入的数据，显示应用输出的数据。为使用户能直观地进行操作， 一般要使用图形用户接口，操作简单、易学易用。在变更用户接口时，只需改写显 示控制和数据检查程序，而不影响其他两层。检查的内容也只限于数据的形式和取 值的范围，不包括有关业务本身的处理逻辑。 功能层相当于应用的本体，它是将具体的业务处理逻辑编入程序中。例如，在 华中科技大学硕士学位论文 审核用户资料时，表示层所需的数据要从数据层取得，用图形化界面按一定的格式 要求显示出来。当用户的数据资料有误时，要通过键盘或鼠标对数据资料进行修改， 执行保存命令后，系统会从表示层取得数据送往数据层进行处理，并从数据层返回 执行结果给功能层，以确定修改操作执行成功。表示层和功能层之间的数据交往要 尽可能简洁。例如，用户检索数据时，要设法将有关检索要求的信息一次性地传送 给功能层，而由功能层处理过的检索结果数据也一次性地传送给表示层【2 ”。 表示层功能实现层 数据层 图2 - 2c s 三层结构图 通常，在功能层中包含有确认用户对应用和数据库存取权限的功能以及记录系 统处理日志的功能。功能层的程序多半是用可视化编程工具开发的。 数据层就是数据库管理系统d b m s ，负责管理对数据库数据的读写。数据库管 理系统必须能迅速执行大量数据的更新和检索。 这所谓客户机服务器( c s ) 模式，即数据库( l t 如，考核项目库) 内容放在远程的服 务器上，在客户机上安装相应软件；c s 结构在技术上虽然很成熟，但该结构的程序 往往只局限在小型的局域网内部，不利于扩展。并且，该结构的每台客户机都需要 安装相应的客户端程序。由于本文的系统是一个教学信息系统的一个部分，拥有的 用户量比较多，因此，如果采用该结构，系统的安装与维护工作比较繁重。同时， 由于应用程序直接安装在客户机，客户机直接和数据库服务器交换数据，系统的安 全性也受到一定影响i ”1 1 2 7 1 。 2 2 2b $ 体系结构 b s 结构是真正的三层结构，它以访问w e b 数据库为中心，h 玎m 为传输协议， 客户端通过浏览器访问w e b 服务器和与其相连的后台数据库，本文称之为b s 模式。 其三级结构组成如图2 - 3 所示： 华中科技大学硕士学位论文 图中从左到右，分为三个层次： 第一层是客户端即浏览器，主要完成客户和后台的交互及最终查询结果的输出 功能。在客户端向指定的w e b 服务器提出服务器请求，w e b 服务器用h t t p 协议把 所需文件资料传给用户，客户端接受并显示在w w w 浏览器上； 第二层w e b 服务器是功能层，完成客户的应用功能，即w e b 服务器接受客户请 求，并与后台数据库连接，进行申请处理，然后将处理结果返回w e b 服务器，再传 至客户端： 第三层数据库服务器是数据层。数据库服务器应客户请求独立地进行各种处理。 图2 3 三级b s 体系结构幽 与传统的c s 模式相比，b s 结构把处理功能全部移植到了服务器端，用户的请 求通过浏览器发出，无论是使用和数据库维护上都比传统模式更加经济方便。而且 使维护任务层次化：管理员负责服务器硬件日常管理和维护，系统维护人员负责后 台数据库数据更新维护田1 。 由以上的比较分析可知，三层结构也可以理解为增加w e b 服务器的c s 模式。 2 2 3c $ 和b $ 混合体系结构 通过以上对c s 结构和b s 结构的比较和分析，在一个系统中如何选择应用模 式，可以得出以下结论：适合采用c s 模式的子功能应具备以下特点：安全性要求 高；具有较强的交互性；使用范围小，地点固定；要求处理大量数据。而适合采用 b s 的子功能应具备以下特点：使用范围广，地点灵活；功能变动频繁；安全性、交 互性要求不高。但在实际应用中，一个系统很可能同时具备以上特征，其中有些功 能模块是在内部运作的，适合采用c s 结构，而有些信息需向外发布，适合采用b s 结构。这样就可以把两者结合起来，对一个信息管理系统中的各个模块分别根据其 华中科技大学硕士学位论文 特点选择c s 或b s 结构模式，互相配合把多个应用不同模式的子系统集成为= 个。 混合式的系统。 c s 与b s 混合软件体系结构是一种典型的异构体系结构【2 ”。c s 与b s 混合软 件体系结构的优点是外部用户不直接访问数据库服务器，能保证教学数据库的相对 安全。学院内部用户的交互性较强，数据查询和修改的响应速度较快，在校园内部 网上实现数据的传输安全性高、速度快，服务器上数据库数的维护方便，使用c s 结构具有较大的优势。在一般的日常考务管理工作中，如学生技能培训抽查和单项 考核测试，对速度要求不高，对方便性要求更多一些，采用b s 的体系结构较合适， 其次教师可能在一般客户机上上网查询学生资料，记录学生学习过程效果，这时就 可以通过互联网用w e b 浏览器来完成。 性能 c s 体系结构b s 体系结构 平台无关性否 是 界面统一性否 是 开发难度大 较大 维护费用大 小 可扩展性弱强 交互性 强弱 安全性 较好较差 网络通信量大小 可操作性复杂简单 客户端的复杂性是c s 架构应用受到垢病的主要原因之，在用户日益增长的 情况下，一旦需要升级，投入的人力物力非常巨大，而且，经过多次更新，很容易 出现各客户端不一致的情况，反过来又对服务器的应用升级和修改造成障碍，尽管 如此，但这种架构的存在仍有其合理性，因为b s 架构受限于浏览器的表达方式， 以及很难实现的实时性，因此在实时数据传送，在需要灵活和复杂的用户界面的情 况下，一般仍采用c s 架构【2 们。本系统的一些模块( 比如专业操作考试、全院学生成 1 4 华中科技大学硕士学位论文 绩统计、打印) 则采用c s 结构。这主要是因为： 1 ) 这些工作相对来说比较集中，不需要众多学生的参与； 2 ) 采用c s 结构后，学生不能通过w e b 方式访问一些非公开资料，这样有利 于系统的安全； 3 ) 浏览器的打印功能不是十分强大；某些工作( 比如评分) 涉及到多种技术，用 客户机程序有一定的优势。 很多先进的系统采用c s 与b s 混合结构，即根据系统中各个功能模块功能要 求的差异，分别使用c s 结构及b s 结构f 2 8 】1 2 9 1 ，如图2 - 4 恩施职业技术学院考务管 理信息系统就是如此：客户端则完成考务数据的集中处理和管理，专业试题库、考 场安排、学生平时考查考核情况表等应放在客户端。浏览器端是一个网络信息发布 平台，使得教师和学生可以自由查询如专业试题库、考试时间、考场安排、考试成 绩、教师信息、教学效果情况等各类考务信息。而且，对诸如学生对教师教学评价 教师对学生的考核要求信息的采集等适合网上处理的工作也应由浏览器端完成。针 对c s 架构的客户端应用更新问题利用域策略发布方式运行脚本技术实现自动更新 3 0 l 。本系统的逻辑结构图如图2 4 所示： 厅闶 i 应用程序i - 冷 田一 通信协议 s q l 语句 图2 - 4 混合模式的逻辑结构图 华中科技大学硕士学位论文 2 3 数据库技术 2 3 1 关系型数据库 s q l ( s t r u c t u r eq u e r yl a n g u a g e ) 是结构化查询语言的缩写；s q l 是集数据定义 语言d d l 、数据操作语言d m l 和数据库控制功能于一体的数据库语言。s q l 的d m l 是介于关系代数和关系演算之间的一种语言。由于s q l 使用方便、功能丰富、简洁 易学，得到广泛的应用和推广。例如关系数据库d b m s 产品o r a c l e 、d b 2 、 s y b a s e 、s q ls e r v e r 等都以s q l 作为数据库语言。同时，其他数据库产品的厂 家也纷纷推出各自支持s q l 的接口软件。 2 3 2 数据库体系结构 s q l 数