（机械设计及理论专业论文）网络化计算机绘图考试系统的研究与实现.pdf

a b s t r a c t f o ra d a p t i n gt ot h er e q u i r e m e n t so fw e b b a s e di n s t r u c t i o na n de x a mo fc o m p u t e r d r a w i n g ，t h i sp a p e rr e s e a r c h e st h ew e b b a s e de x a ms y s t e mo fc o m p u t e rd r a w i n g c o n s i d e r i n gt h es p e c i a l t i e so fc o m p u t e rd r a w i n g ，t h i sp a p e rr e s e a r c h e st h em e t h o df o r w e b b a s e de x a mo f c o m p u t e rd r a w i n g0 1 1t h ea s p e c to f e x a m m a n a g e m e n ta n dc o n t r o l ，t e s t o fd r a w i n ga b i l i t ya n dg r a d i n ga u t o m a t i c a l l y i no r d e rt o i m p l e m e n tt h em a n a g e m e n t ， t r a n s m i s s i o na n dd a t ae x c h a n g eo fa u t o c a d d r a w i n g st h r o u g hn e t w o r k ，t h em e t h o df o r c o m p o n e n t b a s e df o r m a tt r a n s i t i o na n dt r a n s m i s s i o no ft h e s ed r a w i n g si ss t u d i e di nt h i s p a p e r ，a n dt h ed a t ae x c h a n g ea l g o r i t h mo f a u t o c a d d r a w i n g s i sp r e s e n t e d ，m e a n w h i l e ，t h e m e t h o df o rg r a d i n ga u t o m a t i c a l l yi sd i s c u s s e d t h em e t h o df o ri m p l e m e n t i n gw e b - b a s e d d r a w i n gm a n a g e m e n ts y s t e mo f a u t o c a d i sa l s op u tf o r w a r di nt h i sp a p e r t h e s y s t e mc a n b ea p p l i e dt ow e b - b a s e de x a mo fa u t o c a d t h e p r o b l e m sd i s c u s s e d i nt h i sp a p e rh a v es o m e p r a c t i c a lv a l u eo nw e b - b a s e da n di n t e g r a t e dd e s i g n k e yw o r d s ：e x a n ls y s t e mo fc o m p u t e rd r a w i n g ，c o m p o n e n t - b a s e d ，f o r m a tt r a n s i t i o n a n dt r a n s m i s s i o n t h r o u g hn e t w o r k ，d a t ae x c h a n g ea l g o r i t h m ，g r a d i n g a u t o m a t i c a l l y , d r a w i n gm a n a g e m e n ts y s t e mo f a u t o c a d 、 【i 南京航空航天大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 网络化考试概述 计算机辅助教育( c o m p u t e r b a s e de d u c a t i o n ，即c b e ) 包括两大组成部分：一是 计算机辅助教学( c o m p u t e ra s s i s t e di n s t r u c t i o n ，即c a i ) ，二是计算机管理教学 ( c o m p u t e rm a n a g e di n s t r u c t i o n ，即c m i ) 。在现代教育技术中，c a i 正成为教师授 课的有力工具，在日常的教学管理中，c m i 也得到了广泛地应用。 c a i 是一种重要的新兴教育技术，包括将计算机直接用于为教学目的服务的各类 应用，c a i 系统是一种人机结合的计算机应用系统，一个c a i 系统由多媒体计算机系 统、多媒体教学软件、教师、学生、教学信息等基本要素组成。 多媒体就是利用计算机和相关技术设备对图、文、声、像等多种媒体信息进行数 字获取、管理、通信、处理，并能通过和用户的交互对话向用户提供所需信息的新一 代的计算机集成环境。多媒体技术是指用计算机综合处理多媒体并使各种媒体建立逻 辑链接的技术，是信息传播技术、信息处理技术和信息存储技术的组合。多媒体技术 的关键特征是其中信息载体的多样性、交互性和集成性。多媒体技术在c a i 中的应用 即多媒体c a i 。 和教师可以采取不同的教学模式一样，c a i 系统可以根据不同的教学目的和内容 采用不同的教学模式，c a i 系统的基本模式有：讲解演示、操作练习、咨询、模拟、 问题求解、计算机辅助测试、远程辅导和在线讨论等。其中，计算机辅助测试( c o m p u t e r a s s is t e dt e s t i n g ) ，是c a i 的重要组成部分，是检验教学效果的一种有力手段，同 时，也是c m i 的重要内容。 随着网络技术、多媒体技术的发展，现代教育技术已经向网络化教学( w e b - b a s e d i n s t r u c t i o n ) 过渡，教学的网络化、多媒体化是现代教育的一大特征，网络教学代表 了现代教学的一个方向。网络教学是以计算机网络为依托的一种教学方式，把计算机 技术、多媒体技术、网络技术和现代教育方法有机结合起来，不仅让学生看到文字、 图形、影像、声音、动画等，而且把分散、独立的计算机通过通讯设施互连起来，从 而，实现资源共享和异地通讯。 目前，大学教学内容日益增多而且不断更新，课程的考试与考核工作日益复杂与 繁重，为了推动考核方法改革，适应教学的实际需要，网络化考试已经成为一种重要的 方法。 网络化考试系统具有从考试组织、考试流程控制以及考试结果处理的完整功能， 一般包括远程考试、题库及试卷管理、考试过程控制等部分，其最基本的技术支持为 网络和数据库，因而，网络平台的选择及系统工作模式的确立十分重要。首先，因为考 生的分布跨地域，因此，所选的网络覆盖范围要宽；其次。要求网络传输的可靠性好， 以保证考试过程的正常进行，还要求系统的用户界面友好，便于使用。 南京航空航天大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 网络化考试概述 计算机辅助教育( c o m p u t e r b a s e de d u c a t i o n ，即c b e ) 包括两大组成部分：一是 计算机辅助教学( c o m p u t e ra s s i s t e di n s t r u c t i o n ，即c a i ) ，二是计算机管理教学 ( c o m p u t e rm a n a g e di n s t r u c t i o n ，即c m i ) 。在现代教育技术中，c a i 正成为教师授 课的有力工具，在日常的教学管理中，c m i 也得到了广泛地应用。 c a i 是一种重要的新兴教育技术，包括将计算机直接用于为教学目的服务的各类 应用，c a i 系统是一种人机结合的计算机应用系统，一个c a i 系统由多媒体计算机系 统、多媒体教学软件、教师、学生、教学信息等基本要素组成。 多媒体就是利用计算机和相关技术设备对图、文、声、像等多种媒体信息进行数 字获取、管理、通信、处理，并能通过和用户的交互对话向用户提供所需信息的新一 代的计算机集成环境。多媒体技术是指用计算机综合处理多媒体并使各种媒体建立逻 辑链接的技术，是信息传播技术、信息处理技术和信息存储技术的组合。多媒体技术 的关键特征是其中信息载体的多样性、交互性和集成性。多媒体技术在c a i 中的应用 即多媒体c a i 。 和教师可以采取不同的教学模式一样，c a i 系统可以根据不同的教学目的和内容 采用不同的教学模式，c a i 系统的基本模式有：讲解演示、操作练习、咨询、模拟、 问题求解、计算机辅助测试、远程辅导和在线讨论等。其中，计算机辅助测试( c o m p u t e r a s s is t e dt e s t i n g ) ，是c a i 的重要组成部分，是检验教学效果的一种有力手段，同 时，也是c m i 的重要内容。 随着网络技术、多媒体技术的发展，现代教育技术已经向网络化教学( w e b - b a s e d i n s t r u c t i o n ) 过渡，教学的网络化、多媒体化是现代教育的一大特征，网络教学代表 了现代教学的一个方向。网络教学是以计算机网络为依托的一种教学方式，把计算机 技术、多媒体技术、网络技术和现代教育方法有机结合起来，不仅让学生看到文字、 图形、影像、声音、动画等，而且把分散、独立的计算机通过通讯设施互连起来，从 而，实现资源共享和异地通讯。 目前，大学教学内容日益增多而且不断更新，课程的考试与考核工作日益复杂与 繁重，为了推动考核方法改革，适应教学的实际需要，网络化考试已经成为一种重要的 方法。 网络化考试系统具有从考试组织、考试流程控制以及考试结果处理的完整功能， 一般包括远程考试、题库及试卷管理、考试过程控制等部分，其最基本的技术支持为 网络和数据库，因而，网络平台的选择及系统工作模式的确立十分重要。首先，因为考 生的分布跨地域，因此，所选的网络覆盖范围要宽；其次。要求网络传输的可靠性好， 以保证考试过程的正常进行，还要求系统的用户界面友好，便于使用。 网络化计算机绘图考试系统的研究与实现 传统考试要求老师打印试卷、安排考试、监考、收集试卷、批改试卷、讲评试卷 和分析试卷，这是一个较复杂烦琐的过程，已经越来越不适应现代教学的需求。网络 化考试是对传统考场的一种延伸与变革，它可以充分利用网络无限广阔的空间，随时 随地的对学生进行考试，不受时间与空间的限制，大大地简化了传统考试的过程，减轻 了繁重的考试管理工作，避免了考试过程中的人为因素，提高了考试考核水平和管理 水平。与传统的“纸一笔”考试相比，网络考试系统具有以下优点： ( 1 ) 题库的数字化管理。把试题存放在数据库中，利用数据库技术，进行试题管理，为 题目的保存、检索、更新提供了便利，试题库是网络考试系统的重要组成部分。( 2 ) 组卷效率高。网络考试系统可以按照教师制定的组卷策略自动从试题库中抽取试题， 极大提高了组卷效率。( 3 ) 评判更加公正、合理、规范。试题由考试系统自动评判， 防止了人工评判时经常出现的错判、漏判和分数计算错误等现象，使考试过程更加规 范化。( 4 ) 数据的有效保存。试卷及考试成绩保存在数据库中，便于考生对成绩进行查 询以及教师对试卷进行管理。( 5 ) 强大的统计分析功能。 1 2 开发网络化计算机绘图考试系统的必要性 目前，绝大多数企业在工程设计中已经采用计算机绘图，用计算机进行绘图已成 为企业设计人员的一项必备技能。作为为社会培养人才的高等院校，在教学中应当加 强培养这项技能。 计算机绘图教学主要讲解如何使用计算机绘图软件，在考查学生的学习效果时， 不仅要考查学生掌握计算机绘图的蓁本知识，还要考查学生动手绘图的能力。目前， 国际市场上最有影响的计算机绘图软件有：a u t o c a d 、p r o e 、i - d e a s 、u g 、e u c l i d 、 c a d d s 5 ，其中，a u t o c a d 、p r o e 分别为二维绘图软件和三维绘图软件的代表。 在国外，计算机绘图教学远超前于国内，首先掌握计算机绘图这一工具，然后再 研究绘图原理，这已形成共识。在国内，许多高校日益重视培养这一基本技能，但是 各高校在做法上各不相同：有的学校将计算机绘图单列为一门课，有的学校把计算机 绘图单列为一章，有的学校把计算机绘图揉和在工程图学的各章节中，不同的学 校在这部分内容上教学质量差距较大。目前，对于计算机绘图的考试，还缺乏统一的 模式和标准，特别是对学生作图题的评判，具有一定的主观性，这给评价计算机绘图 的教学效果带来了一定的困难。 网络教学使知识的传授不再受时间和地域的限制，而教学成果的检验通常是通过 考试来实现，任何资格的认定也离不开考试，作为c a i 的重要组成部分，计算机考试系 统r 益受到政府和教育界的重视。考虑到网络化考试的优点以及计算机绘图教学的实 际需要，开发网络化计算机绘图考试系统具有重要的现实意义。本课题研制成功后， 学习计算机绘图的学生可以在校园网上进行考试，可以有效地检验教学效果。 1 3 网络化计算机绘图考试系统的研究方法 网络化计算机绘图考试系统的研究与实现 传统考试要求老师打印试卷、安排考试、监考、收集试卷、批改试卷、讲评试卷 和分析试卷，这是一个较复杂烦琐的过程，已经越来越不适应现代教学的需求。网络 化考试是对传统考场的一种延伸与变革，它可以充分利用网络无限广阔的空间，随时 随地的对学生进行考试，不受时间与空间的限制，大大地简化了传统考试的过程，减轻 了繁重的考试管理工作，避免了考试过程中的人为因素，提高了考试考核水平和管理 水平。与传统的“纸一笔”考试相比，网络考试系统具有以下优点： ( 1 ) 题库的数字化管理。把试题存放在数据库中，利用数据库技术，进行试题管理，为 题目的保存、检索、更新提供了便利，试题库是网络考试系统的重要组成部分。( 2 ) 组卷效率高。网络考试系统可以按照教师制定的组卷策略自动从试题库中抽取试题， 极大提高了组卷效率。( 3 ) 评判更加公正、合理、规范。试题由考试系统自动评判， 防止了人工评判时经常出现的错判、漏判和分数计算错误等现象，使考试过程更加规 范化。( 4 ) 数据的有效保存。试卷及考试成绩保存在数据库中，便于考生对成绩进行查 询以及教师对试卷进行管理。( 5 ) 强大的统计分析功能。 1 2 开发网络化计算机绘图考试系统的必要性 目前，绝大多数企业在工程设计中已经采用计算机绘图，用计算机进行绘图已成 为企业设计人员的一项必备技能。作为为社会培养人才的高等院校，在教学中应当加 强培养这项技能。 计算机绘图教学主要讲解如何使用计算机绘图软件，在考查学生的学习效果时， 不仅要考查学生掌握计算机绘图的蓁本知识，还要考查学生动手绘图的能力。目前， 国际市场上最有影响的计算机绘图软件有：a u t o c a d 、p r o e 、i - d e a s 、u g 、e u c l i d 、 c a d d s 5 ，其中，a u t o c a d 、p r o e 分别为二维绘图软件和三维绘图软件的代表。 在国外，计算机绘图教学远超前于国内，首先掌握计算机绘图这一工具，然后再 研究绘图原理，这已形成共识。在国内，许多高校日益重视培养这一基本技能，但是 各高校在做法上各不相同：有的学校将计算机绘图单列为一门课，有的学校把计算机 绘图单列为一章，有的学校把计算机绘图揉和在工程图学的各章节中，不同的学 校在这部分内容上教学质量差距较大。目前，对于计算机绘图的考试，还缺乏统一的 模式和标准，特别是对学生作图题的评判，具有一定的主观性，这给评价计算机绘图 的教学效果带来了一定的困难。 网络教学使知识的传授不再受时间和地域的限制，而教学成果的检验通常是通过 考试来实现，任何资格的认定也离不开考试，作为c a i 的重要组成部分，计算机考试系 统r 益受到政府和教育界的重视。考虑到网络化考试的优点以及计算机绘图教学的实 际需要，开发网络化计算机绘图考试系统具有重要的现实意义。本课题研制成功后， 学习计算机绘图的学生可以在校园网上进行考试，可以有效地检验教学效果。 1 3 网络化计算机绘图考试系统的研究方法 网络化计算机绘图考试系统的研究与实现 传统考试要求老师打印试卷、安排考试、监考、收集试卷、批改试卷、讲评试卷 和分析试卷，这是一个较复杂烦琐的过程，已经越来越不适应现代教学的需求。网络 化考试是对传统考场的一种延伸与变革，它可以充分利用网络无限广阔的空间，随时 随地的对学生进行考试，不受时间与空间的限制，大大地简化了传统考试的过程，减轻 了繁重的考试管理工作，避免了考试过程中的人为因素，提高了考试考核水平和管理 水平。与传统的“纸一笔”考试相比，网络考试系统具有以下优点： ( 1 ) 题库的数字化管理。把试题存放在数据库中，利用数据库技术，进行试题管理，为 题目的保存、检索、更新提供了便利，试题库是网络考试系统的重要组成部分。( 2 ) 组卷效率高。网络考试系统可以按照教师制定的组卷策略自动从试题库中抽取试题， 极大提高了组卷效率。( 3 ) 评判更加公正、合理、规范。试题由考试系统自动评判， 防止了人工评判时经常出现的错判、漏判和分数计算错误等现象，使考试过程更加规 范化。( 4 ) 数据的有效保存。试卷及考试成绩保存在数据库中，便于考生对成绩进行查 询以及教师对试卷进行管理。( 5 ) 强大的统计分析功能。 1 2 开发网络化计算机绘图考试系统的必要性 目前，绝大多数企业在工程设计中已经采用计算机绘图，用计算机进行绘图已成 为企业设计人员的一项必备技能。作为为社会培养人才的高等院校，在教学中应当加 强培养这项技能。 计算机绘图教学主要讲解如何使用计算机绘图软件，在考查学生的学习效果时， 不仅要考查学生掌握计算机绘图的蓁本知识，还要考查学生动手绘图的能力。目前， 国际市场上最有影响的计算机绘图软件有：a u t o c a d 、p r o e 、i - d e a s 、u g 、e u c l i d 、 c a d d s 5 ，其中，a u t o c a d 、p r o e 分别为二维绘图软件和三维绘图软件的代表。 在国外，计算机绘图教学远超前于国内，首先掌握计算机绘图这一工具，然后再 研究绘图原理，这已形成共识。在国内，许多高校日益重视培养这一基本技能，但是 各高校在做法上各不相同：有的学校将计算机绘图单列为一门课，有的学校把计算机 绘图单列为一章，有的学校把计算机绘图揉和在工程图学的各章节中，不同的学 校在这部分内容上教学质量差距较大。目前，对于计算机绘图的考试，还缺乏统一的 模式和标准，特别是对学生作图题的评判，具有一定的主观性，这给评价计算机绘图 的教学效果带来了一定的困难。 网络教学使知识的传授不再受时间和地域的限制，而教学成果的检验通常是通过 考试来实现，任何资格的认定也离不开考试，作为c a i 的重要组成部分，计算机考试系 统r 益受到政府和教育界的重视。考虑到网络化考试的优点以及计算机绘图教学的实 际需要，开发网络化计算机绘图考试系统具有重要的现实意义。本课题研制成功后， 学习计算机绘图的学生可以在校园网上进行考试，可以有效地检验教学效果。 1 3 网络化计算机绘图考试系统的研究方法 南京航空航天大学硕士学位论文 ，_ _ 一_ - - _ _ 一 a u t 。c a d 是目前微机上应用最为广泛的二维绘图软件，具有可编程、易于定制、 可扩展等特性。考虑到a u t o c a d 使用的普遍性，本系统考查的就是学生掌握、运用 a u t o c a d 的能力，由于p r o l e 支持a u t o c a d 的d w g 、d x f 文件格式，因此，本系统具 有良好的可扩展性。 计算机绘图考试系统不仅要 考奄学生掌握计算机绘图的基本 知识，还要考查学生动手绘图的能 力。如何在网络环境下，考查学生 刹用计算机进行绘图的能力，并适 时给出评判，是本系统的关键。本 系统以校园网为网络平台，在教研 室的服务器上建立应用逻辑，由应 用服务器连接数据库服务器。本系 统分为：在线考试、信息查询、考 试管理三个子系统。系统的物理结 构见图卜l 。图1 - 1 系统的物理结构 网络化计算机绘图考试的实现方法是：由教师通过“考试管理”子系统在远程进 行组卷，考查的题目类型为：客观题和主观题( 作图题) ，试题信息存放在数据库中， 试题对应的图形文件有a u t o c a o 的d w g 文件、d x f 文件、d w f 文件、j p g 文件、g i f 文件等，这些文件存放在服务器的指定目录下，其中，作图题( d w g 文件) 由学生在考 试的时候下载。此外，教师还可以在远程进行题库管理。 教师指定考试时间后，学生就可以在校园网上登录，通过“在线考试”子系统开 始考试。对于作图题部分，要求学生下载试题到本地机，由a u t o c a d 软件打开试题， 全部作图题答完后，要求学生把作图题上传到服务器。学生交卷后，系统启动服务器 端自动评分模块，可以同时完成对客观题和作图题的自动评分，并将考试成绩返回到 学生端。在自动评分模块中，要使用到a u t o c a d 的d x f 文件。 在本系统中，为了方便学生在考试中的搡作，以及避免考试中的舞弊行为，作图 题的下载、a u t o c a d 的d w g 文件转换为d x f 文件、试题上传等功能封装在a c t i v e x 控 件中。 用户在客户端还可以通过“信息查询”子系统进行考试信息、考试分数的查询。 1 4 系统要解决的技术问题 根据系统的研究方法可以确定，在本系统中，需要解决的主要技术问题有： ( 1 ) 基于组件的a u t o c a d 图形文件的格式转换及其网络传输 在w e b 环境下，需要实现主观题的下载、a u t o c a d 文件的格式转换( d 文件转换 为d x f 文件) 、试题的上传，本系统通过定制a c t i v e x 控件，在客户端实现这些功能。 黼擎 l 屠微蜃撕詹懈 南京航空航天大学硕士学位论文 ，_ _ 一_ - - _ _ 一 a u t 。c a d 是目前微机上应用最为广泛的二维绘图软件，具有可编程、易于定制、 可扩展等特性。考虑到a u t o c a d 使用的普遍性，本系统考查的就是学生掌握、运用 a u t o c a d 的能力，由于p r o l e 支持a u t o c a d 的d w g 、d x f 文件格式，因此，本系统具 有良好的可扩展性。 计算机绘图考试系统不仅要 考奄学生掌握计算机绘图的基本 知识，还要考查学生动手绘图的能 力。如何在网络环境下，考查学生 刹用计算机进行绘图的能力，并适 时给出评判，是本系统的关键。本 系统以校园网为网络平台，在教研 室的服务器上建立应用逻辑，由应 用服务器连接数据库服务器。本系 统分为：在线考试、信息查询、考 试管理三个子系统。系统的物理结 构见图卜l 。图1 - 1 系统的物理结构 网络化计算机绘图考试的实现方法是：由教师通过“考试管理”子系统在远程进 行组卷，考查的题目类型为：客观题和主观题( 作图题) ，试题信息存放在数据库中， 试题对应的图形文件有a u t o c a o 的d w g 文件、d x f 文件、d w f 文件、j p g 文件、g i f 文件等，这些文件存放在服务器的指定目录下，其中，作图题( d w g 文件) 由学生在考 试的时候下载。此外，教师还可以在远程进行题库管理。 教师指定考试时间后，学生就可以在校园网上登录，通过“在线考试”子系统开 始考试。对于作图题部分，要求学生下载试题到本地机，由a u t o c a d 软件打开试题， 全部作图题答完后，要求学生把作图题上传到服务器。学生交卷后，系统启动服务器 端自动评分模块，可以同时完成对客观题和作图题的自动评分，并将考试成绩返回到 学生端。在自动评分模块中，要使用到a u t o c a d 的d x f 文件。 在本系统中，为了方便学生在考试中的搡作，以及避免考试中的舞弊行为，作图 题的下载、a u t o c a d 的d w g 文件转换为d x f 文件、试题上传等功能封装在a c t i v e x 控 件中。 用户在客户端还可以通过“信息查询”子系统进行考试信息、考试分数的查询。 1 4 系统要解决的技术问题 根据系统的研究方法可以确定，在本系统中，需要解决的主要技术问题有： ( 1 ) 基于组件的a u t o c a d 图形文件的格式转换及其网络传输 在w e b 环境下，需要实现主观题的下载、a u t o c a d 文件的格式转换( d 文件转换 为d x f 文件) 、试题的上传，本系统通过定制a c t i v e x 控件，在客户端实现这些功能。 黼擎 l 屠微蜃撕詹懈 网络化计算机绘图考试系统的研究与实现 ( 2 ) 基于w e b 的a u t o c a d 图形文件的数据交换及自动评分 在w e b 环境下，系统要读取学生的d x f 文件、标准d x f 文件的信息，调用自动评 分模块，实现对客观题和作图题的自动评分。如何实现对作图题的自动评分是本系统 的关键。 ( 3 ) 基于w e b 的a u t o c a d 图形管理系统的实现 在题库管理时，需要在w e b 环境下查看主观题的图形，这就要使用a u t o c a d 的 d w f 格式图形。如何对这些图形及其信息进行管理以及保证数据的一致性，是本系统 要解决的技术问题之一。 ( 4 ) 试卷中图形和文字的匹配显示 有些客观题中包含图形，其格式为j p g 或g i f 。系统要求题目中的文字和图形能 够相互匹配，正确地显示试卷内容。 1 5 论文的组织结构 本文在阐述了计算机绘图考试系统的网络结构、开发平台等技术的基础上，对系 统进行了总体设计，解决了本系统中关键的技术问题，讨论了系统的实现方法及安全 性。具体的组织结构如下： 第一章绪论 阐述了网络化考试的优点、开发网络化计算机绘图考试系统的必要性以及本系统 的研究方法，提出了本系统要解决的技术问题。 第二章系统的体系结构及开发平台 阐述了本系统的体系结构以及所采用的开发平台。 第三章系统的设计 对本系统进行了总体设计，划分了系统的功能模块，建立了系统数据库。 第四章基于组件的a u t o c a d 图形文件的格式转换及其网络传输 阐述了基于组件的a u t o c a d 图形文件的格式转换及其网络传输的必要性，研究了 组件的实现方法。 第五章基于w e b 的a u t o c a d 图形文件的数据交换及系统的自动评分 提出了w e b 环境下a u t o c a d 图形文件的数据交换算法，讨论了系统自动评分的实 现方法。 第六章系统功能的实现 阐述了系统功能模块的实现方法，讨论了系统的安全性。研究了基于w e b 的 a u t o c a d 图形管理系统的实现方法。 第七章总结与展望 总结了本系统所做的工作以及解决的技术问题，对本系统进行了展望。 网络化计算机绘图考试系统的研究与实现 ( 2 ) 基于w e b 的a u t o c a d 图形文件的数据交换及自动评分 在w e b 环境下，系统要读取学生的d x f 文件、标准d x f 文件的信息，调用自动评 分模块，实现对客观题和作图题的自动评分。如何实现对作图题的自动评分是本系统 的关键。 ( 3 ) 基于w e b 的a u t o c a d 图形管理系统的实现 在题库管理时，需要在w e b 环境下查看主观题的图形，这就要使用a u t o c a d 的 d w f 格式图形。如何对这些图形及其信息进行管理以及保证数据的一致性，是本系统 要解决的技术问题之一。 ( 4 ) 试卷中图形和文字的匹配显示 有些客观题中包含图形，其格式为j p g 或g i f 。系统要求题目中的文字和图形能 够相互匹配，正确地显示试卷内容。 1 5 论文的组织结构 本文在阐述了计算机绘图考试系统的网络结构、开发平台等技术的基础上，对系 统进行了总体设计，解决了本系统中关键的技术问题，讨论了系统的实现方法及安全 性。具体的组织结构如下： 第一章绪论 阐述了网络化考试的优点、开发网络化计算机绘图考试系统的必要性以及本系统 的研究方法，提出了本系统要解决的技术问题。 第二章系统的体系结构及开发平台 阐述了本系统的体系结构以及所采用的开发平台。 第三章系统的设计 对本系统进行了总体设计，划分了系统的功能模块，建立了系统数据库。 第四章基于组件的a u t o c a d 图形文件的格式转换及其网络传输 阐述了基于组件的a u t o c a d 图形文件的格式转换及其网络传输的必要性，研究了 组件的实现方法。 第五章基于w e b 的a u t o c a d 图形文件的数据交换及系统的自动评分 提出了w e b 环境下a u t o c a d 图形文件的数据交换算法，讨论了系统自动评分的实 现方法。 第六章系统功能的实现 阐述了系统功能模块的实现方法，讨论了系统的安全性。研究了基于w e b 的 a u t o c a d 图形管理系统的实现方法。 第七章总结与展望 总结了本系统所做的工作以及解决的技术问题，对本系统进行了展望。 南京航空航天大学硕士学位论文 第二章系统的体系结构及开发平台 2 1b s 体系结构 自从计算机技术诞生以来，计算机技术大体经历了三种计算模式：m a i n f r a m e c o m p u t i n g ( 主机计算模式) 、c l i e n t s e r v e rc o m p u t i n g ( 客户服务器计算模式) 、w e b c o m p u t j n g ( w e b 计算模式) 。 m aj n f r a m ec o m p u t i n g 模式指的是以主机主终端为主的体系模式，用户可通过终 端直接使用计算机，利用终端和应用程序进行交互。但是，由于大型主机维护的复杂 性和相对性能的低下，以主机主终端为主的计算模式已渐渐退出了历史的舞台。 随着p c 机的出现和网络技术的成熟，分布式c l i e n t s e r v e rc o m p u t i n g 模式逐 渐发展起来。p c 机虽然资源有限，但应用程序不仅可以利用本机资源，还可以通过 网络有效地使用其他计算机上的资源。c i l e n t s e r v e r ( 客户服务器) 结构在企业及其 他的局部网络上应用得尤为广泛。在服务器机上运行各种不同服务器的程序模块，如 文件服务器、数据库服务器等等，而客户端程序则通过访问服务器提供的资源来实现 自己的功能。c s 模式目前依然是使用很广泛的模式，尤其是在银行、邮政等部门。 随着网络技术的不断发展，基于w e bc o m p u t i n g 计算模式的b s 结构的应用程序 开始占有越来越重要的位置，在b s 体系结构系统中，见图2 - i ，用户可以通过浏览 器，向分布在网络上的服务器发出请求，服务器对浏览器的请求进行处理，将用户所 需信息返回到浏览器。b s 结构简化了客户机的工作，客户机上只需配鬣少量的客户 端软件。服务器将担负更多的工作，对数据库的访问和应用程序的执行将在服务器上 完成。浏览器发出请求，而其余如数据请求、加工、结果返回以及动态网页生成等工 作全部由服务器完成。实际上，b s 体系结构是把二层c s 结构的事务处 理逻辑模块从客户机的任务中分离 出来，由w e b 服务器单独组成一层来 负担其任务，这样客户机的压力减轻 了，把负荷分配给了w e b 服务器。图2 - ib i s 体系结构图 b i s 体系结构和c s 体系结构相比有以下优点： ( 1 ) 无须开发客户端软件，维护和升级方便。 ( 2 ) 可跨平台操作，客户端只要装有w 珊浏览器。 ( 3 ) 具有良好的开放性和扩充性。 ( 4 ) 可以减少网络流量，大大缓解网络的带宽问题。 本系统采用的就是b s 体系结构。 2 2 本系统的开发平台 网络化计算机绘图考试系统的研究与实现 2 2 1 系统的计算平台 w e bs e r v i c e s 技术是由依赖开放规范的分布式组件技术组成的应用软件技术， 其中，w e bs e r v i c e s 是封装成单个实体并发布到网络上供其他程序使用的、开放的、 分布式组件。目前，已知的支持w e bs e r v i c e s 技术的分布式计算平台有：i b m 的基 于w e b s p h e r e 的w e bs e r v i c e st o o l k i t ，s u no n e 体系的f o r t e 平台，m i c r o s o f t n e t 平台的v is u a ls t u d i o n e t 开发环境等。m i c r o s o f t n e t 平台是微软的新一代的支持 w e bs e r v i c e s 技术的软件平台，它在w i n d o w sd n a 体系上有较大的改进。 当前，仍有很多应用系统采用w i n d o w sd n a ( d i s t r i b u t e di n t e r n e t a r c h i t e c t u r e ) 分布式计算平台。 w i n d o w sd n a 是m i c r o s o f t 在推出 w i n d o w s 2 0 0 0 系列操作系统的基 础上，在扩展了分布式计算模型、 改造了b a c k o f f i c e 系列服务器端 分布式计算产品后发布的分布式 体系结构和规范。w i n d o w sd n a 不是某个单一技术或产品，而是 用于构建w e b 应用程序体系结构 的产品和技术的集合，同时也是 一种体系结构模型，见图2 2 。图2 2w i n d o w sd n a 的体系结构图 w i n d o w sd n a 体系结构模型分为三个层次： ( 1 ) 用户服务层 用户服务层提供一个可视化的接口，用来表示信息和收集数据。所有与用户的交 互活动发生在这一层中，在用户层中使用的容器是w e b 浏览器，在浏览器中可以使 用的内容有h t m l 、d h t m l 、j a v aa p p l e t s 以及a c t i v e x 控件。通过使用这些内容， 使用户层和事务逻辑层发生通信。 ( 2 ) 事务逻辑层 事务逻辑层负责接受来自用户层的请求并为用户层提供数据和功能支持，它使用 c o m 标准来创建多个动态链接库，应用程序的各层通过动态链接库进行交互。在基于 m i c r o s o f t 的c o m c o m + 规范的技术中，从d d e ，o l e 到a c t i v e x 等，都提供了中间件开发 的基础，如v b 、v c + + 、d e l p h i 等都支持c o m ，包括o l ed b 在内的数据库存取技术。事 务逻辑层中使用到的技术有：a s p 、a d o 、c o m 、m t s 、m s m q 等。 ( 3 ) 数据服务层 数据服务层包括数据的定义、访问、更新和维护，以及管理并响应事务逻辑层的 数据请求a 该层涉及所有典型的数据处理活动，包括数据的存取、修改以及其他与数 据库相关的任务a 数据服务组件管理和满足由事务服务组件或其他数据服务组件提出 南京航空航天大学硕士学位论文 的数据请求，并不实现具体的事务逻辑。该层的服务包括数据的存储处理和使用后台 数据库。 w i n d o w sd n a 的体系结构中相关技术有： 1 a s p c g i ( c o m m o ng a t e w a yi n t e r f a c e 即通用网关接口) 是w e b 服务器程序传统的解决 方案，它是w e b 服务器和其他应用程序共享信息的方法。引入c g i 之后，服务器端不 仅可以简单地访问文件，还可以通过c g i 程序使用服务器端的丰富资源，获取客户端 的请求信息并根据具体的需要对信息进行处理，然而，c g i 的运行效率不高，当每一 个访问者激活一个c g i 程序时，在服务器端都要启动一个新的进程，当网站的访问量 很大时，服务器的效率将变的很低。m i c r o s o f t 的i s a p i ( i n t e r n e ts e r v e r a p p l i c a t i o np r o g r a m m i n gi n t e r f a c e 即i n t e r n e t 应用程序编程接口) 使用动态连接 来改进c g i 技术，使用多线程代替了c g i 的多进程，大大降低了服务器的负荷，但是， i s a p 程序的开发非常困难，程序开发的周期长，程序的维护、修改也很困难。 m i c r o s o f t 的a s p 技术有效地解决了i s a p i 的问题。a s p 是一个w e b 服务器端的 开发环境，它可以产生和运行动态的、交互的、高性能的w e b 应用程序，具有和h t m l 完全集成、无需手工编译、可扩展服务器端组件等特点。它是属于a c t i v e x 技术中的 服务器端技术，a s p 中的命令和s c r i p t 语句是由服务器来解释执行的，执行的结果 返回到浏览器。因此，a s p 能够综合利用h t m l 标记、服务器端脚本以及c o m 组件来 开发动态的、交互式的w e b 应用程序。 j a s p n e t 是a s p 的最新版本，它是建立在公共语言运行环境基础上的，a s p n e t 是n e t 框架应用程序的执行引擎，可以用w e b 服务器端构造强大的w e b 应用程序 的编程框架。a s p n e t 具有强大的语言支持( 如c # 、v b n e t ) 、更高的执行效率和 开发效率等优点。 2 a d o o l ed b 标准是一种开放的、访问各种数据信息的标准，它是通过一组c + + a p i 函数来实现的，通过它可以访问符合o l ed b 标准的任何数据源。在a s p 中通常使用 a d o ( a c t i v ed a t ao b j e c t s ) 连接数据库。 a d o 是对o l ed b 编程接口的简化，是以o l ed b 为基础的、面向对象的应用程序 编程接口。在a s p 中可以利用a d o 对各种数据库进行访问( 如a c c e s s 、s q ls e r v e r 、 o r a c l e 等) ，还可以访问存储在表格式数据结构( 如电子表格) 中的信息。a d o 实际上 是一个对象集，并组织在一个对象模型中。 a d o n e t 使用x m l 在程序和网页之间实现数据交换。任何能够读取】( m l 数据的 组件都能够处理a d o n e t 组件。用) ( m l 格式的数据集传送信息，使开发者能够轻易 地把处理数据的部分和用户界面的部分分别放在不同的服务器上。因此，它能够极大 地提高性能以及增强支持多用户系统的可维护性。 3 c o m 和a c t i v e x 技术 一塑塑些生簦垫叁璺耋堕墨堑塑婴墨兰蔓翌 一 _ _ - _ 一 ( 1 ) c o m 技术 c o m 是一种技术标准。它是由微软公司创建，提供了使多个应用程序或组件对象 协同工作并相互通信的能力。c o m 模型用于在异型网络和操作系统中建立、应用和加 入可重复使用的组件对象。在c o m 规程中，将组件定义为一个二进制形式的可重用的 软件模块。c o m 组件是遵循c o m 规范编写、以w i n 3 2 动态链接库( d l l ) 或可执行文件 ( e x e ) 的形式发布的、可执行的二进制代码。遵循c o m 的规范标准，使组件与应用、 组件与组件之间可以相互操作，极其方便地建立可伸缩的应用系统。组件与开发的工 具语言无关。开发人员可以根据需要和爱好选择特定语言工具实现组件的开发a 常用 的开发工具是v b 、v c 十+ 和d e l p h i 。将组件编译成d l l 或e x e 置于服务器端- 可有效 保护商业秘密。 通过接口可以有效地保证组件的复用性。一个组件具有若干个接口，每个接口代 表组件的某个属性或方法，其它组件或应用程序可以设置或调用这些属性和方法来进 行特定的逻辑处理，组件和应用程序的连接是通过其接口实现的。负责集成的开发人 员无须了解组件功能的如何实现，而只须创建组件对象与其接口建立连接。在保证接 口一致性的前提下，可以调换组件、更新版本，也可以将组件应用在不同的系统中。 c o m + 是以c o m 组件模型为基础，结合多种建立分布式应用程序所需的服务，特别 是事务服务和服务资源管理而形成的中间层技术。c o m + 没有改变c o m 的编程规范，它 是c o m 技术的扩展。 ( 2 ) a c t i v e x 技术 m i c r o s o f tk c t i v e x 技术是建立在c o m 基础上的，、用简化盾的o l e ，加上网络支 持，使o l e 随时处于动态以处理信息。a c t i v e x