（计算机应用技术专业论文）计算机公共基础课程网络考试系统的设计与实现.pdf

摘要 在对目前使用的计算机基础课程考试系统进行广泛调研的基础上，设计并实 现了一个新的网络考试系统。系统采用基于浏览器方式的网络三层结构体系，划 分为表示、功能和数据三个基本模块，实现了注册、管理、阅卷、评分、统计和 查询等功能。 特别是，基于a s e n e t 解决了自动阅卷和o f f i c e 操作题自动评分等难题， 加之应用负载均衡、缓存技术和身份认证技术，使得所实现的系统具有较好的易 用性、维护性、扩展性和安全性。 关键词：考试系统b sa s p n e tv b a a bs t r a c t b a s e do naw i d e s p r e a di n v e s t i g a t i o no nc u r r e n tt e s ts y s t e m sf o rt h ei n t r o d u c t i o n t oc o m p u t e rc o u r s e ，an e wn e t w o r kt e s ts y s t e mi sd e s i g n e da n di m p l e m e n t e d t h i s s y s t e ma d o p t s t h et h r e el a y e r ss t r u c t u r eo fb s ，a n di m p l e m e n t sr e g i s t r a t i o n ， a d m i n i s t r a t i o n ，t e s tr e v i e w , s c o r ea s s i g n m e n t ，a n dq u e r yi nr e p r e s e n t a t i o n ，f u n c t i o n a n dd a t at h r e em o d u l e s t h es y s t e mp r e s e n t sas c h e m ef o ra u t o m a t e dt e s tr e v i e wa n ds c o r ea s s i g n m e n to f o f f i c eo p e r a t i o nt e s ti t e m s 1 ti su s a b l e ，m a i n t a i n a b l e ，s c a l a b l e ，a n ds e c u r ef o ri t s u n d e r l y i n gt e c h n o l o g i e so f l o a db a l a n c i n g ，b u f f e r i n g ，a n di d e n t i t ya u t h e n t i c a t i o n k e yw o r d s ：t e s ts y s t e m ，b s ，a s p n e t ，v b a 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和取得的 研究成果，除了文巾特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得叁鲞盘堂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。 学位论一签砺午 期：彻7 年名月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解叁盗盘堂有关保留、使用学位论文的规定。 特授权鑫盗盘堂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，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名 签字同期：刀矽年g 月孑l 同 导师签名： 刎 7 戈七 7 婵嗍：? 邶月7 r 第章绪论 1 1 研究背景 第一章绪论 随着计算机技术、网络技术的日趋成熟，人类社会正在从工业社会向信息社 会转变，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 算机基础教育一直是各类高校学生的必修课之一。由于这门课的课程内容主要是 操作性的，考试形式为上机考试比较合适。目前多数的计算机基础考试，虽然进 行了无纸化的上机操作考试，但仍采用教师人工浏览的方式进行评分。如果采用 这种传统的方法，将存在很多问题：其一，考试方式多是手工方式的组织试卷， 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， 花费了教师大量的时间和精力；其二，因为考试时间安排的紧凑，所以要想认真 快速批完这些“电脑上的答卷”，教师批改试卷的工作量很大，必须分配很多教 师来做这种机械性的工作，而且每个教师的阅卷标准不完全相同，所以分数也不 够客观，达到的效果也不够理想，难免会出现差错。这样一来不仅浪费了人力， 还浪费了时间，几乎完全背弃了我们无纸化考试的初衷；其三，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，对以后的教学工作不能起到参考作用。所以目前迫切需要一 个能够实现自动组卷、自动阅卷，以及考试管理功能的计算机基础考试系统来解 决上述问题u 1 。 1 2 研究内容 在以上背景之下，本人选择了本题目作为研究方向。研究设计一个用于计算 机公共基础课程自动考试系统，主要用于学生进行期末考试，也可供学生平时练 习、测验使用。系统可对题库的内容进行维护，如题目类型的添加、考题的添加、 查询、修改、删除等操作。启动系统组卷功能，由机器自动随机选题，准备好学 生考试用卷。学生在机器上完成考试内容。启动系统评卷功能，实现机器自动评 卷。 第一章绪论 1 3 论文结构 第一章主要介绍计算机基础考试系统的开发背景及意义。 第二章描述开发考试系统的技术，并详细描述考试系统的实现所采用的 a s p n e t 技术和v b a 语言的特点。 第三章 第四章 第五章 第六章 着重讨论、分析和建立考试系统的模型及系统需求。 系统功能模块的划分和总体框架设计、数据库设计。 详细描述考试系统的具体的实现。 结束语。 第审系统开发的相关技术 2 1b s 模式 第二章系统开发的相关技术 211 三层b r o w s e r s e r v e r 结构 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可_ 段最终查询结果的输 出功能。在客广端向指定的w e b 服务器提 乜服务器请求，w e b 服务嚣用 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。 ，r 一、，7 客p 机( 浏览器) w e b 服务器后台和数据库 图2 - l 三层b s 模式示意围 第一层w e b 服务器是功能层 受客户请求，并弓后台数据库连接， 服务器，冉传车客户端。 完成客户的应j j 功能，即w e b 服务器接 进千：| ：申请处坪，然后将处理结果返回w e b 第二层数据库服务器足数据层。数据库服务器应客，、请求独市地进行各种处 理。b s 结构把处理功能争部移植到r 服务器端川户的请求通过浏览器发出， 无论是使用和数据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。基1 ：b s 模式的计算机公其基础考试系统的 5 训j 实现山以上的比较分 析可知i 一层结构也可以理解为增加w e b 服务器的c s 模式。b s 模式的系 统数据维护方便客厂】端无需专川的软件，育较好的网络扩展性，支持t c w i p 协 议直接接入i n t e m e t 。同时对于b s 模式而言，程和数据的物理位置已经不再 第二章系统开发的相关技术 是那么重要了，访问者所关心的只是它们的u r l 就可以了。良好的安全性能， 防火墙技术可以保证后台数据库的安全性，如果结合w i n d o w s2 0 0 0 与i n t e r n e t i n f o r m a t i o ns e r v e r 的高度安全性，使用户可以实现系统的安全担1 。 2 2a s p n e t 简介 基于w e b 技术的网络考试系统在最近几年刚刚兴起，一般是采用a s p 技 术编程，但由于a s p 存在种种缺陷( 代码数据混排、解释执行、数据访问接口 复杂) ，所以不适合大型系统的开发。本文的考试系统基于微软2 0 0 2 年发布 的n e t 框架上，采用面向对象的a s p n e t 技术开发用户界面，使用v b n e t 开发功能模块，使系统具有安全可靠性强、执行效率高、可扩展性好的特点1 。 2 2 1a s p n e t 概述 a s p n e t 的前身a s p ( a c t i v es e r v e rp a g e s ) ，以其简单的语法、嵌入h t m l 的 编辑方法，在很短的时间内获得了巨大的成功，成为了n t 平台上w e b 技术的霸 主，这种地位至今无人能动摇。 但是随着p h p ，j s p 等技术的出现，a s p 的王者地位受到了严峻的挑战。w e b 技术的新贵之一j s p ，它是由微软公司的竞争对手s u n 公司出品，在执行效率、 安全性等特性上已经完全超过了a s p ，它更有着a s p 无法比拟的跨平台性，使 得j s p 在w i n d o w 、u n i x 、l i n u x 主机上均能使用。它的诞生，使得越来越多的 人选择了能够跨平台使用的j s p ，而a s p 的用户群在日益减少，a s p 面临着前 所未有的危机。 在这种情况下，如果微软任由j s p 取代a s p 而坐视不理，那么就意味着微软 w in d o w s n t 操作系统的市场也将被别人占领。微软公司自然不会答应，这就迫使 微软公司拿出更加适合自己操作系统的w e b 技术米应对别人的挑战。因此，微软 公司提出了“n e t ”构想，如何改进a s p ，也就理所当然成为了微软跨向“n e t ” 梦想的重要一步了。 2 0 0 0 年6 月2 2 日，微软公司首次向外界公布了其宏伟“w i n d o w s n e t ” 计划，同时发布了下一代网络服务框架( n e x tg e n e r a t i o nw e bs e r v i c e sf r a m e w o r k 简称n g w s ) 。在n g w s 中人们首次看到了a s p + 的身影。2 0 0 0 年1 1 月，微 软公司推出了v i s u a ls t u d i o n e t7 0 b e t a l l 同时扩展了n g w s 的功能并将其更名 为n e tf r a m e w o r k 。此时，a s p 4 也更名成为现在的a s p n e t 1 。 第章系统开发的相关技术 2 2 2a s e n e t 的优点 a s p n e t 是一种建市在c l r ( c o m m o nl a n g u a g er u n t i m e 通用语言运行机) 基 础之上的程序开发构架，它主要用于在服务器上开发功能强大的w e b 应用系统。 a s p n e t 提供了下面一些超越以前w e b 技术的重要特性旧1 ： 大量工具箱的支持：a s e n e t 区别于具他的w e b 技术的最明显特征就是提供 了丰富w e b 控件。在v b 中，可以使用很多控件来完成程序。很多年来人们都 向往在w e b 设计上也能使用这些控件，现在这些梦想已经成真。现在也能在 a s p n e t 中使用这些v b 控件拥有相同功能的各种w e b 控件。从这里也可以看出 微软公司试图将w e b 设计与软件设计融为一个整体的设想。w e b 控件的出现给 编写程序提供了极大的便利。当熟悉w e b 控件以后，程序只是对各种控件的属 性进行修改，可以将精力集中在程序的逻辑结构上，而不是物理结构上。彻底改 变了使用其它技术，当程序很长时h t m l 与程序代码混杂而不容易分清的毛病。 优良的性能：a s p n e t 在服务器上运行的是经过编译的c l r 代码。与以前的 技术相比，a s p n e t 就能够充分利用b i n d i n g ( 绑定) ，及时编译，本地优化，缓冲 服务来提高程序的性能。 支持事件处理：既然微软公司试图将w e b 设计与软件设计结合为一个整体， 那么软件设计中事件( e v e n t ) 处理的思想在a s e n e t 一定也会得到体现。在 a s e n e t 中，会有两个最基本的事件p a g e - - l o a d 与p a g e - - - u n l o a d ，它们分别在 页面被调用与页面被释放时发生( 当然这些都是发生在服务器上的) 。可以在 p a g e - - l o a d 事件中初始化一些数据，比如部分控件的属性、对数据库的访问等， 在p a g e - - u n l o a d 事件中关闭在程序中打开的数据库或者释放所占的内存空间。 强大的功能以及良好的机动性：因为a s e n e t 是建立在c l r 基础上的，所 以整个平台的功能和适用性更加适合网络应用程序的开发。c l r 中基本的类库、 消息、数据访问解决方案几乎全部来源于w e b 思想。同时，a s p n e t 可以使用很 多种语言来编写，可以选择最适合自己的那一种，甚至可以选择使用多种语言来 编写同一项目。此外c l r 的协同工作能力保证以前开发的基于c o m 的程序， 在移植到别的项目后，依然能正常使用。 易用性：使用a s e n e t 来完成一些普通的任务是很简单的事情。比如， a s p n e t 页面构架允许建立用户接口，这样就能够把代码和程序结构分离。写 程序只需要考虑程序的结构，而不需要考虑怎样去书写页面代码，因为它们都事 先已经写好了。 崭新的配制管理方式：a s p n e t 以使用的是一种基于文本格式，等级式的配 制系统( 这里有些像l i n u x ) ，这种方式使得应用服务器环境和w e b 应用的设置更 第二章系统开发的相关技术 加简单，因为配制信息是以文本格式储存的，新设置将只需要本地管理工具的帮 助，也可使之生效。一个a s p n e t 应用程序只需要将必须的程序拷贝到服务器上 就可以使用了。更令人惊奇地是，对于正在运行中的被编译的代码，也同样可以 对其配制进行更改，甚至是替换其本身，而不需要重启服务器。一个最明显的例 子就是服务器上控件的替换和修改再也不需要重启服务器了，这个原本是写d l l 控件时最烦人的事情，现在这种烦恼已经不存在了。 可移植性和良好的适用性：a s e n e t 对多线程有着自己独特的一套操作方法， 当一条线程出现异常情况后( 比如溢出，锁死) ，一个新的进程会在它的地方重新 建立继续担负原进程所处理的任务。这就使得应用程序能够不中断地处理客户请 求。 超强的扩展性：a s e n e t 崭新的结构体系允许开发者开发自己的插件。实际 上a s e n e t 下任何一个组件都能够被用户自己开发的组件扩展或替换。 程序结构与代码的分离：a s e n e t 程序可以通过c o d e - - b e h i n d 、用户控件、 自定义控件以及组件这四种方法将程序结构与执行代码相分离，将面向对象的思 维扩展到了一定的高度。当程序的逻辑结构一目了然，便可以将更多的精力放在 代码的编写之上。 性能优化：在计算机科学领域，广泛应用缓冲技术来提高系统的性能，它的 原理是把经常存取的或者是比较重要的数据保存于内存中以减少系统的响应时 间。对于w e b 应用领域，缓冲技术主要是把h r r p 请求的页面或数据保存于 内存，以减少下次使用时重建它们的耗费。 a s e n e t 有两种用于w e b 应用的缓冲技术：输出缓冲和数据缓冲。输出 缓冲：把一次请求所产生的动态输出保存于内存中。数据缓冲：按照一定的策略 把事先不确定的对象保存于内存中。 输出缓冲常用于把整个输出页面缓冲起来。对于一个存取繁忙的站点来说， 把一些常用页面放入内存会带来性能上的极大提高。当一个页面被放入输出缓 存，那么接下来的对该页面的请求将不再执行创建它的代码，而是从内存中直接 返回该页面。但实际上，保存整个输出页面的方法并不一定都行得通，因为有些 页面的输出取决于客户端的不同请求，称之为“定制”。这时，采取的方法即找 出不同中的相同，把一些并不需要经常重新创建的对象和数据识别出来，进行缓 冲。一旦这些部分被识别，那么它们将被一次创建并在缓存中保持一定的时问。 选择缓存的时间是提高性能的关键。对一些部分来说，它们需要隔一定时间 进行刷新，而另一些部分来说，可能仅仅只是需要保存一段时间。此种情况下， 都可以设定“过期策略”来实现。一旦这些对象和数据到期，它们都将被从缓存 中清除出去。当存取对象和数据的代码发现所要求的部分在内存中不存在时，将 6 第_ 章系统开发的相关技术 重建该对象或数据。 a s p n e t 支持文件和缓存关键字的依赖关系，它允许开发人员创建缓存依 赖于一个外部文件或另一个缓存事物。利用这项技术可以更新一个缓存事物当其 依赖的源文件发生改变时。 三层结构及其应用：a s e n e t 中的三层结果开发方法，其实其思想跟j a v a 的一样。j a v a 中的三层架构为前端的h t m l 、j s p 、s e r v l e t 中间层为j a v a b e a n 、 j b 后面为数据库服务器怕1 。而在a s r n e t 中，前端为h t m l ，a s p , a s p x 等， 中问层为有v b 、c s 等文件编译而成的d l l 控件，后面为数据库服务器。 在我们的三层架构中，我们的数据库层通过中间层来连接以及操作，前端给 中间层传递参数，并接受中问层的参数。在a s p n e t 中，我们主要关注的是中 间层与前端的数据交互。 2 3s q ls e r v e r2 0 0 0 数据库简介 数据库( d a t a b a s e ) 是按一定的结构和规则组织起来的相关数据的集合。是 综合各用户数据形成的数据集合，是存放数据的仓库。数据库技术目前是计算机 处理与存储数据的最有效、最成功的技术：计算机网络的特点则是资源共享；数 据+ 资源共享这两种技术结合在一起即成为在今天广泛应用的网络数据库( 也叫 w e bd a t a b a s e ) 。 网络数据库是指：以后台数据库为基础的，加上一定的前台程序，通过浏览 器完成数据存储、查询等操作的系统。简单的说，一个网络数据库就是用户利用 浏览器作为输入接口，输入所需要的数据，浏览器将这些数据传送给网站，而网 站再对这些数据进行处理，例如，将数据存入数据库，或者对数据库进行查询操 作等，最后网站将操作结果传回给浏览器，通过浏览器将结果告知用户。 s q ls e r v e r 是微软公司开发的一个关系数据库管理系统，以 t r a n s a c t i o ns q l 作为它的数据库查询和编程语言。t s q l 是结构化查询语言 s q l 的一种，支持a n s is q l 一9 2 标准，它由s q ls e r v e r 中具有存储检索数 据功能的客户端组件组成。s q ls e r v e r 使用分层通信体系结构，将应用程序与 基础的网络和协议层次分离。这种体系结构就可以支持在不同的网络环境中部署 相同的应用程序。s q ls e r v e r 采用二级安全验证、登录验证及数据库用户帐号 和角色的许可验证。 s q ls e r v e r 支持两种身份验证模式盯1 ：w i n d o w sn t 身份验证和s q l s e r v e r 身份验证。s q ls e r v e r 为公共的管理功能提供了预定义的服务器和数据库角色， 可以很容易为某一特定用户授予一组选择好的许可权限。 7 第二章系统开发的相关技术 s q ls e r v e r 包含了客户端组件和服务器组件，可以在不同的操作平台上运 行，支持多种不同类型的网络协议如t c p i p , i p x s p x ，a p p l et a l k 等。s q ls e r v e r 在服务器端的软件运行平台是w i n d o w sn t , w i n d o w s 9 x 在客户端可以是 w i n d o w s 3 x ，w i n d o w sn t , w i n d o w s 9 x 也可以采用其它厂商开发的系统如 u n i x 。a p p l em a c i n t o s h 等剐。 2 4v b a 简介 随着信息技术的飞速发展，计算机在各种事物处理中的作用越来越大，在办 公自动化领域伴随计算机的发展，办公自动化软件也日趋成熟功能越来越强大。 现在o f f i c e 系列办公软件已经得到非常广泛的应用，特别是较新的m i c r o s o f t o f f i c e2 0 0 0 ，使人们能在今天的电子信息环境中提高工作效率。另一方面在我 们开发各种应用系统时，开发人员经常要与o f f i c e 组件打交道，进行数据交 互必然出现。各种与之相关的应用需求需要编程自动访问控制o f f i c e 对象各类 数据的格式、属性等。如w o r d 排版格式的访问与自动修改，利用e x c e l 产生数 据报表，以及利用a c c e s s 提供数据库支持等等。m i c r o s o f t 为基于o f f i c e 的上 层应用提供了对象组件模型结构c o m ( c o m p o n e n to b j e c tm o d e l ) ，可以采用编程 工具如v i s u a lb a s i c 、v b a 、v i s u a lc + + 非常便捷、有效地通过其中的对象 ( o b j e c o 、方法( m e t h o d ) 、属性( p r o p e r t i e s ) 访问控制o f f i c e 文档。 而对计算机基础测试考试中o f f i c e2 0 0 0 操作题部分可以通过科学的评分规 则和面向对象技术将其转化为阅卷系统可以自动评分的试题。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。 v b a ( v i s u a lb a s i cf o ra p p l i c a t i o n ) 是新一代w i n d o w s 应用软件通用编程语 言，它由微软开发，嵌入在o f f i c e 的各个组件中，用于定制和扩展o f f i c e 软件的 功能，并能方便地被其它应用程序以o l e 的形式调用和控制旧1 。 下面介绍v b a 的特点们： 1 v b a 开发特点： ( 1 ) m i c r o s o f to f f i c e 对象模型 v b a 是一种面向对象的开发语言，v b a 将m i c r o s o f to f f i c e 中的每一个应 用程序都看成一个对象。每个应用程序都可由各自的a p p l i c a t i o n 对象代表。 在w o r d 中，a p p l i c a t i o n 对象中包容了w o r d 的菜单栏、工具栏、w o r d 命 令等的相应对象，以及文档对象等等。菜单栏对象中包容了所有的菜单及菜单命 令。工具栏对象中包容了各种命令按钮。文档对象中则包容了所有的文字、表格、 8 第_ 章系统开发的相关技术 图像等文档组成部分的相应对象。文档对象是m i c r o s o f t w o r d v i s u a l b a s i c 中的主 要对象。 在e x c e l 中，a p p l i c a t i o n 对象中包容e x c e l 的菜单栏、工具栏等的相应对 象，以及工作表对象和图表对象等等。工作表对象和图表对象是 m i c r o s o f t e x c e l v i s u a l b a s i c 中的主要对象。 2 基于对象的开发 ( 1 ) 使用m i c r o s o f to f f i c e 对象 o f f i c e 已经具有了强大的功能，o f f i c e 的对象模型使得可以使用m i c r o s o f t o f f i c e 中的对象来完成自己的工作。程序员可以不必浪费时间开发自己的组件， 只需充分地利用o f f i c e 的功能。o f f i c e 开发者可以在o f f i c e 的基础上进行自己 的开发，而不必一切从头开始。例如，o f f i c e 开发者可以使用w o r d 的拼写检查 器，而不必自己来开发一个拼写检查器。 ( 2 ) 用户创建对象 o f f i c e 开发者可以使用c r e a t e o b j e c t 函数或使用n e w 关键字来创建对象。 比如，可以创建一个窗体，并且在窗体中添加控件，在w o r d 中，可以往自动 更正的词库中添加自己的词条。 3 v b a 开发o f f i c e 的功能 有人也许觉得o f f i c e 的功能已经足够强大了，是否还有必要使用v b a 来开 发o f f i c e 。的确，即使根本不用编写一句语句，o f f i c e 就可以完成用户所能遇到 的各种任务。但是，人们对效率的追求是永不满足的，这就是使用v b a 来开发 o f f i c e 的原动力。 ( 1 ) v b a 可以使o f f i c e 任务自动化 在使用o f f i c e 的过程中，往往要遇到一些重复性的系列工作，特别是在处 理大批量的文档或数据时。通过录制宏或使用v i s u a i b a s i c 编写宏，使一系列的 工作只需要一个指令便能完成，这就成倍地提高了工作效率。 ( 2 ) v b a 可以定制o f f i c e 满足自己的需要 o f f i c e 是一个功能异常庞杂的软件包，对某一用户来所说，许多命令可能一 辈子也用不着，而另外一些命令可能得经常使用。有时候，功能复杂反而显得多 余。另外，o f f i c e 的外观显得异常的繁杂，许多用户面对如此繁杂的界面往往手 足无措。通过v b a 可以设置自己的界面，把自己经常用到的菜单命令和工具栏 放置到显眼的地方，隐藏一些不常用的菜单或工具栏，并且，可以把自己所编写 的宏设置为菜单命令或设置为工具栏中的命令按钮，方便了使用，并且可以根据 自己的需要来定制o f f i c e 的功能，满足自己的需要。 ( 3 ) v b a 可以增强o f f i c e 的功能 9 第二章系统开发的相关技术 o f f i c e 的功能虽然强大，但它不可能考虑到所有情况，而且情况是千变万化 的，各种情况都有特定的要求。通过v b a 可以增强o f f i c e 的功能，以处理各 种各样的任务。例如，可以设置w o r d 拼写检查的词库；可以往词库中添加新 的词语：可以设置自动更正，设置自己经常遇到的误拼等。 ( 4 ) v b a 可以增强o f f i c e 与用户的交互 在o f f i c e 中，可以利用v b a 创建窗体，并在窗体中添加控件等用户接口 元素。通过用户接口，应用程序可以得到用户的请求，并对其做出响应。 ( 5 ) v b a 可以集成o 衔c e 的功能 o 币c e 不是几个软件的简单组合，而成为一个有机的整体发挥巨大的作用。 v b a 提供了集成o 币c e 的功能的一种手段。 l o 第三章系统的需求分析 3 1 需求分析 第三章系统的需求分析 系统要解决的问题：首先是考牛进入报名子系统，输入有关信息后，经过考 试资格认证后获得准考证号，并将考生信息送入数据库中，考生参加考试时，首 先登录考试系统，在通过身份认证后，安全子系统记录考生的登录情况，控制考 生的答题时间。考生答卷提交到服务器后，由阅卷子系统完成阅卷评分工作，并 将分数登录到数据库中。考试结束后，教师使用评估子系统从数据库中调出考试 成绩，进行统计、分析等工作。 除了实现上述功能以外，考试系统还应该具有友好、简洁的界面，安全性要 高，稳定性要强。 3 2 业务流程 计算机公共基础考试试题一般分为客观题和操作题两部分。客观题重点考察 学生对计算机基础知识的掌握情况，题目类型一般有单项选择题、判断题。操作 题主要包括w o r d 操作题和e x c e l 操作题，重点考察学生对两种软件使用的 掌握情况。长期以来，计算机公共基础课考试一般采用教师命题，纸面形式的试 卷，学生将客观题直接做在试卷上，操作题做在计算机上以文件的式存放于硬盘 中。考试结束后，教师逐份试卷对客观题和上机操作题评分，再统计分数。因此 考试工作中教师判卷工作量大，重复劳动，耗时多，同时考试周期长，有个别判 卷失误的问题存在，教师对阅卷感觉任务繁重，不堪重负。对学生而言，考试成 绩无法及时查询得到。所以开发计算机公共基础考试系统可以减轻教师的工作负 担，方便学生考试。通过对计算机公共基础课考试流程的分析，可以明确通常考 试的流程如下： 1 ) 教师命题：教师根据教学大纲所规定的课程考察范围，明确需要考察的 知识点，再根据考试时间确定试卷包含的试题数目，最后确定考试的大致难度， 明确以上条件后，教师按照要求组织一份试卷作为考试试卷。 2 ) 教师确定标准答案及评分标准：教师对完成的试卷中每一道给出标准答 案，以及该题的评分细则，同时给出该题分数。 第三幸系统的需求分析 3 ) 学生参加考试：对学生的身份确认后，监考者发给试卷。学生领到试卷 后，填写姓名、班级、学号等信息后，完成答题任务并将操作题以文件形式存盘。 4 ) 教师阅卷：教师对学生逐个按机器对照评分标准进行阅卷，分别给出各 部分分数，同时对试卷上的选择题和判断题进行评分，并统计总分。 5 ) 教师统计成绩：判卷工作完成后，教师统计各班级的考试成绩，并提交 考试中心，然后根据考试成绩作试卷分析，最后将成绩提交到学校的网卜教务系 统。 6 ) 学生查询本人的考试成绩是否合格。 3 3 系统性能需求 作为由计算机自动完成的计算机公共基础课程考试系统，从总体性能上 有如下几个主要要求： ( 1 ) 准确率 这是衡量系统性能的重要指标，在考试、计时、评判、计分等方面应确 保准确无误，否则会影响评分客观公正性，也会丧失使用者( 特别是考生) 对系统的信任。 ( 2 ) 及时性 作为信赖于计算机和网络的考试，停电、意外死机、网络故障等问题难 免会出现，如何在故障处理以后，让考生继续完成考试( 而不是重新进行考 试) 是系统中的重要环节。这就要求系统运行过程中，及时记录考生已经完 成的考试以及实际用时，以免在出现故障时丢失数据。 ( 3 ) 可扩展性 指当问题规模变化时，系统能进行相应的扩展。一方面包括接入计算机 规模的扩展( 如：网络主机由几十台到几百台甚至更多扩展时，系统依然能 很好地提供服务) ；另一方面，使用功能的扩展，即考试科目不仅是一科， 而是可以扩展到若干科( 如：个系统进行若干个科目的考试、一个考生也 可以进行若干个科目的考试等) 。 ( 4 ) 易用性 系统的安装、配置、维护应该简单方便，具有良好的用户接口，且能够 方便地进行系统移植。 ( 5 ) 兼奔性 第三章系统的需求分析 即通用性，要求能尽可能兼容标准化考试( 如：学校考试、公务员考试、 职称考试、驾驶证考试等考试的标准化考试部分) 。 ( 6 ) 低负荷 系统运行效率高，即使用户增加，也能保证系统运行正常，反应及时。 ( 7 ) 容错性、健壮性 一方面系统本身有安全性能的要求；另一方面，当用户进行了不当操作 时，能进行相应的错误处理，给予提示或警示，不能影响系统的正常运行1 。 3 4 系统的功能需求 根据以上对计算机基础测试流程的描述，考试系统需要实现的功能主要有： 1 ) 试题管理：这部分功能主要是维护一个试题库，并能完成对试题进行输 入、删除、修改、查询等操作。试题库分为客观题和操作题两个部份。客观题有 选择题和判断题，操作题有w o r d 操作题，e x c e l 。系统需要提供一个交互 式的试卷生成向导来引导教师将新的试卷题加入到题库，并有人机界面帮助教师 完成删除、修改、查询试题的操作。 2 )试卷生成：一次考试进行前，应该从题库中选择一份合适的试卷做为 考试之用。考试系统应提供两种试卷的选择方式。一是由教师设置一定的条件( 考 试范围、难度、试题类型等) 后按照某种算法，由系统从题库中自动选择出一组 合适的试题组成试卷，二是由教师直接从试题库选出试题组成试卷 3 ) 标准答案和评分标准生成：在试卷生成同时，系统应该给出标准答案和 评分标准，客观题的答案可以直接存储在试题库中，而操作题的答案以对应的标 准文档的形式存放在试题库中，比如w o r d 操作题的答案就是一份按要求做好 的文件类型为d o c 的w o r d 文档，也可以由教师进行人工调整和修改。 4 ) 评卷工作：这是系统依照试卷的答案及评分标准，由程序对考生试卷进 行自动评判，并给出成绩。同时将考生试卷和成绩上传数据库存放，在系统完成 阅卷工作后，教师查看成绩结果，并可以对成绩为零的试卷进行复查。 5 ) 学生和教师信息管理：这是管理参加考试和教师的基本信息的功能，包括 学生的注册、修改、增加、删除，教师近来的修改、增加、删除。 6 ) 考试管理：这是管理考试过程本身的功能。它主要包括：考生进入考试 系统时的身份认证功能，考生取得试卷的功能，在考生结束考试后，回收试卷的 功能。 7 ) 查淘评估成绩功能：考生成绩的管理功能，包括考生成绩查询功能以及 第三章系统的需求分析 提供给教师的成绩评估功能。 上述功能在考试系统中都需要实现。同时由于系统所处网络环境，必须考虑 必要的安全功能。这主要包括：考生及考试相关人员的身份验证考试系统中不同 资源的访问权限的控制。如考生只能访问自己的登记信息以及成绩，教师可以访 问所管辖学生的成绩，负责出题的老师才能访问试题库。为满足网络考试系统的 功能和特性需求，网络考试系统采用基于浏览器方式的网络三层结构应用体系。 它的基本思想是在分布式技术的基础上，将系统的功能划分为表示、功能、数据 三大块，分别放置在相同或不同的硬件平台上。网络考试系统的总体结构设计为 浏览器、中间层、数据层这样的三层结构剖。 ( 1 ) 表示层：表示层是网络考试系统的用户接口部份，是学生、教师和系统管 理员与系统问交互信息的窗口。为保证网络考试系的易使用、易维护和易部署的 特性，它的表示层在e x p l o r e r 浏览器中实现，因此所有的用户接口由w e b 页面构成。它提供的主要交互窗口有： 1 ) 学生进入网络考试系统的登录窗口 2 ) 学生在网络考试系统中的答题窗口 3 ) 学生在网络考试系统中的交卷窗口 4 ) 学生在网络考试系统中查询成绩的查询窗口 5 ) 教师进入网络考试系统的登录窗口 6 ) 教师在网络考试系统的试卷编辑窗口 如果表示层需要修改时，只需改写显示控制和数据校验程序，而不影响其它两层。 检查的内容也只限于数据格式和取值范围，不包括网络考试系统核心的处理逻 辑。 ( 2 ) 中间层：中间层也称为功能层，它是网络考试系统应用的主体，在这一 层上包括了应用中全部的核心处理功能。这些核心处理功能有：考生管理功能、 试题库管理功能、考试监控功能、试卷生成功能、文件上传功能、自动阅卷功能、 成绩查询、成绩评估功能。表示层和功能层之间的数据交换要求尽可能简洁。例 如，用户检索数据时，要设法将有关的检索要求一次传给功能层，而由功能层处 理过的检索结果也要一次传给表示层。在应用设计中，力求避免一次处理在表示 层和功能层间进行多次数据交换的现象发生。为了保持考试系的易维护性和易扩 展性，考试系统的核心处理功能由c o m 组件来实现，利用c o m 组件来封装理 逻辑，由于它是一种二二进制标准，所以当组件升级时，应用不需编译，这样可以 很好的适应功能的改变。 ( 3 ) 数据层：考试系统中用到的主要的数据结构如试卷、答卷等，既可能包 括文字，也能包括图片或多媒体文件，这些数据可以直接存储于数据库中，这种 第三章系统的需求分析 三层结构系统的部署非常灵活，在功能层和数据层中的服务器可以有一到多个。 这样，大规模应用系统中的数据库和应用程序组件n - - y 以被分布于不同的服务器上 运行。这些服务器可以是本地的、也可以是远程的，使系统更合理、更灵活、更 具扩展性。 第四章系统设计 第四章系统设计 4 1 系统运行环境及开发平台 4 1 1 开发平台 ( 1 ) 操作系统：w i n d o w s2 0 0 0s e r v e r w i n d o w sn ts e r v e r 微软公司的w i n d o w s 系统不仅在个人操作系统中占有绝对优势，它在网络 操作系统中也是具有非常强劲的力量。这类操作系统配置在整个局域网配置中是 最常见的，但由于它对服务器的硬件要求较高，且稳定性能不是很高，所以微软 的网络操作系统一般只是用在中低档服务器中。在整个w i n d o w s 网络操作系统 中最为成功的还是要算了w i n d o w sn t4 0 这一套系统，它几乎成为中、小型企 业局域网的标准操作系统，一则是它继承了w i n d o w s 家族统一的界面，使用户 学习、使用起来更加容易。再则它的功能也的确比较强大，基本上能满足所有中、 小型企业的各项网络需求。虽然相比w i n d o w s2 0 0 0 2 0 0 3s e r v e r 系统来说在功能 上要逊色不少，但它对服务器的硬件配置要求要低许多，可以更大程度上满足中、 小企业的p c 服务器配置需求。 ( 2 ) 开发工具：a s p n e t 从前面的分析可以看出，作为网络系统开发工具：a s p , j s p , p h p 均有各自的 优点和不足，但综合来看，微软公司a s p n e t 有强大的技术支持和运行平台 ( w i n d o w s ) ，用它开发的软件，无论在运行、调试、移植等方面均具有较大优 势，因此本系统选择使用a s p n e t 作为软件开发工具。 ( 3 ) 数据库：s q ls e r v e r2 0 0 0 从数据库方面来看，数据量不是太大，所以不选大型数据库作为后台，而考 虑a c c e s s 或s q ls e r v e r 。另一方面，作为试题库，要求有相对较高的安全性； 第三，由于在考试( 测试) 进行中要进行大量数据读写操作，在效率方面要求很 高。综合以上三个因素以及成本因素和开发的复杂度，本系统采用s q ls e r v e r 2 0 0 0 作为后台数据库3 。 1 6 第四章系统设计 表4 1 具体配置表 配置说明 操作系统 w i n d o w s2 0 0 0s e r v e r w i n d o w sn ts e r v e r 重要程序工具 a s p n e tj s c r i p tv b s c r i p t 数据库 s q l s e r v e r2 0 0 0 相关配置l l s ( i n t e r n e ti n f o r m a t i o ns e r v i c e s 5 0 ) i e 5 0 4 1 2 运行环境 ( 1 ) 服务器端运行环境 b s 模式系统的运行规模、稳定性等特性主要取决于服务器端的配置和网络 系统的配置，如果采用三层b s 模式，则需要w e b 服务器和数据库服务器两 个服务器，本系统考虑到硬件投入等综合因素，建议在小规模企事业单位使用时 可将w e b 服务和数据库服务综合于一台性能较好的服务器上，以降低成本。 表4 - 2 服务器端配置表 配置说明 硬件配置 主要软件配置 数据库 网络专用服务器( c p u ：p 4 2 0 g h z 以上；r a m ：i g m b 以上；1 0 0 m b 网络配置) w i n d o w s2 0 0 0s e r v e r i i s ( i n t e m e ti n f o r m a t i o ns e r v i c e s5 0 ) s q ls e r v e r2 0 0 0 ( 2 ) 客户端运行环境 b s 模式的系统是一种“瘦客户端”方式，即客户端计算机只须安装操作系 统和i e 浏览器，接入网络，无须作任何特殊处理即可实现系统访问。本考试系 统的客户端配置要求如表4 3 。 1 7 第四幸系统设计 硬件配置 普通计算机 ( c p u ：p 3 以上；r a m ：6 4 m b 以上；1 0 1 0 0 m b 网络 配置) 主要软件配置 w i n d o w s9 8 2 0 0 0 m e x p 、i e5 0 ( 及以上) i i s ( i n t e m e tl n f o r m a t i o ns e r v i c e s5 0 ) 4 2 数据库设计 根据关系数据库表的映射原则引，以及应用数据规范化理论对数据库进行了 相应的设计，以下是部分表： 试卷列表：试卷列表是在考生完成考试注册后，记录考生考卷题目的表。在 这个表中，通过试卷号可以确定一个考试注册项目，题目号用于记录考生应该回 答的题目，考生答案用于记录考生答案，另外设计一个记录试卷状态的s j s t a t e 字段。 表4 4试卷列表 系统信息表：系统信息表用于存放一些维持系统正常运行的所必须的数据， 比如管理员密码、当前考试的人数等信息。 第四章系统没计 考生信息表：考生信息表用于存放考生的基本注册信息。它唯一确定了一名 考生的身份，因此应该包含考生的准考证号码、学号、姓名、性别、所在年级、 所在系别、身份证号码等证明考生的身份的信息，考生状态用于保证考生只能参 加