（计算机应用技术专业论文）通用在线考试系统的研究与实现.pdf

通用在线考试系统 的研究与实现 摘要 近年来，随着计算机技术和互联网技术的迅速发展，远程教育 和网上考试成为网络应用的一个重要方面。当国外一些国家已经获 得快速发展的同时，在国内，网上考试还处于一个试用阶段。虽然也 出现了各种各样的在线考试系统，但都因为开发技术的有限性，使 其不能满足各个学校或单位在线考试的要求。同时在线考试的不通 用性，也造成了教育资源的大浪费。 基于w e b 应用技术的信息化建设已经引起了越来越多的人们关 注。利用传统的w e b 应用技术开发的信息系统，仅仅与数据库进行 简单的交互阶段而己，然而这样远远满足不了不断升级的用户需求， 因此，对高性能的w e b 应用系统的研究顺其自然而生。开发一套通 用的在线考试系统是目前的一项重要任务。本课题的研究主要有以 下几方面： 1 、首先从跨平台性的角度出发，研究了基于n e t 框架的w e b s e r v i c e s 开发平台，介绍并探讨了当前流行的x m l 技术。基于这一 平台选用了开发程序简单，维护容易，安全性比较高的a s p n e t ( a c t i v es e r v e rp a g e n e t ) 开发工具。a s p n e t 是n e tf r a m e w o r k 中一套用于生成w e b 应用程序和x m lw e bs e r v i c e s 的技术。a d o n e t 是一种包含于n e tf r a m e w o r k 中的重要的应用程序级接口，用于在 m i a r o s o f t n e t 平台中提供数据访问服务。对于x m l 技术，说明了 它的特点、语法以及与h t m l 的区别，并且还利用a d o n e t 操作x m l 文档数据。另外，利用m v c 主动设计模式解决了被动设计模式存在 的缺点，真正实现了视图、控制器、模型三者的分离，并给出了相 应的实现代码。 2 、利用w e bs e r v i c e s 技术，开发一套能够跨平台运行的、安 全性高的通用在线考试系统。实现考生考试界面，成绩查询，教师 制作试题，试题的上传等主要功能。并把它们封装成一个个的组件， 用于w e b 服务调用，真正实现了在线考试系统的通用性，从而避免 了教育资源的大量浪费。 3 、在考试通用性方面根据教育资源体系一系列规范制定了符合 标准参数的试卷与试题。根据在线考试系统的所需要的安全性制定 了安全机制。 关键词：通用在线考试，n e t 框架，a s p n e t ，x b l l ，w s d l d e s i g na n di m p l e m e n t a t i o n o fu n i v e r s a lo n l i n e t e s ts y s t e m a b s t r a c t a st h ed e v e l o p m e n to fc o m p u t e rt e c h n o l o g i e sa n dn e t w o r k ，o n l i n e e x a m i n a t i o ni sb o u n dt oa na s p e c ti nt h ea p p l i c a t i o no fi n t e r n e t w h e n s o m ec o u n t r i e sh a dg o t t e nt h eq u i c kd e v e l o p m e n t ，i no u rc o u n t r y ，o n l i n e e x a m i n a t i o ni st h en e ww a y o fc o u r s es o m eo n l i n ee x a m i n a t i o ns y s t e m s h a v ee x i s t e d b u t t h e y a r el i m i t e db e c o u s eo ft h e d e v e l o p m e n t t e c h m o l o g i e s s ot h e y c a n n t s a t i s f y t h e r e q u i r e m e n t a n d o n l i n e e x a m i n a t i o ns y s t e m sa r e n t g e n e r a l s o i nt h er e s u l tt h e l e a r n i n g r e s o u r c ea r ee x t r a v a g a n t t h ei n f o r m a t i o nc o n s t r u c t i o nb a s e do nt h et e c h n o l o g yo fw e bh a v e b e e nu s e di nt h ei n f o r m a t i o nb a s e dt h ew e ba p p l i c a t i o n i nt h es y s t e m t h eb a s e d a t aa r eu s e ds i m p l y s ot h er e q u i r e m e n tc a n n tb es a t i s f i e d t h e h i g hp e r f o r m a n c ew e bs y s t e mb e g i n t ob er e s e a r c h e d s oi ti s v e r y i m p o r t a n tt od e v e l o pau n i v e r s a lo n l i n ee x a ms y s t e m t h et a s kc o n s i s t s o ft h ef o l l o w i n gm a i np a r t s 1 i ti ss t u d y i n gh o wt o d e v e l o p au n i v e r s a l ，s a f eo n l i n ee x a m t h e e x a m i n a t i o ns t u d e n t si n t e r f a c ei sr e a l i z e d a n dt h es c o r s eq u e r i e d t h e a u e s t i o nm a k e db yt h et e a c h e r s ，t h eu p l o a d i n go fq u e s t i o n sa r er e a l i z e d a l s o u s i n gt h es y s t e mw ec a nb e g i no n l i n ee x a mi ne v e r yp l a c e a n di t a v o i d st h ew a s t eo fe d u c a t i o nr e s o u r c 2 i nt h eb e g i n n i n gi s t u d ya n du s et h en e tf r a m e w o r ko nd i f f e r e n t s t r u c t u r e a n dii n t r o d u c ea n de x p l o i tx m l t e c h n o l o g yw h i c hi sh o t o n 1 1 1 t h ep l a t f o r mt h ea s p n e ti su s e d ，b e c a u s ei t i ss i m p l e ，s a f e a s p n e ti s t h et e c h n o l o g yw h i c hi su s e dt om a k ew e ba p p l i c a t i o na n dx m lw e b s e r v i c e s a d o n e ti sv e r yi m p o r t a n ta p p l i c a t i o ni m p o r t i ti si n c l u d e d i nt h e n e tf r a m e w o r k i ts u p p l i e st h es e r v i c eo ft h ed a t av i s i t i n g 3 t h ec h a r a c t e r i s t i co fx m lt e c h n o l o g yi st r o d u c e d i t sg r a m m a r a n dt h ed i f f e r e n tf o r mh t m la l s oa r ei n t r o d u c e d t h ed a t e sb a s e do n x m la r e o p e r a t e db ya d o n e t ir e a l i z e dd r i v i n gm v c ，s o l v e dt h e s h o u t c o m i n go ft h ep a s s i v em v c s ot h e ya r es e p a r a t e d t h ec o d e sa l s o a r eb e e nw r i t t e n c h i n e s ee l e a r n i n gt e c h m o l o g ys t a n d a r d s t h eu n i v e r s a l a s p e c t o f o n l i n ee x a mm a k e ds t a n d a r dw x a m q u e s t i o n a ne x a m i n a t i o nb a s e do nt h e s t a n d a r d o fe d u c a t i o n r e s o u r c e s a f em e c h a n i s ma r ef o r m u l a t eb a s e do nt h es a f er e q u i r eo f o n l i n ee x a m k e y w o r d s ：u n i v e r s a lo n l i n et e s t ，n e tf r a m e w o r k ，a s p n e t ，x m l ，w s d l i v 通用在线考试系统的研究与实现 原创性声明及关于学位论文使用授权的声明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论 文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本 文的研究做出重要贡献的个人和集体，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责任由本人承担。 论文作者签名：遂塾墼 日 期：至q qf 生占旦 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解陕西科技大学有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留或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；本人授权陕西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、 缩印或其他手段保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：遂垦垫导师签名：诞! ! ! ! 日期：星q 丑生旦 通用在线考试系统的研究与实现 1 引言 1 1 课题来源 近年来，我国高等教育事业快速发展，规模不断扩大。全国各高等教育院 校自1 9 9 9 年扩招以来不断扩招，扩招不仅给高校带来了机遇，同时也带来了 挑战。早期的考试主要采用卷面考试的方式，也就是传统的人工考试方式，在 此方式下，组织一次考试都要经过五个步骤：人工出题、考试考试、人工阅卷、 成绩评估和试卷分析。当考试数量比较大时，组织一次考试在人力与物力上面 都要耗费很多资源。随着信息技术与计算机i n t e r n e t 技术的普及，在线网络考 试成了一种不可缺少的测试形式。 传统的考试方式正在发生深刻的变革，越来越多的高等级考试已经选择了 采取网上机考的形式。在这种形式下，市场上出现了很多网络考试平台软件， 这些软件一般都实现了试题库维护、智能组卷、客观题自动评卷等功能，在题 型上支持选择题、填空题、判断对错题、绘图题、简答题、问答题等多种题型。 作为网络考试平台，在一定程度上已经能够胜任部分场合的考试应用。在线网 络考试解决了前面的问题。 1 2 国内外的研究现状 网上远程教育和考试在国外一些发达国家己经得到蓬勃发展，凭借其先进 的互联网技术，人们选学课程和考试都是通过网上进行的【1 1 。另外，国外一些 著名的考试，也采用了网上考试的形式，如m i c r o s o f t 公司的m c s e ( m i c r o s o f t 系统工程师认证考试) 、g m a t ( 工商管理硕士入学考试) 、托福考试、g r e ( 美国 研究生入学考试) 等。而在国内，目前绝大多数远程教育的考试还停留在传统 考试方式，对互联网的真正应用仅限于网上报名工作和网上成绩查询，还没有 真正形成网上考试规模，而在国外一些国家，网上提交作业和网上考试已经比 较普及1 1j 。例如托福考试，全国计算机水平考试都已转为机考，国外很多知名 i t 公司的认证考试更是利用i n t e r n e t 把全球的考试中心联系在一起，让考生在 考完试后第一时间知道自己的成绩，而总公司也可以根据成绩在最短时间内给 考生颁发成绩单和证书。计算机在各类考试中的应用不但节省了资源，还提高 了评分的准确度，大大改善了考试工作效率。近几年来随着a s p ，j s p 等网页 交互技术的出现，很多网站也提供了基于浏览器的在线考试系统。基于w e b s e r v i c e 的在线考试系统( b a s e do nt h e w e bs e r v i c eo n l i n et e s ts y s t e m ) ，是近年 陕西科技大学硕士学位论文 来最引人注目并取得了重大发展的一种考试系统。此考试解决了系统主动适应 考生状况的“因人施测”问题。如其中g r e ，g m a 和微软认证考试m c s e ，均 为采用这种考试系统1 2 】。 在国内的全国教育考试科研工作“十五”规划中1 3 】，明确要求教育考试的 科研工作要在教育评价体系中发挥重要作用，在考试研究领域创造出与我国教 育事业蓬勃发展相适应的成果，以全面提高教育考试质量，推进考试事业的发 展，为改革和完善教育考试制度工作服务。纸与笔的界限，越来越多的各类考 试采用了计算机作为考试的工具。国家在中小学教育中已经开展了建立题库的 工作，大学英语四、六级考试( c e t ) 都采用计算机抽题出卷的方式进行测验。 高等学校中生物学试题库建设是“九五”国家重点科技项目。由最初的笔纸考 试到计算机考试，这是未来发展的趋势。国内高等教育中的大学英语四、六级 考试( c e t ) 也逐步向自适应考试发展，而且用于c e t 自适应考试题库也在建设 和完善。未来计算机辅助考试也将会在各种学科逐步开展。然而由于实现技术 的落后，使得考试软件的功能受到限制，或者不能跨平台使用，造成了教育资 源的大量浪费。 1 3 课题的内容和目标 实现基于w e bs e r v i c e s 的通用在线考试系统，利用a s p n e t 技术进行u i 界面的w e b 设置，利用x m l 文档实现试卷的传输和转换。从基于w e bs e r v i c e s 的在线考试系统应用体系结构与数据集成方面进行研究和探讨，以更好地架构 新一代的通用在线考试应用系统。一方面减轻教师的工作负担及提高工作效 率，与此同时也提高了考试的质量，从而使考试更趋于公证、客观，更加激发 学生的学习兴趣。另一方面可以大大减少在线考试系统的重复开发，节约了教 学资源。 内容：第一章主要讲述了课题的背景、研究目的和意义。第二章介绍了通 用在线考试系统的主要功能，基于w e bs e r v i c e 的体系结构和相关关标准。第 三章主要对开发工具a s p n e t 、x m l 、s o a p 等相关技术进行详细介绍，并阐 述了它们在支持通用性上的优点，以及在对象应用方面的优势。首先对w e b s e r v i c e s 体系架构进行深入的探讨，然后说明了x m l 与a d o n e t 结合使用， 在文档数据处理和数据集成方面的优势。还介绍了用a s p n e t 实现了m v c 模 式中三者之间的真正分离。第四章根据教育资源规范提出了试题与试卷的参数 设置，使得通用在线考试系统在平台跨越和题库的通用方面向前迈进了一大 步。第五章是这篇论文的主要章节，研究开发了几种组件，并给出了其中几个 2 通用在线考试系统的研究与实现 组件的部分代码，实现了通用性较高的系统模型。 目标：本课题的最终目标是实现基于w e bs e r v i c e s 的通用在线考试系统模 型，利用x m l 技术相关文档进行标准化。从基于w e bs e r v i c e s 的在线考试系 统应用体系结构，与技术实现工具上进行研究和探讨，实现三层架构的业务逻 辑层为主要目的，以更好地架构新一代的在线考试应用系统。 陕两科技大学硕士学位论文 2 w e bs e r v i c e s 2 1 w e bs e r v i c e s 概念 所谓w e b 服务就是指能够使用x m l ，通过h t t p 请求数据的应用程序。 从技术角度来说的话，w e bs e r v i c e s 就是一种部署在w e b 上的对象。因此，具 有对象技术所有的优点。w e bs e r v i c e s 描述了引起操作的接口，通过标准化的 x m l 消息机制，网络访问这些操作。w e b 服务程序是以独立于平台的方式， 通过标准的w e b 协议访问的应用逻辑单元。 应用逻辑单元。w e b 服务包括一些应用逻辑单元或一些代码。这些代 码可以完成运算任务，可以完成数据库查询，可以完成计算机程序能 够完成的任何工作。 数据库访问。大多数的w e b 站点都是通过浏览器由人工访问的，而 w e bs e r v i c e s 可以由计算机程序来访问。 标准的w e b 协议。w e b 服务的所有协议都基于一组标准的w e b 协议， 诸如h t t p 、x m l 、s o a p 、w s d l 和u d d i 等。 平台独立性。w e b 服务可以在任何平台上实现，标淮协议不是由单个 供应商专用的，它由所有主要供应商支持。图2 - 1 为基于所有应用程 序的访问w e b 服务： 图2 - 1 访问w e b 服务 f i 9 2 - 1v i s i t i n gw e bs e r v i c e s 4 通用在线考试系统的研究与实现 2 2 w e bs e r v i c e s 的体系结构 w e bs e r v i c e s w s d 的模型【3j 如图2 - 2 所示。 图2 2w e bs e r v i c e s 模型 f i , , 2 - 2w e bs e r v i c e sm o d e l 从图中可以看出，在w e bs e r v i c e s 体系结构中共有3 种角色：服务提供 者、服务请求着和服务注册代理。w e b 服务提供者就是w e b 服务的拥有者， 它为其他服务和用户提供服务功能，服务提供者在实现服务之后可以发布服 务，并且响应对其服务的调用请求。w e b 服务请求者就是w e b 服务提供者发 送请求以获得服务。w e b 服务注册代理的作用是把服务请求者与合适的服务提 供者绑定在一起。w e b 服务注册代理能够注册已经发布的服务提供者以及所提 供的服务，并且提供服务的检索。 服务提供者、服务请求者和服务注册代理这3 个角色是根据逻辑关系划 分的，而在实际应用中，角色可能会出现交叉或互换。比如，某个w e b 服务 既可以是某类w e b 服务提供者，也可以是另外的w e b 服务的请求者。组成 w e bs e r v i c e s 完整体系的组件必须具有上述一种或几种角色。这些不同的角色 之间通过发布( p u b l i s h ) 查找( f i n d ) 和绑定( b i n d ) 3 种操作服务，进行不 同操作( 发布、查找、绑定) 来实现w e b 服务1 4 j 提供完整的w e bs e r v i c e s 功 能。“发布”是为了让用户或其他用户知道所提供的w e b 服务相关信息；“查 找”是为了找到合适的w e b 服务；“绑定”是在服务提供者与服务请求者之间 建立联系，具体来讲： 5 陕两科技大学硕士学位论文 发布操作：服务提供者可以通过发布操作向服务注册代理注册自己的功能 和访问接口。 查找操作：服务请求者可以通过查找操作向服务注册代理查找特定的服 务。 绑定操作：服务请求者可以通过绑定操作实际使用服务提供者所提供的服 务。 为了支持结构中的3 种操作，w e bs e r v i c e s 体系结构需要对服务接1 2 1 和 实现细节进行描述，这就是服务描述。服务描述包括数据结构、操作、绑定信 息和网络位置等信息。另外，服务描述中还包括分类和其他的元数据，这些信 息用来实现服务请求者的检索和服务调用。服务描述位于服务提供者和服务注 册代理中。 服务描述的具体内容： 1 ) 服务描述应声明服务提供者的语义特征。根据其特征，服务注册代理 将服务提供者进行分类，以提供特定服务的查找；服务请求者根据这些特征来 匹配那些满足要求的业务提供者。 2 ) 服务描述应声明接口特征，以提供对特定服务的访问。 3 ) 服务描述还应声明各种非功能特征，如安全要求、事务要求、服务使 用价格等。w e bs e r v i c e s 中的服务描述和服务实现是分离的，这使得服务请求 者在服务提供者的具体实现处于开发、部署或执行的各阶段时就可以和其进行 绑定。 要以一种互操作的方式执行发布、发现、和绑定这三个操作，有一个包含 每一层标准的w e bs e r v i c e s 协议栈。一个概念性的w e bs e r v i c e s 协议栈如图2 - 3 所示。上面的几层建立在下面几层提供的功能之上，垂直的条表示在协议栈的 一层中必须满足的需求，左边的文本表示协议栈的那一层所应用的标准技术 【4 l l 。 从上面的图中可以看出w e bs e r v i c e s 协议栈的基础是网络层，w e bs e r v i c e s 要被服务请求者调用，就必须通过网络访问。因特网上可供访问的w e bs e r v i c e s 必须使用普遍部署的网络协议，而h t t p 凭借其普遍性，成为因特网可用的 w e bs e r v i c e s 的真正的标准网络协议。 6 通用在线考试系统的研究与实现 w 汛 二互正 u d d i u d d i w s d l s o a p h t t p 、f t p 、e m a i l 服务描述 基于x m l 的消息传递 网络传输 图2 - 3w e bs e r v i c e s 的概念性协议栈 f i 9 2 3c o n c e p t i o n a la g r e e m e n tw a r e h o u s eo fw e bs e r v i c e s 2 3w e bs e r v i c e s 平台的比较 从n e t 和j 2 e e 5 j 这两个平台的发展历程来看，n e t 从一开始就深深打 上了w e bs e r v i c e s 技术的烙印，它的市场推广活动中，无时无刻不凸现其作为 w e bs e r v i c e s 的开发和部署平台的特征。可以说，n e t 天生就是为w e bs e r v i c e s 准备的开发平台和部署平台，也就是w e bs e r v i c e s 平台。相对n e t 而言，j 2 e e 是一个比较成熟的平台，最初它是为了将j a v a 平台拓展到企业级解决方案的 应用领域而制定的一个平台框架规范。j 2 e e 平台作为一个企业级应用的开发 和部署平台，是无法回避业界的重大技术革命“w e bs e r v i c e s ”的，随着w e b s e r v i c e s 技术的发展，j 2 e e 正不断地将w e bs e r v i c e s 的支持引入进来。通过表 2 - 1 可以看出它们之间的不同。 陕西科技大学硕士学位论文 表2 - 1 不同框架的比较 t a b 2 一l c o m p a r i n go ft h ed i f f e r e n tf r a m e w o r k s 标准j 2 e e 框架n e t 框架 基本设通过一组a p i 包f j a x m 、j a x p 、w e bs er v i c e 直接构建在平台 计与对w e bj a x r 、j a x r p c ) 对w e bs e r v i c e中，n e t 框架提供完整的服务标 s e r v i c e的提供支持准如s o a p 、w s d l 和u d d i 支持 j 2 e e 的w e bs e r v i c e 一般是通n e t 框架中w e b 服务的实现通 过e j b 来实现，然而也可以把提 过n e tm a n a g e dc o m p o o e n t ( 包括 实现供w e bs e r v i c e 的j a v a 应用独立 m a n a g e dc l a s s e 以及c o m c o m 4 出来这完全依赖于设计和构建应组件 来完成 用程序的业务处理和数据逻辑层 有多家公司已经构建了基于m i c r o s o f t 进行w e bs e r v i c e s 开 j 2 e e 的集成开发环境f i d e ) 和应 发的基础开发工具( 集成开发环境 工具和服用服务器。他们中的多数已经开始i d e ) 是v i s u a ls t u d i o n e t ，使用 务器在产品中支持w e bs e r v i c e s 的创 v i s u a ls t u d i o 能够确保产品的强 建、部署和运行对w e bs e r v i c e s壮性和易用性。m i c r o s o f t 同时提 标准的支持和复杂程度因产品而 供了支持w e bs e r v i c e 的服务器软 异件包括b i z t a l k 2 0 0 0 以及s o l s e r v e r 2 0 0 0 等 多个独立的公司，包括i b m 、 所在的工具、服务器和技术都是 b e a 、o r a c l e 、h p 、s u n 等，在它由m i c r o s o f t 公司控制。尽管 企业支持们的基于j 2 e e 的开发工具和应用m i c r o s o f t 对w e bs e r v i c e s 技术做 服务器中正在提供对w e b出的承诺和稳定性没有任何问题， s e r v i c e s 的支持，当在这个技术领但是没有竞争，技术的提供和推动 域中有多个竞争产品时，就意味着 也许就不是最好的。不过 没有单个公司的垄断了m i c r o s o f t 刚刚在它的网站上提供 了n e t 的核心c l if o rf r e e b s d 的原码下载这也许是一个好的开 端 8 通用在线考试系统的研究与实现 2 4 w e bs e r v i c e s 的相关标准 2 4 1 x m l ( t h ee x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ) 可扩展标记语言，又简称为x m l ，是针对网络应用的一项新技术。x m l 正迅速成为下一代i n t e n e t 应用程序的数据交换标准。x m l 允许用户自定义标 记，这使得x m l 文档比传统的i n t e r n e t 语言一h t m l 更具灵活性。由于x m l 是a d o n e t 的精髓，对x m l 充分理解是开发a s p n e t 中的应用程序的必 要条件。目前通过了x m l l 0 。x m l 是标记语言的一种，就是指在数据中加入 标记来说明信息的一种方法，标记语言还有s g m l 、h t m l 等。x m l 就是s g m l 的一个子集。j o nb o s a k 和万维w 3 c 的专家将s g m l 浓缩为新的语言就是 x m l 。在s g m l 的基础上，x m l 变得更加简单、易学、易懂，所以x m l 不 断地得到推广使用1 6 j 。 a x m l 的特点1 7 1 内容与形式的分离 对于x m l 而言，标记包含信息，例如数据名字、继承关系等，这对于以 后的数据检索和描述起到了很大地简化作用。当要改变数据的形式时，我们只 需要改变从分档中分离出来的数据的样单就行了，不像是在h t m l 中，数据内 容和它的表现形式是在一起的，当改变数据时，更新文档的工作量非常大。这 样，x m l 的使用量不断地扩大。 良好的可扩展性 x m l 允许程序员制定自己的标记集，满足自己的需要。同样一个行业也 可以制定的自己范围内的通用标记集。因此，x m l 就适应了每一个领域而无 需要作大量的修改。这样，程序员可以开发出自己特殊的标记集。例如c m l 和m a t h m l 这两种语言就是利用了x m l 的扩展性这一优点。 良好的移植性 x m l 语言可以定义各种数据，象文本、图像、声音等。这些数据往往有 很多不同的格式，使得数据不能在各系统之间交流，或使用额外的转换软件来 实现跨平台的交流。x m l 的这个特性使得有交换数据的系统都能处理一种格 式的文件夹，就是x m l 文档，从而能处理由x m l 标注的各种数据，实现了 不同格式数据的跨平台交换。 良好的描述性 良好的自描述性使得x m l 数据可以被不同的应用程序分析处理。并且 x m l 的描述性可以使一篇x m l 文档很容易被人理解。通过标记、元素之间的 关系，数据要表达的内容就会一清二楚了。 b x m l 文档的组成 x m l 文档由x m l 元素组成，元素包含开始标签和结束标签，标签之问的 9 陕两科技大学硕士学位论文 数据称之为元素的内容。标签只是表示数据的含义而不是显示形式。例如：标 记 计应用本1 班 ，就是表达了有一个班级是计应用本1 班，数 据就是计应用本1 班，表述的信息是“班级”。从上面例子可知x m l 文档由三 部分组成：数据部分，标记说明和数据表现。 数据部分。数据部分是x m l 的核心内容。数据部分通常是与数据库紧密 联系的。现在数据在网页中的作用越来越大，这就要求有更好的处理数据的方 法。那么x m l 的处理程序通过这些数据的标记说明来处理数据，实现数据和 应用程序之间的传播。 标记说明。这部分好比实现了一个解释系统，它将信息通过一定的格式和 说明传递给x m l 的处理程序。对于数据本身，标记没有任何作用，标记只是 体现数据的特性和数据间的关系。说明标记的常用方法是使用d t d 和s c h e m a 。 数据表现。对于网页而言，最终结果是将数据表现给用户，样式单规定了 数据的表现形式。样式单目前有c s s 层叠样式单，和x l t 可扩展样式单两种。 同一个数据可以有不同的表现形式。 下面的例子是s t u d e n t 使用x m l 格式给t e a c h e r 的便条： c n o t e t e a c h e r s t u d e n t r e m i n d e r d o n tf o r g e tm et h i sw e e k e n d ! 这个便条有信息头，又有信息主体，还包括发送人和接收人。 c x m l 与h t m l x m l 可以通过h t t p 协议传输，在服务器和浏览终端之间传递。服务器 可以将x m l 数据文档根据样式单进行处理，得到可浏览的h t m l 文档后，将 h t m l 文档传给终端。这样对于服务器的要求比较高，加重了服务器的负担。 服务器还可以将x m l 数据文档和样式单一起传到终端，在终端生成可浏览的 h t m l 文档。这样做的好处是：服务器只需将相同的x m l 数据文档分发到各 个浏览终端，然后由样式单去生成不同的浏览文档。这样数据流量比传送 h t m l 文档要小，而且对服务器的要求也降低了。 x m l 还可以使用x m l 数据岛的方式在h t m l 文档中绑定x m l 数据。利 用h t m l 文档的s c r i p t 处理这些x m l 数据。这些客户端的脚本将x m l 数 1 0 通用在线考试系统的研究与实现 据部分转换为h t m l 文档。这种形式有两种引用：内联和外部引用。内联形式 为： 一。x m l 文档的内容 嵌入外部单独的x m l 文件： d 用n e t 处理x m l 文档 整个a d o n e tf r a m e w o r k 是在x m l 技术的基础之上进行设计的，许多 a d o n e t 数据处理方法( 包括d a t a t a b l e s 和d a t a s e t s ) 也离不开x m l 技术的支 持，因此x m l 是透明的。n e t f r a e w o r k 的s y s t e m x m l 名称空间提供了大量的 类，用来存储和处理x m l 文档。这些类也可称为x m l n e t 。 e 读写x m l 文档 8 1 x m l 文档的读写主要通过x m l r e a d e r 和x m l w r i t e r 类完成。它们都是抽象 类，因此不能创建这些类的对象。微软提供了这两个抽象类的具体实现： x m l t e x t r e a d e r 可以用这个类的对象读取非缓存的基于只向前的x m l 数据。它能够检查x m l 文档格式的正确性，但不支持数据合法性检查。 x m i n o d e r e a d e r 可以用该类的对象基于只向前访问x m l 节点中非缓存 数据。 不支持数据合法性检查。 x m l v a l i d a t i n r e a d e r 该类与x m l t e x t r e a d e r 相似，不同的是它支持数 据合法性检查。 可以创建这些类的对象并调用它们的方法和属性。如果具有足够的权 限，也可以扩展这些类，以使增加其他的功能。这些类和它们间的关 系如图2 4 所示。 f 基于规则的x m l 绑定技术 在网络教育技术标准使用的过程中，通常会存在数据绑定的问题。x m l 作 为一种通用的标记语言，也是学习技术标准的编码绑定的首选。在信息技术教 育技术系列标准中编号为“4 ”标准规定了将网络教育技术标准的信息模型做 x m l 编码绑定的方法。该方法能够指导标准制订者制订网络教育技术标准的相 应x m l 绑定规范和实践指南。x m l 的灵活性和扩展性使其可以对不同应用甚 至是差异很大的应用间的数据进行描述，尤其是对于那些专用于记录数据的应 陕两科技大学硕士学位论文 图2 4 类之间的关系 f i 日, 2 4r e l a t i o no ft h ec l a s s e s 用。另外，x m l 具有自我描述的特性，结果是数据可以在不同的应用间进行交 换与处理而不必要求相应的应用程序是针对该数据定制的。由于x m l 属于纯文 本，因此可以作为与平台无关的数据格式。它是开放的，能够在不同的用户和 程序之间交换数据，而不论其平台如何。 g x m ls c h e m a x m l 解决了数据表示的问题，x m ls c h e m a ( x s d ) 定义了一套标准的数 据类型，并给出了一种语言来扩展这套数据类型。w e bs e r v i c e s 平台就是用 x s d 来作为其数据类型系统的。当用某种语言( 如v b n e t 或c 群) 来构造一 个w e bs e r v i c e s 时，为了符合w e bs e r v i c e s 标准，所有使用的数据类型都必 须被转换为x s d 类型1 6 j 。 x m ls c h e m a 和d t d 一样是负责定义和描述x m l 文档的结构和内容模式的。 但是，它可以定义x m l 文档中存在哪些元素及元素之间的关系，并且可以定义 元素和属性的数据类型。x m ls c h e m a 本身是一个x m l 文档，它符合x m l 语法结 构，可以用通用的x m l 解析器来解析它。x m ls c h e m a 与d t d 相比最大的优势在 于，x m ls c h e m a 文档不像d t d 那样使用自成一体的语法，这样就方便了用户和 开发，他们可以使用相同的工具来x m ls c h e m a 和其它的x m l 信息。下面说明 一下d t d 的存在缺点： d t d 是基于正则表达式的，描述能力有限。 d t d 没有数据类型的支持，在大多数应用环境下能力不足。 d t d 的约束定义能力不足，无法对x m l 实例文档作出更细致的主义限 制。 通用在线考试系统的研究与实现 d t d 文档的结构化程度不高，重用的代价相对而言较高。 d t d 并非使用x m l 作为描述手段，而d t d 的构建和访问并没有标准 的编程接口，无法使用标准的编程方式进行d t d 维护。 而x m ls c h e m a 正好弥补了d t d 的这些缺点。x m ls c h e m a 的优点如下： x m ls c h e m a 基于x m l ，没有专门的语法。 x m ls c h e m a 文档可以像其他x m l 文件一样解析和处理。 x m ls c h e m a 支持一系列的数据类型( i n t 、f l o a t 、b o o l e a n 、d a t e 等) 。 x m ls c h e m a 提供可扩充的数据模型。 x m ls c h e m a 支持属性组。 所以，x m ls c h e m a 一经确定，立刻就成为全球公认的x m l 下的首选建模工 具，基本取代了d t d 在x m l 刚刚成为w 3 c 推荐标准时的地位。 一个给定的x m ls c h e m a 定义了一系列的元素名称、类型名称、属性名称 和属性组名称。它们的作用范围只是在整个目标命名空间。为了使用x m l 文档 的命名空间中定义的元素，必须通过x m l n s 属性声明希望采用的命名空间。另 外我们还必须把该命名空间定义的快捷方式前缀，例如：x s d 作为文档中的根 元素，从而使该命名空间在文档中可用。命名空间的语法格式为： 从上面的代码中，可以看出所有的命名空间都要遵守u r l 的语义，并且该 目标命名空间并不是指一个具体的文件，是一个名字而己。 要在一个x m l 文件中旨用一个x m ls c h e m a ，需要在相应的e l e m e n t 处注明 就可以了。一般的格式为： 2 4 2 s o a p ( s i m p l e0 b j e c ta c c e s sp r o t o c 0 1 ) 协议 s o a p 9 】属于服务调用协议，是w e bs e r v i c e 体系结构中服务交互的基 础。s o a p 是一种独立的、通用的、基于x m l 标准的、文本的对象访问协议， 用于在不同甚至异构的系统中发送和接收x m l 数据，实现相互通信。它不与 任何现有的对象模式( 如c o m d c o m 和c o r b a 等) 相关。s o a p 传递的消 息都以x m l 文档形式发送和接收，而且其实现完全遵守h t t p 协议，可以 顺利地穿越防火墙。s o a p 消息的代理组件有各种形式，主要的作用可以概括 如下： 陕两科技大学硕士学位论文 将接收到的x m l 解序列，转化成符合本地格式要求的形式，传递给 本地代码。 根据要求，调用相应的本地代码。 将本地程序代码对请求响应处理的结果，转化成x m l 格式，传送给 请求源。 几乎所有的开发语言都支持w e bs e r v i c e 的开发，比如j a v a ，d e l p h i ，c 舞， c + + ，v b n e t 等，但是都需要有s o a p 工具来支持s o a p 协议。目前比较 流行、广泛使用的编程语言几乎都有相应的s o a p 工具。 s o a p 是一种基于x m l 的消息规范，它在网络消息传输上发挥着非常重 要的作用。它是简单的、轻量级的基于x m l 的机制，用于在网络应用程序之 间进行结构化数据交换，它包括三部分： 一个定义消息内容的框架的信封。 一组表示应用程序定义的数据类型实例的编码规则。 表示远程过程调用和响应的约定。 应用程序和s o a p 的集成如图2 5 所示，通过使用四个基本步骤来实现： 图2 5 使用s o a p 的x m l 消息传递 f i 9 2 - 5x m lf o r m a t i o nt r a n s f e r i n gu s i n gs o a p 服务请求者的应用程序创建一条s o a p 消息，服务请求者将此信息和 服务提供者的网址一起提供给s o a p 基础结构，s o a p 基础结构与一个 底层网络协议交互，然后在网络上将s o a p 消息发送出去。 网络基础结构在将消息传送到服务提供者的s o a p 基础结构，s o a p 基 1 4 通用在线考试系统的研究与实现 础结构负责将