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中山大学硕士学位论文 论文题目：分布式题库系统的设计与实现 专业：计算机软件与理论 硕士生：徐宝林 指导教师：张军 摘要 题库是高校的一项重要资源，应具有极大限度地共享性目前，有相当一部 分院校的试题停留在孤立电子文档管理阶段，共享性差，已有资源利用率相当低， 命题重复性劳动大本系统将提供一个通用的b s 结构下的试题输入、储存、检 索、组卷、输出平台，为高校提供一个试题分布式操作环境，极大限度地实现试 题资源共享与试题信息规范化集中式管理。 分布式题库系统是针对一些学校因试题资源缺乏规范化管理( 仅处在电子文 档管理阶段) 而导致试题信息共享性差及已有试题资源利用率低的情况，以试题 资源输入、试题资源检索、试题资源重组集成化管理为目标而开发出来的一套分 布数据处理应用系统。 该系统是一种典型的信息管理系统( m i s ) ，b s 结构，其主要功能包括：教 师出题、试题分类浏览、试题检索、随机组卷、用户权限审核、建库课程申报； 其辅助功能包括：用户注册、用户留言、系统管理员后台管理。 分布式题库系统主要采用v i s u a l 例n e t 、m s s q l 2 0 0 0 及x m l 技术联合开 发而成，具有高效、易操作、易维护等特点。该系统不仅结构清晰、界面友好， 能有效地协助学校解决试题统一管理、试题资源高度共享的问题，而且为学校的 未来需求奠定了良好的二次数据处理基础。 在系统开发过程中，本人做了大量探索性工作，具体表现在以下几个方面： 在数据库设计中，以业务流程为基础，发现实体、挖掘实体、优化实体。 编写了大量通用类方法，极大限度实现了代码重用和移植，大大提高了开发 效率，针对数据库访问及数据库与x m l 文件信息交换的某些通用类在不任何修 改的情况可完全移植到其他系统开发中使用。 中山大学硕士学位论文 某些客户端常用信息采用了x m l 缓冲技术，极大限度地减少了与数据库的 连接次数，从一定程度上提高了数据存取速度。 用户管理管理采用分级审核授权的模式，很好地保证了系统安全。 最后，特别声明：“分布式题库系统”为广东白云学院2 0 0 7 年度信息科学类 院级项目，有关立项情况请见附件，本人全面负责系统分析与系统开发工作。 关键词：信息系统题库设计 h 中山大学硕士学位论文 t i t l e ：d e s i g na n di m p l e m e n t a t i o n o f m a j o r ： n a m e ： d is t r i b u t e d s y s t e m o nt e s t q u e s t i o n sd a t a b a s e s o f t w a r e t h e o r y b a o l i nx u s u p e r v is o r ：j u nz h a n g a b s t r a c t t e s tq u e s t i o n sd a t a b a s ei sa ni m p o r t a n tr e s o u r c eo fc o l l e g e s u n i v e r s i t i e s i ts h o u l db ea ne x c e l l e n ts h a r e w a r e u pt on o w ，an u m b e r o fu n i v e r s i t i e s t e s tq u e s t i o n sd a t a b a s eh a sb e e ni nas t a 聆o fi s o l a t e d e l e c t r o n i cd o c u m e n t a lm a n a g e m e n t ，t e a c h e r sc a n n o tm a k et h eb e s tu s eo f i t ，a n dr e p e a t e dp r o p o s i t i o ne x i s t s b u tt h i sd a t a b a s ew i l lo f f e ra n a l l - p u r p o s eb sf r a m e w o r ku n d e rt h ef r a m e w o r k w ec a na c t u a l i z et e s t s i n p u t ，s t o r e ，r e s e a r c h ，p a p e rm a k i n g ，a n do u t p u t i ta l s oo f f e r sa d i s t r i b u t e do p e r a t i o ne n v i r o n m e n tf o rc o l l e g e s u n i v e r s i t i e s a n di th a s 功a d er e s o u r c e ss h a r ea n dt e s tq u e s t i o n si n f o c o n c e n t r a t e da n d s t a n d a r d i z a t i o nm a n a g e m e n tc o m et r u e d e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no fd i s t r i b u t e ds y s t e mo nt e s tq u e s t i o n s d a t a b a s ei sas e to fd i s t r i b u t e dd a t ad i s p o s a la p p l i c a t i o ns y s t e m i ta i m s a tt h ep o o ls h a r eo ft e s tq u e s t i o n si n f oi ns o m ec o i l e g e s u n i v e r s i t i e s b e c a u s et h e s es c h o o l sa r el a c k o fs t u n d a r d i z a t i o nm a n a g e m e n to ft e s t q u e s t i o n sr e s o u r c e s t h i ss y s t e mw a sd e v e l o p e dt oc a r r yo u tt e s tq u e s t i o n s r e s o u r c e si n p u t ，r e s e a r c ha n dr e c o m b i n a t i o n t h es y s t e mi sat y p i c a l ( i m s ) a n db sf r a m e w o r k i t sm a i nf u n c t i o n s i n c l u d e ：t e a c h e r s p r o p o s i t i o n 。t e s tq u e s t i o n s a s s o e t e db r o w s e ，t e s t q u e s t i o n s r e s e a r c h ，s t o c h a s t i cp a p e rm a k i n g , u s e r s r i g h tc h e c ku p ， a n dc o u r s ea p p l i c a t i o n a n di t sa d d i t i o n a lf u n c t i o n si n c l u d e ：u s e r s r e g i s t e r 。 u s e r s m e s s a g e ，s y s t e m a d m i n i s t r a t o r s b a c k g r o u n d m a n a g e m e n t d e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no fd i s t r i b u t e ds y s t e mo nt e s tq u e s t i o n s d a t a b a s ew a sd e v e l o p e dw i t ht h et e c h n o l o g yo fv i s u a lc # n e t m s s o l 2 0 0 0 a n d 几i th a st h ec h a r a c t e ro fh i g he f f i c i e n c y 。s i m p l eo p e r a t i o na n d e a s ym a i n t e n a n c e t h es y s t e mn o to n l yh a sc l e a rs t r u c t u r e ，f r i e n d l y i n t e r f a c ea n dp e r f e c ts h a r e ，b u ta l s oe s t a b l i s b e sa ne x c e l l e n tq u a d r i c d a t ad i s p o s a lf o u n d a t i o nf o rs c h o o l s m 中山大学硕士学位论文 d u r i n gt h ed e v e l o p m e n t ，id i dal o to fg r o p i n gp r e p a r a t i o n s s u c ha s ： f i r s t l y ，i nd a t a b a s ed e s i g n i n g ，id i s c o v e r e dt h ee n t i t y ，e x c a v a t e d i ta n do p t i m i z e di t s e c o n d l y ，1w r o t eal o to fu n i v e r s a lc l a s sm e t h o dt oc a r r yo u tc o d e u s a g er e p e a t e d l ya n dc o d en a t u r a l i z a t i o n t h e s ew a y si m p r o v e dm yd e v e l o p m e n ts p e e da n de f f i c i e n c y i ta i m sa t s o m eu n i v e r s a lc l a s sm e t h o do fd a t a b a s ea c c e s sa n df o r m a t i o ne x c h a n g e b e t w e e nd a t a b a s ea n dx m lc a nb et r a n s d l a n t e dt ob eu s e di no t h e rs y s t e m d e v e l o p m e n tw i t h o u ta n ym o d i f i c a t i o n t h i r d l y ，s o m ec o m m o nu s ei n f o r m a t i o no fc l i e n t sa d o p t e dx m la m o r t i z e d t e c h n o l o g yt or e d u c et h ec o n n e c t i o nt i m e sw i t hd a t a b a s e t h e r e f o r e i t i m p r o v e dt h es p e e do fd a t aa c c e s s f o u r t h l y ，u s e rm a n a g e m e n ta d o p t e dt h ep a t t e r n o fh i e r a r c h i c a l a s s e s s i n ga n da u t h o r i z a t i o nt oe n s u r et h es a f e t yo ft h es y s t e m a tl a s t 。a ni m p o r t a n ts t a t e m e n ts h o u l db em a d e ：d e s i g na n d i m p l e m e n t a t i o no fd i s t r i b u t e ds y s t e mo nt e s tq u e s t i o n sd a t a b a s ei sa s c i e n c eo fg u a n g d o n gb a i y u ne d u c a t i o ng r o u p 1w a si nc h a r g eo ft h e s y s t e m sa n a l y s i sa n dd e v e l o p m e n t k e y w o r d s ：m i s t e s tq u e s t i o n sd a t a b a s e d e s i g n i v 中山大学硕士学位论文 论文原创性声晚： 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指 导下，独立进行研究工作所取得的成果。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 撰写过的作品成果。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 法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：侈荔妒- 日期：硎) f fi1 月jo 日 学位论文使用授权声明： 本人完全了解中山大学有关保留、使用学位论文的规 定，即：学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定 机构送交论文的电子版和纸质版，有权将学位论文用于非赢 利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆、院系资料室 被查阅，有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索， 可以采用复印、缩印或其他方法保存学位论文。保密的学位 论文在解密后使用本规定。 学位论文作者签名：侮参妒导师签名：斋芦孚 日期：o 畔，j 月j 口日日期： 匆7 年，月o 日 | 。 中山大学硕士学位论文 第1 章引言 1 1 研究的目的和意义 不管哪个学校，试题的组织与管理是一个不可缺少的部分，它的内容对于教 学管理者和教学执行者来说都至关重要，而分布式题库系统正是为保证试题资源 的不断建设和极大限度地共享服务于教学管理的重要子平台。相当一部分学校一 直以来人们使用传统w o r d 文档方式管理试题文件，这种管理方式存在着许多缺 点，如：效率低、保密性差，另外时间一长，将产生大量的文件和数据，这对于 查找、更新、维护和资源重组都带来了不少的困难。 分布式题库系统正是应学校所急，为学校所需而开发出来的分布式试题信息 处理应用系统。 分布式题库系统，采用分布管理方式具有显着的意义，主要表现在如下几方 面： l 、管理效益高：自动化、智能化的题库管理体系集题库管理、题库资源建 设、题库资源维护、题库资源重组于一体，教师、系部管理人员、教务 处共同参与管理，极大地减轻了教务管理人员的管理负担，系部管理人 员也只要参与极少量的网上管理，出题是教师本职工作，海量题库正是 教师最需要教学资源之一。 2 、管理不爱时空限制：由于本系统采用分布式结构、零客户端架构，任何 教师、系部管理人员、教务处管理人员在任何时间、任何地点，只要可 上网，就可以参与管理。 3 、资源利用率高：分布式出题、集中式管理最终会形成海量题库，试题应 有尽有，教师可用最简单的办法、最快捷的手段检索到最需要的不属于 任何个人的试题资源，试题资源的重组也造就资源输出形式的多样性。 4 、资源利用长久：试题储存于数据库，因人为因素造成题库资源丢失的可 能性很小。 5 、资源便于维护：由于采用集中式存储、分布式管理，很容易发现现有资 源的不足，从而使得试题资源得到及时维护。 6 、发展的需要：分布式管理是一种趋势，它极大地提高了管理效率和资源 中山大学硕士学位论文 利用率。 1 2 国内外研究概况 8 0 年代初以后，随着计算机网络、微机、多媒体与现代软件开发等现代计 算枫技术的发展与普及，大大鲍促进了教学软件的发展，而且由于声，像等多媒 体技术的应用，使得他已逐步深入到教学的各个环节，国际上许多大学已逐步进 行题库管理系统的研究与开发。 由于建立题库可以集中每学科所有的优秀试题，从题库选题生成的试卷更综 合、全面、科学。因而对题库进行科学管理使用早已成为c a i 研究及开发的课题。 采用题库系统进行组卷，其优点已经成为教育专家的共识，它使得试题的收集和 管理自动化和标准化，而试题的标准化又有利于教学质量的提高，题库系统的研 究和开发已成为近年来教育系统中一个十分引人注目的课题。为此，各类题库系 统应运而生，但往往由于学科、专业之间的差异使得多数题库系统在易用性、通 用性、扩展性、图形和公式的编排、智能组卷、试卷输出等诸多方面存在着严重 不足。 目前，各种各样的题库管理系统层出不穷。但是，普遍面临一些没有能很好 解决的问题： 1 、大量题库的科学管理 2 、组卷模式的科学合理性 3 、题库的安全性 4 、题库的通用性 1 3 研究的主要内容 主要研究内容有：数据库设计方法；x 礼服务辅助数据库设计；题库的安全 保障；试题的图、文混合输入、输出。 1 4 论文的构成 本论文共分五章。 第一章引言，主要介绍本课题研究的背景、研究目的和意义、题库系统的研 2 中山大学硕士学位论文 究现状以及本文的研究内容。 第二章为相关技术概述，介绍了分布式系统、a d o n e t 概述、m i c r o s o f ts q l s e r v e r 、x m l 技术等内容。 第三章是分布式题库系统的设计，重点分析了系统的功能需求、系统的业务 流程设计、数据库设计、基于x m l 服务的后台设计及系统系统安全设计等内容。 第四章是分布式题库系统的实现，从软件架构、通用类方法设计及实现、系 统界面设计及主要功能实现等几大方面展开说明。 第五章为总结与展望，简单归纳总结全文，提出后继的研究工作。 3 中山大学硕士学位论文 第2 章相关技术概述 2 1 什么是分布式系统 分布式软件系统( d i s t r i b u t e ds o f t w a r es y s t e m s ) 是支持分布式处理的软件 系统，是在由通信网络互联的多处理机体系结构上执行任务的系统。它包括分布 式操作系统、分布式程序设计语言及其编译( 解释) 系统、分布式文件系统和分布 式数据库系统等。 分布式操作系统负责管理分布式处理系统资源和控制分布式程序运行。它和 集中式操作系统的区别在于资源管理、进程通信和系统结构等方面。 分布式程序设计语言用于编写运行于分布式计算机系统上的分布式程序。一 个分布式程序由若干个可以独立执行的程序模块组成，它们分布于一个分布式处 理系统的多台计算机上被同时执行。它与集中式的程序设计语言相比有三个特 点：分布性、通信性和稳健性。 分布式文件系统具有执行远程文件存取的能力，并以透明方式对分布在网络 上的文件进行管理和存取。 分布式数据库系统由分布于多个计算机结点上的若干个数据库系统组成，它 提供有效的存取手段来操纵这些结点上的予数据库。分布式数据库在使用上可视 为一个完整的数据库，而实际上它是分布在地理分散的各个结点上。当然，分布在 各个结点上的子数据库在逻辑上是相关的。 分布式数据库系统是由若干个站集合而成。这些站又称为节点，它们在通讯 网络中联接在一起，每个节点都是一个独立的数据库系统，它们都拥有各自的数 据库、中央处理机、终端，以及各自的局部数据库管理系统。因此分布式数据库 系统可以看作是一系列集中式数据库系统的联合。它们在逻辑上属于同一系统， 但在物理结构上是分布式的。 分布式数据库系统已经成为信息处理学科的重要领域，正在迅速发展之中， 原因基于以下几点： l 、它可以解决组织机构分散而数据需要相互联系的问题。比如银行系统， 总行与各分行处于不同的城市或城市中的各个地区，在业务上它们需要处理各自 4 中山大学硕士学位论文 的数据，也需要彼此之间的交换和处理，这就需要分布式的系统。 2 、如果一个组织机构需要增加新的相对自主的组织单位来扩充机构，则分 布式数据库系统可以在对当前机构影响最小的情况下进行扩充。 3 、均衡负载的需要。数据的分解采用使局部应用达到最大，这使得各处理 机之闻的相互干扰降到最低。负载在各处理机之间分担，可以避免犒界瓶颈。 4 、当现有机构中已存在几个数据库系统，而且实现全局应用的必要性增加 时，就可以由这些数据库自下而上构成分布式数据库系统。 5 、相等规模的分布式数据库系统在出现故障的几率上不会比集中式数据库 系统低，但由于其故障的影响仅限于局部数据应用，因此就整个系统来讲它的可 靠性是比较高的。 特点 l 、在分布式数据库系统里不强调集中控制概念，它具有一个以全局数据库 管理员为基础的分层控制结构，但是每个局部数据库管理员都具有高度的自主 权。 2 、在分布式数据库系统中数据独立性概念也同样重要，然而增加了一个新 的概念，就是分布式透明性。所谓分布式透明性就是在编写程序时好象数据没有 被分布一样，因此把数据进行转移不会影响程序的正确性。但程序的执行速度会 有所降低。 3 、集中式数据库系统不同，数据冗余在分布式系统中被看作是所需要的特 性，其原因在于；首先，如果在需要的节点复制数据，则可以提高局部的应用性。 其次，当某节点发生故障时，可以操作其它节点上的复制数据，因此这可以增加 系统的有效性。当然，在分布式系统中对最佳冗余度的评价是很复杂的。 分布式系统的类型，大致可以归为三类： l 、分布式数据。但只有一个总数据库，没有局部数据库。 2 、分层式处理，每一层都有自己的数据库。 3 、充分分散的分布式网络，没有中央控制部分，备节点之间的联接方式又 可以有多种，如松散的联接，紧密的联接，动态的联接，广播通知式联接等。 2 2 d o n e t 简介 5 中山大学硕士学位论文 a d o n e t 是n e tf r a m e w o r k 中用于数据访问的组件，微软公司认为，它是对 早期a d o 技术的“革命性改进”。应该说，它确实是一个非常优秀的数据访问技 术，对于使用n e tf r a m e w o r k 进行软件开发的程序员来说，它是必须掌握的技 术之一。 要想掌握a d o n e t ，必须要熟悉它的对象模型，该模型如图2 - 1 所示。 x m i 敌涮蠕 图2 - 1a d o n e t 对象模型 从该模型可以看出，a d o n e t 包括两部分：数据提供程序和数据集 ( d a t a s e t ) ，下面分别叙述。 2 2 1 数据提供程序 n e tf r a m e w o r k 中的数据提供程序组件用于同数据源打交道，换句话说， 它是数据源所特有的。它包含4 个对象；c o n n e c t i o n 对象、c o m m a n d 对象、 d a t a r e a d e r 对象和d a t a a d a p t e r 对象。由于数据源不同，上述4 个对象分别针 对不同的数据源做了不同的实现，比如对于s q ls e r v e r 数据库，它们的具体实 现是s q l c o n n e c t i o n 、s q l c o m l a n d 、s q l d a t a r e m i e r 和s q l d a t a a d a p t e r ：对于 a c c e s s 数据库，它们的实现是o l e d b c o n n e c t i o n 、o l e d b c o m m a n d ， 6 占 中山大学硕士学位论文 o l e d b d a t a r e a d e r 和o l e d b d a t a a d a p t e r 。 c o n n e c t i o n 对象表示与一个数据源的物理连接，它有一个 c o n n e c t i o n s t r i n g 属性，用于设黄打开数据库的字符串。 c o m m a n d 对象代表在数据源上执行的s q l 语句或存储过程，它有一个 c o m m a n d t e x t 属性，用于设置针对数据源执行的s q l 语句或存储过程。 d a t a r e a d e r 对象用于从数据源获取只进的、只读的数据流，它是一种快速 的、低开销的对象，注意它不能用代码直接创建，只能通过c o m m a n d 对象的 e x e c u t e r e a d e r 方法来获得。 d a t a a d a p t e r 对象是数据提供程序组件中功能最复杂的对象，它是 c o n n e c t i o n 对象和数据集之间的桥梁，它包含4 个c o m a n d 对象： s e l e c t c o 姗a n d 、u p d a t e c o m m a n d 、i n s e r t c o n m a n d 和d e l e t e c o m m a n d 。 2 2 2 数据集 数据集( d a t a s e t ) 是数据库中的表记录在内存中的映像，它包含了表及表 问关系。它包含两个集合；d a t a t a b l e c o l l e c t i o n 集合和 d a t a r e l a t i o n c o n e c t i o n 集合，其中，d a t a t a b l e c o ll e c t i o n 集合又包含三个集 合，分别是行集合d a t a r o w c o l l e c t i o n 、列集合d a t a c o l u m n c o l l e c t i o n 和约束 集合c o n s t r a i n t c o ll e c t i o m d a t a c o l u m n c o l l e c t i o n 集合定义了构成数据表的列。 d a t a r o w c o l l e c t i o n 集合包含由d a t a c o l u m n c o l l e c t i o n 集合定义的实际数 据。 c o n s t r a i n t c o l l e c t i o n 集合定义了维护数据完整性的约束。 d a t a r e l a t i o n c o l l e c t i o n 集合用于定义表间关系。 2 2 3 数据提供程序对象 本节讲述如何通过a d o n e t 从不同数据源获得数据以及如何更新数据源数 据，讲解数据提供程序组件中的几个对象的工作原理及编码过程。 1c o n n e c t i o n 对象 c o n n c c 啦o n 对象可以打开不同的数据源现以打开s q ls m 惯为饲，编写如下源代码 7 中山大学硕士学位论文 s q l c o n n e c t i o nc n n = n e ws q l c o n n e c t i o n0 ： c n i 1 c o n n e c t i o n s t r i n g = d a t as o u r c e = 皿y s e r v e r ：i n i t i a l c a t a l o g = s c h o o l ：u i d = a b c ；p w d = a b c ： c n n o p e n ( ) ： 2 c o m m a n d 对象 c o m a n d 对象用于针对数据源执行s q l 语句或存储过程。 3 d a t a r e a d e r 对象 d a t a r e a d e r 对象是一个轻量级对象，它可以快速而低开销地获取数据源的 数据，只不过该数据是只进的、只读的，常调用r e a d ( ) 方法读取数据。 4 d a t a a d a p t e r 对象 d a t a a d a p t e r 对象是一个较重要的对象，同时它也很复杂，通过该对象，我 们既可以从数据源获得数据，又可以更新数据源的现存数据。s q l d a t a a d a p t e r 对象有一个s e i e c t c o n m a n d 属性，它封装一个s q l c o n m a n d ，通过调用 s q l d a t a a d a p t e r 对象的f i l l 方法，可以将数据源的数据传输到客户端，并存储 到数据集中。该对象还可以更新数据源数据，所谓更新数据源数据”，包括将客 户端数据插入到数据源、修改数据源的现存数据和删除数据源的现存数据。 2 2 4 数据集与数据绑定 数据集( d a t a s e t ) 用于存储从数据源获得的数据，读者尤其要注意的是， 数据集不但可以保存数据，还可以保存表问关系，换句话说，它在客户机的内存 里创建一个简亿的关系型数据库。从图2 - 1 的右部d a t a s e t 图可以看出，数据集 包含两个集合：一个是表集合( d a t a t a b l e c o l l e c t i o n ) ，另一个是关系集合 ( d a t a r e t a t i o n c o l l e c t i o n ) 。另外，表集合又包含行集合( d a t a r o w e o l l e c t i o n ) 、 列集合( d a t a c o l u m n c o l l e c t i o n ) 和约束集合( c o n s t r a i n t c o l l e c t i o n ) 。 8 中山大学硕士学位论文 数据绑定可以将数据集绑定到一个数据显示控件上，这样我们就拥有了数据 集的一个可视窗口，如将数据集绑定到d a t a g r i d 控件上，我们既可以看到数据 集里的数据，也可以直接编辑数据集里的数据。 2 3 数据库翟i c r o s o f ts q ls e r v e r s o ls e r v e r 是一个后台数据库管理系统，它功能强大操作简便日益为广大 数据库用户所喜爱，越来越多的开发工具提供了与s q ls e r v e r 的接口。 s q ls e r v e r 能够满足今天的商业环境要求不同类型的数据库解决方案a 它 是一种应用广泛的数据库管理系统，具有许多显著的优点：易用性、适合分布式 组织的可伸缩性、用于决策支持的数据仓库功髓、与许多其他服务器软件紧密关 联的集成性、良好的性价比等。 s q ls e r v e r 是一个具备完全w e b 支持的数据库产品提供了对可扩展标记 语言( ) 眦) 的核心支持以及在i n t e r n e t 上和防火墙外进行查询的能力。 2 4x 虬技术简介 扩展标记语言x m l ( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ) 是一门新兴的面向 i n t e r n e t 应用的标记语言，它是由w 3 c ( w o r l dw i d ew e bc o n s o r t i u m ) 组织于 1 9 9 8 年2 月制定的一种通用语言规范。x m l 是s g t e l ( 标准通用标记语言) 的一 个子集，其最大优点在于适合网上发布作为对s g m l 语言标准的一种改良，x m l 具有适于异构应用问的数据共享、可以进行数据检索和提供多语种支持等优点， 两这些优点都又和x 盹的数据存储机糊分不开的。 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甸的数 据进行描述，尤其是对于那些专用于记录数据的应用。另外，) 眦具有自我描述 的特性，结果是数据可以在不同的应用闻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。 x m l 属于元标记语言，进一步讲，根据这一特性，用户只要在x 地的文档类 型定义文件中定义一系列有意义的标记，这样基于该文档类型定义文件所产生的 x 札文档就可以按照任意的条件进行查询和检索，甚至实现计算机自动检索，而 9 中山大学硕士学位论文 相应的检索引擎可以是通用的而不必局限于具体的应用。 x m l 规范中提供了对多语种的支持，包括u t f _ 7 、u f t 一8 、u n i c o d e 、g b 2 3 1 2 ( 简体中文) 、b i g 5 ( 繁体中文) 等等，这一特点使得x m l 非常有利于多语种的 应用开发。 捌l 数据源多种多样，根据具体的应用，大概可分为下面三种：一种是x m l 纯文本文档，第二种是关系型数据库，第三种则来源于其他各种应用数据，如邮 件、目录清单，商务报告等。其中，第一种来源，即x m l 纯文本文档是最基本的 也是最为简单的，将数据存储于文件中，其最大的优点在于可以直接方便地读取， 或者加以样式信息在浏览器中显示，或者通过d o m 接口编程同其他应用相连。第 二种数据来源是对第一种来源的扩展，其目的是便于开发各种动态应用，其优点 则在于通过数据库系统对数据进行管理，然后在利用服务器端应用( 如a s p 、j s p 、 s e r v l e t ) 等进行动态存取。这种方式最适合于当前最为流行的基于三层结构的 应用开发。第三种数据由于来源广泛，因此需要具体情况具体对待。本文的分析 主要针对前两种数据来源进行分析。 对于x m l 文档，可以通过d o m ( d o c u m e n to b j e c tm o d e l ) 读取d i l 文档中的 节点，最基本也是最底层的x m l 存取技术。d o m 的w 3 c 的一种技术标准，实际上 是提供一组a p i 来存取x m l 数据。d o m 可以通过j a v a s c r i p t 、j s c r i p t 、v b s c r i p t 等脚本程序来实现，也可通过c + + 、j a v a 、c # 等高级语言来实现。 i o 中山大学硕士学位论文 第3 牵分布式题库系统的设计 分布式题库系统的设计将通过系统需求分析、系统业务流程设计、数据库设 计、基于x m l 服务的后台设计、系统安全设计、图文混合输入输出设计六大方 面展开介绍。 3 1 系统需求概述 系统需求分析必须充分理解用户需求，就软件功能与客户需求达成一致，形 成开发计划。以下侧重系统功能需求分析。 3 1 1 系统功能需求 分布式题库系统并不需要一个过于复杂的工作环境，一般来说：最合适的才 是最好韵。软件设计必须符合实际工作的需要，从目前学校两络运用鲍情况和教 务部门对无纸化办公的要求实际情况来看，系统主要是为了满足学校对试题库的 利用，同时为了将来扩充的需要，能够非常方便地进行系统的升级。 最终，分布式题库系统应包括如下功能。 l 、用户登录和注册功能 不同管理人员可以使用分布式题库系统，同时他们还可以进行留言。系统为 了提供这些功能，则必须在管理人员进入系统后拥有该管理人员的用户信息，丽 用户登录、注册模块可以实现该能。所以，登录、注册模块是系统必不可少的。 用户登录功能主要是验证用户信息是否正确、合法。注鼹功能主要为游客所用， 任何人先可以先以游客身份进入系统，然后注册成某种类型的用户( 如：教师、 教务员) 。 2 、教师操作题库功能 教师操作题库应包含以下功能： 1 ) 教师输入试题，上传试题图形文件。 中山大学硕士学位论文 2 ) 教师输入浏览条件，浏览试题库。 3 ) 教师在规定权限范围内维护试题库。 4 ) 教师输入检索条件，检索试题库。 5 ) 教师随机抽取试题集。 教师操作题库的用例图如图3 一l 所示。 图3 - 1 教师操作题库用例图 3 、系部教务员管理功能 教务员在本系统中管理职责如下： 1 ) 审核教师资格并给老师授权。 2 ) 上报本系要建题的课程。 3 ) 浏览上报信息，根据教务处审核信息，采取下一步管理措旌。 教务员管理题库的用例图如图3 2 所示。 中山大学硕士学位论文 图3 2 教务员管理题库用例图 4 、系统管理员管理功能 系统管理员为教务处管理人员，其管理职责如下： 1 ) 审核系部教务员的资格并授权。 2 ) 审核上报课程，批准是否建题库。 3 ) 管理后台基础数据，如“系”、。专业”等数据。 4 ) 管理用户留言，如对过期的留言进行删除等。 系统管理员管理题库的用例图如图3 3 所示。 图3 _ 3 系统管理员管理题库用例图 1 3 中山大学硕士学位论文 3 1 2 系统功能模块划分 与学校相关部门主管充分沟通交流后，确定最终用户的需求，即需求分析中 的理解需求。再与主管和具体成员讨论分析，确定各模块及模块间的任务，即需 求分析中的分析需求。结合教务部门的需求，给出了系统功能模块划分图，如图 3 _ 4 所示。 分布式题 库系统 lj 用户登录、注册用户留言 j， ， i 教师操作系部教务员操作 教务处管理员操作 上 上1 l土上土j _土 一 。上 l ! 一 lj l 教浏 维 检随 教上洌后教建用 师览 护 索机 师报览务库 白 出题 题 题抽 资建上 数 员误留 题库 库 库 题 格库报据资程 宙 课信 管格 宙 管 核程息理 宙 核理 核 图3 - 4 系统功能模块划分图 3 2 系统业务流程设计 3 2 1 系统总体业务流程设计 从现实管理出发，实际管理业务流程如下。 l 、 教务处发出建立题库通知。 2 、 教务员根据系部要求，上报建库课程。 3 、 教务处管理入员审查上报信息。 4 、 若审查不合格，教务员重新上报。 1 4 中山大学硕士学位论文 任何事情。系统管理员与游客均有内置帐号。 用户登录、注册的业务业务流程描述如下： 1 、游客登录到系统。 2 、注册成教师或教务员。 3 、系统管理员登录到系统。 4 、系统管理授权给教务员。 5 、教务员登录到系统。 6 、教务员授权给教师。 7 、教师登录到系统。 8 、教师操作题库。 用户登录、注册业务流程的活动图描述为如图3 6 所示。 教师系部教务员 弋 蛰 薯 器 善 甚 如图3 - 6 用户登录、注册业务流程的活动图 中山大学硕士学位论文 3 2 3 教师操作题库业务流程设计 1 、教师输入试题业务流程 1 ) 教师登录到系统。 2 ) 教师提出出题要求。 3 ) 系统弹出出题界面。 4 ) 输入试题文本内容、试题考核点、试题答案。 5 ) 若有图像内容，则选择图形文件。 6 ) 提交试题。 7 ) 无论提交成功与否，系统均弹出对话告知教师。 8 ) 若要继续出题，则重复步骤3 ) 一6 ) 。 教师输入试题业务流程的的活动图描述为如图3 1 所示。 中山大学硕士学位论文 图3 - 7 教师输入试题业务活动图 2 、教师洌览试题业务流程 教师有时需要输入某种条件后，一次性得到较多的试题信息，了解试题整体 1 8 中山大学硕士学位论文 磊i 焉斋磊赢墨磊= = 信息教师铡览试题业务流程如下；一 1 ) 教师登录到系统。 2 ) 教师提出浏览试题要求。 3 ) 系统弹出测览界面。 4 ) 教师输入浏览条件。 5 ) 提交浏览条件。 6 ) 系统显示浏览结果。 教师浏览试题业务的活动图描述为如图3 8 所示。 图3 - 8 教师浏览试题业务的活动图 3 、教师检索试题业务流程 诤。圣竺! 竺需苎输入某种条件后，一次性只得到较少的试题信息，只了解局部 试题信息内容教师检索试题业务流程如下； ” 1 ) 教师登录到系统。 2 ) 教师提出检索试题要求。 4 ) 教师输入检索条件。 5 ) 提交检索条件。 6 ) 系统显示检索结果。 4 、教师维护试题业务流程 本人蚬e t 豹经验，在浏览或检索结果中进行维护设计是种不错的选 教师维护试题业务流程如下： 1 ) 教师登录到系统。 2 ) 教师提出浏览或检索要求。 3 ) 系统弹出浏览或检索界面。 4 ) 教师输入浏览或检索条件。 5 ) 提交测览或检索条件。 7 ) 教师提交试题维护操作。 8 ) 试题弹出维护是否成功对话框。 ：。维护成功，刷新结果t 不成功，显示结果维持现状。 教师维护试题业务流程的的活动图描述为图3 一l o 所某： 锄誊系黧曼挈竺竺题的前提条件是，教师必须先输入抽取各种题型号 多少道，提交该条件，即可抽题。 ”7 7 趔型亨 业务流程描述如下： 1 ) 教师登录到系统。 2 ) 教师提出抽题要求。 3 ) 系统弹出抽题界面。 4 ) 教师输入抽题条件。 6 ) 系统显示抽题结果。 6 ) 抽题结果导出到r d 文档。 教师随视抽题业务的活动图描述为如图3 一l l 所示。 3 一l l 教师随机捞题业务的活动淘 中山大学硕士学位论文 3 2 4 教务员操作题库业务流程设计 1 、教务员审查教师资格业务流程 教务员审查教师资格业务流程如下： 1 ) 教务员登录到系统。 2 ) 教务员提出审查教师资格要求。 3 ) 系统弹出审查资格页面。 4 ) 教务员审查教师资格是否合法，合法，则授权，不合法，则删除教 师信息。 5 ) 系统刷新教师信息。 教务员审查教师资格业务流程的活动图如图3 一1 2 所示 图p 1 2 教务员审查教师资格业务流程的活动图 中山大学硕士学位论文 2 、教务员上报建库业务流程 教务员上报建库课程的业务流程如下： 1 ) 教务员登录到系统。 2 ) 教务员提出上报建库课程要求。 3 ) 系统弹出上报建库课程页面。 4 ) 教务录入课程信息。 5 ) 教务员提交课程信息。 6 ) 教务处管理员审核课程信息。 7 ) 教务员浏览上报信息。 8 ) 审核通过，教务员通知教师建库：审核不通过，教务员重新上报建 库课程信息。 教务员上报建库课程的业务流程的活动