（计算机应用技术专业论文）基于aspnet的在线考试系统开发与研究.pdf

， i 守 t i 一 二二p0 p二：“p。 4j 独创性声明 本人声明所呈交的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，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构 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。 签名：日期： 关于论文使用授权的说明 本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 2 签名： 导师签名：日期： kli i “f一龟 摘要 ：iiyiiii11lllllll7lll8l：fllll9lllf。llllf8lllh3llll 本文在分析计算机( 网络) 考试的发展及现有模式的基础上，结合计算机网 络技术的发展和素质教育的要求，提出了计算机网络自适应考试的模式，并在技 术实现上进行了详细的分析。本系统是在w i n d o w sx p 下，以i i s 5 o ( i n t e m e t i n f o r m a t i o ns e r v e r ) 网络信息服务为应用服务器，选择a s p n e t ( v b n e t ) 、s q l s e r v e r2 0 0 0 开发在线考试系统，采用w e b 技术实现，w e b 技术超越了传统的“客 户机服务器”的两层结构，采用的是三层体系( b s ) 结构：用户端服务器端 数据库，因此w e b 结构有着更好的安全性，在用户机上不需要安装任何应用程 序；本文对试题库系统智能组卷的技术进行概述，比较分析了已经存在的各种试 题库系统智能组卷算法。为完善试题库系统，还提出基于知识点的试卷分析方法 及算法依据，并以计算机文化基础试题库系统智能组卷为例，通过实验证明 了本文介绍的基于遗传算法自适应性的智能组卷算法和基于知识点的试卷分析 方法较其它组卷算法和试卷分析方法更智能化，从而更好的实现了试题库系统的 智能组卷。本系统可以随机生成试卷，同时保证试卷的整体水平一致的前提下， 每套试卷的题目不完全相同，即使对于同一个试题而言，试题答案的显示顺序也 是不相同的。同时该系统避免了传统在线考试效率低，可维护性不高的缺点。 关键词在线考试；a s p n e t ； s q ls e r v e r ；b r o w s e s e r v e ；组卷策略 北京t 业大学工学硕士学位论文 i i - ；!：j_-， a b s t r a c t a b s t r a c t t h i sp a p e r , o nt h eb a s i so f a n a l y z i n gt h ed e v e l o p m e n ta n dt h ee x i s t i n gp a t t e r n so f t h ec o m p u t e r ( n e t w o r k ) e x a m i n a t i o n , c o m b i n i n gc o m p u t e rn e t w o r kt e c h n o l o g y d e v e l o p m e n ta n dt h er e q u i r e m e n t so fq u a l i t ye d u c a t i o n ，p u t sf o r w a r dt h ec o m p u t e r 。 n e t w o r km o d e lo fs e l fe x a m i n a t i o n ，a n da l s om a k e sad e t a i l e da n a l y s i si nt e c h n i c a l r e a l i z a t i o n i nw i n d o w sx p ，t h i ss y s t e mc h o o s e sa s e n e t ( v b n e t ) 、s q ls e r v e r 2 0 0 0t od e v e l o po n l i n ee x a m i n a t i o ns y s t e mb yu s i n gi i s 5 1 ( i n t e m e ti n f o r m a t i o n s e r v e r ) n e t w o r ki n f o r m a t i o ns e r v i c e sa sa p p l i c a t i o n ss e r v e r s i tu s e sw e bt e c h n o l o g y t oa c h i e v e w e bt e c h n o l o g ys u r p a s s e st h et r a d i t i o n a l ”c l i e n t s e r v e r t w o t i e rs t r u c t u r e a n du s e st h et h r e e - t i e rs y s t e m ( b s ) s t r u c t u r e ：u s e r s e r v e r d a t a b a s es t r u c t u r e s ow e b s t r u c t u r ei ss a f e ra n dc l i e n td o e sn o tn e e dt oi n s t a l la n yu s e ra p p l i c a t i o n s t h i sp a p e ra n a l y z e sc o m p a r a t i v e l ya l lk i n d so fe x i s t e n ta l g o r i t h m so fi n t e l l i g e n t g e n e r a t i n gt e s tp a p e ri ne x a m i n a t i o nd a t a b a s es y s t e m ，w h i l es u m m a r i z i n gt h e t e c h n i q u e su s e d i no r d e rt oi m p r o v ee x a m i n a t i o nd a t a b a s es y s t e m ，t h i sp a p e rb r i n g s f o r w a r dam e t h o do fa n a l y s i so nt e s tp a p e rw h i c hi sb a s e do i lk n o w l e d g ea n db a s i so f a l g o r i t h m a tl a s t ，b ya ne x a m p l eo fi n t e l l i g e n tg e n e r a t i n gt e s tp a p e ri ne x a m i n a t i o n d a t a b a s es y s t e mi nt h et e x t b o o ki n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yi n f r a s t r u c t u r e ，t h ep a p e r t e s t i f i e st h a tt h i si n t e l l i g e n ta l g o r i t h ma n da n a l y t i c a lm e t h o di sm o r ei n t e l l i g e n tt h a n o t h e r s ，s ot h a tw ec a na c h i e v ei n t e l l i g e n tg e n e r a t i n gt e s tp a p e ri ne x a m i n a t i o n d a t a b a s es y s t e ms u c c e s s f u l l y t h i ss y s t e mc a ng e n e r a t et e s tp a p e rr a n d o m l ya n dt h e t e s tq u e s t i o n si ne a c ht e s tp a p e ra r en o ta l w a y ss a m e ，b u ti tc a l le n s u r et h eo v e r a l l l e v e lo ft e s tp a p e r si sc o n s i s t e n t e v e nt ot h es a m eq u e s t i o n ，t h eo r d e ro fa n s w e r si s d i f f e r e n t i na d d i t i o n , t h i ss y s t e ma v o i d st h el o we f f i c i e n c ya n dm a i n t a i n a b i l i t yo ft h e l r a d i t i o n a lt e s t s k e y w o r d so n l i n ee x a m i n a t i o n ；a s t n e t ；s q ls e r v e r ；b s ；s t r a t e g yo fg e n e r a t i n g t e s tp a p e r i i i 一 ，-一气。 ，-1 氛叠，?，_0。 ： 目录 目录 摘要：j i a b s t r a c t j 1 i i 第1 章绪论1 1 1 国内外研究现状1 1 1 1 计算机考试的研究现状1 1 1 2 计算机阅卷技术的发展二1 1 1 3 网络考试的研究现状。2 1 1 4 网上考试系统的几种类型。2 1 1 5 基于w e b 的远程考试的一些进展情况3 1 2 本论文研究的主要内容o 4 第2 章应用程序架构基础一5 2 1 系统平台模式比较与选择5 2 1 1 客户机朋臣务器模式和浏览器服务器模式技术发展5 2 1 2c s 和b s 模式结构的比较6 2 2 网络考试系统体系结构选择- 9 2 3 n e t 平台技术分析1 0 2 3 1 n e t 平台：1 0 2 3 2 n e t 框架工作原理1 2 2 3 3 n e t 平台的核心技术1 3 2 4a s e n e t 技术1 4 2 4 1a s e n e t 的新性能15 2 4 2a s e n e t 应用程序的结构1 5 2 4 3a s e n e t 应用程序运行模型1 6 - 2 4 4a s e n e t 工作原理1 6 2 5 关系数据库管理系统( r d b m s ) 1 7 2 6s q ls e r v e r 应用程序架构1 8 第3 章在线考试系统设计：2 0 3 1 概念结构设计：2 0 3 2 系统设计2 0 3 2 1 系统功能设计2 0 3 2 2 数据库设计2 2 3 2 3 数据库的安全性2 5 第4 章组卷算法介绍与选择2 7 4 1 编码方法的确定2 7 4 2 初始化种群2 8 4 3 适应度函数的确定j 。2 8 4 4 遗传操作3 0 4 5 算法描述3 2 第5 章，在线考试系统的实现与关键技术3 4 5 1 在线考试系统应用程序实现3 4 北京工业大学工学硕士学位论文 5 1 1 登录模块的实现3 4 5 1 2 系统主界面的实现3 6 5 1 3 用户信息编辑页面的实现3 6 5 1 4 试题库管理页面的实现3 8 5 1 5 试卷页面的实现4 0 5 1 6 各门课程相关参数页面的实现4 2 5 1 7 查看成绩页面的实现4 3 5 2 关键技术4 4 5 2 1 随机抽题4 4 5 2 2 试卷保存与函数j o 烈的应用4 6 5 2 3 试卷考试过程中倒计时4 6 第6 章系统测试改进之处4 8 6 1 系统测试4 8 6 2 改进之处4 8 总结5 0，： ：口：u 参考文献5 2 攻读硕士学位期间所发表的学术论文。5 4 致 射5 5 附录l 错误! 未定义书签。 附录2 错误! 未定义书签。 第1 章绪论 1 1 国内外研究现状 第1 章绪论 1 1 1 计算机考试的研究现状7 考试使用计算机的尝试是从计算机类考试开始的，从九十年代开始，我国的 多项全国性计算机考试开始使用计算机进行测试。1 9 9 1 年开始的计算机软件专 业技术水平考试；1 9 9 4 年起开始的由国家教委考试中心主办、教育部批准的非 计算机专业全国计算机等级考试等。国家在政策上对网络教育给予支持，教育部 于1 9 9 9 年启动新世纪网络课程建设工程，用面向2 1 世纪教育振兴行动计划 【l 】中现代远程教育资源建设项目的经费，重点支持若干所高等学校网络教育学院 的网络课程建设和应用，并实现资源共享。新世纪网络课程建设工程在两年内重 点规划建设2 0 0 门左右基础性的网络课程；在研究方面，教育部门召开启动新世 纪网络课程建设工程研讨会，提出了现代远程教育资源建设技术规范( 试行稿) 2 1 ，为课程的开发提供了方向。这些使用计算机的考试旨在普及计算机应用知识 和使用能力，在社会上有广泛影响，虽然它们适用的系统经历了几次升级，考试 的内容也随着计算机软硬件的发展不断更新变化，但基本的考试形式一直延用至 今。另外，人事系统为评定职称开辟的计算机应用水平考试，财务系统推出的会 计电算化考试等都是在计算机上进行的。使用计算机进行考试是教育评价的一次 飞跃，在考试中计算机取代了纸和笔，引发了考试内容、方法和形式的深刻变革。 ， ；j 1 1 2 计算机阅卷技术的发展 ? 7 t| 计算机应用于考试，使得阅卷有可能由计算机自动完成，于是，自动阅卷技 术成为研究的重点。在计算机上最容易实现的是选择题判断题等客观题的测试和 评阅，可以自动实现立即评阅，立即给出测试结果。这种考试形式不一定局限在 计算机类的考试，可以扩展到任何门类。另外，这种方式也很容易推广到i n t e m e t 上。在计算机类考试中的大量操作题，实现自动评阅就不是很容易了，但还可以 实现。基本上有两种方式，一种方式是使用真实的软件环境，另一种方式是使用 虚拟的或仿真的软件环境。使用真实的软件环境，一般是让考生在要测试的软件 环境中按题目要求操作，生成规定的文档，自动评阅的方法主要是在结果文档中 提取评阅信息；使用虚拟或仿真的软件环境，往往倾向于捕获被测试者的操作， 喜 ， 3 北京工业大学工学硕士学位论文 或是将捕获外部事件和提取结果中的评阅信息二者结合起来进行综合评价。因 此，信息提取和事件捕获是自动化评阅的核心和关键。实现操作题自动评阅的最 大的问题就是要针对每一道测试题编制一段评阅程序，工作量大、成本高。这些 方法多数是针对文档类的测试使用的，对于其他科目其它类的主观性的测试实施 的难度就更大了。 1 1 3 网络考试的研究现状 网络考试是考试技术的又一次飞跃，随着网络技术、多媒体技术、网络数据 库技术和人工智能技术的发展，将互联网作为一个大考场进行网络上的考试己成 为可能。在学校进行的传统考试方式或者利用单机进行的考试也许会长期存在， 但配合终身教育的社会认证性的考试是一定会走向互联网的。不容置疑，对于终 身教育来说，在互联网上的远程教育方式是最有前途的，是大势所趋。在学习社 会，考试是一种服务，只有网络才能使社会上的每个成员随时享受到这个时代最 先进的服务。用户只要通过浏览器连接到网络上，便可方便地参加测试、提交试 题，得到学习指导。目前基于网络的考试面向的主要是社会上的培训认证考试( 如 微软的各种认证考试) 和远程教育的考试。一个成功的基于w 曲的考试，需要一 个好的网络环境，一个好的考试平台和一个好的题库，但一个真正的智能化的基 于w e b 的考试系统的实现是一个复杂的过程，考试平台和题库的研究要依靠软 件开发专家、被测学科专家和精通考试理论和命题的专家三者的合作，因而对于 有极大市场的社会认证考试，必然会走上专业化的道路。 1 1 4 网上考试系统的几种类型 按照目前的情况，针对网络考试的组织状况将其分为三种类型口1 ：完全开放 型：这种类型适合自我认定性质的考试，用于对所学知识进行检验的自我考核。 它完全可以在互联网上公开进行，可在任何网络环境中进行，不需要监考，任何 时间、地点随时考试，往往考试结果立即可知，非常方便，一般是不收取费用的。 如网上公开的一些小型知识问答。半开放型：这种类型适用于社会上认证性质的 考试。它需要被试者个人申请，并按要求在指定的考点上网参加考试。这些考点 是由所认定的考试机构专门开设的，有专人监考，一般是随机服务方式，随到随 考，考完立即知晓成绩，一般是要收取一定考试费用的。如微软的各种认证考试。 组织型：这种类型适用于单位、学校及社会认证性质的考试。通过集体申请，在 认定的考试机构专门开设的大型考点上网参加考试，也有专人监考，要定时定点， 收不收费用由机构自定。如学校机房针对在校学生的网上考试。以上这三种类型 第1 苹绪论 的网络考试都仅仅需要浏览器就可以了，无须安装考试系统和题库，所有信息和 考试结果都在服务器上，彻底改变了在单机上安装考试系统，考试结果存于软盘 中提交的方式。所以比不联网的上机考试在技术上和效率上又进了一步。 1 1 5 基于w e b 的远程考试的一些进展情况 1 北京师范大学现代教育技术研究所的何克抗、余胜泉研究开发成功基于 w e b 的通用题库系统。它具备传统单机考试系统不具备的一些特点：集中管理， 共享使用。为了保持题库的高质量，题库由统一的权威机构来进行维护和管理： 开放使用，广泛征集试题和测试样本。用户只要通过浏览器连接上网络，便可以 使用题库包括提交试题，参加测试等。该系统提供远程考试组卷、远程考试、阅 卷、统计与分析以及题库管理的功能。 2 全美测评软件系统( 北京) 有限公司( a m 耐c a i lt e s t i n ga u t h o r i t yh l c 。简称 a t a ) 是一家提供考试技术服务和考试内容服务的专业公司，为全社会提供多种 内容的考试和培训服务，开创了一个以考试为核心的新行业。a t a 开发成功的 。旁禅 e t e s t i n g 智能控制网络化全程自动考试系统是一个由远程网络化考试管理、数字 化电子题库、智能化考务管理和智能化考试结果评判等多种技术构成的先进的考 冬 试技术平台。该系统采用真实的环境操作模拟技术，突破了传统考试技术的限制一。 厂一氆 不仅可以测试传统的理论题，而且可以对各种应用操作技能进行测试，在全国率凑 先实现了无纸无盘化考试、智能化网络远程控制与管理。该系统全程自动跟踪记 ： 录操作者的每一个操作步骤，实时地进行过程评判和结构评判，并根据需要对考碴，i j 生作出准确量化地评价，整个评判过程无人为干预，确保考试的科学、客观、统 一和公正。该系统的整个考试过程均由中心服务器自动控制，并能由人工远程监 控，还能实现随时报名、即时组织考试，真正脱离了考试盘和考卷，步入世界人 才测评先进行列。这套系统目前已应用到教育部考试中心的n i t 考试、人事部 的职称考试和劳动部的高新技术考试中心，取得了明显的效剩。e t e s t i n g 系统本 身集成了信息技术、网络技术及计算机技术，运用科学的管理方法和先进的教育 理念和教学方式，合理地组织和管理培训课程及人员，为学生提供个性化、智能 化、充分交互的专业培训。e t r a i n i n g 系统由于采用了动态模拟技术( d & t ) 和智 能判定技术( i a s ) ，使它具有极强的真实性、互动性和实时性。该系统可以模拟 全真环境，允许老师或学生的参与操作，相当于提供了一个智能化的网络虚拟教 室。 3 加拿大字源集团独资的北京奥兹教育网络系统有限公( o z t i m o 奥兹时 代) 是全球e 1 e a r n i n g 行业内领先的教育培训服务与现代远程教育解决方案提供 商。该公司采用培训考评一体化发展方向，拥有一个优秀的综合应用平台一紫晶 北京工业大学工学硕士学位论文 远程教育平台，采用适应市场的商业模式一可接受、标准化、可复制，能够使得 合作伙伴有信心和积极性，技术上完全实现了网络化、多媒体化和实时交互化。 不仅为用户提供一系列丰富的面向职业成长的培训教程，还与国际证书和国内权 威机构合作对学员进行考评s 目前奥兹时代已与中央电大、清华大学继续教育学 院等机构建立了合作关系。 4 美国p r o m e t r i c 有限公司是全球最大的计算机化认证考试服务公司， 总部位于美国马里兰州巴尔地摩市。它是计算机化评估和认证的全球领袖，开创 了计算机化考试技术和管理标准，在世界的6 大洲1 4 1 个国家建立认证考试网络， 可用2 5 种不同语言提供2 4 0 0 多种考试，提供六十多家世界知名i t 公司的认证 考试，如m i c r o s o f t 、o r a c l e 、c i s c o 、s u n 、h p 、m m 、l o t u s 等等。p r o m e t r i c 提 供的远程考试方案是一个可以任意时间、任意地点举办的，在代理环境( p r o c t o r e d ) 下的安全在线考试。它提供了单项、填空、简答等多种可选择的题型。只要能够 访问i n t e r n e t ，就可以马上创建一个在线考试，并且让学生立刻开始考试。通过 以上在线考试系统发展现状的介绍，可以看出虽然目前的远程考试已取得了较大 发展，但是系统在很多方面还不是很完善，使得远程考试在短时间内难以完全取 代传统的正式考试。现有的远程考试主要存在以下的不足：可扩展性差、安全性 和可维护性差，大多数是基于标准化考试的，难以满足复杂组卷条件的要求，当 组卷条件过多时，组卷速度慢，组卷成功率低等。这些缺陷使得目前的在线考试 系统难以大规模应用于正式的考试中。 1 2 本论文研究的主要内容 本文使用a s e n e t 技术实现一个在线考试系统，整个系统将被设计成具有 易修改和扩展的特性通用考试系统，即可以通过对题库和系统简单的修改就可以 实现不同的科目考试。系统还提供了统计分析模块可以对考试中多种信息进行统 计和分析。由于时间关系，目前系统只针对计算机基础这一门课程作了实现。论 文分为五个部分，第一章介绍了网络考试系统发展的现状：第二章介绍了考试系 统的相关理论和系统开发中涉及的一些开发技术和手段；第三章介绍了现在流行 的组卷算法；第四章系统需求分析及考试系统的设计与实现。 广 第2 章应用程序构架基础 第2 章应用程序架构基础 管理信息系统平台模式的变化使得所开发系统的系统构架和所选择的开发 工具都有了很大的不同。本章通过对系统可选择的平台模式的分析与比较，选择 了三层结构的b s 模式，并选择了在此模式下比较主流的开发技术a s p n e t 作 为开发工具，数据库选择基于i n t e r a c t 的s q ls e r v e r 数据库应用系统架构。 2 1 系统平台模式比较与选择 随着计算机软硬件技术和计算机网络技术的飞速发展，网络环境下的管理信 息系统平台模式不断更新。从主机终端模式到文件服务器模式，逐步发展到客 户机j r 务器模式( c l i e n t s e r v e r ，简称c s ) ，再到当前最主流的w e b 浏览器服务 器模式( b r o w s e r s e r v e r ，简称b s ) ，管理信息系统平台模式发生了很大的变化。 随着网络应用的不断发展，目前又出现了c s 模式与b s 模式相结合的模式。 2 1 1 客户机服务器模式和浏览器i l l 务器模式技术发展 i * 、_ ；扣7 ：? l 、客户机i l l 务器( c s ) 结构模式的概念 ： c s ( c l i e n t s e r v e r ) 结构，即大家熟知的客户机和服务器结构。它是软件系 统体系结构，通过它可以充分利用两端硬件环境的优势，将任务合理分配到c l i e n t 。 。 r 端和s e r v e r 端来实现，降低了系统的通讯开销。目前大多数应用软件系统都是 c l i e n t s e r v e r 形式的两层结构，由于现在的软件应用系统正在向分布式的w e b 应 用发展，w e b 和c l i e n t s e r v e r 应用都可以进行同样的业务处理，应用不同的模块 共享逻辑组件；因此，内部的和外部的用户都可以访问新的和现有的应用系统， 通过现有应用系统中的逻辑可以扩展出新的应用系统。这也就是目前应用系统的 发展方向。 传统的c s 体系结构虽然采用的是开放模式，但这只是系统开发一级的开放 性，在特定的应用中无论是c l i e n t 端还是s e r v e r 端都还需要特定的软件支持。由 于没能提供用户真正期望的开放环境，c s 结构的软件需要针对不同的操作系统 系统开发不同版本的软件，加之产品的更新换代十分快，已经很难适应百台电脑 以上局域网用户同时使用。而且代价高，效率低。 2 、浏览器朋艮务器( b s ) 模式结构的概念 b s ( b r o w s e r s e r v e r ) 结构即浏览器和服务器结构。它是随着i n t e r a c t 技术 的兴起，对c s 结构的一种变化或者改进的结构。在这种结构下，用户工作界面 m r - 【 北京工业大学工学硕士学位论文 是通过w w w 浏览器来实现，极少部分事务逻辑在前端( b r o w s e r ) 实现，但是 主要事务逻辑在服务器端( s e r v e r ) 实现，形成所谓三层3 - t i e r 结构。这样就大 大简化了客户端电脑载荷，减轻了系统维护与升级的成本和工作量，降低了用户 的总体成本( t c o ) 。 以目前的技术看，局域网建立b s 结构的网络应用，并通过i n t e r n e t i n t r a n e t 模式下数据库应用，相对易于把握、成本也是较低的。它是一次性到位的开发， 能实现不同的人员，从不同的地点，以不同的接入方式( 比如 l a n ，w a n ，i n t e m e t i n t r a n e t 等) 访问和操作共同的数据库；它能有效地保护数据 平台和管理访问权限，服务器数据库也很安全。特别是在j a v a 这样的跨平台语 言出现之后，b s 架构管理软件更是方便、快捷、高效。 3 、管理软件主流技术。 管理软件技术的主流技术与管理思想一样，也经历了三个发展时期。首先， 界面技术从上世纪d o s 字符界面到w i n d o w s 图形界面( 或图形用户界面g u i ) ， 直至b r o w s e r 浏览器界面三个不同的发展时期。其次，今天所有电脑的浏览器界 面，不仅直观和易于使用，更主要的是基于浏览器平台的任何应用软件其风格都 是一样的，使用人对操作培训的要求不高，而且软件可操作性强，易于识别；再 者，平台体系结构也从过去单用户发展到今天的文件朋艮务器( f s ) 体系、客户 机服务器( c s ) 体系和浏览器服务器( b s ) 体系。 2 1 2c s 和b s 模式结构的比较 c s 和b s 是当今世界开发模式技术架构的两大主流技术。c s 是美国 b o r l a n d 公司最早研发，b s 是美国微软公司研发。目前，这两项技术以被世界 各国所掌握，国内公司以c s 和b s 技术开发出产品也很多。这两种技术都有自 己一定的市场份额和客户群。 l 、c s 架构软件的优势与劣势 ( 1 ) 、应用服务器运行数据负荷较轻最简单的c s 体系结构的数据库应用 由两部分组成，即客户应用程序和数据库服务器程序。二者可分别称为前台程序 与后台程序。运行数据库服务器程序的机器，也称为应用服务器。一旦服务器程 序被启动，就随时等待响应客户程序发来的请求；客户应用程序运行在用户自己 的电脑上，对应于数据库服务器，可称为客户电脑，当需要对数据库中的数据进 行任何操作时，客户程序就自动地寻找服务器程序，并向其发出请求，服务器程 序根据预定的规则作出应答，送回结果，应用服务器运行数据负荷较轻。 ( 2 ) 、数据的储存管理功能较为透明在数据库应用中，数据的储存管理功 能，是由服务器程序和客户应用程序分别独立进行的，前台应用可以违反的规则， ， v 毒 一基础 埘i i m 曼曼曼曼舅篁曼皇曼曼鼍置皇曼兽詈曼曼曼曼鼍量皇皇舅量曼量皇量皇篁 i 并且通常把那些不同的( 不管是己知还是未知的) 运行数据，在服务器程序中不 集中实现，例如访问者的权限，编号可以重复、必须有客户才能建立定单这样的 规则。所有这些，对于工作在前台程序上的最终用户，是“透明”的，他们无须过 问( 通常也无法干涉) 背后的过程，就可以完成自己的一切工作。在客户服务器 架构的应用中，前台程序不是非常“瘦小”，麻烦的事情都交给- j j l r 务器和网络。 在c s 体系的下，数据库不能真正成为公共、专业化的仓库，它受到独立的专门 管理。 ， ： ( 3 ) 、c s 架构的劣势是高昂的维护成本且投资大首先，采用c s 架构， 要选择适当的数据库平台来实现数据库数据的真正“统一”，使分布于两地的数据 同步完全交由数据库系统去管理，但逻辑上两地的操作者要直接访问同个数据 库才能有效实现，有这样一些问题，如果需要建立“实时”的数据同步，就必须在 两地间建立实时的通讯连接，保持两地的数据库服务器在线运行，网络管理工作 人员既要对服务器维护管理，又要对客户端维护和管理，这需要高昂的投资和复 杂的技术支持，维护成本很高，维护任务量大。 其次，传统的c s 结构的软件需要针对不同的操作系统系统开发不同版本的。 软件，由于产品的更新换代十分快，代价高和低效率已经不适应工作需要。在 。 ； j a v a 这样的跨平台语言出现之后，b s 架构更是猛烈冲击c s ，并对其形成威胁 。 和挑战。 ，。j ，。0 ”一 2 、b s 架构软件的优势与劣势 ( 1 ) 、维护和升级方式简单目前，软件系统的改进和升级越来越频繁，b s 架构的产品明显体现着更为方便的特性。对一个稍微大一点单位来说，系统管理 人员如果需要在几百甚至上千部电脑之间来回奔跑，效率和工作量是可想而知 的，但b s 架构的软件只需要管理服务器就行了，所有的客户端只是浏览器，根 本不需要做任何的维护。无论用户的规模有多大，有多少分支机构都不会增加任 何维护升级的工作量，所有的操作只需要针对服务器进行；如果是异地，只需要 把服务器连接专网即可，实现远程维护、升级和共享。所以客户机越来越“瘦”， 而服务器越来越“胖”是将来信息化发展的主流方向。今后，软件升级和维护会越 来越容易，而使用起来会越来越简单，这对用户人力、物力、时间、费用的节省 是显而易见的，惊人的。因此，维护和升级革命的方式是“瘦”客户机，“胖”服务 器。 ， ( 2 ) 、成本降低，选择更多大家都知道w i n d o w s 在桌面电脑上几乎一统天 下，浏览器成为了标准配置，但在服务器操作系统上w i n d o w s 并不是处于绝对的 统治地位。现在的趋势是凡使用b s 架构的应用管理软件，只需安装在l i n u x 服 务器上即可，而且安全性高。所以服务器操作系统的选择是很多的，不管选用那 种操作系统都可以让大部分人使用w i n d o w s 作为桌面操作系统电脑不受影响，这 7r 就使的最流行免费的l i n u x 操作系统快速发展起来，l i n u x 除了操作系统是免费 的以外，连数据库也是免费的，这种选择非常盛行。 比如说很多人每天上“网易( 原文为新浪) 网，只要安装了浏览器就可以了， 并不需要了解“网易，的服务器用的是什么操作系统，而事实上大部分网站确实没 有使用w i n d o w s 操作系统，但用户的电脑本身安装的大部分是w i n d o w s 操作系 统。 ( 3 ) 、应用服务器运行数据负荷较重由于b s 架构管理软件只安装在服务 器端( s e r v e r ) 上，网络管理人员只需要管理服务器就行了，用户界面主要事务 逻辑在服务器( s e r v e r ) 端完全通过w w w 浏览器实现，极少部分事务逻辑在前 端( b r o w s e r ) 实现，所有的客户端只有浏览器，网络管理人员只需要做硬件维 护。但是，应用服务器运行数据负荷较重，一旦发生服务器“崩溃”等问题，后果 不堪设想。因此，许多单位都备有数据库存储服务器，以防万一。 3 、c s 与b s 区别 - c l i e n t s e r v e r 是建立在局域网的基础上的，b r o w s e r s e r v e r 是建立在广域网的 基础上的。 ( 1 ) 、硬件环境不同c s 一般建立在专用的网络上，小范围里的网络环境， 局域网之间再通过专门服务器提供连接和数据交换服务。b s 建立在广域网之上 的，不必是专门的网络硬件环境，例如电话上网，租用设备，信息自己管理，有 比c s 更强的适应范围，一般只要有操作系统和浏览器就行。 ( 2 ) 、对安全要求不同c s 一般面向相对固定的用户群，对信息安全的控 制能力很强。一般高度机密的信息系统采用c s 结构适宜，可以通过b s 发布部 分可公开信息。b s 建立在广域网之上，对安全的控制能力相对弱，面向是不可 知的用户群。 ( 3 ) ；对程序架构不同c s 程序可以更加注重流程j 可以对权限多层次校 验，对系统运行速度可以较少考虑。b s 对安全以及访问速度的多重的考虑，建 立在需要更加优化的基础之上。比c s 有更高的要求，b s 缁构的程序架构是发 展的趋势，从m s 的n e t 系列的b i z t a l k 2 0 0 0 e x c h a n g e 2 0 0 0 等，全面支持网络的 构件搭建的系统。s u n 和m m 推的j a v a b e a n 构件技术等，使b s 更加成熟。 ( 4 ) 、软件重用不同c s 程序可以不可避免的整体性考虑，构件的重用性 不如在b s 要求下的构件的重用性好。b s 对的多重结构，要求构件相对独立的 功能。能够相对较好的重用。就如买来的餐桌可以再利用，而不是做在墙上的石 头桌子。 ( 5 ) 、系统维护不同系统维护是软件生存周期中，开销大，相当重要，c s 程序由于整体性，必须整体考察，处理出现的问题以及系统升级难，可能是再做 一个全新的系统。b s 构件组成方面构件个别的更换，实现系统的无缝升级。系 ，1j1 k 1 j 第2 章应用程序构架基础 统维护开销减到最小，用户从网上自己下载安装就可以实现升级。 ( 6 ) 、处理问题不同c s 程序可以处理用户面固定，并且在相同区域，安 全要求高的需求，与操作系统相关，应该都是相同的系统。b s 建立在广域网上， 面向不同的用户群，分散地域，这是c s 无法作到的，与操作系统平台关系最小。 ( 7 ) 、用户接口不同c s 多是建立在w i n d o w 平台上，表现方法有限，对 程序员普遍要求较高。b s 建立在浏览器上，有更加丰富和生动的表现方式与用 户交流，并且大部分难度减低，降低开发成本。 ( 8 ) 、信息流不同c s 程序一般是典型的中央集权的机械式处理，交互性 相对低。b s 信息流向可变化，b b 、b c 、b g 等信息流向的变化，更象交 易中心。 从上面的比较可以看出，b s 模式的体系结构优势明显，随着互联网的发展， b s 模式体系结构必将以更大的份额占领市场。由于网络浏览器其功能简单，但 交互及时，而客户端并没有过多的处理任务，需要及时与用户交互，所以很适合 在客户端运行。由于c s 结构的信息系统的交互性比较低，而网络教学系统需要 比较强的交互功能，所以本系统选取b s 结构来设计。 j 。 ； 2 2 网络考试系统体系结构选择 “ 一 一7 ： 弯 网络教学系统的体系结构采用b s 模式，即浏览器、w e b 服务器数据库服务 。“，。毫 器三层结构。这样的结构可大大简化客户端电脑载荷，减轻系统维护与升级的成 j 本和工作量。网络教学系统设计框架如图2 1 所示。 。+ 一”l 第一层的用户层是整个系统的窗口。网络教学系统分为学生用户、教师用户 和管理员用户三类用户，用户通过客户端浏览器访问系统，通过提交表单，激活 w e b 服务器端相应的程序，实现与系统的交互，从而完成需要实现的工作。 第二层的功能层是用户界面层和数据层之间的衔接部分，系统的程序逻辑存 放在功能层的w e b 服务器中。本系统中功能模块层分为学习子系统、考斌子系 统和管理维护子系统三部分，每部分由若干个模块组成。功能层的w e b 服务器 将响应用户层的请求，调用相应的程序，处理后，将结果返回给客户端浏览器。 如果需要存取数据，则访问第三层的数据库服务器。 第三层的数据层是整个系统的基础，网络教学系统的数据库包括用户信息、 教学资源、考试信息、管理信息等若干数据信息。其中，用户信息用于存储可访 问系统的用户的用户名、密码及权限等信息；教学资源主要为学习子系统提供数 据支持；考试信息主要由“试题库”、“试卷信息”、“考试信息 等与考试相关的 数据组成，它主要是为考试子系统提供数据服务。 通过综合分析上述应用程序架构，本系统选择基于b s 的系统模式。在次模式基 础上，比较主流的开发工具是a s e n e t 。 图2 1 网络教学系统体系结构图 f i g u r e2 - 1t h e a r c h i t e c t u r ec h a r to f t e a c h i n gs y s t e mo v e rn e t w o r k 2 3 n e t 平台技术分析 2 0 0 0 年6 月，微软公司推出了“m i c r o s o f t n e t 下一代互联网软件和服务战 略 ，